Hvordan piloter bruger flyvenavigation til at flyve

Luftnavigation gennemføres ved forskellige metoder. Metoden eller systemet, som en pilot bruger til at navigere gennem dagens luftrumssystem, afhænger af den type flyvning, der vil forekomme (VFR eller IFR), hvilke navigationssystemer der installeres på flyet, og hvilke navigationssystemer der er tilgængelige i et bestemt område.

Dead Reckoning og Pilotage

På det mest enkle niveau opnås navigation gennem ideer kendt som døde beregning og lodning. Pilotage er et udtryk, der refererer til den eneste brug af visuelle jordreferencer. Piloten identificerer landemærker, såsom floder, byer, lufthavne og bygninger og navigerer blandt dem. Problemet med lodsning er, at referencer ofte ikke kan ses og kan ikke let identificeres under forhold med lav sigtbarhed, eller hvis piloten kommer af banen selv lidt. Derfor blev ideen om dødt regning indført.

Døden beregning indebærer brug af visuelle kontrolpunkter sammen med tid og afstand beregninger. Piloten vælger kontrolpunkter, der let ses fra luften og også identificeres på kortet og beregner derefter det tidspunkt, det tager at flyve fra et punkt til det næste baseret på afstands-, lufthastighed og vindberegninger. En flycomputer hjælper piloter med at beregne tids- og afstandsberegningerne, og piloten bruger typisk en flyplanlægningslog til at holde styr på beregningerne under flyvningen.

Radio Navigation

Med fly udstyret med radio navigationshjælpemidler (NAVAIDS) kan piloter navigere mere præcist end ved døde beregninger alene. Radio NAVAIDS kommer til nytte under forhold med lav synlighed og fungerer som en egnet backup metode til generel luftfart piloter, der foretrækker dead reckoning. De er også mere præcise. I stedet for at flyve fra checkpoint til checkpoint kan piloter flyve en lige linje til en "fix" eller en lufthavn. Specifikke radio NAVAIDS er også nødvendige for IFR-operationer.

Der findes forskellige typer af radio NAVAIDS anvendt i luftfart:

• ADF / NDB: Den mest elementære form for radionavigation er ADF / NDB-parret. En NDB er et retningsdirektivet radiostation, der er stationeret på jorden og udsender et elektrisk signal i alle retninger. Hvis et fly er udstyret med en automatisk retningsfinder (ADF), vil den vise flyets position i forhold til NDB-stationen på jorden. ADF-instrumentet er dybest set en pilpeger placeret over en kompas-korttype-skærm. Pilen peger altid i retning af NDB-stationen, hvilket betyder, at hvis piloten peger flyet i pilens retning i en no-wind situation, flyver han direkte til stationen. ADF / NDB er et forældet NAVAID, og ​​det er et system, der er udsat for fejl. Da dets rækkevidde er line-of-sight, kan en pilot få fejlagtige aflæsninger under flyvning i bjergrige terræn eller for langt fra stationen. Systemet er også genstand for elektrisk interferens og kan kun rumme begrænset fly på én gang. Mange bliver afbrudt, da GPS bliver den primære navigationskilde.

• VOR: Ved siden af ​​GPS er VOR-systemet nok den mest anvendte NAVAIDS i verden. VOR, kort for VHF Omnidirectional Range, er et radiobaseret NAVAID, der opererer i det meget højfrekvente område. VOR-stationer er placeret på jorden og transmitterer to signaler - et kontinuerligt 360-graders reference signal og et andet fejende retningssignal.
• Luftfartøjsinstrumentet (OBI) tolker faseforskellen mellem de to signaler og viser resultaterne som en radial på OBI (omni-bearing indikatoren) eller HSI (horisontal situation indikator) afhængigt af hvilket instrument flyet bruger. I sin mest grundlæggende form viser OBI eller HSI hvilken radial fra stationen flyet er placeret på, og om flyet flyver mod eller væk fra stationen.

• VOR er mere præcise end NDB'er og er mindre tilbøjelige til fejl, selvom modtagelsen kun er modtagelig for synspunkter.
• DME: Distance Measuring Equipment er en af ​​de mest enkle og værdifulde NAVAIDS til dato. Det er en grundlæggende metode, der bruger en transponder i flyet til at bestemme den tid det tager for et signal at rejse til og fra en DME station. DME transmitterer på UHF-frekvenser og beregner afstanden mellem skråområder. Transponderen i flyet viser afstanden i tiendedele af en sømil.

• En enkelt DME-station kan håndtere op til 100 fly ad gangen, og de eksisterer som regel sammen med VOR-jordstationer.
• ILS: Et instrumentlandingssystem (ILS) er et instrumenttilgangssystem, der bruges til at styre fly ned til rullebanen fra flyvningens tilgangsfase. Den bruger både vandrette og lodrette radiosignaler udsendt fra et punkt langs banen. Disse signaler aflyser for at give piloten præcise lokaliseringsoplysninger i form af en glideslope-en konstantvinklet, stabiliseret nedstigningssti helt ned til banens tilgangsende. ILS-systemer er i vid udstrækning i brug i dag som et af de mest nøjagtige tilgangssystemer, der er til rådighed.

GPS

Det globale positionssystem er blevet den mest værdifulde metode til navigation i den moderne luftfart verden. GPS har vist sig at være enormt pålidelig og præcis og er nok den mest almindelige NAVAID, der er i brug i dag.

Det globale positionsbestemmelsessystem bruger 24 amerikanske forsvarsministersatellitter til at levere præcise lokaliseringsdata, såsom flyets position, spor og hastighed til piloter. GPS-systemet bruger triangulering til at bestemme flyets præcise position over jorden. For at være præcis skal et GPS-system have mulighed for at indsamle data fra mindst tre satellitter til 2-D positionering og 4 satellitter til 3-D positionering.

GPS er blevet en foretrukken metode til navigation på grund af nøjagtigheden og brugervenligheden. Selvom der er fejl forbundet med GPS, er de sjældne. GPS-systemer kan bruges overalt i verden, selv i bjergrige terræn, og de er ikke tilbøjelige til fejlen i radio NAVAIDS, som synspunkt og elektrisk interferens.

Praktisk brug af NAVAIDS

Piloter flyver under visuelle flyve regler (VFR) eller instrument flight rules (IFR), afhængigt af vejrforholdene. Under visuelle meteorologiske forhold (VMC) kan en pilot flyve ved hjælp af lodning og døde reckoning alene, eller han kan bruge radionavigation eller GPS-navigeringsteknik. Grundlæggende navigation er undervist i de tidlige stadier af flyvetræning.

I instrument meteorologiske forhold (IMC) eller under flyvning IFR skal en pilot være afhængig af cockpitinstrumenter, såsom et VOR eller GPS-system. Fordi at flyve i skyerne og navigere med disse instrumenter kan være vanskelig, skal en pilot få en FAA Instrument Rating til at flyve i IMC betingelser lovligt.

I øjeblikket fremhæver FAA ny uddannelse for generel luftfart piloter i teknologisk avancerede fly (TAA). TAA er fly, der har avancerede højt tekniske systemer om bord, såsom GPS. Selv lette sport fly kommer ud af fabrikken med avanceret udstyr i disse dage. Det kan være forvirrende og farligt for en pilot at forsøge at anvende disse moderne cockpit-systemer i flyvning uden yderligere træning, og de nuværende FAA-uddannelsesstandarder har ikke holdt op med dette problem.

FAAs opdaterede FITS-program løste endelig problemet, selvom programmet stadig er frivilligt.