Légi navigáció - Air navigation

Egy viszonylag modern Boeing 737 Flight Management System (FMS) pilótafülke egység, amely számos léginavigációs feladatot automatizál

A léginavigáció alapelvei megegyeznek az általános navigációval , amely magában foglalja a vízi jármű tervezésének, rögzítésének és mozgásának irányítását egyik helyről a másikra.

A sikeres léginavigáció magában foglalja a repülőgép repülését egy helyről a másikra anélkül, hogy eltévedne, nem sértené a repülőgépekre vonatkozó törvényeket, vagy veszélyeztetné a fedélzeten vagy a földön tartózkodók biztonságát . A légi navigáció több szempontból különbözik a felszíni vízi járművek hajózásától; A repülőgépek viszonylag nagy sebességgel haladnak, így kevesebb idő marad útközbeni helyzetük kiszámításához. A repülőgépek általában nem tudnak megállni a levegőben, hogy megállapítsák szabadidős helyzetüket. A repülőgépeket biztonságosan korlátozza a szállítható üzemanyag mennyisége; egy felszíni jármű általában eltévedhet, kifogyhat az üzemanyagból, majd egyszerűen várja a mentést. A legtöbb repülőgép esetében nincs repülés közbeni mentés. Ezenkívül az akadályokkal való ütközések általában végzetesek. Ezért a helyzet állandó ismerete kritikus a repülőgép pilóták számára.

A levegőben történő navigáláshoz használt technikák attól függenek, hogy a repülőgép vizuális repülési szabályok (VFR) vagy műszeres repülési szabályok (IFR) szerint repül-e . Ez utóbbi esetben a pilóta kizárólag műszerekkel és rádiónavigációs segédeszközökkel , például jelzőfényekkel, vagy a légiforgalmi irányítás által radar irányításával irányított navigációval fog közlekedni . A VFR esetében a pilóta nagyrészt navigálni fog a " halott számolás " és a vizuális megfigyelések (más néven pilótázás ) segítségével, a megfelelő térképekre hivatkozva. Ez kiegészíthető rádiónavigációs segédeszközökkel vagy műholdas helymeghatározó rendszerekkel .

Útvonaltervezés

A repülőgép irányának beállítása a talajpályára merőleges szélkomponens kompenzálására

A navigáció első lépése annak eldöntése, hová akar menni. A privát pilóta tervez járatot, amelyen VFR szerint általában használ egy légi navigációs térkép a terület, amely megjelent kifejezetten a használatát pilóták. Ez a térkép jól láthatóan ábrázolja az ellenőrzött légteret , a rádiónavigációs segédeszközöket és a repülőtereket , valamint a repülés veszélyeit, például a hegyeket, a magas rádióoszlopokat stb. A vizuális navigáció megkönnyítése érdekében elegendő talajrészletet is tartalmaz - városok, utak, erdős területek. Az Egyesült Királyságban a CAA kiadja az Egyesült Királyság egész területére kiterjedő, évente frissített térképsorozatot. Az információkat frissítik a légiutasoknak szóló értesítések vagy a NOTAM-ok is.

A pilóta választ egy útvonalat, ügyelve arra, hogy elkerülje az ellenőrzött légteret , amely nem engedélyezett a repüléshez, a korlátozás alá eső területeket, a veszélyeztetett területeket és így tovább. A kiválasztott útvonalat a térképen ábrázoljuk, és a megrajzolt vonalakat pályának nevezzük . Minden további navigáció célja a választott pálya lehető legpontosabb követése. Alkalmanként a pilóta választhatja az egyik lábát, hogy kövesse a földön jól látható jellemzőket, például vasúti pályát, folyót, autópályát vagy partot.

A képen látható repülőgép B felé repül, hogy kompenzálja a DNy-i és a C pont elérését jelentő szelet.

Amikor egy repülőgép repül, akkor az a légtesthez képest mozog, amelyen repül; ezért a pontos talajpálya fenntartása nem olyan egyszerű, mint amilyennek látszhatna, hacsak egyáltalán nincs szél - ez nagyon ritka eset. A pilótának a szélkompenzáció érdekében be kell állítania az irányt, hogy kövesse a földi pályát. Kezdetben a pilóta kiszámítja az utazás egyes szakaszainak repülési irányait az indulás előtt, felhasználva a meteorológiai hatóságok által erre a célra megadott előrejelzett szélirányokat és sebességeket . Ezek az adatok általában pontosak és naponta többször frissülnek, de az időjárás kiszámíthatatlansága azt jelenti, hogy a pilótának fel kell készülnie a repülés további beállításaira. Az általános repülési (GA) pilóta gyakran használ vagy repülési számítógépet - egyfajta csúszó szabályt -, vagy egy erre a célra tervezett elektronikus navigációs számítógépet a kezdeti irányok kiszámításához.

A navigáció elsődleges eszköze a mágneses iránytű . A tű vagy a kártya a mágneses északhoz igazodik , ami nem esik egybe a valódi északkal , ezért a pilótának ezt is meg kell engednie, az úgynevezett mágneses variációt (vagy deklinációt). A helyileg alkalmazott variáció a repülési térképen is megjelenik. Miután a pilóta kiszámította a tényleges szükséges fejléceket, a következő lépés az egyes szakaszok repülési idejének kiszámítása. Erre a pontos halottszámlálás elvégzéséhez van szükség . A pilótának figyelembe kell vennie a lassabb kezdeti sebességet is a mászás során, hogy kiszámolja az emelkedésig tartó időt. Hasznos kiszámítani az ereszkedés csúcsát, vagy azt a pontot is, ahol a pilóta azt tervezi, hogy megkezdi a leszállást.

A repülési idő mind a repülőgép kívánt utazási sebességétől, mind a széltől függ - a hátszél lerövidíti a repülési időket, az ellenszél pedig megnöveli azokat. A repülési számítógép rendelkezik mérlegekkel, amelyek segítik a pilótákat ezek egyszerű kiszámításában.

A vissza nem térés pontja , amelyet néha PNR-nek is neveznek, az a pont egy repülés során, amikor egy repülőgépnek éppen annyi üzemanyaga van, plusz a kötelező tartalék, hogy visszatérjen arra a repülőtérre, ahonnan indult. Ezen a ponton túl ez az opció zárva van, és a gépnek más célba kell haladnia. Alternatív megoldásként egy nagy, repterek nélküli régió, például egy óceán vonatkozásában ez azt a pontot jelentheti, amely előtt közelebb van a megforduláshoz, és amely után közelebb van a folytatáshoz. Hasonlóképpen, az egyenlő időpont, amelyet ETP-nek (másrészt kritikus pontnak) neveznek, a repülés azon pontja, ahol ugyanannyi időre lenne szükség az egyenes repülés folytatásához, vagy visszavezetéshez az indulási repülőtérig. Az ETP nem az üzemanyagtól, hanem a széltől függ, ami megváltoztatja a talajsebességet az indulási repülőtérről és vissza az indulási repülőtérre. Nulla szélviszonyok között az ETP félúton helyezkedik el a két repülőtér között, de a valóságban a szélsebességtől és az iránytól függően eltolódik.

Az óceán felett repülő repülőgépnek például ki kell számítania az üzemképtelen motor, a nyomásmentesítés és a normál ETP ETP-értékét; amelyek valójában az útvonal különböző pontjai lehetnek. Például egy üzemképtelen motor és nyomásmentesítési helyzetben a repülőgép alacsonyabb üzemi magasságokra kényszerül, ami befolyásolná az üzemanyag-fogyasztást, az utazási sebességet és a földi sebességet. Ezért minden helyzetnek más az ETP-je.

Kereskedelmi repülőgépek nem közlekedhetnek olyan útvonalon, amely kívül esik a leszállás megfelelő tartományán, ha vészhelyzet, például motorhiba következik be. Az ETP-számítások tervezési stratégiaként szolgálnak, így a hajózószemélyzet mindig vészhelyzet esetén „ki” áll, lehetővé téve a biztonságos elterelést választott póttagjának.

Az utolsó lépés annak megjegyzése, hogy az útvonal mely területeken halad át vagy halad át, és fel kell jegyezni az összes elvégzendő dolgot - mely ATC egységekkel kell kapcsolatba lépni, a megfelelő frekvenciákkal, vizuális jelentési pontokkal stb. Fontos megjegyezni azt is, hogy mely nyomásbeállítási régiók kerülnek beírásra, hogy a pilóta kérhesse ezeknek a régióknak a QNH-ját (légnyomását). Végül a pilótának szem előtt kell tartania néhány alternatív tervet, ha az útvonal valamilyen okból nem repülhet - a leggyakoribbak a váratlan időjárási körülmények. Előfordulhat, hogy a pilótának meg kell követelnie egy alternatív rendeltetési hely repülési tervét, és ehhez elegendő üzemanyagot kell szállítania. Minél több munkát végezhet egy pilóta a földön az indulás előtt, annál könnyebb lesz a levegőben.

IFR tervezés

A műszeres repülési szabályok (IFR) navigációja hasonlít a vizuális repülési szabályok (VFR) repüléstervezéséhez, azzal az eltéréssel, hogy a feladatot általában egyszerűbbé teszi az olyan speciális táblázatok használata, amelyek IFR útvonalakat mutatnak a jelzőtől a jelzőig a legkisebb biztonságos magassággal (LSALT), csapágyakkal (mindkét irányban), és az egyes útvonalakhoz jelölt távolság. Az IFR pilóták más útvonalakon is repülhetnek, de akkor maguknak kell elvégezniük az összes ilyen számítást; az LSALT számítása a legnehezebb. Ezután a pilótának meg kell vizsgálnia az időjárást és a célrepülőtéren történő leszállás minimális előírásait, valamint az alternatív követelményeket. A pilótáknak be kell tartaniuk az összes szabályt, ideértve azt is, hogy törvényesen képesek-e egy adott műszeres megközelítést alkalmazni, attól függően, hogy a legutóbb milyen teljesítményt nyújtottak.

Az elmúlt években a szigorú jeladó-jelző repülési útvonalakat a teljesítmény-alapú navigációs (PBN) technikák alapján levezetett útvonalak kezdték felváltani. Amikor az üzemeltetők repülési terveket dolgoznak ki repülőgépeikhez, a PBN megközelítés arra ösztönzi őket, hogy értékeljék az alkalmazandó légtérben található összesített navigációs segédeszközök általános pontosságát, integritását, elérhetőségét, folytonosságát és funkcionalitását. Miután elvégezte ezeket a meghatározásokat, az üzemben tartó kidolgozza a leginkább idő- és üzemanyag-takarékos útvonalat, figyelembe véve az összes alkalmazandó biztonsági szempontot - ezáltal maximalizálja a repülőgép és a légtér általános teljesítmény-képességeit.

A PBN megközelítés szerint a technológiák idővel fejlődnek (pl. A földi jelzőfények műholdas jelzővé válnak) anélkül, hogy szükség lenne az alapul szolgáló repülőgép-művelet újraszámítására. Emellett a légtérben elérhető szenzorok és berendezések felmérésére használt navigációs specifikációk katalogizálhatók és megoszthatók, hogy tájékoztassák a berendezés frissítési döntéseiről és a világ különböző léginavigációs rendszereinek folyamatos harmonizációjáról.

Repülés közben

Repülés közben a pilótának fájdalmat kell megtennie a terv betartása érdekében, különben az eltévedés túl könnyű. Ez különösen igaz, ha sötétben repül vagy jellegtelen terepen repül. Ez azt jelenti, hogy a pilótának a lehető legpontosabban kell betartania a kiszámított irányokat, magasságokat és sebességeket, kivéve, ha vizuális repülési szabályok szerint repül . A vizuális pilótának rendszeresen össze kell hasonlítania a talajt a térképpel ( révkalauz ) annak biztosítása érdekében, hogy a pályát kövessék, bár a kiigazításokat általában kiszámítják és megtervezik. Általában a pilóta egy ideig a tervek szerint repül egy olyan pontig, ahol a földi jellemzők könnyen felismerhetők. Ha a szél eltér a vártól, a pilótának ennek megfelelően kell beállítania az irányt, de ezt nem találgatással, hanem mentális számítással végzik - gyakran az 1: 60 szabályt alkalmazva . Például egy fél fokos kétfokú hibát kijavíthatunk úgy, hogy a másik irányba négy fokkal állítjuk be az irányt, hogy a láb végén érjünk el. Ez egyúttal a láb becsült idejének újbóli értékeléséhez is. Egy jó pilóta ügyes lesz a legkülönfélébb technikák alkalmazásában a pályán maradáshoz.

Míg az iránytű az elsődleges eszköz az irány meghatározásához, a pilóták általában az irányjelzőre (DI) utalnak , egy giroszkóposan vezérelt eszközre, amely sokkal stabilabb, mint az iránytű. Az iránytű olvasatával korrigálni lehet a DI esetleges sodródását ( precesszióját ). Maga az iránytű csak akkor mutat állandó értéket, ha a repülőgép elég hosszú egyenes és vízszintes repüléssel rendelkezik ahhoz, hogy le tudjon ülni.

Ha a pilóta nem tud teljesíteni egy szakaszt - például rossz időjárás következik be, vagy ha a látótávolság a pilóta engedélyével megengedett minimumok alá esik, akkor a pilótának át kell terelnie egy másik útvonalra. Mivel ez egy nem tervezett szakasz, a pilótának képesnek kell lennie arra, hogy mentálisan kiszámolja a megfelelő irányokat, hogy megkapja a kívánt új pályát. A repülési számítógép repülés közbeni használata gyakorlatilag nem praktikus, ezért mentális technikákat alkalmaznak durva és kész eredmények elérésére. A szél általában megengedett azzal a feltételezéssel, hogy a szinusz A = A, 60 ° -nál kisebb szögeknél (ha 60 ° -os frakcióban fejezzük ki - pl. 30 ° a 60 ° 1/2, a szinusz pedig 30 ° = 0,5) , amely kellően pontos. Ennek mentális kiszámítására az óra kód szolgál . A pilótának azonban különösen ébernek kell lennie az eltérítések repülésekor, hogy tudatában legyen a helyzetnek.

Egyes eltérítések átmeneti jellegűek lehetnek - például a helyi viharfelhő körül. Ilyen esetekben a pilóta egy bizonyos időre 60 fokkal elfordulhat a kívánt iránytól. Miután elment a vihartól, akkor visszafordulhat az ellenkező irányba, 120 fokkal, és ugyanannyi ideig repülhet ezen az irányon. Ez egy „szél-csillag” manőver, és a szél feletti szél nélkül visszahelyezi őt eredeti pályájára úgy, hogy az utazási ideje egy terelő szakasz hosszával megnő.

Egy másik ok arra, hogy repülés közben ne támaszkodjanak a mágneses iránytűre , a Heading indikátor időnkénti kalibrálásán kívül , az az, hogy a mágneses iránytűket a repülési körülmények és a mágnesrendszer egyéb belső és külső interferenciái okozzák.

Navigációs segédeszközök

Fő cikk: Rádiónavigáció
A navigációs rendszerek pontossága.svg

Számos GA repülőgépet különféle navigációs segédeszközökkel láttak el, például automatikus iránykeresővel (ADF), inerciális navigációval , iránytűvel , radar navigációval , VHF körirányú hatótávolsággal (VOR) és globális műholdas műholdas rendszerrel (GNSS).

Az ADF a talajon lévő nem irányított jelzőfényeket (NDB) használ arra, hogy egy kijelzőt irányítson, amely a jelző irányát mutatja a repülőgéptől. A pilóta ezt a csapágyat használhatja arra, hogy vonalat rajzoljon a térképen, hogy megmutassa a jelzőfénytől való irányt. Egy második jeladó használatával két vonal húzható a repülőgép elhelyezésére a vonalak kereszteződésében. Ezt keresztmetszetnek nevezzük . Alternatív megoldásként, ha a pálya közvetlenül egy jeladó fölött repül, akkor a pilóta az ADF műszerrel fenntarthatja a jelzőhöz viszonyított irányt, bár a "tű követése" rossz gyakorlat, különösen erős keresztszél jelenlétében - a pilóta A tényleges pálya a jeladó felé fog spirálozni, nem pedig az, amit szántak. Az NDB-k hibás leolvasást is adhatnak, mert nagyon hosszú hullámhosszakat használnak , amelyeket a földi jellemzők és a légkör könnyen hajlíthatnak és tükröznek. Az NDB-k továbbra is a navigáció általános formájaként szolgálnak néhány országban, viszonylag kevés navigációs segédeszközzel.

A VOR egy kifinomultabb rendszer, és továbbra is az elsődleges léginavigációs rendszer, amelyet IFR alapján repülõ légi járművek számára hoztak létre azokban az országokban, ahol sok navigációs segédeszköz van. Ebben a rendszerben egy jeladó egy speciálisan modulált jelet bocsát ki, amely két szinusz hullámból áll, amelyek fázison kívül vannak . A fáziskülönbség megfelel annak a tényleges sugárzásnak a mágneses északhoz (bizonyos esetekben igaz északhoz) viszonyítva, amelynél a vevő az állomástól származik. Az eredmény az, hogy a vevő pontosan tudja meghatározni az állomás pontos irányát. Ismét egy keresztmetszetet használunk a hely pontos meghatározásához. Számos VOR állomás rendelkezik kiegészítő berendezéssel, az úgynevezett DME-vel ( távolságmérő berendezés ), amely lehetővé teszi a megfelelő vevő számára, hogy meghatározza a pontos távolságot az állomástól. A csapágyzal együtt ez lehetővé teszi a pontos helyzet meghatározását egyedül egyetlen jelzőfényből. A kényelem kedvéért egyes VOR állomások helyi időjárási információkat is továbbítanak, amelyeket a pilóta meghallgathat, amelyeket talán egy automatizált felületmegfigyelő rendszer generál . A DME-vel együtt elhelyezett VOR általában a TACAN alkotóeleme .

Megjelenése előtt a GNSS , égi navigáció is kizárólag képzett navigátorok katonai bombázók és szállító repülőgép esetén a rádiónavigációs eszközök kikapcsolás a háború idején. Eredetileg a navigátorok asztrodómát és szabályos szextánt használtak, de a korszerűbb periszkópos szextánt az 1940-es és 1990-es évek között használták. Az 1970-es évektől a repülőgépek inerciális navigációs rendszereket alkalmaztak , különösen a kontinentális utakon, egészen a koreai 007-es járat 1983- as lelövéséig arra késztették az Egyesült Államok kormányát, hogy bocsássa rendelkezésre polgári használatra a GPS-t .

Végül egy légi járművet a földről felügyelhetünk, például radar vagy többoldalú megfigyelési információk felhasználásával . Az ATC ezután visszajuttathatja az információkat a pilótának, hogy segítsen a helyzet kialakításában, vagy valóban meg tudja mondani a pilótának a repülőgép helyzetét, attól függően, hogy a pilóta milyen ATC-szolgáltatást nyújt.

A GNSS használata repülőgépekben egyre gyakoribb. A GNSS nagyon pontos információt nyújt a repülőgép helyzetéről, magasságáról, irányáról és talajsebességéről. A GNSS a GA pilóta rendelkezésére bocsátja a navigációs pontosságot, amelyet a nagy RNAV felszerelésű repülőgépek számára fenntartottak . A közelmúltban sok repülőtér tartalmazza a GNSS műszeres megközelítéseket. A GNSS megközelítések a meglévő precíziós és nem precíziós megközelítések átfedéseiből vagy önálló GNSS megközelítésekből állnak. A legalacsonyabb döntési magasságú megközelítések általában megkövetelik, hogy a GNSS-t egy második rendszerrel egészítsék ki - például az FAA Wide Area Augmentation System (WAAS).

Repülés navigátor

További információ: Aircrew

A polgári repülési navigátorokat (többnyire redundáns személyzeti pozíciókat, más néven „léginavigátor” vagy „repülési navigátor”) régebbi repülőgépeken alkalmazták, jellemzően az 1910-es évek vége és az 1970-es évek között. A személyzet egyik tagja, esetenként két hajózó személyzet tagja volt felelős az utazásért, beleértve annak halott számítását és az égi navigációt . Ez különösen elengedhetetlen volt, amikor kirándulásokat végeztek az óceánok vagy más nagy víztestek felett, ahol eredetileg nem voltak elérhetőek rádiónavigációs segédeszközök. (a műholdas lefedettség ma már világszerte biztosított). Mivel a kifinomult elektronikus és GNSS rendszerek online állapotba kerültek, a navigátor pozícióját megszüntették, és funkcióját kettős engedéllyel rendelkező pilóta-navigátorok, majd később a járat elsődleges pilótái (kapitány és első tiszt) vállalták, ami a repülőgépek számának leépítését eredményezte. repülőszemélyzet pozíciói a kereskedelmi járatokhoz. Mivel az elektronikus navigációs rendszerek telepítése a kapitány és az FO műszerfalába viszonylag egyenesen haladt előre, a navigátor helyzete a kereskedelmi repülésben (de nem feltétlenül katonai repülésben) feleslegessé vált. (Néhány ország arra kötelezi a légierőit , hogy háborús időben navigációs segédeszközök nélkül repülhessenek , így még mindig szükségük van egy navigátor pozíciójára. A legtöbb polgári léginavigátor az 1980-as évek elejére nyugdíjba ment vagy elbocsátott.

Lásd még

Hivatkozások

Idézetek

Bibliográfia

Külső linkek