Kā piloti izmanto gaisa navigāciju, lai lidotu

Gaisa navigācija tiek veikta ar dažādām metodēm. Metode vai sistēma, ko pilots izmanto, lai pārvietotos pa šodienas gaisa telpas sistēmu, būs atkarīgs no notiekošā lidojuma veida (VFR vai IFR), kuras navigācijas sistēmas ir uzstādītas gaisa kuģī un kuras navigācijas sistēmas ir pieejamas noteiktā teritorijā.

Dead Reckoning un loča pakalpojumi

Visvienkāršākajā līmenī navigācija tiek veikta, izmantojot idejas, kas pazīstamas kā mirušie skaitļi un loča pakalpojumi. Loģistika ir termins, kas attiecas tikai uz vizuālo zemes norāžu izmantošanu. Pilots identificē orientierus, piemēram, upes, pilsētas, lidostas un ēkas un pārvietojas starp tām. Problēmas ar loča pakalpojumiem ir tas, ka bieži vien atsauces nav viegli saskatāmas un tās nevar viegli identificēt sliktas redzamības apstākļos vai arī, ja pilots nedaudz izslīd. Tādēļ tika ieviesta doma par mirušo skaitīšanu.

Nāves aprēķins ietver vizuālo kontrolpunktu izmantošanu kopā ar laika un attāluma aprēķiniem. Pilots izvēlas pārbaudes punktus, kas ir viegli redzami no gaisa un arī identificēti kartē, un pēc tam aprēķina laiku, kas nepieciešams, lai lidotu no viena punkta uz nākamo, pamatojoties uz attālumu, gaisa ātrumu un vēja aprēķiniem. Lidojuma dators palīdz pilotiem aprēķināt laika un attāluma aprēķinus, un pilots parasti izmanto lidojuma plānošanas žurnālu, lai sekotu aprēķiniem lidojuma laikā.

Radio navigācija

Ar lidaparātiem, kas aprīkoti ar radio navigācijas palīglīdzekļiem (NAVAIDS), piloti var pārvietoties precīzāk nekā tikai ar mirušo skaitīšanu. Radio NAVAIDS ir noderīgs sliktas redzamības apstākļos un darbojas kā piemērota rezerves metode vispārējās aviācijas pilotiem, kas dod priekšroku nāves skaitīšanai. Tās ir arī precīzākas. Tā vietā, lai lidotu no kontrolpunkta uz kontrolpunktu, piloti var lidot taisnā līnijā uz "noteikt" vai lidostu. Īpašas radio NAVAIDS ir nepieciešamas arī IFR darbībai.

Aviācijā izmanto dažāda veida radio NAVAIDS:

• ADF / NDB: visvienkāršākā radio navigācijas forma ir ADF / NDB pāris. NDB ir nekontrolēta radio bāka, kas izvietota uz zemes un izstaro elektrisko signālu visos virzienos. Ja gaisa kuģis ir aprīkots ar automātisko virziena meklētāju (ADF), tas parādīs gaisa kuģa atrašanās vietu attiecībā pret NDB staciju uz zemes. ADF instruments pamatā ir bultiņu rādītājs, kas novietots virs kompasa kartes tipa displeja. Bultiņa vienmēr norāda uz NDB stacijas virzienu, kas nozīmē, ka, ja pilots vērš gaisa kuģi bultiņas virzienā bez vēja, viņš lidos tieši uz staciju. ADF / NDB ir novecojis NAVAID, un tā ir sistēma, kurā ir kļūdas. Tā kā tās diapazons ir redzes zonā, pilots var iegūt kļūdainus rādījumus, lidojot kalnainā apvidū vai pārāk tālu no stacijas. Sistēma ir pakļauta arī elektriskiem traucējumiem un var uzņemt tikai ierobežotus gaisa kuģus. Daudzi tiek pārtraukti, jo GPS kļūst par galveno navigācijas avotu.

• VOR: blakus GPS, VOR sistēma, iespējams, ir visbiežāk izmantotā NAVAIDS pasaulē. VOR, kas ir īss VHF Omnidirectional Range, ir radiosistēma NAVAID, kas darbojas ļoti augstās frekvences diapazonā. VOR stacijas atrodas uz zemes un nosūta divus signālus - vienu nepārtrauktu 360 grādu atskaites signālu un citu slaucošu virziena signālu.
• Gaisa kuģa instruments (OBI) interpretē fāzu atšķirību starp abiem signāliem un parāda rezultātus kā radiālu uz OBI (daudzfunkcionālā gultņa indikators) vai HSI (horizontālā stāvokļa indikators) atkarībā no tā, kādu instrumentu gaisa kuģis izmanto. Savā pamatformā OBI vai HSI attēlo, kura radiālā no stacijas atrodas gaisa kuģis un vai gaisa kuģis peld uz staciju vai prom no tās.

• VOR ir precīzākas par NDB un ir mazāk pakļautas kļūdām, lai gan uztveršana joprojām ir pakļauta tikai redzes līnijai.
• DME: attāluma mērīšanas iekārta ir viena no vienkāršākajām un vērtīgākajām NAVAIDS līdz šim. Tā ir pamata metode, ar kuru gaisa kuģī tiek izmantots transponderis, lai noteiktu laiku, kas nepieciešams, lai signāls varētu doties uz un no DME stacijas. DME pārraida UHF frekvencēs un aprēķina slīpuma diapazona attālumu. Lidmašīnas transponderis parāda attālumu jūras jūdzes desmitdaļās.

• Viena DME stacija vienā reizē var apstrādāt līdz pat 100 lidmašīnām, un parasti tās ir vienlaicīgi ar VOR zemes stacijām.
• ILS: instrumenta nosēšanās sistēma (ILS) ir instrumentālās pieejas sistēma, ko izmanto, lai vadītu lidmašīnu līdz skrejceļam no lidojuma pieejas posma. Tas izmanto gan horizontālus, gan vertikālus radio signālus, kas izplūst no punkta gar skrejceļu. Šie signāli pārtver, lai sniegtu pilotam precīzu atrašanās vietas informāciju glideslope formā - nemainīgu leņķi, stabilizētu nolaišanās ceļu līdz pat skrejceļa pieejas galam. Šodien ILS sistēmas tiek plaši izmantotas kā viena no precīzākajām pieejamajām sistēmām.

GPS

Globālā pozicionēšanas sistēma ir kļuvusi par vērtīgāko navigācijas metodi mūsdienu aviācijas pasaulē. GPS ir izrādījies ārkārtīgi uzticams un precīzs un, iespējams, ir visbiežāk izmantotais NAVAID.

Globālā pozicionēšanas sistēma izmanto 24 ASV Aizsardzības departamenta satelītus, lai sniegtu precīzus atrašanās vietas datus, piemēram, lidmašīnu novietojumu, sliežu ceļu un ātrumu pilotiem. GPS sistēma izmanto trijstūri, lai noteiktu precīzu gaisa kuģa atrašanās vietu virs zemes. Lai GPS sistēma būtu precīza, tai jāspēj apkopot datus no vismaz trim satelītiem 2-D pozicionēšanai un 4 satelītiem 3-D pozicionēšanai.

GPS ir kļuvis par vēlamo navigācijas metodi, pateicoties precizitātei un ērtībai. Lai gan ar GPS ir kļūdas, tās ir reti sastopamas. GPS sistēmas var izmantot jebkur pasaulē, pat kalnainā apvidū, un tās nav pakļautas radio NAVAIDS kļūdām, piemēram, redzes līnijai un elektriskiem traucējumiem.

NAVAIDS praktiskā izmantošana

Piloti lidos saskaņā ar vizuālo lidojumu noteikumiem (VFR) vai instrumentālo lidojumu noteikumiem (IFR) atkarībā no laika apstākļiem. Vizuālo meteoroloģisko apstākļu (VMC) laikā pilots var lidot, izmantojot loča pakalpojumus un mirušu skaitīšanu, vai arī viņš var izmantot radio navigācijas vai GPS navigācijas paņēmienus. Pamata navigācija tiek mācīta lidojuma mācību sākumposmā.

Instrumentu meteoroloģiskos apstākļos (IMC) vai lidojuma laikā IFR pilotam būs jābalstās uz kabīnes instrumentiem, piemēram, VOR vai GPS sistēmu. Tā kā lidošana mākoņos un navigācija ar šiem instrumentiem var būt sarežģīta, pilotam ir jāiegūst FAA instrumentu reitings, lai likumīgi lidotu IMC apstākļos.

Pašlaik FAA uzsver jaunu aviācijas pilotu apmācību tehnoloģiski progresīvos lidaparātos (TAA). TAA ir gaisa kuģi, kuriem ir uzlabotas ļoti tehniskas sistēmas, piemēram, GPS. Pat vieglās sporta lidmašīnas šajās dienās iziet no rūpnīcas ar modernu aprīkojumu. Pilotam var būt mulsinoši un bīstami mēģināt izmantot šīs modernās kabīnes sistēmas lidojuma laikā bez papildu apmācības, un pašreizējie FAA apmācības standarti neatpaliek no šī jautājuma.

FAA atjauninātā FITS programma beidzot risināja šo jautājumu, lai gan programma joprojām ir brīvprātīga.