Тактическая аэронавигационная система , обычно называемая аббревиатурой TACAN , представляет собой навигационную систему, используемую военными самолетами. Он предоставляет пользователю информацию о пеленге и расстоянии (наклонная дальность или гипотенуза) до наземной или корабельной станции. С точки зрения конечного пользователя, это более точная версия системы VOR / DME , которая предоставляет информацию о пеленге и дальности для гражданской авиации . Часть DME системы TACAN доступна для гражданского использования; на объектах VORTAC , где VOR совмещен с TACAN, гражданские самолеты могут получать показания VOR/DME. Самолеты, оснащенные авионикой TACAN, могут использовать эту систему для навигации по маршруту, а также для неточных заходов на посадку к посадочным площадкам.
Типичная бортовая панель пользователя TACAN имеет переключатели управления для установки канала (соответствующего назначенной частоте желаемой наземной станции), режима работы либо для передачи/приема (T/R, чтобы получить как пеленг, так и дальность), либо только для приема (REC, чтобы определить пеленг, но не дальность). Позже эта возможность была расширена и теперь включает режим «воздух-воздух» (A/A), в котором два пользователя, находящихся в воздухе, могут получать информацию об относительной наклонной дальности и/или пеленге в зависимости от конкретных установок [1] через пеленг «воздух-воздух». заметно менее точен, чем подшипник «земля-воздух». Самолет, оснащенный только TACAN, не может получать информацию о пеленге со станции, поддерживающей только VOR.
Навигационная система TACAN представляет собой развитие навигационных систем с радиотранспондерами , восходящих к британской системе гобоя времен Второй мировой войны . В США многие компании участвовали в разработке TACAN для военных самолетов. Лаборатории Хоффмана, отдел. Hoffman Electronics Corp. – Отдел военной продукции [2] (ныне NavCom Defense Electronics) [3] был лидером в разработке нынешней системы TACAN в США, начиная с конца 1950-х годов.
TACAN в целом можно охарактеризовать как военную версию системы VOR/DME, хотя, несмотря на то, что она предоставляет ту же информацию, что и ее гражданский аналог, ее метод работы существенно отличается. Он работает в полосе частот УВЧ 962–1213 МГц , используя систему импульсно-парных транспондеров, аналогичную системе вторичного радара наблюдения . Запрашивающие самолеты передают в диапазоне 1024–1150 МГц, разделенном на каналы по 1 МГц с номерами 1–126; частота отвечающей станции (наземной, корабельной или другого воздушного судна) на 63 МГц (63 канала) выше или ниже исходной частоты, в зависимости от выбранного канала и режима работы. Расстояние между импульсами в отдельной паре импульсов также определяется режимом работы TACAN.
Информация о дальности функционально идентична методу, предоставляемому гражданским DME: пары импульсов транспондера с самолета повторяются опрашиваемой станцией, используя время прохождения туда и обратно для расчета наклонной дальности. Случайный интервал между парами импульсов запроса позволяет запросчику отделить свой собственный сигнал от сигнала другого самолета, позволяя нескольким пользователям получить доступ к функции измерения дальности без взаимных помех. Фиксированное время задержки туда и обратно (зависит от режима системы) добавляется к каждой паре импульсов при повторной передаче соответствующей станцией. Запросчик будет генерировать до 150 пар импульсов в секунду при первом обнаружении станции в радиусе действия в режиме «поиск», затем снижается до ≈30 пар в секунду при обнаружении в режиме «отслеживание».
Информация о пеленге получается из амплитудной модуляции (AM) парно-импульсных сигналов отвечающей станции, при этом AM-сигнал генерируется посредством физического вращения направленной антенны станции или электронного управления тем же сигналом с использованием антенной решетки. Генерируются два AM-сигнала: основной AM-сигнал частотой 15 Гц и вспомогательный AM-сигнал (реализуемый с использованием отражателей фиксированного сигнала в установках с вращающимися антеннами) частотой 135 Гц, девятой гармоники основного сигнала. Они соответствуют «грубому» и «точному» сигналу пеленга, причем последний повышает точность первого. Время сравнивается между точкой пикового положительного уровня сигнала с эталонной последовательностью или «пакетом» пар импульсов определенной частоты повторения и длительности, рассчитанных на передачу в определенной точке развертки сигнала; при передаче они заменяют дальномерные импульсы. Гражданская система VOR отличается от TACAN тем, что использует один непрерывный сигнал модуляции частотой 30 Гц, используя разность фаз между компонентом с фиксированной фазой и переменной фазой (вращающейся) для получения информации о пеленге.
Станции ТАКАН передают пары импульсов со общей скоростью 3600 пар в секунду: 900 из которых несут опорные пакеты, а остальные 2700 состоят из импульсов дальности и идентификации. При недостаточном количестве импульсов запроса от самолета станция будет использовать схему самогенерируемого сигнала для подачи дополнительных рандомизированных пар импульсов для поддержания желаемой частоты импульсов. Это гарантирует наличие достаточного сигнала для поддержки демодулируемых сигналов подшипника.
Станции ТАКАН обозначаются азбукой Морзе . Передающая станция периодически заменяет пары рандомизированных дальномерных импульсов парами с регулярным интервалом, которые демодулируются до тона частотой 1350 Гц, вводя трехбуквенный идентификационный код со скоростью примерно 6-7 слов в минуту каждые 40 секунд. В промежутках между точками и тире допускаются дальнобойные и самогенерируемые импульсы. В системе, поддерживающей только TACAN, нет возможности передачи голоса.
Доступны две основные конфигурации каналов: X (исходная реализация) и Y (добавленная в 1960-х годах для расширения доступных каналов и уменьшения взаимных помех между близко расположенными станциями). Эти конфигурации отличаются шириной пары импульсов, фиксированной задержкой ответа приемника и полярностью смещения частоты от канала запроса. Запросчики TACAN могут работать в четырех режимах: приема (только для пеленга/идентификации), передачи/приема (для пеленга, дальности и идентификатора) и в версиях двух предыдущих режимов «воздух-воздух».
Теоретически TACAN должен обеспечить 9-кратное увеличение точности по сравнению с VOR, но оперативное использование показало лишь приблизительно 3-кратное увеличение. [4]
Точность азимутальной составляющей 135 Гц составляет ±1° или ±63 м на расстоянии 3,75 км. [5] Точность участка DME должна составлять 926 м (0,500 морских миль) или 3% наклонной дальности, в зависимости от того, что больше, согласно FAA 9840.1 1982 г. [5] и FAA N8200.121.
Станции ТАКАН могут обеспечивать дальность до 390 морских миль. [ нужна цитата ]
Современные ТАКАНы гораздо точнее. Теперь необходимо иметь портативные TACAN, сертифицированные по IFR, как стационарные, так и портативные системы. Последняя современная версия TACAN прошла испытания и может стать реальной резервной копией будущих систем управления воздушным движением и даже может быть интегрирована в системы для бесперебойного резервного копирования. [ нужна цитата ]
В прошлом TACAN полагались на высокую выходную мощность (до 10 000 Вт) для обеспечения хорошего сигнала в космосе, чтобы преодолеть нули, присутствующие в конструкции антенны, и обеспечить требуемую дальность действия ( нужна ссылка ) на 200 миль. С развитием технологий конструкция антенн улучшилась: появились антенны с более высоким коэффициентом усиления, гораздо более мелкими нулями и более легкой конструкцией. Теперь стало возможным иметь дальность действия 200 морских миль с передатчиком TACAN DME мощностью 400 Вт, что делает корпус TACAN намного меньше, портативнее и надежнее (снижение мощности также снижает нагрев, что продлевает срок службы электроники).
Во время первого полета космического корабля «Шаттл» капитан компании Capcom Джозеф П. Аллен сообщил экипажу, что их TACAN зафиксировали сигналы канала 111 в Санкт-Петербурге , штат Флорида, на расстоянии 250 миль.
TACAN становится меньше: полное покрытие TACAN теперь может быть обеспечено в системе, которую можно перевозить на одном прицепе весом менее 4000 фунтов и устанавливать двумя людьми менее чем за час. Трансиверы TACAN теперь могут быть такими же маленькими, как коробки для завтрака (с полным покрытием и радиусом действия), а вес антенн можно уменьшить с 800 фунтов до менее 100 фунтов. [ нужна цитата ]
_TACAN.jpg/1280px-USS_Raleigh_(LPD-1)_TACAN.jpg)
Поскольку блоки азимута и дальности объединены в одну систему, это упрощает установку. Требуется меньше места, чем VOR, поскольку для VOR требуется большой противовес и довольно сложная фазированная антенная система. Система TACAN теоретически может быть размещена на здании, большом грузовике, самолете или корабле и введена в эксплуатацию в течение короткого периода времени. Бортовой приемник TACAN может использоваться в режиме «воздух-воздух», что позволяет двум взаимодействующим самолетам определять относительные пеленги и расстояние.
Для военного использования основным недостатком является отсутствие возможности контроля выбросов ( EMCON ) и скрытности. Военно-морские операции TACAN разработаны таким образом, чтобы самолет мог найти корабль и приземлиться. Поскольку шифрование отсутствует, противник может использовать предоставленную дальность и пеленг для атаки на корабль, оснащенный ТАКАН. Некоторые TACAN имеют возможность использовать режим «Только по требованию»: передача только при запросе самолета по каналу. Вполне вероятно, что TACAN будет заменен дифференциальной системой GPS, аналогичной системе локального расширения, называемой JPALS. Объединенная система точного захода на посадку и приземления имеет низкую вероятность перехвата для предотвращения обнаружения противника, а авианосная версия может использоваться для операций автоматической посадки .
Некоторые системы, используемые в США, модулируют передаваемый сигнал с помощью вращающейся антенны со скоростью 900 об/мин. Поскольку эта антенна довольно большая и должна вращаться 24 часа в сутки, это может вызвать проблемы с надежностью. Современные системы имеют антенны, в которых используется электронное вращение (вместо механического), поэтому в них нет движущихся частей.
