Scopul păstrării datelor din timpul zborului este înregistrarea lor pentru că: a. să-ți permită determinarea poziției în orice moment b. să aveți în permanență, la îndemână, informații necesare pt. raportarea poziției prin radio Înregistrarea acestor date ajută la calculele de navigație, cum ar fi: a. calcularea HDG pentru a obține drumul (TR) dorit b. calcularea GS și ETI pentru a obține ETA până la urmatorul punct de reper c. anticiparea și recunoașterea punctelor de verificare (checkpoints) d. recalcularea HDG, GS și ETI, dacă este necesar Într-un zbor normal de tip raid, ar trebui să înregistrați următoarele: a. ora decolării b.
ATD (Actual Time of Departure) – ora reală de plecare c. alegerea punctelor fixe de reper (locul și ora) d. LDO pe hartă e. schimbări ale HDG (și ale vitezei) f. calcularea GS g. ETI și ETA revizuite la checkpoint – uri h. altitudinile i. Deși par multe, nu sunt. Indicarea LDO și a puntelor fixe pe hartă simplifică lucrurile pentru dumneavoastră. PARTEA 2: RADIONAVIGAȚIE 1. Teoria propagării undelor radio Sistemele radio și radar reprezintă în prezent o parte integrantă esențială a aviației, fără de care operațiunile de transportul aerian modern nu ar putea avea loc la intenstiatea actuală.
În primii ani ai aviației, aeronavele se zburau în condiții de vedere a solului iar zborul pe timp de noapte, în nori sau deasupra mărilor era imposibil. Pe măsură ce complexitatea aeronavelor a crescut, a devenit necesară proiectarea unor sisteme de navigație pentru a putea permite aeronavelor să opereze fără a fi nevoie să vadă permanent solul. Primele sisteme erau, după standardele moderne, foarte banale și foarte imprecise. Acestea furnizau o acuratețe acceptabilă pentru zboruruile peste uscat iar peste oceanu erau limitate. În contextul undelor radio, termenul propagare înseamnă felul în care undele radio se deplasează prin atmosferă.
Benzi de frecvență diferite utilizează diferite că i de propagare prin atmosferă, calea propagării determinând a desea utilizarea unei anumite benzi de frecvență și alocarea ei fie către sistemul de comunicație, fie către sistemul de navigație. De asemena, căile de propagare diferite asociate anumitor frecvențe pot impune limitări ale utilizării acestor frecvențe. Factori ce afecteaza propagarea Există câțiva factori ce afectează propagarea undelor radio și vor trebui luați în considerare atunci când se discută căile de propagare: Atenuarea este termenul dat pierderii puterii semnalului într-o undă radio atunci când pleaca din transmițător. Există două aspecte ale atenuării: 1.
Absorbția: pe măsura ce unda radio se îndepărtează de sursă, energia sa este absorbită și împraștiată de moleculele de aer, vaporii de apă, particulele de praf, picăturile de apă, vegetație, suprafața Pământului și ionosfera. Efectul acestei absorbții crește odată cu creșterea frecvenței și este un factor foarte important peste 1000 MHz. 2. Legea rădăcinii pătrate. Radiația electromagnetică de la o antenă se împraștie sub formă sferică, drept urmare, puterea disponibilă scade cu creșterea distanței de la transmițător. Interferențele statice: În atmosferă există o cantitate mare de electricitate statică generată de fenomenele meteo, activitatea umană și geologică.
Efectul interferenței statice este mai mare la frecvențe joase iar la VHF și peste, efectul interferențelor este în general neglijabil. Puterea. O creștere a puterii unui transmițător va crește raza de acoperire, în limitele legii rădăcinii pătrate. Astfel, pentru a dubla raza de acoperire a unui transmițător radio, va fi nevoie ca puterea să crească de 4 ori. Sensibilitatea receptorului. Dacă zgomotul intern al unui receptor poate fi redus, atunci receptorul va fi ca pabil să proceseze semnale mai slabe crescând astfel eficiența razei de acoperire la care un semnal utilizabil poate fi captat. 1.1 Antenele Antenele reprezintă un mijloc prin care energia radio este radiată sau primită.
Tipul antenei folosite va fi determinat de funcția pe care sistemul radio o are de îndeplinit. Fig.10.1 Reciprocitatea este o proprietate fundamentală a antenelor, prin care caracteristicile electrice ale acestora, descrise în secțiunea următoare, cum ar fi câștigul, diagrama de directivitate (diagramă de radiație), impedanța, lărgimea de bandă, frecvența de rezonanță și polarizarea sunt aceleași, indiferent dacă antena transmite sau primește semnale. De exemplu, "diagramă de recepție" (sensibilitatea în funcție de direcție) a une i antene atunci când ea este utilizată pentru recepție este identică cu diagrama de radiație a antenei, atunci când ea funcționează ca un emițător.
Aceasta este o consecință a teoremei reciprocității, din electromagnetism. Prin urmare, în discuțiile despre proprietățile antenei nu se face de obicei distincție între terminologia de recepție sau emisie, iar antena poate fi privită fie că emițător, fie că receptor, după cum una sau altă situație este mai convenabilă. O condiție necesară pentru proprietatea de reciprocitate menționată mai sus este faptul că materialele din antenă și mediul de propagare sunt liniare și reciproce. Reciproc (sau bilateral), înseamnă că materialul are același răspuns la un curent electric sau câmp magnetic într-un sens, ca și în sen sul opus.
Majoritatea materialelor folosite în antene îndeplinesc aceste condiții, dar unele antene de microunde utilizează componente de înaltă tehnologie, cum ar fi izolatori și circulatoare, realizate din materiale non-reciproce, cum ar fi ferită sau granatul. Acestea pot fi folosite pentru a conferi antenei un comportament diferit la recepție față de cel de la emisie, fapt ce poate fi util în aplicații cum ar fi radarul. Antenele sunt caracterizate printr-o serie de măsurători de performanță, pe care un utilizator le-ar putea lua în calcul în selecți a sau proiectarea unei antene pentru o anumită aplicație.
Cea mai importantă dintre acestea se referă la caracteristicile direcționale (cum sunt ele descrise în diagrama de directivitate a antenei): câștigul. Chiar și în antenele omnidirecționale (sau slab direcționale), câștigul poate fi adesea crescut prin concentrarea puterii acestora în direcții orizontale, sacrificând puterea radiată spre cer și pământ. Câștigul în putere al antenei (sau, simplu, "câștig") se ia, de asemenea, în considerare la eficienț a antenei și este de multe ori principala mărime caracteristică a acesteia.
Antenele rezonante sunt folosite în jurul unei frecvențe particulare de rezonanță; o antenă trebuie, prin urmare, să fie construită corespunzător gamei de frecvență a aplicației de stinate. O formă de construcție particulară a antenei va prezenta o impedanță particulară în punctul de alimentare. În timp ce acest lucru poate afecta alegerea unei antene, impedanța antenei poate fi adaptată nivelului de impedanță dorit al unui sistem pr in utilizarea unei rețele de adaptare, menținând în același timp celelalte caracteristici (exceptând o posibilă pierdere de eficiență).
Deși acești parametri pot fi măsurați în principiu, astfel de măsurători sunt dificile și necesită echipamente foarte sp ecializate. Dincolo de acordul unei antene de transmisie cu ajutorul unui măsurător al raportului de unde staționare, utilizatorul tipic depinde de previziuni teoretice bazate pe proiectarea antenei sau cu privire la cererile furnizorului. O antenă transmite și recepționează unde radio, cu o anumită polarizare, care poate fi reorientată în multe (dar nu toate) cazuri prin înclinarea axei antenei. Dimensiunea fizică a unei antene este de multe ori o problemă practică, în special la frecvențe joase (lu ngimi de undă mai mari).
Antenele foarte direcționale trebuie să fie semnificativ mai mari decât lungimea de undă. Antenele rezonante folosesc un conductor, sau o pereche de conductoare, fiecare fiind lung de aproximativ un sfert din lungimea de undă. La antenele care trebuie să fie foarte mici în comparație cu lungimea de undă, eficiența este sacrificată și ele nu pot fi foarte direcționale. Din fericire, la frecvențe mai mari (UHF, microunde) compromisurile privind performanța pentru a obține o dimensiune fizică mai mică nu sunt de obicei necesare.
1.2 Undele radio Undele radio sunt unde electromagnetice utilizate în special pentru transmisii de radio și televiziune, cu frecvențe de la câțiva kilohertzi până la câțiva gigahertzi (1 GHz = 109 Hz). În anumite aplicații speciale însă domeniul de frecvențe poate fi mult extins. Uniunea Internațională a Telecomunicațiilor, forul care reglementează telecomunicațiile prin unde radio, stabilește prin convenție limita superioară a frecvenței undelor radio la 3.000 GHz. La diferite frecvențe, undele radio se propagă prin atmosferă prin diferite mecanisme sau moduri:
Tipul frecvenței Frecvența Lungimea undei ELF 3–30 Hz 100,000–10,000 km SLF 30–300 Hz 10,000–1,000 km ULF 0.3–3 kHz 1,000–100 km VLF 3–30 kHz 100–10 km LF 30–300 kHz 10–1 km MF 300-3000 kHz 1000–100 m HF 3–30 MHz 100–10 m VHF 30–300 MHz 10–1 m UHF 300–3000 MHz 100–10 cm SHF 3–30 GHz 10–1 cm EHF 30–300 GHz 10–1 mm THF 0.3–3 THz 1–0.1 mm Dintre aceste frecvențe unele sunt folosite în domeniul aviației atât pentru comunicații de tip voce cât și pentru radionavigație:
Mobil aeronautică 118-136 MHz Navigație aeronautică VHF 74.8-75.2 MHz, 108-118 MHz 2.Dispozitivul de localizare a direcției VHF (VDF) 2.1 Principiul de funcționare Anumite aerodromuri sunt echipate cu antene radio care pot detecta direcția semnalelor VHF – COM (semnalele normale de voce) recepționate de la un avion. Aceasta informație se prezintă controlorului de trafic (de obicei cel de apropiere) sub forma unei linii de radial pe un tub catodic similar unui ecran radar, sau, la echipamentele moderne VHF, ca un afișaj digital foarte precis al relevmentului. Controlorul poate informa pilotul de relevmentul aeronavei față de aerodrom.
Acest lucru este cunoscut ca dispozitiv de localizare a direcției de înaltă frecvență, fiind abreviat adesea cu VDF sau VHF D / F. Un avantaj al VDF este faptul că nu este necesar niciun echipament specific în avion în afară de VHF – COM – comunicații radio obișnuite. Un schimb tipic VDF aer-sol ar fi cererea unui pilot adresată ATC de a prezenta QDM (relevment magnetic față de stația terestră), iar controlorul comunică. De exemplu: Fig.11.1 Prin folosirea QDM, pilotul poate să se îndrepte către stația terestră. Statiile terestre care sunt echipate cu VDF sunt desemnate cu termenul homer, exemplu Tuzla homer care operează pe frecvența respectivă.
Pe când, dacă nu este necesar niciun echipament special în avion pentru VDF în afară de un radio VHF–COM, stația terestră necesită însa o instalare speciala. Antenele de tip H sau de tip Doppler sunt două tipuri de antene VDF la aerodromuri. Echipamentul VDF de la sol era cunoscut cu ceva timp în urmă sub numele manual homer și folosea o antenă ADF pe care operatorul trebuia să o rotească manual pentru a determina direcția avionului. Erau necesare transmisii de la avion pe perioade lungi, în timp ce operatorul căuta poziția acestuia. Echipamentul modern este automat. Direcția avionului este afișată automat ca urmare a unei transmisii scurte VHF-COM a pilotului.
Fig.11.2 2.2 Informații disponibile de la ADF Relevmentele pe care le poate cere un pilot de la un operator VDF sunt: a. QDM – relevment magnetic către stație b. QDR – relevment magnetic de la stație (reciproca lui QDM) c. QTE – relevment adevărat de la stație; Fig.11.3 QDR-relevmentul magnetic de la stație, este util pentru orientare. QDR reprezintă informație similară unui radial VOR. QTE, relevmentul adevarat față de stație, este util dacă doriți să trasați o linie de poziție de la stația terestră VDF la avion, pe hartă (raportată la nordul adevarat). Totusi, QDM este relevmentul VDF folosit cel mai adesea.
QDM-Folosit cel mai frecvent, este capul pe care trebuie să-l ia avionul pentru a se îndrepta direct către stația ADF, în condiții de vânt zero. Totuși, având vânt lateral, trebuie aplicat un unghi de corecție a vântului (WCA – Wind Correction Angle) pentru a contracara deriva, dacă trebuie obținut un drum aproximativ drept, în loc de unul curbat, gen ‘curba câinelui’. La vitezele tipice ale avioanelor ușoare, este normal ca un pilot să solicite QDM la fiecare jumatate de minut aproximativ și să modifice HDG dacă este necesar. Fig.11.4 Dacă QDM este luat drept cap în condiții de vânt lateral, atunci avionul va devia în direcția în care suflă vântul și QDM se va schimba treptat.
Urmatorul QDM furnizat de către operatorul de la sol va fi diferit față de primul. În Fig. 11.5., un QDM inițial de 080 a devenit QDM 075, așadar pilotul ar vira ușor stânga de la un HDG 080ºM la un HDG 075ºM (noul QDM) pentru a continua drumul curbat către stație. Pe măsură ce avionul își continuă drumul, vor urma și alte schimbări ale QDM cerute de operator, rezultatul final fiind un traseu curbat cu avionul ajuns deasupra stației terestre, aproximativ în vânt – nu tocmai o sosire ‘ca la carte’! Fig.11.5 O sosire mai eficientă poate fi realizată luând în considerare efectul vântului, mai exact, folosind un WCA în vânt pentru a contracara deriva.
2.3 Acuratețea relevmentului VDF Calitatea relevmentelor obținute prin VDF este clasificată de către operatorul VDF de la sol pentru pilot ca fiind: Clasa A-cu o precizie de +/- 2º Clasa B – cu o precizie de +/- 5º Clasa C – cu o precizie +/- 10º Clasa D-mai puțin precise decât Clasa C Cele mai moderne echipamente au o precizie de +/- 1º, deși precizia poate fi afectată de: a. erori VDF de locație cum ar fi reflectările de la denivelările solului, clădirilor, aeronavelor sau vehiculelor b. erori VDF de propagare determinate de propagarea neregulată deasupra terenurilor diferite, mai ales dacă avionul se află la distanță mare față de stația terestră VDF.
2.4 Zborul pe rută prin VDF Zborul către o stație VDF folosind QDM Pentru a obține un drum dorit către o stație terestră VDF, pilotul ar trebui să încerce să păstreze o valoare QDM care este la fel ca și drumul dorit. De exemplu, pentru a menține un drum de 080ºM către stația terestră VDF, pilotul ar trebui să zboare pe un cap în așa fel încât QDM 080 este menținut constant. În timp ce operatorii VDF de la sol pot recomanda QDM, ei nu pot recomanda capul care trebuie luat pentru a contracara orice efect al vântului lateral. Pilotul trebuie să determine acest aspect dacă trebuie obținut un drum direct către stația VDF.
Dacă WCA ales este perfect corect, atunci operatorul de la sol va recomanda, ca răspuns la cererea QDM, aceeași valoare a QDM ca mai înainte. Fig.11.6 Informarea constând în QDM de către ATC poate fi catalogată ca un ‘RMI vorbitor’. Puteți, plasand mental QDM pe indicatorul de direcție, forma aceeași imagine ca cea dată de un RMI. Fig.11.7 Dacă QDM furnizat se deplasează în dreapta valorii QDM, atunci avionul a deviat în stânga dumului dorit și ar trebui virat către dreapta pentru a reintercepta drumul dorit (pentru a restabili valoarea QDM). Acesta este exact același răspuns ca și cel al capului unui ac RMI care se deplasează în dreapta valorii QDM.
Fig.11.8 În acest caz, în timp ce zburati pe un cap magnetic de 070, QDM real s-a mutat în dreapta valorii QDM 080, indicata de ATC care declara QDM 085. Pentru a reveni la drumul dorit, pilotul ar trebui să vireze la dreapta și să mărească HDG (să zicem MH 090) și apoi să ceară QDM pânâ când se ajunge la QDM dorit. În acest moment, se va zbura pe un cap (HDG) mai bun pentru a menține QDM 080, să zicem MH 065. Fig.11.9 Dacă QDM declarat se deplasează în stânga valorii QDM, atunci avionul a deviat în dreapta drumului dorit și ar trebui virat către stânga pentru a reintercepta drumul dorit (pentru a restabili valoarea QDM).
Acesta este același răspuns ca și în cazul vârfului acului RMI care se deplasează în stânga valorii QDM. Fig.11.10 În acest caz, QDM declarat s-a deplasat în stânga față de valoarea QDM 080 la 075. Pilotul ar trebui să vireze la stânga și să scadă HDG (să zicem MH 060) și să ceară QDM până când se obține QDM 080. La acest moment, pentru a menține QDM 080, se va lua un cap magnetic în consecință, să zicem MH 065. Fig.11.12 În condiții de vânt cunoscute, apelati la aprecierea WCA ca punct inițial în estimarea unui cap magnetic pentru a menține valoarea QDM, făcând modificari ale capului magnetic dacă QDM declarat sau real se îndepărtează treptat de valoarea QDM.
În condiții de vânt necunoscute, când nu putem estima un WCA pentru a contracara deriva, o procedură simplă este să luam QDM drept cap magnetic și să observăm ce se întâmplă. Corecții corespunzatoare pot fi făcute ulterior pe măsură ce schimbările indicațiilor QDM devin evidente. Atunci când zburati pe rută către stația VDF: - virați la dreapta dacă QDM respectiv se deplasează în dreapta valorii; - virați la stânga dacă QDM respectiv se deplasează în stânga valorii. Scopul este stabilirea unui WCA care ia în considerare deriva și are ca rezultat menținerea drumului dorit – indicat de către QDM și menținut constant.
Acest proces de gasire a unui WCA corespunzător prin ‘ghicire’ este de fapt un drum sinusoidal. În mod normal, va fi nevoie de un anumit număr de schimbări ale capului magnetic pentru a stabili WCA necesar pentru menținerea drumului. Dacă intensitatea și direcția vântului se schimbă, ceea ce se întâmplă de obicei, va fi necesară modificarea capului. Ca majoritatea zborurilor după instrumente, zborul pe rută cu ajutorul VDF va consta într-o serie continuă de corecții mici (cateodata nu chiar așa de mici). Fig.11.13 Zborul dinspre o stație VDF Atunci când vă aflati pe drum dinspre o stație terestră VDF, valoarea QDM este reciproca drumului dinspre stație.
De exemplu, pentru a menține un drum de 060ºM dinspre stația terestră VDF, avionul trebuie să zboare în așa fel încât valoarea QDM 240 să fie menținută. Fig.11.14 Dacă QDM declarat se deplasează în dreapta valorii QDM, avionul a deviat la stânga față de drumul dorit și ar trebui virat la dreapta pentru a-l reintercepta. Acesta este același răspuns ca și în cazul vârfului acului RMI care se deplasează în dreapta valorii QDM. Fig.11.15 În acest caz, pilotul ar trebui să vireze la dreapta și să crească HDG (să zicem MH 060), ceea ce va permite vântului să ‘împinga’ avionul din nou pe drumul dorit și să ceară QDM până când se obține QDM 240.
La acest moment, pentru a menține QDM 240, se va lua un cap magnetic în consecință, să zicem MH 055. Dacă QDM declarat se deplasează în stânga valorii QDM, avionul a deviat la dreapta față de drumul dorit și ar trebui virat la stânga pentru a-l reintercepta. Acesta este același răspuns ca și în cazul vârfului acului RMI care se deplasează în stânga valorii QDM. Fig.11.16 În acest caz, din moment ce avem MH 050, care permite o estimare a derivei de 10º, a adus avionul în partea dreaptă a drumului, pilotul ar trebui să vireze la stânga și să reduca capul (să zicem MH 040) și să ceară QDM până când se obține QDM 240.
La acest moment, pentru a menține QDM 240, se va lua un cap magnetic în consecință, să zicem MH 045 luând în considerare un WCA de 15º în vânt. În condiții de vânt cunoscute, folosiți metoda aprecierii celui mai bun WCA, ca punct inițial în încercarea de a menține valoarea QDM, modificând capul magnetic în cazul în care QDM real se schimbă de la valoarea inițială. În condiții de vânt necunoscute, când nu putem estima un WCA corespunzător pentru a contracara deriva, o procedură simplă este să luăm QDM drept cap magnetic și să observăm ce se întâmplă. Corecțiile corespunzatoare pot fi făcute ulterior pe măsură ce schimbările indicațiilor QDM devin evidente.
Atunci când zburati pe rută dinspre stația VDF: - virați la dreapta dacă QDM respectiv se deplasează în dreapta valorii; - virați la stânga dacă QDM respectiv se deplasează în stânga valorii. Observați că indicațiile de mai sus sunt identice cu cele de la zborul pe rută către o stație terestră VDF. Fig.11.17 Reguli ale zborului pe rută cu ADF Determinați valoarea QDM pentru drumul dorit; - spre: valoarea QDM = drumul dorit-dinspre: valoarea QDM = reciproca drumului dorit (180-QDM) Folosiți metoda aprecierii celui mai potrivit WCA pentru a stabili un cap magnetic inițial în încercarea de a menține valoarea QDM.
Atât drumul spre cât și dinspre o stație terestră VDF: - dacă QDM declarat se deplasează în stânga valorii, virați la stânga; - dacă QDM declarat se deplasează la dreapta, virați dreapta (tratati QDM declarat pe DI ca un instrument de comandă). Survolarea unei stații terestre VDF Pe măsură ce avionul survolează (sau se apropie de survolarea stației) stația terestră VDF, operatorul de la sol va fi în incapacitatea de a determina direcția din care sunt recepționate semnalele VHF-COM, deși comunicatiile voce vor fi recepționate normal. Va raporta acest pilot ca “relevment zero”.
Dacă drumul dinspre stație diferă semnificativ față de drumul spre aceasta, pilotul va trebui să ia un cap de interceptare corespunzător până când valoarea QDM pentru drumul dinspre stație este stabilit, moment în care ar trebui menținut un drum normal pe rută. Fig.11.18 Cererile de QDM de către pilot ar trebui să fie mai frecvente cu cât avionul se află mai aproape de stația terestră în așa fel încât ajustari ale capului magnetic să fie posibile. Alte utilizari ale VDF Relevmentele obținute prin VDF pot fi folosite pentru anumite scopuri navigaționale. De exemplu, puteți cere un QDM când survolați o stație VDF pentru a verifica dacă o survolați într-adevăr.
Fig.11.19 O linie de poziție dată de un relevment VDF poate fi folosita împreună cu altă linie de poziție de la un VOR, NDB sau chiar o altă stație VDF pentru a fixa poziția avionului. Fig.11.20 3. NDB/ADF 3.1 Descriere generală Radiofarul non-direcţional (NDB – non directional beacon) este cel mai simplu mijloc de radio-navigație folosit de aeronave. Este alcătuit dintr-un transmițător aflat la sol care transmite energie radio de frecvențe scurte și medii în toate direcţiile, de unde şi numele – radiofar non-directional.
Dispozitivul automat de găsire a direcției (ADF – automatic direction finder) se află în avion și are un ac care indică direcția din care provin semnalele de la staţia terestră selectată NDB. Această informație este foarte utilă pentru piloţii care zboară în condiții instrumentale și / sau noaptea. Cu ceva timp în urmă, sistemul combinat ADF / NDB era cunoscut sub numele de busola/compas radio. Fig.12.1 Un ADF setat corect indică direcția NDB selectat dinspre aeronavă. Zburând către un NDB este asemenea urmăririi indicațiilor acului busolei magnetice către Polul Nord – zburaţi către direcția indicată de ac și eventual veți ajunge să o survolați.
Fig.12.2 3.2 Principiul de operare Radiofarul non-directional (NDB) este partea aflată la sol din combinația amintită mai sus. Se numește non-directional deoarece nu există o direcție favorizată în transmisiile sale. NDB emite energie electromagnetică egală în toate direcţiile. Fiecare NDB transmite pe o frecventă dată în bandele de frecvenţă joasă sau medie (LF/ MF, între 190-1.750 kHz). NDB se prezintă sub forme diferite de antene: fie un stâlp, fie sub forma unui ‘T’ de dimensiuni mai mari, între doi stalpi. Un semnal NDB ideal receptionat de către o aeronava poate fi precis cu o marjă de eroare de +/-2º; totuși, diferiți factori pot reduce precizia în mod semnificativ.
Acești factori includ: a. Efectul furtunilor care poate avea ca efect devierea acului ADF către o furtuna electrică din apropiere (nori cumulonimbus) și departe de NDB selectat. b. Efectul nopții atunci când undele provenite de la un NDB se întorc la sol din ionosfera pot cauza aparitia interferentelor cu undele de suprafata de la NDB, rezultând foarte posibil într-un semnal slab și un ac ADF dezorientat (în special în zorii zilei sau la lăsarea serii). c. Interferențe de la un alt NDB care transmite pe frecvențe similare. d. Efectul de munte datorat reflecțiilor semnalelor de la NDB de munți. e.
Efectul de coastă cauzat de semnalul NDB care își schimba ușor direcția către zona de coastă când o intersectează la un anumit unghi. Fiecare NDB este identificat printr-un semnal codificat Morse format din două sau trei litere care este transmis împreuna cu semnalul său normal. Acesta este cunoscut sub numele de ident. Trebuie să identificați un NDB înainte de a-l folosi în scopuri de navigație în raza sa atribuită, iar dacă este folosit pe o perioadă mai lungă, reidentificat periodic. Lipsa unui ident poate indica faptul că NDB nu funcționează, deși înca mai transmite (să zicem în scopuri de întreținere sau test) și nu trebuie folosit pentru navigație.
Dacă este auzit un ident incorect, atunci acele semnale nu trebuie luate în considerare. Pentru a identifica majoritatea NDB, selectati AUDIO de pe ADF, ascultați semnalul de tip cod Morse și confirmați corectitudinea sa. Alte au alte caracteristici IDENT care sunt asociate cu tipul transmisiei. Anumite tipuri pot fi identificate cu selectorul modului ADF setat pe poziția ADF. În Europa continentală există NDB care necesită ca pilotul să selecteze BFO (beat frequency oscillator) pentru a permite identificarea. BFO ‘atașează’ un ton pe unda NDB pentru a o face audibilă. Anumite NDB pot avea și transmisii de voce, cum ar fi ATIS (automatic terminal information service) la anumite aerodromuri.
Este de asemenea posibil, într-o zonă în care comunicațiile radio au ‘căzut’ (VHF-COM), ca ATC să transmită mesaje voce adresate pilotului pe frecvența NDB. Pot fi recepționate pe ADF dacă se selectează AUDIO. Partenerul din aer al NDB este ADF. Acesta funcționează pe principiul compasului radio în timp ce acul ADF indică direcția din care provine semnalul. ADF are trei componente: 1. Receptorul ADF, pe care pilotul il setează pe frecvența NDB dorită și îl verifică cu ident. 2. Sistemul de antenă, compus dintr-o antenă rotativă (sau echivalentul său modern) și o antenă cadru, care impreună determină direcția din care provine semnalul. 3.
Modul de prezentare al ADF în cabină, fie un cadran fix sau un cadran compas rotativ cu un indicator sau un ac care arată direcția din care provine semnalul. Instrumentul din cabină este instalat în panoul de instrumente, cu vârful cadranului reprezentând ‘botul’ avionului, iar baza, ‘coada’. În mod ideal, acul ADF va fi orientat continuu și automat către stația terestră NDB. Fig.12.3 Recepţia îmbunatăţită la un radio portabil este uneori posibilă prin rotirea sa într-o anumita poziție, datorită proprietăţilor direcției ale antenei receptoare. ADF funcționează pe același principiu. Modurile de operare ale ADF sunt: OFF: oprit ADF:
Poziția normală atunci când doriţi afişarea automată de către ac a informațiilor referitoare la relevment. Majoritatea NDB pot fi identificate cu butonul selector în această poziție (și butonul de volum ajustat corespunzător). ANT sau REC: Abrevieri de la antenă și receiver. În această poziție, este folosit doar semnalul de la antenă, fără nicio informație relevantă disponibilă la acul ADF. Motivul pentru această funcție este faptul că furnizează cea mai bună audibilitate pentru a facilita identificarea și o întelegere mai bună a mesajelor voce.
Nu lăsaţi niciodată această poziție dacă navigaţi folosind ADF – acul ADF va ramâne stabil fără nicio indicație clară a faptului că nu funcționează! Totusi, este posibil să identificați majoritatea NDB cu selectorul în poziția ADF (care este o poziție mai sigură) și să evitați poziția ANT. BFO sau CW. Abrevieri pentru beat frequency oscillator sau carrier wave (unda purtatoare). Această poziție este selectată atunci când puținele unde NDB care folosesc transmisiile A0/A1 sau A1 și care sunt unde purtătoare nemodulare a căror transmisie este întreruptă având schema codului de identificare Morse a NDB.
Din moment ce niciun mesaj voce nu poate fi transmis pe o undă nemodulată, BFO (ca parte integrantă a echipamentului aflat în aer) impune un ton pe semnalul undei purtătoare pentru a-l face audibil pilotului în așa fel încât să fie identificat semnalul NDB. TEST: Selectarea acestei poziții va devia acul ADF de la poziția sa curentă. Trecerea selectorului din nou la poziția ADF ar trebui să determine acul să revină la indicarea direcției NDB. Aceasta funcție ar trebui testată de fiecare dată ca parte a procedurii de selectare, identificare și acțiune a ADF.
Anumite aparate ADF au un buton separat de test care trebuie apăsat doar ca să devieze acul și apoi lasat pentru a verifica dacă revine la loc. Butonul de volum va fi probabil separat de butonul de selectare a modurilor. Prin setarea volumului la căștile pilotului se înțelege că atât ident sau orice mesaj voce de pe semnaulul NDB vor fi auzite. Dacă recepția semnaulului este slabă în ADF, se va încerca ANT/REC iar dacă nu exista semnal de recepție, se va încerca BFO/CW. Fig.12.4 NDB transmite pe o frecvenţă cuprinsă între 190-1.750 kHz, cea mai obisnuită bandă fiind 250-450 kHz.
Pentru a permite facilitarea alegerii unei anumite frecvențe, ADF moderne au butoane care permit o alegere digitală în intervale de 100, 10 și 1 kHz. Anumite ADF pot avea un selector de bandă (200 – 400; 400 – 1.600 kHz), având fie un buton de căutare fie unul digital de reglaj fin. 3.3 Modalitățile de prezentare ale ADF în cabină Scopul principal al ADF în avion este ca acul sau să indice direct către stația terestră NDB.
ADF se prezintă sub forma unui cadran așezat vertical în panoul de instrumente, în așa fel încât: a. dacă acul indică în sus, NDB se află în față b. dacă acul indică în jos, atunci NDB este în spate c. dacă acul indică în lateral, inseamna ca NDB se află undeva în partea laterală a axei avionului Pentru a informa pilotul în acest sens, se folosesc diferite modalități de prezentare, din care vom enumera trei: a. Roza fixa ADF sau indicatorul gismentului (RBI = relative bearing indicator) b. Roza rotativa ADF c.
Indicatorul radio magnetic (RMI = radio magnetic indicator) Fig.12.5 RBI și RMI Indicatorul gismentului (RBI) Un afișaj fix cu un ac ADF care se roteste pe un fundal care constă dintr-un cadran azimut fix de 360º avand 000º (360º) la ‘vârf’, 180º la bază și așa mai departe. Roza fixă ADF este cunoscută de asemenea ca gisment (RBI), întâlnită la majoritatea aeronavelor. Pe roza fixa ADF, acul indică gismentul față de NDB, din avion. Gismentul (relative bearing) NDB de la aeronavă reprezintă unghiul dintre HDG avionului și direcția NDB.
De obicei, gismentele sunt descrise în sensul acelor de ceasornic de la 000º pana la 360º, dar uneori convine să descriem gismentul NDB către ‘botul’ sau ‘coada’ avionului. Fig.12.6 Fig.12.7 De fiecare dată când avionul își schimbă capul magnetic, se va schimba și roza fixă. Așadar: Cu fiecare schimbare a capului magnetic, acul ADF va indica un gisment diferit.
Fig.12.8 Orientarea folosind indicatorul gismentului Avionul poate fi orientat față de NDB dacă știți: a. capul magnetic (MH – magnetic heading) al avionului (de la busola sau indicatorul HDG) b. gismentul (RB – relative bearing) al NDB față de avion În practică, se zboară pe capul magnetic folosind indicatorul HDG, care trebuie realiniat cu compasul magnetic în zbor rectiliniu constant la fiecare aprox. 10 min. Desenele noastre, prin urmare, vor prezenta DI (direction indicator) în loc de compasul magnetic. În Fig. 17.14., avionul are un HDG 280ºM, iar ADF indică gismentul 030º până la un anumit NDB, mai exact cap magnetic 280 și gisment 030.
Fig.12.9 CAP MAGNETIC 280 + GISMENT 030 = 310ºM până la NDB (relevment magnetic al NDB față de aeronavă) Fig.12.10 Vizualizarea relevmentului magnetic de la NDB (QDR) Relevmentul magnetic al aeronavei față de NDB, mai precis reciproca QDM, este cunoscut ca QDR, iar în figura de sus QDR – ul este 130. QDR poate fi vizualizat ca și coada acului atunci când este transferat de la indicatorul gismentului pe DI. Notă:
O metodă mai ușoară de a afla reciprocile în afară de adunare sau scădere cu 180º, este fie să: a. adunați 200 și să scadeti 20; sau b. scădeți 200 și adunați 20 Roza rotativă ADF Roza rotativă ADF diferă de roza fixă ADF, prin faptul că permite să o rotiți în așa fel încât acul ADF va indica, nu gismentul, ci relevmentul magnetic față de NDB (QDM). Faceți acest lucru prin aliniera rozei ADF cu roza compas DI de fiecare dată când se schimbă HDG magnetic. Pentru alinierea rozei rotative ADF, citiți capul magnetic pe indicatorul HDG, apoi rotiți roza ADF setând capul magnetic sub index. Când roza ADF este aliniata cu DI, acul ADF va indica QDM, relevmentul magnetic față de NDB.
Acest lucru elimină necesitatea oricărui calcul aritmetic mental. Rețineți de asemenea faptul că, în principiu, coada acului, mutată la 180º față de cap, indica QDR – ul, adică relevmentul magnetic al avionului față de NDB. De fiecare dată când aeronava își schimbă capul magnetic, trebuie să aliniați manual roza ADF cu DI (direction indicator), asigurându-vă, desigur, că DI este aliniat corect cu compasul magnetic. Dacă se dorește, roza rotativă încă mai poate fi folosită ca o roză fixă prin alinierea 000 cu ‘botul’ avionului și apoi rămânând neschimbat. Urmatoarea îmbunătățire de la o roză rotativă este rămânerea aliniat în mod automat, cu un indicator radio magnetic (RMI).
Fig.12.11 Indicatorul radio magnetic (RMI) Afișajul RMI are acul ADF așezat deasupra pe o roză care este aliniată continuu și automat cu nordul magnetic. Este, dacă vreti, o versiune automată a rozei rotative ADF, o combinație automată a indicatorului de 166ophistic și RBI. RMI este cea mai bună prezentare a ADF și cea mai ușoară de folosit, dar, din pacate, cea mai scumpă și de obicei întâlnită la aeronave mai sofisticate. Acul RMI va indica întotdeauna QDM, relevmentul magnetic către NDB. ‘Coada’ acului RMI va indica QDR, relevmentul magnetic de la NDB.
Fig.12.12 Pe măsură ce un avion virează și capul magnetic se schimbă, roza RMI (care în mod automat rămâne aliniată cu nordul magnetic) va părea că se va mișca odată cu acul ADF. În realitate, desigur, roza compasului și acul RMI sunt cele care rămân staționare, iar avionul virează în jurul lor. Înainte, în timpul și dupa viraj, acul RMI va indica în mod constant QDM curent. Indicatorul Gismentului Zborul de apropiere către un NDB Combinația ADF/NDB este folosită des pentru a furniza indicații pentru un avion aflat la distanță către o poziție deasupra stației terestre NDB. Acest proces este cunoscut sub numele de zbor direct.
Modul în care realizați acest lucru depinde până la un anumit punct de direcția și viteza vântului, din moment ce un avion direcționat inițial către NDB va fi deviat de la drum de către un vânt lateral. Zborul direct către NDB, cu vânt lateral zero Fără vânt lateral, un zbor de apropiere către un NDB poate fi obținut prin luarea unui cap direct către NDB. Aceasta se obține cu un HDG care menține acul ADF pe roza avionului (gisment 000). Fig.12.13 Dacă nu există vânt care să devieze avionul de la drum, atunci totul va rămâne constant ca în figura de mai sus – cap magnetic 096, gisment 000, și QDM 096 vor rămâne toate constante.
Acesta va fi cazul atunci când: a. există condiții de vânt zero b. vânt de față c. vânt de spate Zborul de apropiere în condiții de vânt lateral Fără o corecție a derivei luată în calcul de către pilot și avionul indreptându-se către NDB în așa fel încât acul ADF indică un gisment de 000, orice vânt lateral va cauza devierea avionului de la drum. În Figura 12.15, vântul, cu o componentă din nord, a deviat avionul în dreapta drumului. Acest lucru este indicat de acul ADF care începe să se miste către partea stângă a cadranului. Pentru a reveni la drum, avionul trebuie virat către stânga, mai exact către direcția spre care se îndreaptă acul.
Dacă pilotul virează către stânga, gisment 000 pentru a ‘pune’ NDB pe direcția ‘botului’ avionului, apoi, după un interval scurt, va fi din nou deviat în dreapta drumului, și acul ADF se va deplasa în partea stângă a ‘botului’. Va fi nevoie astfel de un viraj suplimentar – procesul va trebui să fie repetat. În acest fel, linia drumului real (TMG = track made good) către NDB va fi curbată, avionul apropiindu-se până la urmă de HDG către NDB, aproximativ ‘în vânt’, și va fi parcursă o distanță mai mare comparată cu cea directă. Aceste metode relativ ineficiente de a ajunge deasupra NDB sunt cunoscute sub numele de ‘curba câinelui’ (având NDB setat pe ‘botul’ avionului).
Nu este o procedură indicată. Piloții profesionști o folosesc foarte rar. Cu o corecție exactă a derivei efectuată de pilot – o procedură mult mai bună decât precedenta este zborul direct către NDB prin luarea unui HDG în vânt și calcularea unui unghi de corecție a vântului (WCA – wind correction angle) pentru a contracara deriva. Dacă într-adevăr 5º este WCA corect, avionul se înscrie pe un drum 096ºM direct către NDB prin luarea unui cap magnetic 091. Fig.12.14 Fig.12.15 Vânturi diferite necesită unghiuri de corecție diferite. Un avion se află pe drum (TR) atunci când gismentul este egal și opus cu diferența dintre capul magnetic real și drumul dorit. Acest aspect este ilustrat în Fig.
12.16. În fiecare situație, avionul se află pe drumul dorit de 010ºM, dar folosind un WCA diferit pentru a contracara deriva în condiții diferte de vânt. Dacă efectul exact al vântului nu este cunoscut, atunci folosiți un WCA estimat din informații disponibile de la un WCA inițial. Pentru același vânt lateral, avioanele mai lente vor lua în considerare un WCA mai mare decât la avioanele mai rapide. Fig.12.16 Este posibil ca efectul vântului să se schimbe pe măsură ce vă aflați pe drum (TR) spre NDB, așadar ajustări regulate ale capului pot fi necesare.
Acest lucru sepoate întâmpla în timp ce un avion coboară folosind NDB ca mijloc de navigație, datorită varia țiilor vitezei vântului și vitezei adevărate, TAS. Cu o corecție greșită a derivei efectuată de pilot, avionul se va deplasa de la drumul dorit, adica QDM (drumul magnetic către NDB) se va schimba. Dacă se zboara constant și rectiliniu, acest lucru va dev eni evident printr-o schimbare treptată a gismentului, acul ADF mișcându-se către stânga sau dreapta în josul cadranului. Să presupunem, spre exemplu, ca pilotul ia un cap cu o corecție a vântului de 5º către stânga pentru a contacara efectul vântului din aceeași parte.
Dacă efectul acestuia se dovedeste a fi mai puțin decât preconizat, atunci avionul se va deplasa treptat în stânga drumului dorit către NDB, iar QDM va crește gradual. Indicațiile tipice din cabină ar putea fi Fig.12.17 Atunci când varful acului ADF ‘cade’ către dreapta, indică necesitatea unui viraj către dreapta. În mod contrar, când acul ‘cade’ către stânga indică necesitatea unui viraj către stânga. Gradul fiecărui viraj de corecție depinde de gradul devierii de la drum. Notă: Aveți grijă la terminologie. Derivă (drift) este unghiul dintre cap (HDG) și linia drumului real (TMG = track made good), care poate să nu fie linia drumului dorit.
Unghiul de corecție a vântului (WCA) calculat precis va contracara orice derivă, și linia drumului real va fi linia drumului obligat, acesta fiind de fapt scopul navigației Fig.12.18 Menținerea drumului Zborul rectiliniu la orizontală constă din multe urcări și coborâri reduse, în timp ce pilotul incearcă să mențină la perfecție altitudinea dorită. În mod similar, este aproape imposibil să menținem un drum perfect, așadar multe manevre și viraje mici se vor efectua de către pilot, prin corectarea deviațiilor apărute pe rută.
Revenirea la drum, după ce ați deviat de la acesta, implică aceeași procedură ca la interceptarea unui drum nou, cu excepția că unghiurile vor fi mai mici, cu condiția să fiți vigilenți și să nu permiteți devieri mari. Atunci când realizați faptul că avionul deviază de la drumul către NDB, aveți mai multe opțiuni. Puteți fie să: a. Continuați pe acest nou drum către NDB b. Reveniți la drumul inițial Continuarea pe acest nou drum către NDB de la poziția în care va aflați (deși nu este linia drumului obligat inițială) virați ușor dreapta (să zicem 3º în acest caz), și continuați direct către NDB din poziția la care vă aflați.
La majoritatea drumurilor c ătre NDB, această tehnică este folosită numai când vă aflați foarte aproape de NDB (să zicem 1 sau 2 nm), atunci când distanța rămasă este insuficientă pentru a reveni la drumul inițial. Fig.12.19 Revenirea la drumul inițial, virați mai mult către dreapta la început (să zicem 5º pe MH 096), reveniți la drumul inițial luând în considerare efectul vântului care ‘duce’ avionul la drum, și odată revenit, virați stânga și luati un cap cu o corecție a vântului diferită (să zicem WCA 3º stânga în loc de 5º stânga ), MH 093 în loc de MH 091.
Aceasta este o corecție potrivită, pe care o puteți întâlni de la un pilot instrumental experimentat, care ar fi observat orice deviere de la drum, într-un interval relativ scurt. Fig.12.20 Încercarea de a menține drumul dorit ( sau să rămâneți pe același QDM) este o tehnică normală de navigație atunci când vă aflati la distanță față de NDB. Dacă, atunci când mențineți un cap magnetic constant, acul ADF aflat aproape de vârful cadranului indică un gisment constant, atunci avionul se află pe un drum direct către NDB, și nu este necesară nici o corecție a capului. Dacă MH (cap magnetic) + RB (gisment) = QDM constant dorit, atunci zborul pe drum cu ajutorul ADF este bun.
Viraje de corectare a HDG pentru revenirea la drum Fiecare vir aj depinde de deviația de la drum. O metodă simplă este dublarea erorii. Dacă avionul a deviat 10º la stânga, indicat de RBI (indicatorul gismentului) ca să se deplaseze 10º la dreapta, atunci modificați capul cu 20º spre dreapta. (Dacă modificați capul cu 10º către dreapta, rezultatul va fi probabil o deviere și mai mare la stânga, o corecție și mai mare la dreapta, acest proces repetându-se, rezultând într-o ‘curba a câinelui’ către NDB). Odată revenit la drum, virați stânga doar cu jumătatea virajului de corecție de 20º, mai exact virați stânga 10º pentru a intercepta și menține drumul.
Aceasta înseamna un WCA (unghi de corecție a vântului) diferit față de cel inițial (rețineți că WCA inițial v-a cauzat devierea de la drum). Noul WCA ar trebui să mențină avionul pe drum. Dacă acest lucru nu se întâmplă, faceți corecțiile minore care se impun. Fig.12.21 Zborul deasupra unui NDB Acul ADF va deveni din ce în ce mai sensibil pe măsură ce vă apropiați de NDB. Micile devieri stânga-dreapta față de drum vor determina schimbări din ce în ce mai mari ale gismentului și QDM, iar acul ADF va deveni ‘agitat’ pe măsură ce ne apropiem de NDB. Pentru a obține un drum foarte precis, trebuie să fiți pregătit să estimați apropierea de NDB și să faceti corecții mai frecvente.
Fig.12.22 În apropierea stației și exact înainte de a o survola, acul ADF va deveni foarte sensibil. În acest punct, vă puteți relaxa puțin și să luați un cap constant până când avionul depășește NDB, iar acul ADF înceteaza a de mișca haotic pe cadran. Odată trecut de NDB, zborul pe drum dinspre NDB trebuie verificat și făcute schimbările ce se impun HDG. Dacă drumul după NDB este diferit de cel până la NDB, atunci o schimbare a capului estimată pentru a reveni pe drumul bun ar putea fi făcută de îndată ce acul ADF trece de 090 sau 270 în drumul său către baza cadranului.
Acul ADF devine extrem de activ și ‘cade’ rapid către baza cadranului, fapt ce indică trecerea avionului direct pe deasupra unui NDB. Fig.12.23 Acul ADF se mișcă treptat dintr-o parte în cealaltă și ‘cade’ lent către baza cadranului, fapt ce ne arată că avionul trece lateral față de radiofar – rata la care ‘cade’ acul fiind un indiciu al depărtării/apropierii față de NDB. Dacă acesta ‘cade’ lent, atunci probabil că navigația dvs. ar fi trebuit să fie mai bună. Timpul survolării NDB poate fi calculat pe măsură ce acul ‘cade’ prin poziția aproximativa 090 sau 270.
Fig.12.24 Zborul dinspre un NDB Atunci când vă îndepartați de un NDB, vârful acului ADF se va ‘așeza’ către baza cadranului Zborul dinspre un NDB în condiții de vânt zero Dacă survolați un NDB și apoi luați această poziție ca HDG, avionul se va îndeparta direct față de NDB cu acul ADF constant în varful cadranului pe 180. Fig.12.24 Avionul prezentat în figura de mai sus are un QDR de 040 (drum magnetic de la stație către avion), și un QDM de 220 (drum magnetic de la avion la stație). Zborul dinspre un NDB în condiții de vânt lateral Să presupunem că drumul dorit dinspre un NDB este 040ºM, și estimați că un WCA de 5º către dreapta este necesar pentru a contracara un vânt din aceeași parte.
Pentru a obține asta, luați un cap magnetic 045, și sperați că baza acului ADF va rămâne pe-005 (mai exact, 355). Drumul magnetic dinspre stație (QDR) se obține din: QDR = MH +/- abaterea bazei acului În acest caz, MH 045 – 005 baza acului = QDR 040, iar WCA ales și capul magnetic care trebuie luate sunt corecte. Dacă WCA estimat este incorect, atu nci linia drumului real a avionului va diferi de linia drumului obligat. Dacă, în Fig. 12.26, vântul este mai puternic decât se aștepta, linia drumului real poate fi 033ºM, și în stânga drumului dorit de 040ºM.
Dacă zborul inexact către un NDB este indica t prin ‘căderea’ acului ADF, zborul incorect dinspre un NDB poate avea loc cu acul ADF indicând o valoare constantă. După ce ați trecut de un NDB, un avion poate zbura în orice direcție față de acesta. Trebuie să va asigurați întotdeauna de faptul că zbura ți pe drumul corect după ce ați trecut de un NDB, și cel mai ușor de realizat este prin calculul QDR sau QDM folosind DI și RBI (relative bearing indicator – indicatorul gismentului). Fig.12.25 Fig.12.26 Erori și acuratețe Acoperirea operațională a unui NDB se bazează pe un raport de protecție dintre semnalele dorite și cele nedorite ce permite obținerea nivelului cerut de precizie.
Pentru raze de acoperire mai mari decât cele specificate, erorile de direcționare vor crește. Interferențele statice: există două tipuri de interferențe statice ce pot afecta performanța unui ADF: 1. Precipitațiile. Electricitatea statică a precipitațiilor este generată de coliziunea dintre picăturile de apă și cristalele de gheață cu aeronava. Acestea vor afecta acuratețea direcționării și pot, în circumnstanțe extreme, să mascheze complet semnalul primit. Acele RMI/RBI vor căpăta o oscilație permanentă, iar semnalul audio va avea un gâjâit. 2. Orajele. Acestea au o descărcare foarte puternică de electricitate sta tică de-a lungul spectrului electromagnetic, inlcusiv al LF și MF.
Aceste descărcări produc erori de direcționare ale ADF. O descărcare statică într-un nor tip cumulonimbus va produce un efect sonor în căști și va face ca acul indicator să arate către nor. Când există câteva celule orajoase unele lângă altele, este posibil ca acul să indice către ele pentru perioade îndelungate. Interferențele între stații. Din cauza numărului mare de stații în benzile LF și MF, există posibilitatea interferențelor între st ațiile cu aceleași frecvențe sau frecvențe asemănătoare ce vor cauza erori de direcționare. Efectul muntelui. Zonele muntoase pot produce reflexia și difracția undelor radio transmise ce vor rezulta în erori ale sistemului ADF.
Aceste erori vor crește la altitudini joase, putând fi minimizate alegând să zburăm mai sus. Refracția de coastă. Undele radio se accelerează deasupra întinderilor de apă datorită absorbției reduse de energie (atenuare) în comparație cu uscatul. 3.4 Factori ce afectează raza de acoperire a ADF și acuratețea Factorii majori ce afecteaza raza de acțiune a echipametului NDB/ADF sunt următorii: Puterea de transmisie a NDB; raza de acțiune este proporțională cu pătratul puterii, adică, pentru a dubla raza NDB va trebui să mărim de 4 ori puterea emițătorului. 𝟑 × √𝑷(𝑾) deasupra apei 𝟐 × √𝑷(𝑾) deasupra uscatului Cu cât este mai joasă frecvența, cu atât este mai mare unda de suprafață.
Toate precipitațiile, printre care și zăpada, reduc raza de acoperire și acuratețea direcționărilor ADF. Acuratețea unui ADF este +/-5° în interiorul razei de acoperire operaționale, dar numai ziua. 4.VOR 4.1 Aplicații ale VOR VOR reprezintă un mijloc de radionavigație de înalta frecvență folosit des în zborul instrumental. Acronimul VOR provine de la very high frequency omni-directional radio range (raza semnalului radio omni-directional de înalta frecvență), abreviat și VHF omni range- VOR. Fiecare stație terestră VOR emite pe o frecvență VHF specifică între 108.00 și 117.95 MHz, fiind o bandă de frecvență mai joasă decât cea folosită pentru comunicațiile VHF.
Un radio VHF-NAV separat este necesar în scopuri de navigație, dar de obicei este combinat cu VHF- COM dintr-un ansamblu NAV-COM. Fig.13.1 Când a fost introdus în exploatare, oferea o îmbunătățire imediată mijloacelor deja existente cum ar fi combinația ADF/NDB, majoritatea funcționând în benzi de frecvență mai joase decât VOR și aveau limitări importante, cum ar fi efectul nopții, reflexia munților, interferențe cauzate de furtunile electrice, etc.
Principalele avantaje ale VOR includ: a. sensibilitate redusă la interferențele electrice și atmosferice (inclusiv furtuni); b. eliminarea efectului nopții, din moment ce semnalele VHF sunt linii de transmisie și nu sunt reflectate de ionosferă (ca semnalele NDB în banda LF/MF).
Siguranța și acuratețea semnalelor VOR permit folosirea acestuia cu încredere în orice condiții meteo, ziua sau noaptea, în scopuri cum ar fi: a. orientare și fixare a poziției; b. deplasarea pe drum spre sau dinspre o stație terestră VOR; c. zborul de așteptare (pentru acțiuni de întarziere sau manevrare); d. proceduri de apropiere instrumentală pentru aterizare Multe VOR sunt cuplate cu un DME (echipament de măsurare a distanței care furnizează o distanță de la stație în mile nautice), în așa fel încât selecția VOR pe ansamblul VHF-NAV din cabină selectează de asemenea și DME, așadar furnizând atât informații referitoare la drum, cât și la distanță.
4.2 Principiul de funcționare al VOR Stația terestră VOR transmite două semnale radio VHF: a. faza de referință, care este omni-direcțională (aceeași în toate directiile) b. faza variabilă, care se rotește uniform la o rată de 1.800 de rotații pe minut, cu faza variând la o rată constantă prin toate cele 360º. Antena unui receptor VOR montat pe aeronavă recepționează semnalele, a căror diferență de fază (diferența dintre vârfurile de undă) este măsurată, această diferență depinzând de relevmentul avionului de la stația terestră. În acest fel, VOR poate determina relevmentul magnetic al avionului de la stația terestră VOR.
Fig.13.2 Fig.13.3 Cele două semnale transmise de stația terestră VOR sunt: a. în fază pe nordul magnetic, care este referința pentru semnalele VOR; b. 90º în afara fazei pe estul magnetic 090ºM; c. 180º în afara fazei pe sudul magnetic 180ºM; d. 270º în afara fazei pe vestul magnetic 270ºM; e. 360º în afara fazei (înapoi în fază) la nordul magnetic 360ºM, sau 000ºM La fiecare aprox. 10 secunde un semnal de cod ident este transmis, permițându-vă să identificați cu precizie a radiofarului VOR. Anumite VOR pot avea și transmisii voce cu un ATIS relevant. VOR este un mijloc de radionavigație în banda de frecvență 108.0 MHZ până la 117.95 MHz.
Permite recepția de înaltă calitate a liniilor de transmisie din moment ce există interferențe reduse de la zgomotul din atmosferă în această bandă. Recepționarea poate fi afectată de terenul care înconjoară stația terestră, înălțimea radiofarului VOR, altitudinea avionului și distanță sa față de stație. Fig.13.4 4.3 Raza de acoperire a VOR Raza maximă aproximativă a unui semnal VHF este dată de formula: 𝑹𝒂𝒛𝒂 𝑽𝑶𝑹 = √𝟏. 𝟓 × 𝒂𝒍𝒕𝒊𝒕𝒊𝒅𝒊𝒏𝒆𝒂 𝑽𝑶𝑹 𝒂𝒎𝒔𝒍 î𝒏 𝒇𝒕 Exercițiu:
La 7.000 ft AMSL, raza VHF aproximativă este: = radical din 1,5 x 7.000 = radical din 10.000 = 100 NM Stații VOR diferite pot opera pe aceeași frecvență, dar ar trebui să fie separate geografic la distanțe mari pentru a nu exista nicio interferență între semnalele liniilor de transmisie VHF. Cu cât altitudinea avionului este mai mare, totuși, cu atât mai mare este posibilitatea apariției interferențelor. AIP specifică anumite caracteristici de operare ale VOR, limite deasupra cărora sunt posibile interferențe. Fig.13.5 4.4 Prezentarea și interpretarea unui VOR Deplasarea pe drum după un VOR VOR poate fi folosit pentru a indica drumul dorit și abaterea unghiulară a avionului de la drum.
Pentru un drum dorit de 015ºM, luați un cap de aproximativ 015ºM, plus/minus WCA. Prin selectarea unui relevment omnidirecțional de 015 sub indexul rutei de la afișajul VOR din cabină, puteți obține informații referitoare la drum, precum este ilustrat în Fig. 13.6. și 13.7. Afișajul VOR din cabină nu depinde de HDG, ceea ce înseamna că indicațiile sale nu se vor schimba ca urmare a schimbării capului. Fig. 13.7. prezintă același avion ca în Fig. 13.6., doar că un WCA de 10º dreapta este folosit de către pilot pentru a contracara un vânt din partea dreaptă, așadar capul magnetic al avionului este acum MH 025 (și nu MH 015, cum a fost inițial).
Notați faptul că: a. indicația VOR depinde de abaterea unghiulară a avionului în raport cu drumul ales; b. indicația VOR nu se va schimba indiferent de HDG. Este normal, în zborul pe rută de la un VOR la altul, să selectăm următorul VOR când avionul se află aproximativ la jumătatea distanței dintre ele, ca în Fig. 13.8. Acest lucru permite folosirea unui semnal mai puternic, cu toate că munții de pe rută pot împiedica semnalul unui VOR și vă pot afecta și decizia luată în acest sens. Fig.13.6 Fig.13.7 Fig.13.8 Radialele VOR Precum sugerează și numele omni, un emițător VOR de la sol emite semnale în toate direcțiile.
Totusi, cea mai importantă caracteristică a sa, este faptul că semnalul din oricare direcție diferă puțin față de celelalte semnale adiacente. Aceste semnale direcționale individuale pot fi văzute ca drumuri (tracks) sau linii de poziție care emit de la stațiile VOR, cam în același fel precum spițele de la o roată. Prin convenție, se folosesc 360 de drumuri diferite de la VOR, separate fiecare printr-un grad, și fiecare cu direcția sa raportată la nordul magnetic. Fiecare din aceste 360 de drumuri VOR sau linii de poziție se numește radial. Un radial este relevmentul magnetic DINSPRE un VOR. Notă: Un radial specific VOR este la fel ca QDR.
De exemplu, radialul 293 este QDR 293, fiind un drum cu 293º magnetice dinspre stația terestră VOR. Fig.13.9 VOR pe hărțile aeronautice Majoritatea hărților aeronautice arată poziția, frecvența și codul de identificare (ident) Morse ale fiecărei stații terestre VOR. Informații asupra unui anumit VOR se pot găsi în AIP ENR și orice schimbări ale acestor informații vor fi prezentate în NOTAM (la care puteți apela înainte de zbor). O stație terestră VOR poate fi reprezentată în diferite feluri pe hartă – cele mai întâlnite fiind prezentate în Fig. 13.10.
Din moment ce nordul magnetic este direcția de referință pentru radialele VOR, o săgeată a nordului magnetic ‘pleacă’ de la simbolul VOR, cu roza compasului marcată clar la fiecare 30º, și radialele prezente la intervale de 10º pe roză. Aceasta este potrivită pentru estimarea drumului în zbor cu o precizie de +/- 2º; totuși, în etapa de planificare a zborului, este indicat să fiți mai exact. În etapa de planificare a zborului, folosiți un echer de navigație pentru o măsurare precisă a drumului, deși în anumite cazuri acest lucru nu va fi necesar deoarece anumite drumuri foarte folosite sunt publicate pe hărțile de radionavigație în grade magnetice.
Dacă măsurați drumul în grade adevarate (ºT), atunci declinația magnetică trebuie sa fie aplicată pentru a transforma în grade magnetice. Fig.13.10 Este normal pentru piloții instrumentali să folosească hărțile de radionavigație, și piloții IMC să folosească hărțile 1:500.000 ICAO, deja cunoscute pentru navigația la vedere. Alte informații despre VOR AIP conține informații referitoare la mijloace de radionavigație în secțiunea ENR. De exemplu, extractul din AIP pentru VOR Floresti, include: a. Frecvența, 112.20 MHz (și pe hartă) b. Indicativul de apel, sau identificare, ‘FLR’ (și pe hartă) c. Orele de serviciu (24h / zi, vara și iarna) d.
Locația în latitudine și longitudine (dacă nu se găsește pe hartă) De asemenea, începutul din AIP ENR vă sfătuiește să nu folosiți niciun VOR dacă acesta nu poate fi identificat de codul său ident Morse. Poate că respectivul VOR emite semnale pentru a face un test, caz în care identul este inexistent sau sunt transmise literele Morse ‘TST’ (test), pentru a indică faptul că dispozitivul nu este adresat navigației. VOR care au o stație DME asociată pot fi descrise că VOR/DME. DME se sete ază automat atunci când selectați frecvența VOR pe ansamblul radio VHF-NAV.
Din moment ce VOR este mijloc de radionavigație VHF, semnalele liniilor sale de transmisie pot fi oprite sau perturbate de munți înalți în anumite locuri. AIP ENR ar trebui să conț ină o avertizare în acest sens; de exemplu VOR orașului Inverness are o acoperire redusă în sectoarele dintre 154ºM și 194ºM de la stația terestră VOR. 4.5 Instrumentele VOR din cabină Există diferite tipuri de afișaje ale VOR în cabină, dar în termeni de operare sunt aproximativ la fel. Afișajul VOR se referă cel mai des la indicatorul relevmentului omnidirecțional, OBI (omni bearing indicator).
Acesta afișează relevmentul omni selectat de către pilot pe roza rutei folosind selectorul relevmentului omni ( OBS – omni bearing selector), un buton mic atașat rozei. Dacă avionul se află pe radialul selectat, atunci acul VOR, cunoscut că indicatorul de deviație de la curs (CDI – course deviation indicator), va fi la centru. Dacă avionul nu se află pe drumul selectat, atunci CDI nu va fi la centru. Dacă drumul selectat va ‘duce’ avionul spre sau dinspre stația terestră VOR va fi indicat de marcajele spre/dinspre.
OBI se folosește pentru navigație dacă: a. indicația roșu off de avertisment nu este vizibilă; b. este auzit codul ident Morse corect Când un VOR funcționează normal, radialii sunt transmiși cu o precizie de +/- 2º. Fig.13.11 Fig.13.12 Indicatorul de deviere de la curs (CDI – course deviation indicator) CDI din intrumentele de cabină ale VOR indică deviația (abaterea) de la drum în termeni de abatere unghiulară de la drumul ales. Tot timpul, atunci când folosim VOR, referința este drumul ales sub indexul cursului. (Acesta este un principiu total diferit a cului ADF care doar arată către o stație terestră NDB și indică gismentul său).
Valoarea abaterii unghiulare de la drumul ales este apreciată în puncte; exisă 5 puncte lateral stânga dreapta față de poziția centrală. Punctele cele mai apropiate de centru, pe ambele părți, sunt adesea reprezentate printr-un cerc care trece prin ele. Fiecare punct este echivalentul a 2º abatere de la drum. Dacă avionul se află pe drumul dorit, CDI este la centru. Dacă avionul este abătut 2º, CDI se mută pe primul punct de l a centru (adică pe circumferința cercului interior). Dacă avionul este deviat 4º, CDI se află pe cel de-al doilea punct. Dacă avionul este abătut 10º sau mai mult, CDI este deviat la maxim către cel de-al cincilea punct.
O abatere de 1 punct pe afișajul VOR reprezintă 2º. Devierea la 5 puncte înseamnă 10º sau mai multe. Fig.13.13 Din moment ce CDI indică abaterea unghiulară, distanța reală în afara drumului pentru o indicație dată a CDI va fi mai mică cu cât avionul este mai aproape de stația terestră. Spre și Dinspre un VOR Radialul 090, care este QDR 090 (un relevment magnetic dinspre stație) de 090ºM, este aceeași linie de poziție ca și QDM 270 spre stație. Dacă avionul se află pe linia de poziție, atunci CDI va fi la centru atunci când fie 090, fie 270 este selectat cu OBS. Orice ambiguitate referitoare la poziția avionului față de stația terestră VOR se rezolvă cu indicatorii spre / dinspre.
Indicațiile spre sau dinspre sau săgețile indică posibilitatea selectării relevmentului omni de a vă ‘duce’ la stația terestră VOR, sau departe de aceasta. În Fig. 13.14., pilotul ar putea centra CDI prin selectarea fie 090, fie 270 (reciproce) cu OBS. Un drum de 090ºM ar ‘duce’ avionul dinspre VOR, pe când un drum de 270ºM l-ar duce spre VOR. Fig.13.14 4.6 Folosirea VOR Pregătirea VOR pentru operare Un mijloc de radionavigație nu are valoare dacă nu este folosit corect.
Înainte de a folosi VOR trebuie să: a. vă asigurați că există curent electric, apoi treceți ansamblul VHF–NAV în poziția ON; b. selectați frecvența VOR doriă; c. identificați VOR d. verificați ca indicația OFF să fie stinsă (mai exact, semnalul se poate folosi, altfel indicația OFF ar fi fost vizibilă). Orientarea Orientare înseamnă ‘determinarea aproximativă a poziției’. Primul pas pentru orientare este stabilirea unei linii de poziție (PL–position line) de-a lungul căreia aeronava se găsește la un anumit moment.
Pentru a obține o linie de poziție folosind afișajul VOR: a. rotiți OBS (omni bearing selector) până când CDI (course deviation indicator) este centrat; b. observați dacă indicațiile la (to) sau de la (from) sunt aprinse Exemplu: Rotiți OBS până când CDI este centrat – aceasta se întâmplă având 334 sub indexul cursului și indicația spre (la) este aprinsă. Ar putea să fie obținută alta indicație OBI cu deviația de la direcția de aterizare în poziție centrală? La locația aeronavei, CDI va fi centrat cu:
334 – TO; sau 154 – FROM Fig.13.15 O singură linie de poziție nu v ă va permite să fixați cu precizie poziția aeronavei deasupra unui anumit punct, ci doar furnizează o linie de-a lungul căreia se află aeronava. Este nevoie, astfel, de două sau mai multe linii de poziție pentru a fixa poziția unei aeronave. De asemenea, pentru a avea importanță la fixarea poziției, cele două linii de poziție trebuie să se intersecteze la un unghi de cel puțin 45º. Orice intersecție cu un unghi mai mic reduce din precizia fixării. Liniile de poziție radio pot fi furnizate de către orice mijloc convenabil de radionavigație, inclusiv VOR, NDB și DME.
Fig.13.16 VOR/DME Probabil cea mai obișnuita metodă de fixare a poziției pe rută între mijloacele de radionavigație este fixarea VOR/DME, bazată pe o stație terestră unde DME este colocat cu o stație terestră VOR. VOR poate furniza o linie de poziție dreapta arătând radialul pe care se află avionul, iar DME poate furniza o linie de poziție circulară care arată distanța la care se află acesta față de stația terestră. Intersecția liniilor reprezintă poziția avionului. Pe măsură ce o aeronava se apropie de zona de deasupra unui VOR, CDI va deveni din ce în ce mai sensibil pe o rază de +/- 10º de fiecare parte a drumului.
Pe măsură ce aeronava trece prin “zona de confuzie” deasupra stației terestre VOR, CDI se mișcă dintr-o parte în cealaltă, înainte de a se stabiliza, adică atunci când se îndepărtează de stația terestră. Indicatorii TO/FROM se vor schimba de asemenea de la TO la FROM (și invers), și indicatorul roșu OFF poate dispărea din raza vizuală datorită semnalului temporar neutilizabil. Zona de confuzie se poate extinde într-un arc de 70º deasupra stației, așadar va dura aproximativ câteva minute pentru ca avionul să treacă prin ea înainte ca CDI și indicatorul FROM să se stabilizeze, și indicatorul OFF dispare total.
Fig.13.17 Fig.13.18 O metodă obișnuită de a verifica modul în care a progresat zborul este notarea timpului atunci când treceți pe deasupra (sau lateral) față de o stație terestră VOR. Cea mai directă procedură este: a. selectarea și identificarea VOR; și b. sub indexul cursului, setați perpendiculara radialului (la 90º) pe drumul (track) dvs. Exemplu: O aeronavă se află pe un drum 350ºM, și va trece la aproximativ 20 nm deasupra unei stații terestre VOR, în partea sa lateral dreapta. Radialul perpendicular VOR necesar drumului este radialul 260, așadar 260 ar trebui setat cu OBS.
CDI va fi deviat la maxim lateral dacă aeronava se află la distanța față de zona de deasupra poziției, și se va deplasa treptat de la deviere maximă într-o anumită parte la deviere maximă în partea cealaltă pe măsură ce aeronava trece prin arcul de +/-10º, pe oricare din părțile radialului selectat. Aeronava se află în punctul de deasupra poziției atunci când CDI este centrat. Poziția survolată poate fi identificată de asemenea prin setarea QDM spre VOR, sub indexul cursului (în loc de QDR sau radialul dinspre VOR), caz în care mișcarea CDI va fi din cealaltă parte.
Fig.13.19 Regula 1-la-60, utilizată frecvent în navigație, spune că pentru 1 nm în afara drumului la 60 nm corespunde 1º, abatere unghiulară. Mai simplu, aceasta înseamnă ca din moment ce aeronava zboară la unghiuri drepte prin cele 10º din momentul în care CDI începe să se miște până când este centrat, se va deplasa aproximativ 10 nm deasupra VOR atunci când se află la 60 nm de la stația terestră VOR (sau 5 nm la 30 nm, etc.). La GS=120 kt, spre exemplu, (2 nm/min), trecând printr-un arc de 10º deasupra VOR va dura 5 min la 60 nm, sau 2,5 min la 30 nm.
Traversarea unui radial cunoscut de la un VOR din afara drumului (off-track) Este o procedură simplă de identificare atunci când trecem pe lângă un radial cunoscut provenit de la un VOR din afara drumului, și într-adevăr, anumite puncte de raportare de pe rută se bazează pe acest lucru. Exemplu: Punctul de raportare UPTON pe drumul dintre VOR Ottrigham și Wallasey este specificat de radialul 330 de la VOR Gamston. Cu două afișaje VOR în cabină, o procedură obișnuită de zbor pe drum ar fi folosirea VOR 1 la Ottringham (și mai târziu Wallasey), și verificarea UPTON folosind VOR 2 setat pe Gamston.
Cu un singur VOR în aeronavă, procedura obișnuită ar fi de a-l lăsă pe drumul principal (Ottringham) până când ajunge la UPTON (să zicem cu 2 minute înaintea ETA), și apoi selectarea Gamston și radialul 330. Odată intersectat acest radial, VOR poate fi selectat către un punct de reper de pe drum (Ottringham sau Wallasey). Fig.13.20 Dacă se folosește o hartă aeronautică 1:500.000, vă puteți trasa propriile puncte de verificare de-a lungul traseului folosind VOR din apropiere aflate în afara drumului. În Fig. 13.21., pilotul a ales să verifice poziția la intersecția cu radialele 105, 075 și 045 de la un VOR din afara drumului.
Prin măsurarea distanței dintre aceste puncte fixe de pe ruta, pilotul poate calcula GS și să revizuiască estimarea punctelor care urmează. Fig.13.21 4.7 Afișajul VOR VOR indică poziția avionului față de drumul VOR selectat, iar afișajul VOR din cabină va fi același indiferent de capul (HDG) avionului. Fiecare din avioanele din Fig.13.22 vor avea aceleași indicații ale afișajului VOR, cu condiția să aibă același drum setat sub indexul cursului cu OBS.
Fig.13.22 Drumul LA și DE LA un VOR Drumul către un VOR Pentru a vă deplasa către un VOR: a. selectați frecvența VOR b. identificați stația (codul ident Morse) c. verificați dacă indicatorul de avertizare OFF este stins d. selectați relevmentul omni al drumului dorit cu ajutorul OBS. Direcționați avionul față de drumul dorit, apoi luați un cap de interceptare dorit folosind indicatorul capului (aliniat cu compasul magnetic). Dacă avionul se îndreaptă aproximativ în direcția drumului dorit, cercul din centru va reprezenta avionul, iar CDI drumul dorit. Pentru a intercepta drumul, în acest caz, îndreptați-vă către CDI. Faceți acest lucru folosind OBI ca și instrument de comandă.
Acesta va indica faptul că trebuie să virați către CDI pentru a reveni la drum. Aveți în vedere, totuși, că acest lucru este valabil numai atunci când capul avionului este aproximativ în aceeași direcție ca și relevmentul omni selectat. La interceptarea drumului, luați un cap potrivit pentru a-l menține, având în considerare atât direcția și intensitatea vântului. Dacă este menținut drumul dorit, CDI va rămâne centrat. Exemplu: În Fig.13.23, cu drumul dorit 030 setat pe OBI, CDI se află către dreapta. Din moment ce capul inițial al avionului este aproximativ în concordanță cu drumul 030, pilotul trage concluzia că drumul se află în partea dreaptă a avionului.
CDI, aflat în partea dreaptă impune efectuarea unui viraj dreapta pentru a reveni la drum. Pilotul a luat un cap de 050ºM pentru a intercepta drumul de 030 către VOR, ceea ce va da o interceptare de 20º. Acest lucru este satisfăcător dacă avionul este aproape de drum. Dacă aeronava este la distanță față de drum, atunci o interceptare de 60º sau 90º ar putea și mai potrivită. Aceasta ar fi MH 090 sau MH 120. Fig.13.23 Determinarea unghiului de deriva Atunci când ne aflam pe un drum către un VOR, având 360 sub indexul cursului, MH 360 va permite avionului să mențină drumul cu condiția să nu existe componenta a vântului lateral.
Dacă, totuși, există un vânt din vest, atunci avionul va fi deviat în dreapta drumului doar dacă nu se aplică un WCA și avionul va fi îndreptat pe un cap aproximativ în vânt. Aceasta înseamnă MH 352 în centrul diagramei din Fig. 13.24. Fig.13.24 Cît de mare sau mic trebuie să fie WCA se va determina în timpul zborului prin ‘testarea’ unghiului cel mai potrivit (deși orice calcule dinaintea zborului efectuate cu ajutorul calculatorului de navigație pot sugera o cifră de început pentru aproximarea WCA).
Dacă WCA ales nu este corect, și avionul se depărtează treptat de la drum, determinând CDI să se deplaseze de la poziția centrală, atunci capul ar trebui modificat, revenirea la drum (CDI centrat), și apoi un cap magnetic nou cu o estimare îmbunătățită a WCA. Acest proces de obținere a unui WCA potrivit se numește efect sinusoidal. Desigur, în realitate vântul își schimbă frecvent atât intensitatea cat și direcția, așadar capul magnetic necesar pentru a menține drumul se va schimba de asemenea din când în când.
Acest lucru devine evident prin mișcări treptate ale CDI departe de poziția sa centrală, lucru pe care îl veți observa la observările repetate ale instrumentelor de radionavigație, și pe care îl veți corecta prin schimbări ale capului magnetic (vezi Fig. 13.25). Fig.13.25 Drumul de la un VOR Pentru a vă deplasă de la un VOR (presupunând că VOR nu a fost selectat și identificat): a. selectați frecvența VOR b. identificați stația (codul ident Morse) c. verificați dacă indicatorul de avertizare OFF este stins d. selectați relevmentul omni al drumului dorit cu ajutorul OBS.
Direcționați avionul față de drumul dorit, apoi luați un cap de interceptare folosind indicatorul capului (aliniat cu compasul magnetic). Dacă avionul se îndreaptă aproximativ în direcția drumului dorit, cercul din centru va reprezenta avionul, iar CDI drumul dorit. Pentru a intercepta drumul, în acest caz, îndreptați-vă către CDI. Faceți acest lucru folosind OBI ca și instrument de comandă. Acesta va indica faptul că trebuie să virați către CDI pentru a reveni la drum. Aveți în vedere, totuși, că acest lucru este valabil numai atunci când capul avionului este aproximativ în aceeași direcție ca și relevmentul omni selectat.
La interceptarea drumului, luați un cap potrivit pentru a-l menține, având în considerare atât direcția și intensitatea vântului. Dacă este menținut drumul dorit, CDI va rămâne centrat. Exemplu: În Fig. 13.26., cu drumul dorit setat în OBI, CDI se află în partea dreaptă. Din moment ce capul inițial al avionului este aproximativ în concordanță cu drumul de 140, pilotul decide faptul că drumul se află în partea dreaptă a avionului (sau, în acest caz, în față și către dreapta). Pilotul a luat un cap de 220ºM pentru a intercepta un drum de 140 dinspre VOR, ceea ce va da o interceptare de 80º. Acest lucru este mulțumitor dacă avionul se află la distanță față de drum.
Dacă avionul este aproape de drum, atunci o interceptare de 60º sau 30º ar putea fi mai potrivită, care, în acest caz, ar fi MH 200 sau MH 170 Fig.13.26 Interceptarea unui drum folosind VOR Ce trebuie să știți: a. Unde mă aflu? b. Unde trebuie să ajung? c. Cum ajung acolo? Cea mai simpla metodă de orientare a aeronavei folosind VOR este prin rotirea OBS până la centrarea CDI. Acest lucru se poate întâmpla pe unul sau două HDG (reciproce unul față de celalalt); alegeți-l pe acela al cărui relevment omni seamănă cel mai mult cu capul magnetic al avionului. Dacă aeronava se îndreaptă către o stație terestră VOR, atunci indicatorul spre (TO) se va aprinde.
Selectați drumul dorit în ºM folosind selectorul relevmentului omni (OBS). Determinați în ce parte să efectuați virajul pentru a intercepta drumul dorit și apoi luați un cap de interceptare corespunzător. Interceptarea unui drum dinspre (From) un VOR VOR este la fel de folositor atunci când vă îndepărtați de o stație terestră VOR ca și atunci când vă apropiați de una și este mult mai ușor de folosit decât combinația NDB/ADF. Următorul exemplu prezintă o metodă obișnuită de a realiza ce am declarat mai sus. Exemplu: Vă deplasați către o stație VOR pe radialul 170 (350 – TO = spre). ATC va dă un cap de interceptare al radialului 090 dinspre (from) (090 from).
Orientarea nu este o problemă din moment ce știți deja unde vă aflați. Cea mai bună metodă de a vă deplasa pe drum către VOR pe radialul 170 (care este la fel ca și QDR 170, rezultând QDM până la stație (350), este de a avea setat 350 pe cursul indexului OBI, din moment ce avionul se află pe un drum 350 către (to) VOR. Acest lucru asigură faptul că indicatorul este un instrument de comandă (zburați în direcția acului CDI pentru a reveni la drumul ales). Vizualizați situația: - vă aflați pe un drum către nord spre un VOR-drumul dorit, 090 – FROM, se află în față lateral dreapta.
Pentru a intercepta drumul 090-FROM: a. setați 090 sub indexul cursului b. luați un cap de interceptare corespunzător (MH 030 pentru o interceptare de 60º) c. mențineți MH 030 până când acul CDI se deplasează de la deviație maximă la poziția centrală. Pentru a evita ‘ratarea’ drumului, anticipați intercepția și începeți un viraj chiar înainte de a intercepta drumul. Fig.13.27 Interceptarea unui drum spre (To) un VOR Exemplu: ATC vă solicită să vă deplasați către o anumită stație VOR pe radialul 010. Selectați și identificați VOR, apoi a. Orientați-vă față de aceasta (posibil prin centrarea corespunzătoare a CDI) b.
Setați drumul dorit sub indexul cursului – către o stație pe radialul 010 (QDR) este 190 – TO (QDM) – și determinați poziția acestui drum (track). c. Luați un cap de interceptare corespunzător, și așteptați centrarea CDI În Fig. 13.28: a. CDI se centrează pe 050 – FROM (se va centra de asemenea pe 230 – TO); b. ați ales o interceptare de 90º, luând un MH 280 pentru a intercepta 190 – TO; c. pe măsură ce CDI începe să se miște (la maxim 10º față de drumul ales), va apropiați dar luați în considerare și un unghi de corecție al vântului (WCA) de 5º.
Fig.13.28 4.8 Factori ce afectează raza operațională a unui VOR Cu căt este mai mare puterea emițătorului, cu atât mai mare este și raza de acțiune. Astfel, stațiile VOR de pe ruta cu un emițător de 200 Watt vor avea o rază de acțiune de aproximativ 200 nm. Înălțimea emițătorului și receptorului vor avea de asemenea un efect asupra razei operaționale. 𝑹𝒂𝒛𝒂 𝒅𝒆 𝒓𝒆𝒄𝒆𝒑ț𝒊𝒆 𝒕𝒆𝒐𝒓𝒆𝒕𝒊𝒄ă 𝒎𝒂𝒙𝒊𝒎ă(𝒏𝒎) = 𝟏. 𝟐𝟓 × (√𝑯𝟏 + √𝑯𝟐) unde 𝐻1= Inălțimea receptorului în feet AMSL 𝐻2= Inălțimea transmițătorului în feet AMSL Relieful î nalt, munții, structurile umane, etc. cauzează direcționalității VOR oprind-o, reflectând-o sau curbând-o.
Acolo unde există și sunt cunoscute astfel de erori, AIP va publica aceste detalii. Pentru a garanta că nu există interferențe între cele 160 frecven țe disponibile în întreaga lume, este necesară separarea farurilor cu frecvențe asemănătoare la o distanță de cel puțin două ori cât raza de acțiune anticipată. De exemplu, o aeronavă aflată la o înălțime de 25.000 ft și un VOR situat la MSL. Raza de recepție (nm) = 1.25 × √25.000 = 198 nm Separația va fi de 396 nm.
Puterea transmițătorului, căile de propagare și protecția gradului de interferență dintre frecvențe, necesită ca din considerente de planificare, stațiile terestre VOR să fie separate cu încă 100 nm, deci aproximativ 500nm înntre ele. 5.DME (Distance Measuring Equipment) Echipamentul de Măsurare a Distanței este un sistem radar secundar ce permite unei aeronave să stabilească distanța (mai degrabă distanța oblică decât cea orizontala) față de o stație de sol. Pilotul obține direcțiile magentice precise de la radiofarul VOR și distanțele de la DME. Cele două stații sunt în mod normal alăturate.
Fig.14.1 Fig.14.2 Frecvențele pe care operează un DME sunt între 926 și 1231 MHz în banda UHF cu o distanță de 1 MHZ între canale, totalizând 252 canale. Între semnalul de interogare și cel de răspuns există o diferență de +/ - 63 MHz. Canalele se măsoară de la 1 la 126X și de la 1 la 126Y. Printre utilizările unui DME amintim: 1. furnizează o distanță oblică foarte precisă, o linie circulară de poziție iar împreună cu un alt DME sau VOR va furniza două linii de poziție.
2. convertește distanța oblică în GS și timp scurs atunci când aeronava este echipată cu un calculator de bord corespunzător 3. permite efectuarea unor zboruri mult mai precise în procedurile de așteptare și pe arcele DME 4. furnizează verificări ale distanței și înălțimii atunci când se execută 5. proceduri de apropiere nonprecizie 6. indică distanțe precise până la pragul pistei atunci când se execut ă o procedura ILS/DME. 7. facilitează identificarea radar atunci când pilotul raportează poziția sa față de VOR/DME 8. facilitează separația și controlul aeronavelor în spațiul non-radar față de o stație VOR/DME raportată de fiecare aeronavă în parte.
9. stă la baza unui sistem simplu de tip RNAV (Area Navigation) atunci când aeronava este echipată cu computerele necesare. 10. furnizează distanțe precise în sistemele RNAV mai precise și mai complexe 5.1 Principiul de funcționare al DME DME folosește principiul radarului secundar. Radarul primar detectează una din propriile transmisii care este reflectată de un obiect; radarul secundar detectează o transmisie-răspuns de la un transponder activat de un semnal de interogare/apelare. DME operează cu ajutorul transmițătorului, în timpul zborului, care trimite o serie de impulsuri de apelare/interogare din aeronava și cu recepția impulsului provenit de la stația terestră DME.
Transformă acest timp în distanța în mile nautice iar indicatorul DME, atunci când afișează această distanță cu indicația roșu OFF afară din raza vizuală, se spune ca s-a fixat. Notă: Nu faceți confuzie între transponderul DME și stația terestră DME (și asociată cu echipamentul DME în timpul zborului) cu transponderul SSR din aeronavă (operat de către pilot și asociat cu radarul de supraveghere secundar de la sol). Fig.14.4 Fiecare transponder DME de la sol poate face față la aprox.
100 de avioane în același timp, iar sistemul este făcut în așa fel încât să nu existe nicio posibilitate ca impulsuri de apelare/interogare de la un avion să determine o indicare incorectă a distanței la un alt avion. De asemenea, deoarece frecvențele sunt special alese în așa fel încât stațiile cu frecvențe asemănătoare sunt situate departe una de alta din punct de vedere geografic, nu există șansele apariției interferențelor de la stația DME terestră greșită. Semnalele DME sunt transmisii în linie dreaptă (la fel ca și comunicațiile radio VHF, radar și VOR). 5.2 Raza de acțiune și acoperirea unui DME Transmisiile unui DME se supun regulii “liniei orizontului”.
Astfel, cu cât sunt mai sus aeronava și radiofarul cu atât va fi mai mare și distanța teoretică de recepție. Relieful înalt va bloca raza de acoperire. Efectul unghiului de inclinare va masca antena aeronavei de emițătorul de pe sol cauzând o întrerupere a fluxului semnalului. Cu toate acestea, circuitul de memorie asigură faptul că nu va fi nici o perturbație majoră în măsurarea distanței. Pentru a preveni erori ale măsurării distanței c e pot fi cauzate de interferențe reciproce din două sau mai multe stații ce împart aceeași frecventă, acoperirea operațională alocată a fiecărei stații este publicată pentru fiecare DME în parte, aceasta fiind specificată în distanța și înălțime.
Utilizarea unui DME dincolo de aceste limitări va rezulta în producerea de erori. Pentru a elimina erorile ce apar din cauza reflexiei suprafeței Pământului, clădiri și teren muntos, receptorul aeronavei incorporează un Circuit de Protecție împotriva Ecoului. 5.3 Acuratețea DME Bazat pe o probabilitate de 95% acuratețea sistemului pentru un DME utilizat la navigație va trebui să dea o eroare de sistem ce nu trebuie să depășească +/ -25 nm sau +/ -1.25% din distanță. Sistemele de precizie nu trebuie să aibă erori mai mici de +/-0.2 nm. Diferența dintre distanța oblică calculată și distanța pe sol reală crește cu cât aeronava este mai sus și mai aproape de stația DME.
Ca regulă generală, diferența devine semnificativă atunci când aeronava se află la o distanță mai mic ă decât triplul înălțimii aeronavei. Atunci când aeronava se afla deasupra stației DME, aparatul din cabină va indica înălțimea aeronavei în mile nautice. Viteza față de sol indicată de echipament, care este calculată din rata de schimbare a distanței oblice, devine mai imprecisă și va subindica viteza față de sol reală cu cât aeronava este mai aproape și mai sus față de stația DME. 6.Radarul Cuvântul radar este un acronim provenit de la RAdio Detection And Ranging ce a fost dezvoltat înainte de Al Doil ea Război Mondial, având aplicații atât terestre cât și aeriene.
În prezent, radarul este important în aviația civilă, radarele de sol fiind întrebuințate pentru controlul, separația și navigația aeronavelor precum și în sistemele aeriene de navigație și detectare a vremii. Fig.15.1 Radarul prezintă o gamă largă de aplicații, printre care amintim: 1. Controlul traficului aerian-monitorizarea aeronavelor în timpul zborului în zonele de control sau în vecinătatea aeroporturilor și pentru vectorizarea aeronavei în caz de nevoie-controlul și monitorizarea aeronavelor în cazul în care ILS nu funcționează sau în timpul procedurilor de apropiere instrumentală-oferă informații legate de fenomenele meteo cum ar fi norii orajoși 2.
Sistemele radar aer/sol-Radarul Secundar de Urmărire furnizează ATC informații legate de callsign-ul aeronavei, altitudine, viteză, istoricul traiectului, destinație și tipul urgenței, când este cazul-DME furnizează pilotului o distanță oblică foarte precisă de la un emițător/receptor terestru cunoscut ca transponder. - radarul Doppler este un sistem aerian ce nu are nevoie de echipament de sol și care furnizează pilotului o indicație continuă a derivei și vitezei față de sol a aeronavei 3.
Radarul de vreme-descifrează distanța și direcția norilor-indică zonele cu cele mai intense precipitații și turbulențele aferente-calculează înălțimea norilor Sistemele radar funcționează în banda VHF sau benzi superioare deoarece: - aceste frecvențe nu sunt afectate de factori externi-lungimile de undă mai s curte produc raze înguste și eficiente pentru măsurarea direcțiilor-lungimile de undă scurte produc pulsuri mai scurte-reflexia eficientă de pe un obiect depinde de mărimea sa funcție de lungimea de undă, astfel lungimile de undă scurte sunt reflectate mult mai eficient Mijloacele de radionavigație care necesită instrumente din cabină includ: a. combinația radiofarul non-directional (NDB) și dispozitivul automat de găsire a direcției (ADF).
ADF se prezintă sub diferite forme în cabină, cum ar fi indicatorul relevmentului relativ (RBI = relative bearing indicator) = Gisment radio (GR) și indicatorul radio-magnetic (RMI = radio magnetic indicator) b. VOR (VHF omni range) c. echipamentul de măsurare a distanței (DME = distance measuring equipment) De asemenea, există și RNAV (route navigation) = navigația pe rută – combinația VOR și DME. 6.1 Principiul de funcționare al radarulului Radioul folosește capacitatea să de a transmite energie electromagnetică, sub forma undelor radio, dintr-un loc în altul.
Undele de energie electromagnetică care provin de la emițător radio pot conține informații, cum ar fi convorbiri, muzică și codul Morse. Receptoarele radio aflate pe aceeași frecvență pot detecta și folosi aceste semnale, destul de des aflate la distante mari față de emițător. Utilizările radioului în aviație se împarte în două: a. comunicații voce aer-sol b. navigație radio (combinația ADF/NDB, VOR și ILS) Reflectarea undelor radio Radiația electromagnetica poate fi reflectată din anumite suprafețe. Undele de lumină, spre exemplu, vor fi reflectate de învelișul metalic aflat pe o oglindă.
Similar, undele radio care aparțin anumitor frecvențe vor fi reflectate de pe suprafețe nu numai metalice, o parte a energiei radio întorcându-se la punctul de unde a fost transmisă, ca un ecou. Alte suprafețe și obiecte, cum ar fi lemnul, nu pot reflecta undele radio, care vor trece prin acesta, asemenea razelor X care trec prin corp. Detectarea undelor radio reflectate în punctul de unde au fost transmise inițial,acest fenomen este cunoscut sub numele de radar. Relația dintre timp și distanță Energia electromagnetică se deplasează cu viteza luminii, adică 300.000 km/s echivalentul a aproape 8 circumferințe ale Pământului într-o secundă.
Măsurând timpul scurs dintre emisia unor pulsuri de energie radio și recepția acestora înapoi la sursă sub forma unui ecou reprezintă o problemă matematică simplă prin care se determină distanța sau raza până la obiectul ce a produs ecoul. Radarul convertește timpul scurs în distanță. În timpul s curs între emisie și recepție, distanța între radar și obiect va fi parcursă de două ori, o dată la emisie și o dată la reîntoarcerea semnalului, drept urmare timpul parcurs va fi injumătățit, acest lucru realizându-se electronic.
6.2 Raza de acțiune a unui radar Radarul folosește frecventele UHF (ultra-high frequency), așadar propagarea acestora va fi obstrucționată de clădiri, relief înalt și curbura Pământului. Acestea iregularități vor cauza “umbre radar” iar obiectele care se vor afla în aceste zone, este posibil să nu fie detectate. Fig.15.2 Ținând cont de curbura Pământului, cu cât un avion zboară mai sus, cu atât mai mare este distanța pentru a fi detectat de radar.
O distanță maximă aproximativă în mile nautice este dată de relația: 𝑹𝒂𝒛𝒂 𝒅𝒆 𝒂𝒄𝒐𝒑𝒆𝒓𝒊𝒓𝒆 𝒓𝒂𝒅𝒂𝒓 = √𝟏. 𝟓 × 𝒊𝒏𝒂𝒍𝒕𝒊𝒎𝒆𝒂 𝑨𝑮𝑳 𝒊𝒏 𝒇𝒕 (𝑵𝑴) Fig.15.3 Raza de acoperire a radarului poate fi crescută dacă antena radar se poziționează într-un loc înalt, crescându-i astfel înălțimea deasupra obstacolelor ce produc umbre pe ecranul radar dar și pentru a crește acoperirea acestuia.
Astfel, distanța de la care se poate detecta o aeronavă de către un radar este dată de formula: 𝑹𝒂𝒛𝒂 𝒅𝒆 𝒂𝒄𝒐𝒑𝒆𝒓𝒊𝒓𝒆 = √𝟏. 𝟓 î𝒏ă𝒍ț𝒊𝒎𝒆𝒂 𝒂𝒏𝒕𝒆𝒏𝒆𝒊 𝒓𝒂𝒅𝒂𝒓 + √𝟏. 𝟓î𝒏ă𝒍ț𝒊𝒎𝒆𝒂 𝒂𝒆𝒓𝒐𝒏𝒂𝒗𝒆𝒊 Radarul care folosește energia radio reflectată este cunoscut ca radar primar, și are multe întrebuințări în aviație, cum ar fi: a. supraveghere radar pentru o imagine de ansamblu a întregii zone, fiind folosit în apropierile prin supraveghere radar (SRA = surveillance radar approaches) pentru azimut și ghidare verticală la apropierea finală pentru aterizare b. radar de apropiere de precizie (PAR = precision approach radar) pentru azimut foarte exact și ghidare pe panta de apropiere finală pentru aterizare.
6.3 Radarul de supraveghere primar Radarul primar este proiectat pentru a oferi controlorului radar o vedere de ansamblu asupra zonei sale de responsabilitate. Acest tip de radar nu transmite pulsații simult an în toate direcțiile, ci un fascicul ce este rotit 360°. Pentru ca o aeronavă să poată fi detectată, raza trebuie să fie îndreptată aproximativ în direcția sa. Dacă respectivul controlor are radarul îndreptat în sus, este posibil să ‘rateze’ aeronave mici aflate la distanță; în mod contrar, avioanele mari aflate în apropiere pot să nu fie detectate dacă radarul este jos.
Fig.15.4 Ecranul radarului Majoritatea ecranelor radar sunt tuburi catodice de raza (CRT – cathode ray tubes) asemănătoare ecranelor tv rotunde. Folosind același principiu cu cel al televizoarelor, o rază de electroni este direcționată în învelișul fluorescent al tuburilor pentru a furniza o imagine radar. Controlorii radar au de obicei ecrane circulare având poziția antenei în centru, cu însemnări de distanța pentru a ajuta la estimare. Ecranul radar este de asemenea cunoscut ca indicator de poziție a planului (PPI = plan position indicator) Antena radar propriu-zisă poate fi departe de poziția controlorului radar, posibil pe un deal sau un turn.
Pe măsură ce antena se rotește încet, fasciculul scurt de electroni de pe ecran se rotește și el, lăsând o urmă ‘ștearsă’ într-o direcție aliniată cu direcția antenei la momentul respectiv. Orice semnal dat de radar apare ca un impuls scurt. Indicația nordului pe ecran permite controlorului să estimeze direcția ‘țintei’ iar semnele de distanță ajută la această estimare. Punctul de pe ecran rămâne vizibil timp de câteva secunde după trecerea liniei și progresiv își va pierde din intensitate. Aceste slăbiri de intensitate, ‘urme’, permit controlorului să determine mișcarea țintei, direcție și viteza.
Fig.15.5 În zone cu trafic intens, responsabilitatea în ceea ce privește radarul, poate fi împărțită între mai mulți controlori, fiecare având ecranul și frecvențe radio de comunicare și vor fi repartizați în 2 zone: a. Control de Apropiere (Approach Control) b. Control de Zonă (Zone Control) În afară de cercurile care indică distanța, pot fi instalate pe ecran și alte semne pentru a indica poziția spațiului aerian controlat din apropiere, aerodromuri, mijloace de navigație radio cum ar fi VOR, NDB, zone restricționate, etc.
Fig.15.6 6.4 Dezavantajele radarului primar În timp ce un mare avantaj al radarului primar este faptul că nici un echipament special nu este necesar în avion, are însă câteva dezavantaje operaționale, cum ar fi: a. perturbații din cauza precipitațiilor și reliefului înalt b. indicații inegale de la diferite aeronave c. locuri ‘invizibile’ Energia radio în semnalul reflectat și primit de către antena parabolică poate fi destul de mică, în funcție de intensitatea transmisiei inițiale, de calitatea semnalului de întoarcere de la țintă, distanța sa de la antena radar, și altele.
Un radar care este atât de sensibil încât să recepționeze întoarceri de semnal slabe de la aeronave poate de asemenea recepționa semnale provenite de la relief și precipitații, rezultând în confuzii vizavi de sol sau de vreme (ground, weather clutter) pe ecran. În timpul ploilor torențiale, radarul primar poate fi serios perturbat. Fig.15.7 Anumite radare au dispozitive electronice de filtrare cunoscute sub numele de indicatoare de mișcare a țintei (MTI = moving target indicator) care permit doar semnalelor provenite de la ținte în mișcare să apară pe ecran.
Având doar un radar primar, de obicei este destul de dificil pentru un controlor să facă distincția între diferite semnale, și poate cere unui avion să efectueze un viraj pentru a-și da seama dacă semnalul de pe ecran reprezintă acel avion sau altceva/altcineva. O cerere obișnuită a controlorului ar putea fi urmatoarea: Golf Sierra Delta For identification turn left thirty degrees heading zero six zero Odată identificat virajul avionului de către controlor: Golf Sierra Delta identified one two miles northwest of Bucharest. 6.5 Radarul de Supraveghere Secundar (SSR) Radarul primar se bazează pe recepția unei unde reflectate, mai precis ecoul pulsului emis.
Radarul secundar, pe de altă parte, primește pulsuri emise de către țintă ca urmare a unui puls de interogare. Atât radarul primar, cât și cel secundar sunt utilizate în urmărirea zborului unei aeronave. Radarul primar oferă informații mai bune legat e de direcția și distanța față de o aeronavă decât SSR dar dezavantajul său major este incapacitatea de a detecta aeronavele la nivel individual, acest lucru fiind necesar în oferirea unui control sigur de către ATC cu precădere în spațiile aeriene congestionate. SSR cere ca o aeronavă să fie echipată cu un emițător/receptor numit transponder.
Pilotul va seta un cod din 4 cifre alocat de către ATC iar transponderul va transmite informația automat sub forma unui impuls codificat atunci când este interogat d e către stația de sol denumită interogator. Emisiile sunt astfel unidirecționale.
Față de radarul primar, SSR are următoarele avantaje: - necesită o putere de transmisie mult mai mică pentru a furniza o acoperire de până la 200-250 nm-nu este dependent de suprafața aeronavei-identifică o aeronavă prin afișarea codului său și al callsign-ului-afișează traseul aeronavei, viteza, altitudinea și destinația-poate afișa dacă o aeronava are o urgență, are probleme cu comunicațiile radio sau dacă este deturnată Fig.15.8 Fig.15.9 6.6 Folosirea transponderului în cabină De obicei transponderul se setează în poziția STANDBY pe timpul rulajului, se introduce codul (din 4 cifre), și se trece pe ON înainte de decolare.
Chiar dacă transponderele fabricate de diferite companii au mici diferențe de design, acestea se folosesc, în principiu, la fel. Fig.15.10 Butonul de selectare a modului Acest buton va permite să selectați unul din modurile de funcționare ale transponderului: OFF, ON, STANDBY, ALT Un transponder obișnuit conține: OFF: oprește transponderul STANDBY: în poziția de așteptare, pregătit pentru folosire.
Aceasta este poziția normală până la momentul în care sunteți gata pentru decolare, când va trebui să selectați ON sau ALT (dacă transponderul este operat în zbor) ON: transmite codul selectat în Modul A (modul de identificare al aeronavei) la nivelul normal de putere ALT (altitude): poate fi folosit dacă opțiunea de raportare a altitudinii (cunoscut ca Modul C) este instalată pe aeronava dvs. Aceasta consistă dintr-un altimetru special de decodare care ‘raportează’ altitudinea transponderului pentru a fi transmisă pe ecranul radar ATC. Dacă aeronava nu dispune de acest dispozitiv, transponderul transmite oricum în Modul A, adică identificarea aeronavei fără raportarea poziției.
TST: se testează dacă transponderul operează corect și dacă este așa, apare o lumină de confirmare a led-ului de control. Acest proces face ca transponderul să genereze un semnal de auto-interogare pentru a-și verifica modul de operare. Selectarea codului Butoanele va ajuta să selectați codul squawk dorit, care este indicat digital pe afișaj. O procedură importantă care trebuie urmată când selectați și modificați codul este să evitați să ‘treceți’ prin coduri speciale (cum ar fi 7700 pentru urgente, 7600 pentru lipsă comunicațiilor radio) atunci când transponderul se află pe poziția ON. Acest lucru se poate face prin trecerea pe STANDBY în timpul schimbării codului.
Butonul IDENT Atunci când acest buton este apăsat de către pilot la cerința controlorului radar pentru SQUAWK IDENT, un impuls special este transmis odată cu răspunsul transponderului la ‘apelul’ stației de la sol. Aceasta determină apariția unui semn special timp de câteva secunde pe ecranul radar ca urmare a răspunsului venit de la transponderul aeronavei, permițând astfel identificarea precisă a aeronavei de către controlorul radar. Nota: Transponderul dvs. poate avea variații minore față de cele descrise mai sus, dar cu siguranță va funcționa, în principal, la fel.
Poate avea, de exemplu, un selector de mod separat pentru selectarea Modului A (raportare a poziției) sau al Modului C (raportarea poziției și altitudinii). Termenul squawk, pe care îl veți auzi des este limitat în cadrul folosirii transponderului, iar ceea ce urmează după squawk este, de obicei, destul de clar, cum ar fi: “Squawk ident”; “Squawk code 4000”; “Squawk Mayday” (7700), etc. 7.GNSS (Global Navigation Satellite Systems) Dezvoltarea sistemelor de navigație spațiale a început în anii ’50 prin implementarea sistemului USA Transit. Dezvoltarea generației prezente a început în anii ’70 iar următoarea generație se află deja în dezvoltare.
Se intenționează ca GNSS să înlocuiască toate stațiile terestre de radionav igație, dar, deși SUA susține că acest lucru este iminent, este puțin probabil să se întâmple în viitorul apropiat. Sistemele din prezent au adus o nouă dimensiune preciziei sistemelor de navigație, această precizie fiind măsurată în metri, iar în anumite cazuri speciale, precizia poate fi sub un metru. Sistemele operaționale GNSS din prezent sunt: 1. Sistemul Global de Poziționare NAVSTAR (GPS) operat de către SUA. 2. GLONASS (Global Orbiting Navigation Satellite System operat de Rusia. 3.
LADGNSS (Local area diffe rential GNSS) ce oferă precizie imbunătățită și integritate aeronavelor ce execută proceduri de apropiere 4. WADGNSS (Wide area differential GNSS) 5. Galileo operat de către Europa Fig.16.1 7.1 Sistemul Global de Poziționare (GPS) GPS-ul este un mijloc de navigație foarte precis, folosit și în alte domenii decât aviație. Piloții VFR pot folosi de asemenea GPS-ul ca mijloc de navigație în zborul la vedere, pentru a deține informații referitoare la viteza aeronavei și la drumul acesteia deasupra solului, viteza vântului și distanță/timpul până la punctele intermediare sau până la destinație.
GPS-ul este foarte precis, dar cum există posibilitatea ca sateliții să ‘cadă’, acesta nu trebuie să reprezinte metoda de baza în navigație, ci doar una adițională. În principiu, GPS- ul conține trei elemente: a. un element spațial, care este alcătuit dintr-o constelație de 21 de sateliți activi care execută o rotație completă la un interval de 12h, așezați pe 6 planuri, la o altitudine de 11.000 nm (21.300 km); b. o rețea de control a sateliților aflată la sol (stații de control + stații de monitorizare), responsabilă pentru control și precizie c. calculatoare/receptoare de navigație în aeronave, capabile de a recepționa și identifica semnalele de la sateliți la un anumit timp și loc.
Principiul de operare Fiecare satelit transmite propriul său pachet de coduri pe frecvența 1575,42 MHz (pentru uz civil), de 1.000 de ori pe secundă. Satelitul emite permanent poziția sa și ora exactă UTC. Știind poziția exactă a satelitului la ora transmisiei, și apoi prin măsurarea timpului parcurs pentru ca pachetul de coduri să ajungă la receptor de la satelit, poate fi determinată distanța dintre satelit și receptor. Așezarea sateliților garantează funcționarea a cel puțin 4 sateliți la orice oră. Fiecare pachet de date transmis conține o indicație precisă asupra timpului.
Receptoarele GPS folosesc ceasuri exacte și software corespunzător pentru a fi sigure de poziție prin receptarea și procesarea datelor de la cel puțin 3 sateliți pentru o fixare bidimensională, și 4 sateliți pentru o fixare tridimensională, cum ar poziția la sol și altitudinea Factorii care pot degrada semnalul GPS și astfel pot afecta precizia sunt: - întârzierile la trecerea prin ionosferă și troposferă-reflexia semnalului-intervine atunci când semnalul GPS este reflectat de clădi ri înalte sau suprafețe dure înainte de a ajunge la receptor-erori datorate ceasului receptorului-pot apărea erori minime datorate decalajului de timp deoarece ceasul incorporat al receptorului nu este atât de precis ca ceasurile atomice de la bordul sateliților GPS. - erori orbitale-numite și erori efemeride, sunt datorate impreciziile dintre pozițiile raportate ale sateliților. - numărul sateliților vizibili-precizia receptorului este cu atât mai mare, cu cât numărul de sateliți recepționați este mai mare-geometria sateliților-reprezintă poziția relativă a sateliților la un moment dat; geometria ideală este atinsă atunci când sateliții se găsesc sub unghi cât mai mare unul față de celălalt, iar geometria nesatisfăcătoare apare atunci când sateliții se găsesc în linie sau sunt grupați.
7.2 Galileo Galileo este un sistem de navigație prin satelit sau sistem de poziționare globală prin satelit (GNSS), aflat în curs de realizare, destinat în primul rând pentru uz civil. Sistemul a fost început de către un consor țiu public-privat condus de Uniunea Europeană, Agenția Spațială Europeană (ESA) și continuat în prezent de câteva state europene. Sistemul Galileo este interconectat cu sistemele funcționale GPS/NAVSTAR și GLONASS pentru a oferi o înaltă precizie de poziționare. Sistemul de referință și coordonate utilizat va fi de tip ETRS89 (European Terrestrial Reference System).
Nivelul de precizie al sistemului european este considerat superior celui oferit de GPS, fiind capabil să furnizeze măsurători orizontale și verticale cu o precizie de 1 metru, precum și ser vicii de poziționare la latitudini mari cu mult îmbunătățite față de cele actuale. Aflat încă în stadiu de proiect, Galileo este viitorul sistem european de radionavigație, destinat întrebuințării civile, a cărei implementare ar trebui să fie finalizată până în 2020. În prezent funcționează un sistem european intermediar, EGNOS, care acoperă majoritatea suprafeței Europei și Africii de Nord.
Sistemul de navigație Galileo va duce în final, la independența țărilor europene față de sistemul american de poziționare globală (GPS). Sistemul GALILEO va fi format din 30 de sateliți poziționați pe trei orbite medii (MEO), câte 10 în fiecare plan orbital înclinat la 56°, la 23.222 Km altitudine. Fiecare satelit va avea o greutate de 675 Kg, și perioadă de funcționare medie mai mare de 12 ani. În oric e punct de pe glob vor fi vizibili 6-8 sateliți. Sateliții Galileo difuzează semnalele pe 3 benzi principale: E5, E6, L1 (denumită și E2-L1-E1). Pentru toate benzile, polarizarea utilizată este polarizare circulară dreaptă (Right Hand Circular Polarisation-RHCP).
Benzile ocupate de aceste semnale fac parte din alocarea dată de RNSS (Radionavigation-Satellite Service): - E5: 1164-1215 MHz, frecvență purtătoare de 1191.795 MHz și lățime de bandă de 92.07 MHz; - E6: 1260-1300 MHz, frecvență purtătoare de 1278.750 MHz și lățime de bandă de 40.92 MHz; - L1: 1559-1591 MHz, frecvență purtătoare de 1575.420 MHz și lățime de bandă de 40.92 MHz;
Sistemul Galileo va dispune de următoarele servicii de navigație: - Serviciul deschis (Open Service – OS) va fi gratuit pentru utilizator și va furniza informații de poziționare și de sincronizare în concurență cu alte sisteme globale de navigație prin satelit. - Serviciul pentru siguranța vieții (Safety of Life – SoL), va fi furnizat sectoarelor de transport pentru care siguranța este esențială (sectorul aviației sau sectorul maritim); serviciul va îmbunătăți performanțele prin f uncția de integritate, care îi alertează la timp pe utilizatori de scăderea nivelului de precizie. - Serviciul comercial (Commercial Service – CS) va furniza acces la două semnale suplimentare (criptate), pentru a permite un ritm mai ridicat de transfer al d atelor și a le garanta utilizatorilor o mai mare precizie. - Serviciul public reglementat (Public Regulated Service – PRS) va furniza informații cu acces controlat de poziționare și de sincronizare anumitor utilizatori care necesită o foarte bună continuitat e în serviciu (serviciile de urgență, forțele de securitate, forțele armate). - Serviciul de căutare și salvare (Search And Rescue – SAR), prin care Galileo va contribui la Sistemul internațional de localizare prin satelit pentru căutare și salvare (International Satellite System for Search and Rescue – Cospas-Sarsat).
Sateliții Galileo vor putea să detecteze semnalele emise d e balizele de pericol plasate la bordul navelor, al avioanelor sau purtate de persoane și să le retransmită centrelor de salvare naționale, pentru a le permite acestora din urmă să stabilească locul producerii accidentului. Fig.15.12 7.3 GLONASS GLONASS este un sistem de navigație prin satelit (sau sistem de poziționare globală prin satelit), început de fosta Uniune Sovietică și continuat în prezent de Rusia. Este o alternativă la sistemul american Global Positioning System (NAVSTAR-GPS) și la cel al Uniunii Europene, Galileo (aflat în construcție).
Nivelul de precizie al sistemului rusesc GLONASS este comparabil cu cel al sistemului NAVSTAR-GPS. Producători i aparatelor de navigație GPS declară că adăugarea GLONASS a permis o creștere a preciziei și rapidității de localizare a unor puncte aflate în zonele cu construcții unde clădirile pot bloca semnalul anumitor sateliți. GLONASS permite determinarea în timp real a poziției și vitezei pentru diverse aplicații militare și civile. Sateliții săi sunt localizați în orbita medie la 19.100 km altitudine cu un grad de inclinare de 64.8° și o perioada de 11 ore și 15 minute.
Orbita pe care este amplasat GLONASS permite utilizarea sa în zonele cu latitudini mari în care acoperirea GPS poate fi problematică. Constelația operează în trei planuri orbitale cu opt sateliți egal distanțați. Precizia GLONASS este de până la 2.8 m în comparație cu GPS care are o precizie de pâ nă la 30 cm. 7.4 Erori și factori de afectează GNSS 1. Erori efemere: acestea sunt erori în calcularea poziției satelitului cauzate de efectele gravitaționale ale Soarelui, Lunii, planetelor și radiațiile solare. Poziția sateliților este verificată la fiecare 12 ore, și dacă este nevoie, aceasta va fi corectată. Eroare maximă permisă este de 2.5 m. 2.
Erorile de ceas ale sateliților: asemenea poziției, ceasurile sateliților sunt verificate la cel puțin 12 ore. 3. Eroarea cauzată de propagarea ionosferică: Interacțiu nea energiei radio cu particulele ionizate din ionosferă cauzează o încetinire a acesteia ce este dependenta atât de nivelul de ionizare cât și de frecvența undelor radio. Cu cat este mai mare frecvența cu atât mai mică este întârzierea. 4. Erori de propagare troposferică: din cauza preciziei inerente a sistemului de navigație al sateliților, efectul variațiilor în condițiile troposferice și trecerea undelor radio a devenit semnificativ.
Variațiile de presiune, temperatura, densitate și umiditate afectează vit eza de propagare, astfel o densitate crescută și o umiditate relativă crescută vor reduce viteza de propagare. 5. Diluția geometrică a preciziei: acest termen se traduce ca fiind o întretăiere proastă a liniilor de poziție și apare atunci când doi sateliți se află prea aproape unul de altul. 6. Efectul mișcării aeronavelor: deplasarea aeronavelor poate rezulta într-o umbrire parțială a unuia sau mai mulți sateliți ce se află în operare. Bibliografie 2. FAA Flight Navigation Handbook 3. Oxford Aviation Academy Navigation 1 4. Oxford Aviation Academy Navigation 2