
سیستم ناوبری هواپیما
پیدا کردن راه از یک محل به محل دیگر را ناوبری می گویند. حرکت یک هواپیما از یک نقطه به نقطه دیگر مهمترین بخش هر مأموریت ناوبری است.
در گذشته رسم نقشه برای یافتن محلی مشخص معمولاً وظیفه عضوی مشخص از خدمه هواپیما یعنی ناوبر بود. این وظیفه کار مشکل و پیچیده ای بودو گاهی اوقات دقیق صورت نمی گرفت. چرا که بر پایه مشاهده استوار بود و با استفاده از نقشه های معمولی و لوازم محاسباتی، رسم میشد. امروزه ناوبری هوایی به صورت هنری درآمده که به تکامل نزدیک می شود. با کمکهای ناوبری نوین و سیستمهای نصب شده بر روی هواپیما ، ناوبری هواپیما در ارتفاعات ، آنچنان دقیق انجام می شود که در دهه های قبل تصورش هم وجود نداشت و به صورت یک رویا بود. 3 روش اصلی ناوبری هوایی وجود دارد که عبارتنداز: 1- خلبانی 2- محاسبه تخمینی 3-رادیویی روش اول که خلبانی است مرسومترین روش ناوبری هوایی است. در این روش ، خلبان راه و مسیر خود را بوسیله تعقیب علائمی بر روی زمین پیدا می کند. معمولاً قبل از بلند شدن هواپیما، خلبان برنامه ریزی پیش از پرواز را انجام داده و خطی را بر روی نقشه هوانوردی به منظور مشخص کردن مسیر دلخواه رسم می نماید. خلبان علائم زمینی بسیاری را مانند بزرگراهها، راه آهن ها، رودخانه ها و پلها را مورد توجه قرار می دهد. هنگامی که خلبان برفراز این علائم زمینی پرواز می کند عبور از هر کدام را در نظر دارد تا مسیر را به درستی ادامه دهد و اگر هواپیما مستقیماً از فراز این علائم زمینی عبور نکند، خلبان متوجه می شود که مسیر درست را طی نکرده است. روش دوم روشی است که در ابتدایی ترین روزهای تجربه پرواز معمول بوده است . این همان روشی است که Lindberg در اولین پرواز خود بر فراز اقیانوس اطلس از آن استفاده کرد. خلبانان معمولاً از این روش زمانی که بر فراز اقیانوس ها ،صحراها یا جنگلها پرواز می کنند استفاده می نمایند. این روش نیاز به مهارت و تجربه بیشتری نسبت به روش خلبانی دارد. دراین روش زمان ، فاصله و جهت اهمیت دارند. خلبان باید فاصله بین دو نقطه را بداند، خلبان بر روی نقشه برنامه ریزی پیش از پرواز مطالعه می کند و بعد مسیری را برای رسیدن به نقطه مورد نظر در نظر می گیرد. خلبان زمان لازم برای رسیدن به مقصد را محاسبه می کند و با سرعت ثابتی به طرف مقصد پرواز می کند. در طول پرواز خلبان از قطب نما برای حفظ هواپیما در مسیر صحیح استفاده می کند. این روش به خاطر تغییر مسیر باد همیشه روش ناوبری موفق و مطمئنی نیست. این روش اساس پروازهای VFR است. روش ناوبری رادیویی معمولاً بوسیله تمامی خلبانان مورد استفاده قرار می گیرد. در این روش خلبان با استفاده از الگوی هوانوردی می فهمد در یک منطقه مشخص با کدام ایستگاه رادیویی باید هماهنگ باشد.(ارتباط داشته باشد) سپس خلبان می تواند تجهیزات ناوبری رادیویی خود را با سیگنالی که از ایستگاه مورد نظر فرستاده می شود، تنظیم نماید. نشانگری که بر روی دستگاه ناوبری قرار دارد، خلبان را از موقعیت پرواز نسبت به ایستگاه رادیویی آگاه می سازد و درست بودن یا نبودن مسیر را نشان میدهد. خلبانان لوازم ناوبری مختلفی دراختیار دارند که برای بلند شدن، پرواز و به زمین نشستن بی خطر به آنها کمک می کند. یکی از مهمترین این لوازم و دستگاهها که به خلبان یاری میدهد، یک سری دستگاههای مراقبت پرواز و تردد در مسیرهای هوایی است که در تمام دنیا فعال هستند. بیشتر واحدهای مراقبت پرواز برای اطمینان از پرواز هواپیماها در مسیرهای مشخص خود حرکت می نمایند از صفحه نمایش رادار استفاده می نمایند. هواپیماها نیز مجهز به گیرنده رادار به خصوصی هستند که Transponder نامیده می شود.این گیرنده ها سیگنال رادار را از مرکز کنترل دریافت کرده و فوراً به آن پاسخ می دهد. وقتی این سیگنال به زمین می رسد، موقعیت هواپیما را بر روی صفحه نمایش رادار نشان میدهد. خلبانان روشهای ناوبری بخصوصی برای پرواز بر فراز اقیانوسها دارند. 3 روش معمول و مورد استفاده عبارتند از: 1- راهنمایی ساکن: این سیستم یا روش کامپیوترها و دستگاههای ویژه دیگری را شامل می شود که موقعیت هواپیما را به خلبان نشان میدهد. 2- ناوبری با دامنه وسیع (LORAN)، هواپیما مجهز به دستگاههایی برای دریافت سیگنالهای مشخص رادیویی که به طور مداوم از ایستگاه فرستنده ارسال می شود، است. این سیگنالها موقعیت هواپیما را نشان میدهند. 3- سیستم موقعیت های جهانی(GPS) که امروزه تنها روشی است كه قادر به نشان دادن موقعیت دقیق، در هر زمان و هر مکان با هر وضعیت آب و هوایی میباشد. گیرنده سیستم که بر روی هواپیما نصب شده ، سیگنالها را از طریق ماهواره ها در سراسر جهان دریافت می کند. مجموعه اصطلاحات: ADF (جهت یاب اتوماتیک) وسیله ناوبری رادیویی که جهت را پیدا کرده و آنرا به صورت امواج رادیویی غیر مستقیم با فرکانس کوتاه یا متوسط به ایستگاه زمینی نشان میدهد. DME (تجهیزات اندازه گیری فاصله) شامل تجهیزات زمینی و نصب شده بر روی هواپیما که اطلاعات مربوط به فاصله را تهیه کرده و نیازهای اولیه عملیاتی ناوبری در طول مسیر یا پایانه را ارائه میدهد. EAT(زمان تخمینی نزدیک شدن) EFIS(سیستم الکترونیک پرواز) که شامل صفحه نمایش CRT چند منظوره می باشد و جایگزین تجهیزات قدیمی و مرتبط با پرواز، ناوبری و اطلاعات سیستم هواپیما می شود و اصطلاحاً اطاقک خلبان شیشه ای "GLASS COCKPIT " را شکل میدهد. EAT(زمان تخمینی رسیدن به مقصد) GPS(سیستم موقعیت نمای جهانی) سیستم ناوبری برپایه انتقال سیگنالها از ماهواره های تهیه شده و نصب شده بوسیله ایالات متحده که مورد استفاده کاربران امور هواپیمایی قرار می گیرد. HDG(مسیر پرواز)مسیری که نوک دماغه هواپیما در طول پرواز به صورت افقی به آن سمت اشاره دارد که بر حسب درجه قطب نما به صورت 000 یا 360 شمالی و 090 شرقی است. HIS(نمایانگر موقعیت افقی) صفحه نمایش ناوبری موجود در اطاقک خلبان که معمولاً بخشی از سیستم مدیریت پرواز است که ناوبری و مسیر پرواز را با هم ترکیب می نماید. IFR(گونیای پرواز) برای عملکرد هواپیما در موقعیت هندسی ابزار و دستگاهها تعیین شده استو ILS(سیستم ابزاری فرود هواپیما) که شامل متمرکز کننده، شیب نماو امواج رادیویی نمایشگر می باشد. این سیستم ، راهنمایی های عمودی و افقی برای نزدیک شدن را فراهم می نماید. INS(سیستم ناوبری ساکن) این سیستم از گردش نما و دیگر سیستم های نمایشگر الکترونیک برای جلوگیری از افزایش یا کاهش سرعت استفاده می نماید و موقعیت هواپیما را محاسبه می نماید. ولی در پروازهای طولانی مدت، دقت این سیستم کاهش میابد. KNOT(KT) واحد استاندارد سرعت در هوانوردی و دریا نوردی که برابر با یک مایل دریایی در ساعت است. یک گره برابر با 1515/1 مایل در ساعت است و یک مایل دریایی برابر با 080/6 فوت یا 1515/1 مایل است . یک گره برابر است با یک مایل دریایی در یک ساعت. LORAN ناوبری با دامنه وسیع که عبارت از ناوبری رادیویی با فرکانسهای کوتاه در دامنه ای وسیع است. وسعت دامنه LORAN حدود 1200 مایل دریایی در روز و 2300 مایل دریایی در شب است. Magnetic Course- جهت افقی که بر حسب درجه بر خلاف چرخش عقربه ساعت از شمال مغناطیسی محاسبه می شود. Mach Number نسبت سرعت باد به سرعت صدا.mach1بیانگر سرعت صدا در سطح دریا است که میزان آن حدوداً 760 مایل در ساعت می باشد. NDB(امواج رادیویی غیر مستقیم) ابزار ناوبری با فرکانس متوسط است که برای انتقال سیگنالهای غیر مستقیم به کار می رود که بوسیله یک دریافت کننده کد مورس و ADF های رسیده از هواپیما کنترل می شود. RMI(نمایشگر مغناطیسی رادیویی) ابزار ناوبری که VORوDI و نمایشگر ADF را با هم ترکیب کرده و رفتارها را به همراه جهت هواپیما به ایستگاه نشان میدهد. RNAV(ناوبری منطقه ای) سیستم ناوبری رادیویی که امکان ناوبری نقطه به نقطه و مستقیم را با استفاده از کامپیوتر نصب شده در هواپیما که VOR/DME را برای یافتن مسیر درست بوجود می آورد ، ایجاد می نماید. TACAN(ناوبری هوایی تاکتیکی) این سیستم VORوDME را با هم ترکیب می کند و فقط در هواپیماهای نظامی کاربرد دارد. این سیستم از فرکانسهای VHF استفاده می کند و اطلاعاتی را درباره فاصله و نزدیک شدن از ایستگاه زمینی رادیویی مربوطه تهیه می نماید. TCAS(سیستم هشدار دهنده ترافیک و جلوگیری از برخورد) سیستم راداری جلوگیری از تصادف و برخورد که مستقل از تجهیزات زمینی عمل می کند.TCAFI فقط شامل هشدار دهنده های ترافیک هواییاست و TCAS-II شامل هشدار دهنده های ترافیک هوایی و دستورالعمل های جلوگیری از برخورد و تصادم می باشد. Transponder دستگاه دریافت و مخابره سیگانالها که سیگنالها را از ایستگاه زمینی دریافت کرده و با توجه به کد و شکل به خصوص ، آنها را جواب می دهد. VFR(مقررات پرواز با دیدی( مقررات مربوط به پرواز در موقعیت های با امکان دید. VHF(فرکانس خیلی بالا) فرکانس رادیویی در باند 300-30 مگاهرتز که در اغلب ارتباطات هوایی به ایستگاههای زمینی مورد استفاده قرار می گیرد. VOR ( دامنه گیرنده یا فرستنده امواج در جهت مناسب را فرکانسهای خیلی بالا) ابزار ناوبری رادیویی که در باند 118-108 مگاهرتز عمل می کند. پایگاه زمینی VOR، سیگنال مستقیم دو فازی در دامنه 360 درجه منتقل می نماید. گیرنده VOR هواپیما، خلبان را قادر می سازد که دسترسی یا فاصله خود را از پایگاه زمینی تشخیص دهد.VOR متداولترین شکل ناوبری رادیویی در پروازهای شخصی است. VORTAC عبارت است از VOR ویژه ای که VOR و DME را به منظور کاربردهای نظامی و غیر نظامی با یکدیگر ترکیب می نماید. این سیستم اطلاعات مربوط به فاصله و دسترسی به پایگاه یا ایستگاه زمینی را فراهم می نماید.
تصاویر
آرشیو زمانی
یکشنبه, 07 تیر 1383

سیستم ناوبری هواپیما
پیدا کردن راه از یک محل به محل دیگر را ناوبری می گویند. حرکت یک هواپیما از یک نقطه به نقطه دیگر مهمترین بخش هر مأموریت ناوبری است.
در گذشته رسم نقشه برای یافتن محلی مشخص معمولاً وظیفه عضوی مشخص از خدمه هواپیما یعنی ناوبر بود. این وظیفه کار مشکل و پیچیده ای بودو گاهی اوقات دقیق صورت نمی گرفت. چرا که بر پایه مشاهده استوار بود و با استفاده از نقشه های معمولی و لوازم محاسباتی، رسم میشد. امروزه ناوبری هوایی به صورت هنری درآمده که به تکامل نزدیک می شود. با کمکهای ناوبری نوین و سیستمهای نصب شده بر روی هواپیما ، ناوبری هواپیما در ارتفاعات ، آنچنان دقیق انجام می شود که در دهه های قبل تصورش هم وجود نداشت و به صورت یک رویا بود. 3 روش اصلی ناوبری هوایی وجود دارد که عبارتنداز: 1- خلبانی 2- محاسبه تخمینی 3-رادیویی روش اول که خلبانی است مرسومترین روش ناوبری هوایی است. در این روش ، خلبان راه و مسیر خود را بوسیله تعقیب علائمی بر روی زمین پیدا می کند. معمولاً قبل از بلند شدن هواپیما، خلبان برنامه ریزی پیش از پرواز را انجام داده و خطی را بر روی نقشه هوانوردی به منظور مشخص کردن مسیر دلخواه رسم می نماید. خلبان علائم زمینی بسیاری را مانند بزرگراهها، راه آهن ها، رودخانه ها و پلها را مورد توجه قرار می دهد. هنگامی که خلبان برفراز این علائم زمینی پرواز می کند عبور از هر کدام را در نظر دارد تا مسیر را به درستی ادامه دهد و اگر هواپیما مستقیماً از فراز این علائم زمینی عبور نکند، خلبان متوجه می شود که مسیر درست را طی نکرده است. روش دوم روشی است که در ابتدایی ترین روزهای تجربه پرواز معمول بوده است . این همان روشی است که Lindberg در اولین پرواز خود بر فراز اقیانوس اطلس از آن استفاده کرد. خلبانان معمولاً از این روش زمانی که بر فراز اقیانوس ها ،صحراها یا جنگلها پرواز می کنند استفاده می نمایند. این روش نیاز به مهارت و تجربه بیشتری نسبت به روش خلبانی دارد. دراین روش زمان ، فاصله و جهت اهمیت دارند. خلبان باید فاصله بین دو نقطه را بداند، خلبان بر روی نقشه برنامه ریزی پیش از پرواز مطالعه می کند و بعد مسیری را برای رسیدن به نقطه مورد نظر در نظر می گیرد. خلبان زمان لازم برای رسیدن به مقصد را محاسبه می کند و با سرعت ثابتی به طرف مقصد پرواز می کند. در طول پرواز خلبان از قطب نما برای حفظ هواپیما در مسیر صحیح استفاده می کند. این روش به خاطر تغییر مسیر باد همیشه روش ناوبری موفق و مطمئنی نیست. این روش اساس پروازهای VFR است. روش ناوبری رادیویی معمولاً بوسیله تمامی خلبانان مورد استفاده قرار می گیرد. در این روش خلبان با استفاده از الگوی هوانوردی می فهمد در یک منطقه مشخص با کدام ایستگاه رادیویی باید هماهنگ باشد.(ارتباط داشته باشد) سپس خلبان می تواند تجهیزات ناوبری رادیویی خود را با سیگنالی که از ایستگاه مورد نظر فرستاده می شود، تنظیم نماید. نشانگری که بر روی دستگاه ناوبری قرار دارد، خلبان را از موقعیت پرواز نسبت به ایستگاه رادیویی آگاه می سازد و درست بودن یا نبودن مسیر را نشان میدهد. خلبانان لوازم ناوبری مختلفی دراختیار دارند که برای بلند شدن، پرواز و به زمین نشستن بی خطر به آنها کمک می کند. یکی از مهمترین این لوازم و دستگاهها که به خلبان یاری میدهد، یک سری دستگاههای مراقبت پرواز و تردد در مسیرهای هوایی است که در تمام دنیا فعال هستند. بیشتر واحدهای مراقبت پرواز برای اطمینان از پرواز هواپیماها در مسیرهای مشخص خود حرکت می نمایند از صفحه نمایش رادار استفاده می نمایند. هواپیماها نیز مجهز به گیرنده رادار به خصوصی هستند که Transponder نامیده می شود.این گیرنده ها سیگنال رادار را از مرکز کنترل دریافت کرده و فوراً به آن پاسخ می دهد. وقتی این سیگنال به زمین می رسد، موقعیت هواپیما را بر روی صفحه نمایش رادار نشان میدهد. خلبانان روشهای ناوبری بخصوصی برای پرواز بر فراز اقیانوسها دارند. 3 روش معمول و مورد استفاده عبارتند از: 1- راهنمایی ساکن: این سیستم یا روش کامپیوترها و دستگاههای ویژه دیگری را شامل می شود که موقعیت هواپیما را به خلبان نشان میدهد. 2- ناوبری با دامنه وسیع (LORAN)، هواپیما مجهز به دستگاههایی برای دریافت سیگنالهای مشخص رادیویی که به طور مداوم از ایستگاه فرستنده ارسال می شود، است. این سیگنالها موقعیت هواپیما را نشان میدهند. 3- سیستم موقعیت های جهانی(GPS) که امروزه تنها روشی است كه قادر به نشان دادن موقعیت دقیق، در هر زمان و هر مکان با هر وضعیت آب و هوایی میباشد. گیرنده سیستم که بر روی هواپیما نصب شده ، سیگنالها را از طریق ماهواره ها در سراسر جهان دریافت می کند. مجموعه اصطلاحات: ADF (جهت یاب اتوماتیک) وسیله ناوبری رادیویی که جهت را پیدا کرده و آنرا به صورت امواج رادیویی غیر مستقیم با فرکانس کوتاه یا متوسط به ایستگاه زمینی نشان میدهد. DME (تجهیزات اندازه گیری فاصله) شامل تجهیزات زمینی و نصب شده بر روی هواپیما که اطلاعات مربوط به فاصله را تهیه کرده و نیازهای اولیه عملیاتی ناوبری در طول مسیر یا پایانه را ارائه میدهد. EAT(زمان تخمینی نزدیک شدن) EFIS(سیستم الکترونیک پرواز) که شامل صفحه نمایش CRT چند منظوره می باشد و جایگزین تجهیزات قدیمی و مرتبط با پرواز، ناوبری و اطلاعات سیستم هواپیما می شود و اصطلاحاً اطاقک خلبان شیشه ای "GLASS COCKPIT " را شکل میدهد. EAT(زمان تخمینی رسیدن به مقصد) GPS(سیستم موقعیت نمای جهانی) سیستم ناوبری برپایه انتقال سیگنالها از ماهواره های تهیه شده و نصب شده بوسیله ایالات متحده که مورد استفاده کاربران امور هواپیمایی قرار می گیرد. HDG(مسیر پرواز)مسیری که نوک دماغه هواپیما در طول پرواز به صورت افقی به آن سمت اشاره دارد که بر حسب درجه قطب نما به صورت 000 یا 360 شمالی و 090 شرقی است. HIS(نمایانگر موقعیت افقی) صفحه نمایش ناوبری موجود در اطاقک خلبان که معمولاً بخشی از سیستم مدیریت پرواز است که ناوبری و مسیر پرواز را با هم ترکیب می نماید. IFR(گونیای پرواز) برای عملکرد هواپیما در موقعیت هندسی ابزار و دستگاهها تعیین شده استو ILS(سیستم ابزاری فرود هواپیما) که شامل متمرکز کننده، شیب نماو امواج رادیویی نمایشگر می باشد. این سیستم ، راهنمایی های عمودی و افقی برای نزدیک شدن را فراهم می نماید. INS(سیستم ناوبری ساکن) این سیستم از گردش نما و دیگر سیستم های نمایشگر الکترونیک برای جلوگیری از افزایش یا کاهش سرعت استفاده می نماید و موقعیت هواپیما را محاسبه می نماید. ولی در پروازهای طولانی مدت، دقت این سیستم کاهش میابد. KNOT(KT) واحد استاندارد سرعت در هوانوردی و دریا نوردی که برابر با یک مایل دریایی در ساعت است. یک گره برابر با 1515/1 مایل در ساعت است و یک مایل دریایی برابر با 080/6 فوت یا 1515/1 مایل است . یک گره برابر است با یک مایل دریایی در یک ساعت. LORAN ناوبری با دامنه وسیع که عبارت از ناوبری رادیویی با فرکانسهای کوتاه در دامنه ای وسیع است. وسعت دامنه LORAN حدود 1200 مایل دریایی در روز و 2300 مایل دریایی در شب است. Magnetic Course- جهت افقی که بر حسب درجه بر خلاف چرخش عقربه ساعت از شمال مغناطیسی محاسبه می شود. Mach Number نسبت سرعت باد به سرعت صدا.mach1بیانگر سرعت صدا در سطح دریا است که میزان آن حدوداً 760 مایل در ساعت می باشد. NDB(امواج رادیویی غیر مستقیم) ابزار ناوبری با فرکانس متوسط است که برای انتقال سیگنالهای غیر مستقیم به کار می رود که بوسیله یک دریافت کننده کد مورس و ADF های رسیده از هواپیما کنترل می شود. RMI(نمایشگر مغناطیسی رادیویی) ابزار ناوبری که VORوDI و نمایشگر ADF را با هم ترکیب کرده و رفتارها را به همراه جهت هواپیما به ایستگاه نشان میدهد. RNAV(ناوبری منطقه ای) سیستم ناوبری رادیویی که امکان ناوبری نقطه به نقطه و مستقیم را با استفاده از کامپیوتر نصب شده در هواپیما که VOR/DME را برای یافتن مسیر درست بوجود می آورد ، ایجاد می نماید. TACAN(ناوبری هوایی تاکتیکی) این سیستم VORوDME را با هم ترکیب می کند و فقط در هواپیماهای نظامی کاربرد دارد. این سیستم از فرکانسهای VHF استفاده می کند و اطلاعاتی را درباره فاصله و نزدیک شدن از ایستگاه زمینی رادیویی مربوطه تهیه می نماید. TCAS(سیستم هشدار دهنده ترافیک و جلوگیری از برخورد) سیستم راداری جلوگیری از تصادف و برخورد که مستقل از تجهیزات زمینی عمل می کند.TCAFI فقط شامل هشدار دهنده های ترافیک هواییاست و TCAS-II شامل هشدار دهنده های ترافیک هوایی و دستورالعمل های جلوگیری از برخورد و تصادم می باشد. Transponder دستگاه دریافت و مخابره سیگانالها که سیگنالها را از ایستگاه زمینی دریافت کرده و با توجه به کد و شکل به خصوص ، آنها را جواب می دهد. VFR(مقررات پرواز با دیدی( مقررات مربوط به پرواز در موقعیت های با امکان دید. VHF(فرکانس خیلی بالا) فرکانس رادیویی در باند 300-30 مگاهرتز که در اغلب ارتباطات هوایی به ایستگاههای زمینی مورد استفاده قرار می گیرد. VOR ( دامنه گیرنده یا فرستنده امواج در جهت مناسب را فرکانسهای خیلی بالا) ابزار ناوبری رادیویی که در باند 118-108 مگاهرتز عمل می کند. پایگاه زمینی VOR، سیگنال مستقیم دو فازی در دامنه 360 درجه منتقل می نماید. گیرنده VOR هواپیما، خلبان را قادر می سازد که دسترسی یا فاصله خود را از پایگاه زمینی تشخیص دهد.VOR متداولترین شکل ناوبری رادیویی در پروازهای شخصی است. VORTAC عبارت است از VOR ویژه ای که VOR و DME را به منظور کاربردهای نظامی و غیر نظامی با یکدیگر ترکیب می نماید. این سیستم اطلاعات مربوط به فاصله و دسترسی به پایگاه یا ایستگاه زمینی را فراهم می نماید.