- Tích hợp máy tính analog điện cơ theo dõi vị trí các ngôi sao và tính độ cao cùng phương vị theo vị trí hiện tại để tự động hóa thiên văn dẫn đường
- Hệ thống bắt đầu tìm kiếm chỉ với vị trí gần đúng của ngôi sao cùng vĩ độ, kinh độ và hướng mũi máy bay gần đúng, rồi dùng spiral search pattern và tính toán lặp để thu được giá trị chính xác hơn
- Việc tính vị trí sao sử dụng dữ liệu thời gian và thiên thể từ Air Almanac cùng các tọa độ như SHA, declination, LHA, rồi chuyển đổi tọa độ thiên cầu toàn cục sang hệ tọa độ chân trời theo khung tham chiếu của máy bay
- Cơ chế cốt lõi là một mô hình vật lý của thiên cầu kết hợp bánh răng, thanh trượt, động cơ và đầu ra synchro để giải tam giác hàng hải theo cơ khí, từ đó cho ra altitude và azimuth
- Kết quả là thiết bị này cung cấp heading với độ chính xác 0,1 độ và còn hỗ trợ xác định vị trí dựa trên line of position, trở thành một thành phần quan trọng trong tự động hóa dẫn đường hàng không thời tiền số
Tổng quan hệ thống Astro Compass
- Angle Computer là máy tính analog điện cơ bên trong Astro Compass của oanh tạc cơ B-52, dùng để tự động theo dõi vị trí sao và tính các góc cần thiết cho dẫn đường
- Trong dẫn đường hàng không trước thời GPS, người ta dùng thiên văn dẫn đường
- Thiên văn dẫn đường chính xác, khó bị gây nhiễu và không cần hạ tầng phát sóng, nhưng thao tác thủ công thì khó và tốn thời gian
- Đầu thập niên 1960, một hệ thống tự động cho B-52 đã được phát triển
- Khi đó máy tính số chưa phù hợp, nên các phép tính lượng giác được xử lý bằng máy tính analog điện cơ
-
Đầu ra chính của Astro Compass** làheading có độ chính xác rất cao**, với độ chính xác đạt**0,1 độ
- Sau đó cũng có thể dùng để xác định vị trí bằng kỹ thuật line of position
- Astro Tracker là thiết bị theo dõi quang học của Astro Compass, một thành phần cốt lõi được gắn ở phía trên máy bay
- Bao gồm vòm kính 4 inch nhô ra khỏi phần trên thân máy bay
- Bên trong có kính thiên văn theo dõi
- Dùng photomultiplier tube để phát hiện ánh sáng sao
- Con quay hồi chuyển và hệ động cơ phức tạp cung cấp stable platform, giữ kính thiên văn ở trạng thái thẳng đứng chính xác ngay cả khi máy bay nghiêng và chuyển động
- Lăng kính xoay và nghiêng để ngắm vào ngôi sao cụ thể
- Astro Compass chỉ cần biết vị trí gần đúng của ngôi sao trên bầu trời để hướng cảm biến đúng phía
- Độ chính xác phương hướng không cần phải hoàn hảo
- Thiết bị thực hiện spiral search pattern để tìm sao
- Phạm vi tìm kiếm là ±4° theo phương vị và ±2,5° theo độ cao
- Để so sánh, đường kính góc biểu kiến của Mặt Trăng vào khoảng 0,5°
- Toàn bộ hệ thống Astro Compass gồm 19 thành phần
- Bên phải là 10 bộ khuếch đại và thành phần máy tính dùng để điều khiển hệ thống
- Trong số đó, Angle Computer nằm ở góc dưới bên phải
- Bên trái là 9 bảng điều khiển và hiển thị mà hoa tiêu B-52 sử dụng
- Ví dụ gồm Line of Position display, Master Control panel, Heading Display panel, Indicator Display panel
-
Tên hệ thống và tài liệu
- Xác nhận cách ghi của Angle Computer là "Computer, Altitude-Azimuth, Automatic Astro Compass Type MD-1"
- Trên thiết bị cũng có nhãn dán "MD-3"
- Cũng có nhắc tới việc cùng một hệ thống có thể được gọi là "Kollsman KS-50-03 Astro Tracking System" hoặc 50-08
- Tài liệu liên quan gồm Operating Instructions Handbook, Operating Instructions Pocket Manual, The Celestial Tracker as an Astro Compass, và bằng sáng chế Celestial Data Computer
-
Hình dáng bên ngoài và đóng gói
- Nhìn từ bên ngoài, Angle Computer có dạng gói hình trụ màu đen với đầu nối ở một đầu
- Hình trụ được niêm kín bằng các đai kim loại hàn lại
- Thiết bị được nén áp bằng nitơ khô qua van nạp ở giữa
- Van này là loại Schrader valve giống như loại thường thấy trên lốp xe
-
Kết nối và luồng dữ liệu
- Trong sơ đồ kết nối vật lý, Angle Computer được ghi là Alt Az Computer
- Trong sơ đồ khối, nó được ghi là Altitude Azimuth Computer
- Hai sơ đồ lần lượt thể hiện kết nối vật lý giữa các thành phần và luồng dữ liệu bên trong hệ thống
Cách vận hành và dữ liệu đầu vào
- Master Control Panel cung cấp giao diện người dùng để chọn từng giá trị và nhập bằng cách xoay núm
- Trước tiên chọn dữ liệu như giờ đồng hồ, SHA của sao số 1, Declination của sao số 3
- Sau đó xoay núm Set Control theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ để cuộn đến giá trị mong muốn
- Mỗi núm có hình dạng hình học khác nhau
- Có thể phân biệt các núm chỉ bằng cảm giác chạm
- Mỗi giá trị dữ liệu được hiển thị bằng màn hình điện cơ
- Star Data display hiển thị sidereal hour angle và declination của một ngôi sao
- Trông giống hiển thị số, nhưng thực chất là mặt số analog được quay bằng động cơ điều khiển qua synchro
- Hệ thống có 3 Star Data display
- Có thể lưu vị trí của ba ngôi sao cùng lúc
- Hệ thống chỉ dùng một ngôi sao tại một thời điểm, nhưng có thể đổi sao nhanh bằng Star switch
- Astro Compass thông thường nhận vĩ độ và kinh độ từ bombing computer
- Hướng mũi máy bay gần đúng được lấy từ la bàn từ tính dưới tên BATH, Best Available True Heading
- Tất cả các giá trị này đều có thể nhập thủ công nếu cần
- Việc tính toán dẫn đường cần biết vị trí và hướng mũi máy bay để tính độ cao và phương vị của ngôi sao, nên thoạt nhìn có vẻ như bài toán chicken-and-egg
- Trên thực tế, chỉ cần giá trị gần đúng của vĩ độ, kinh độ và hướng mũi máy bay là đủ
- Sai số cho phép của hướng mũi máy bay là trong 4°
- Từ đó hệ thống tính ra vĩ độ, kinh độ và hướng mũi máy bay chính xác hơn
- Lặp lại quá trình này thì các giá trị sẽ hội tụ
- La bàn từ tính cung cấp hướng mũi máy bay gần đúng, còn dead reckoning hoặc inertial navigation cung cấp vị trí gần đúng
- Thông tin chính xác hơn từ Astro Compass lại được dùng để cải thiện độ chính xác của dead reckoning hoặc inertial navigation
Dữ liệu thiên văn và chuẩn thời gian
- Thông tin vị trí thiên thể được lấy từ Air Almanac
- Chính phủ Mỹ bắt đầu phát hành từ năm 1941
- Mỗi 4 tháng phát hành một quyển mới
- Mỗi ngày có một tờ dữ liệu
- Dữ liệu theo khoảng 10 phút
- Cột đầu tiên là GMT
- Các cột còn lại ghi vị trí Mặt Trời, First Point of Aries(♈︎), vị trí các hành tinh có thể quan sát, và vị trí Mặt Trăng
- Vị trí sao được cung cấp trong bảng và biểu đồ riêng, và vì các sao gần như đứng yên nên không cập nhật hằng ngày
- Greenwich Mean Time hiện nay phần lớn đã được thay bằng UTC
- GMT là hệ thống dựa trên thời điểm Mặt Trời lên cao nhất trên kinh độ 0° ở Greenwich, Anh
- Giờ Mặt Trời biến thiên vì quỹ đạo Trái Đất là hình elip, nên độ dài ngày Mặt Trời thay đổi gần 1 phút trong năm
- Để hiệu chỉnh điều này, Mean Time được đưa ra, lấy trung bình năm để một ngày luôn đúng 24 giờ
- UTC không được xác định theo vị trí Mặt Trời trên Greenwich mà bằng đồng hồ nguyên tử
- Chênh lệch giữa hai hệ tối đa là 0,9 giây
- Để giữ đồng bộ, leap second được thêm vào UTC
- Độ dài của solar day tính theo Mặt Trời và sidereal day tính theo sao là khác nhau
- solar day là 24 giờ thông thường
- sidereal day là 23 giờ 56 phút 4 giây
- Vì vậy một năm có thể biểu diễn là 366,25 sidereal days hoặc 365,25 solar days
Hệ tọa độ và tính toán vị trí sao
- Hệ tọa độ Air Almanac và hệ tọa độ cục bộ của máy bay là khác nhau, và việc tính vị trí sao cần chuyển đổi hệ tọa độ
- Sử dụng lượng giác cầu và navigational triangle
- Astro Compass không dùng trực tiếp tọa độ toàn cục mà cần tọa độ cục bộ theo chuẩn máy bay
- Hệ tọa độ ngang là hệ tọa độ cục bộ dùng để ngắm kính thiên văn
- azimuth là hướng khi quay 360° theo đường chân trời
- Điểm ngay trên đỉnh đầu là zenith
- Góc nâng từ đường chân trời lên thiên đỉnh là altitude
- Vị trí của một ngôi sao cụ thể được biểu diễn bằng hai giá trị azimuth và altitude
- Vì hệ tọa độ này dựa trên vị trí cục bộ, nên nếu địa điểm thay đổi thì azimuth và altitude của cùng một ngôi sao cũng thay đổi
- Do Trái Đất tự quay, hai giá trị này cũng liên tục thay đổi theo thời gian
- Công thức tính altitude và azimuth rất phức tạp, bao gồm sine, cosine, arcsine, arctangent
- Trong ảnh phơi sáng dài chụp quỹ đạo sao, mỗi ngôi sao vẽ thành một vòng tròn quanh Polaris
- Dọc theo quỹ đạo tròn này, altitude và azimuth thay đổi theo hàm lượng giác
- Angle Computer thực hiện phép tính này theo cách điện cơ
- Thiên cầu là mô hình coi các ngôi sao như được cố định trên bề mặt của một khối cầu lớn bao quanh Trái Đất
- Trái Đất ở trung tâm và quay một vòng trong một ngày sao
- Phần kéo dài của xích đạo Trái Đất là celestial equator
- Có các celestial poles tương ứng với các cực của Trái Đất
- Vị trí trên Trái Đất được biểu diễn bằng latitude và longitude
- Tương ứng, vị trí sao được biểu diễn bằng declination và sidereal hour angle, SHA
- Kinh tuyến gốc được định nghĩa là đi qua Greenwich
- Kinh tuyến thiên cầu 0° không được định nghĩa theo kinh tuyến Greenwich mà theo vị trí của Mặt Trời tại điểm xuân phân vernal equinox
- Mặt Trời di chuyển một vòng mỗi năm trên thiên cầu
- Do trục quay của Trái Đất bị nghiêng, trong một năm Mặt Trời nằm phía trên xích đạo trong nửa năm và phía dưới trong nửa năm còn lại
- Thời điểm đi qua xích đạo là vernal equinox(March) và autumnal equinox(September)
- Điểm chuẩn này được gọi là First Point of Aries(♈︎)
- Hiện nay tại điểm này Mặt Trời nằm trong Pisces
- Tuy nhiên tên gọi Aries vẫn được giữ nguyên
- Hipparchus đã định nghĩa First Point of Aries là điểm bắt đầu chuyển động của Mặt Trời vào năm 130 TCN
- Vào thời điểm đó, Mặt Trời tại xuân phân thực sự nằm trong Aries
- Hướng trục quay của Trái Đất có hiện tượng precession of the equinoxes với chu kỳ 26.000 năm
- Vì thế vị trí của Mặt Trời đã dịch chuyển từ Aries sang Pisces
- Kể cả từ sau khi B-52 được sản xuất lần đầu, điểm xuân phân cũng đã dịch thêm 1°
- Quá trình đổi tọa độ cố định của sao sang tọa độ quay theo Trái Đất được thực hiện bằng cộng và trừ góc
- Tra cứu Greenwich Hour Angle of Aries, GHA ♈︎ tại một thời điểm cụ thể
- Tra cứu SHA của ngôi sao
- Cộng hai giá trị để tính Greenwich Hour Angle của ngôi sao
- Trừ tiếp longitude của máy bay để thu được Local Hour Angle, LHA
- Vì bước này chỉ gồm phép cộng và trừ đơn giản nên có thể xử lý cơ học dễ dàng bằng differential gears
- Cuối cùng giải navigational triangle để tính azimuth và altitude
- Các đỉnh là North Pole, zenith phía trên máy bay, và ngôi sao
- Biết trước hai cạnh và một góc
- Cạnh thứ nhất là 90° - declination
- Cạnh thứ hai là 90° - latitude
- Góc giữa chúng là LHA
- Giải góc tại thiên đỉnh sẽ cho azimuth
- Giải cạnh thứ ba sẽ cho 90° - altitude
- Trong hàng hải thiên văn thủ công, có thể giải bằng các bảng sight reduction dày cùng phép tính
- Mục đích của Angle Computer là xử lý cơ học tự động hóa việc này
-
SHA và xích kinh
- Trong dẫn đường thiên văn, khi đo vị trí sao theo kinh tuyến thì dùng SHA
- Trong thiên văn học, right ascension được dùng phổ biến hơn
- right ascension được đo theo hướng ngược lại và đơn vị không phải độ mà là hours
- Công thức liên hệ là
RA = (360° - SHA) / 15°
-
Xuân phân trung bình và xuân phân biểu kiến
- Trái Đất không phải là một khối cầu hoàn hảo nên trục quay của nó dao động theo chu kỳ 18,6 năm
- Với nhiều mục đích, người ta dùng mean equinox đã được lấy trung bình
- Điểm xuân phân vật lý thực tế là apparent equinox
- Greenwich Mean Sidereal Time, GMST dựa trên mean equinox
- Greenwich Apparent Sidereal Time, GAST dựa trên apparent equinox
- Chênh lệch giữa hai điểm xuân phân là equation of the equinoxes
- Độ lớn chênh lệch nhỏ hơn khoảng 1,1 giây
-
Đồng xích vĩ và đồng vĩ độ
-
90° - declination** là**co-declination
-
90° - latitude** là**co-latitude
- Trong cách giải tam giác có thể dùng spherical law of sines và spherical law of cosines
- Ngoài ra còn nhắc đến cách áp dụng rotation matrices để đổi hệ tọa độ
-
Sự thay đổi vị trí sao
- Các ngôi sao chuyển động theo những hướng khác nhau, nhưng với đa số sao thì sự thay đổi proper motion quan sát được là rất nhỏ
- Tuy vậy, khi so sánh 1960 Air Almanac và 2026 Air Almanac, có đề cập rằng nhiều ngôi sao trong danh sách dường như đã dịch chuyển hơn 1 độ
- Nguyên nhân được nêu là precession of the equinoxes
- Cũng có giải thích rằng lý do độ thay đổi khác nhau giữa các sao là vì biến thiên góc phụ thuộc vào vị trí của sao, và càng gần cực thì SHA càng bị phóng đại
Cơ chế Angle Computer
- Nhiệm vụ của Angle Computer là giải navigational triangle bằng cơ khí
- Giá trị đầu vào là declination, LHA của ngôi sao và latitude của người quan sát
- Từ đó tính ra altitude và azimuth của ngôi sao tại vị trí hiện tại
- Khái niệm cốt lõi của thiết bị là một cấu trúc mô hình hóa vật lý thiên cầu bằng bán cầu có bán kính 2 5/8 inch
- Con trỏ sao được đặt cơ khí tại một vị trí cụ thể trên bề mặt quả cầu
- Các giá trị sử dụng là declination và LHA
- Đồng thời phản ánh cả latitude của người quan sát
- Con trỏ sao tác động lên cơ cấu đọc để chuyển đổi thành azimuth và altitude
- Việc biến đổi hệ tọa độ và giải navigational triangle được thực hiện dưới dạng biểu diễn vật lý
- Cơ cấu đầu vào định vị con trỏ sao trên bề mặt 2 chiều của quả cầu
- declination arm hình chữ U lắc lên xuống để tương ứng với declination của ngôi sao
- declination arm đồng thời quay liên tục quanh polar axis
- Lượng quay này do LHA chỉ định
- Cơ cấu hoàn thành một chu kỳ trong một sidereal day
- latitude arm di chuyển toàn bộ cơ cấu lên hoặc xuống để phản ánh vĩ độ của người quan sát
- Ba bánh răng ở bên phải cung cấp đầu vào latitude, LHA và declination
- Thời điểm con trỏ sao chạm đến đầu của azimuth arc hình bán nguyệt tương ứng với lúc ngôi sao chạm đường chân trời và lặn
- Cơ cấu đầu ra tính altitude và azimuth từ chuyển động của con trỏ sao
- Bộ phận cốt lõi là azimuth arc hình bán nguyệt
- Cung này biểu diễn cung từ đường chân trời đến zenith của người quan sát theo một hướng azimuth nhất định
- Con trỏ sao được nối với azimuth arc thông qua một thanh trượt
- Chuyển động của con trỏ làm thanh trượt dịch chuyển trên cung, đồng thời làm chính azimuth arc quay
- Vị trí thanh trượt biểu diễn altitude tương ứng với 0° ở horizon và 90° ở zenith
- azimuth arc quay quanh zenith point ở phía sau, và góc quay đó hiển thị giá trị azimuth
- Khi cung quay, nó làm quay bánh răng ở zenith để tạo đầu ra azimuth
- Cung trượt có răng nên khi thanh trượt di chuyển, nó làm quay bánh răng thứ hai để tạo đầu ra altitude
- Ở một số vĩ độ nhất định, mối quan hệ giữa chuyển động của sao và sự thay đổi đầu ra thể hiện rất trực quan
- Trong ảnh ví dụ, latitude arm được nâng gần đến vị trí tương ứng với vĩ độ vùng cực
- Khi đó polar axis gần như thẳng hàng với zenith
- Khi LHA thay đổi, ngôi sao di chuyển theo quỹ đạo tròn
- Lúc này azimuth arc quay nhưng altitude thay đổi rất ít
- Trong thế giới thực cũng vậy, gần vùng cực, các ngôi sao chuyển động theo vòng tròn quanh zenith
- Ở mặt sau của Angle Computer có nhiều linh kiện điện dù việc tính toán là cơ khí
- Ở phía trên, các synchro transmitters cung cấp đầu ra điện cho azimuth và altitude
- synchro transmitter dùng cuộn dây cố định và cuộn dây di động để chuyển góc quay của trục thành tín hiệu điện 3 dây
- Bánh răng lớn cung cấp altitude output
- Bộ phận hình trụ dài ở phía dưới là động cơ vận hành cơ cấu
- Động cơ quay đến vị trí mục tiêu thông qua vòng lặp phản hồi
- Các synchro control transformers cung cấp phản hồi cho các servo amplifiers bên ngoài
- servo amplifiers điều khiển động cơ
- Khi tháo rời từng phần có thể thấy gear train phức tạp bên trong
- Kết nối synchro, động cơ và cơ cấu vật lý với nhau
- Bộ phận ngắn màu đồng ở giữa phía dưới là differential assemblies dùng để cộng hoặc trừ tín hiệu
- Ở dưới bên phải lộ ra một động cơ truyền động hình trụ dài
-
Vai trò của bánh răng vi sai
- Vì các trục không độc lập với nhau về mặt cơ khí nên cần đến differential gears
- Ví dụ, khi latitude arm di chuyển lên xuống thì declination và LHA drive shafts cũng di chuyển theo, gây ra chuyển động quay không mong muốn
- Bộ vi sai sẽ trừ latitude motion khỏi đầu vào declination và LHA để giữ chuyển động cuối cùng của từng trục độc lập với nhau
-
Thanh trượt và dải độ cao
- Vì azimuth arc là một nửa vòng tròn 180°, có thể trông như con trỏ sao sẽ di chuyển 180° dọc theo đó
- Nhưng dải altitude thực tế là từ 0° ở đường chân trời đến 90° ở thiên đỉnh
- Lý do là thanh trượt là một quarter-circle 90°
- Vị trí sao chỉ có thể di chuyển tối đa 90° cho đến khi đầu đối diện của thanh trượt chạm vào đầu của azimuth arc
Giới hạn và phạm vi vận hành
- Góc phương vị là gián đoạn tại zenith, và khi ngôi sao đi trực tiếp qua phía trên đầu, hướng sẽ ngay lập tức đổi 180°
- Angle Tracker không thể đổi góc phương vị 180° tức thời
- Tính gián đoạn này là một ràng buộc quan trọng
- Để tránh điều này, Angle Computer dùng cams và microswitches để giữ altitude không vượt quá 85°
- Nếu không, azimuth arc sẽ không thể quay trơn tru và sẽ bị kẹt
- Các giới hạn bổ sung của Astro Tracker gồm xích vĩ +90° và -47°, cùng độ cao tối thiểu -6°
- Phạm vi đầu vào vĩ độ là từ -2° đến +90°
- Cũng có giải thích rằng hệ thống tự động chuyển bán cầu để có thể dùng cả vĩ bắc lẫn vĩ nam
Đường vị trí và xác định vị trí
- Đầu ra chính của Astro Compass là heading, nhưng cũng có thể dùng để xác định vị trí của máy bay
- Kỹ thuật này được gọi là celestial line of position
- Được phát hiện vào năm 1837
- Được sử dụng rộng rãi trong hàng hải bằng tàu thuyền dùng sextant
- Cũng có thể áp dụng cho máy bay
- Nguyên lý cơ bản của line of position là mối quan hệ giữa altitude của ngôi sao và khoảng cách đến sub-stellar point
- Nếu ngôi sao ở ngay trên đỉnh đầu thì altitude là 90°
- Nếu di chuyển 60 nautical miles theo bất kỳ hướng nào thì altitude sẽ là 89°
- Sử dụng quan hệ 1 nautical mile = 1 minute of angle = 1/60 degree
- Nếu altitude là 89° thì vị trí nằm trên một vòng tròn cách sub-stellar point 60 miles
- Nếu altitude là 88° thì vị trí nằm trên một vòng tròn bán kính 120 nautical miles
- Nếu altitude là 40° thì vị trí nằm trên một vòng tròn rất lớn có bán kính 3000 miles
- Trong dẫn đường thực tế, một phần của vòng tròn được xấp xỉ thành đường thẳng dựa trên vị trí ước tính
- Giả sử hiện tại đã biết tương đối vị trí trong phạm vi 100 miles
- Đánh dấu điểm vị trí ước tính trên bản đồ
- Chọn một ngôi sao và tính góc kỳ vọng tại vị trí đó
- Nếu đo bằng sextant cho kết quả dự kiến là 50° nhưng thực tế là 51°, thì vị trí phải gần sub-stellar point hơn 1°, tức 60 miles, so với vòng tròn có tâm ở sub-stellar point xa đó
- Trên bản đồ, di chuyển 60 miles từ điểm ước tính về phía ngôi sao
- Kẻ một đường vuông góc tại điểm đó sẽ tạo thành line of position
- Vị trí hiện tại nằm ở đâu đó trên đường này
- Có thể xác định vị trí bằng giao điểm khi dùng nhiều ngôi sao
- Lặp lại cùng quy trình với một ngôi sao khác ở hướng khác trên bầu trời
- Ví dụ, với ngôi sao thứ hai, kết quả đo nhỏ hơn 2° so với dự kiến, nên vẽ một line of position khác theo hướng xa hơn 120 miles từ vị trí ước tính
- Giao điểm của hai đường là vị trí hiện tại có thể xảy ra
- Thông thường sẽ lặp lại đến ngôi sao thứ ba
- Với ba line of position, có thể xác định vị trí và cảm nhận được mức độ chính xác
- Astro Compass cung cấp các giá trị cần thiết để vẽ đường vị trí thông qua một bảng hiển thị chuyên dụng
- Các giá trị hiển thị là azimuth của ngôi sao và Altitude Intercept, tức khoảng cách từ vị trí giả định đến line of position
- Dựa vào đó, hoa tiêu sẽ vẽ line of position trên bản đồ
- Lặp lại với tổng cộng ba ngôi sao, ngoài hai ngôi sao ban đầu, để có được location fix
-
Giao điểm trên mặt cầu
- Về mặt kỹ thuật, hai vòng tròn khác nhau trên một mặt cầu có thể có 0, 1 hoặc 2 giao điểm
- Trong vận hành thực tế, thường sẽ có hai giao điểm, nhưng một trong số đó ở rất xa nên có thể bỏ qua
-
Khó khăn thực tế của hoa tiêu
- Đến khi hoàn tất phép đo, máy bay có thể đã di chuyển hàng chục dặm
- Hoa tiêu sẽ phải điều chỉnh các position lines để phản ánh lượng di chuyển đó
- Do gió và các yếu tố khác, rất khó biết chính xác máy bay đã di chuyển bao xa
- Vì vậy, ngay cả khi có Astro Compass, hoa tiêu vẫn phải liên tục xử lý độ bất định và cross-checking các kết quả đo khác nhau
Lựa chọn thiết kế và kết luận
- Angle Computer vừa là sản phẩm của thời kỳ mà tính toán tương tự cơ khí là lựa chọn tốt nhất, vừa là một hệ thống điện
- navigational triangle được giải bằng cơ cấu cơ khí
- Việc điều chỉnh vị trí của thiết bị do motor đảm nhiệm
- Đầu ra được truyền bằng điện qua dây dẫn
- Hệ thống truyền động sử dụng bộ khuếch đại điện tử và mạch hồi tiếp
- Các mạch này sử dụng đồng thời vacuum tubes và transistors
- Trong quá trình thiết kế Astro Compass, nhiều cách tiếp cận để tính navigational triangle đã được xem xét
- Cách đầu tiên là dùng resolvers, các thiết bị điện cơ cỡ nhỏ biến chuyển động quay vật lý thành giá trị sine và cosine
- Có thể tính altitude và azimuth bằng cách kết hợp 6 resolvers với bộ khuếch đại
- Tuy nhiên phương án này bị loại vì quá cồng kềnh và cần precision power supply
- Cách thứ hai là dùng digital computer
- Vào năm 1963, máy tính số quá đắt, chậm và độ tin cậy thấp nên bị loại
- Phương án cuối cùng được chọn là xây dựng mô hình vật lý cơ khí của thiên cầu
- Thiết kế cuối cùng là một cấu trúc nơi cơ chế vật lý, mạch điện, vacuum tubes và solid-state electronics gặp nhau
- Điều này cũng cho thấy nó thuộc về một kiểu hệ thống sẽ sớm bị thay thế bởi máy tính số
1 bình luận
Ý kiến trên Hacker News