Аэродинамическая навигация

Основные принципы аэродинамической навигации идентичны общей навигации , которая включает в себя процесс планирования, записи и контроля перемещения ремесла из одного места в другое.

Успешная аэродинамическая навигация включает в себя пилотирование самолета с места на место, не теряясь, не нарушая законы, обращающиеся к самолету, или угрожая безопасности тех, кто на борту или на земле . Воздушная навигация отличается от навигации поверхностного корабля несколькими способами; Самолеты движутся на относительно высоких скоростях, оставляя меньше времени, чтобы рассчитать свое положение в пути. Самолеты обычно не могут остановиться в воздухе, чтобы определить их положение на досуге. Самолет ограничивается количеством топлива, которое они могут нести; Поверхностное транспортное средство обычно может терять, не хватает топлива, а затем просто ожидайте спасения. Для большинства самолетов нет спасения в полете. Кроме того, столкновения с препятствиями обычно являются смертельными. Следовательно, постоянное осознание позиции имеет решающее значение для пилотов самолетов.

Методы, используемые для навигации в воздухе, будут зависеть от того, летит ли самолет в соответствии с правилами визуального полета (VFR) или правилам полета прибора (IFR). В последнем случае пилот будет ориентироваться исключительно, используя инструменты и радиовигационные средства, такие как маяки, или, как указано под радаров управлением с помощью управления воздушным движением . В первом случае пилот в значительной степени ориентируется, используя « мертвые расчет » в сочетании с визуальными наблюдениями (известными как пилота ), со ссылкой на соответствующие карты. Это может быть дополнено с помощью радиовигационных средств или систем позиционирования на основе спутников .

Планирование маршрута

Корректировка заголовка самолета, чтобы компенсировать компонент ветра, перпендикулярно наземной дорожке

Первый шаг в навигации - решить, куда кто -то хочет пойти. Частный пилотный планирование полет под VFR обычно использует авиационную карту района, которая опубликована специально для использования пилотов. На этой карте будут изображены контролируемые воздушные пространства , радиовигационные средства и аэродромы , а также опасности для полетов, таких как горы, высокие радиоматры и т. Д. Также включают достаточные наземные детали - города, дороги, лесистые районы - для помощи визуальной навигации. В Великобритании CAA публикует серию карт , охватывающих всю Великобританию в различных масштабах, обновляемых ежегодно. Информация также обновляется в уведомлениях для летчиков или Notams.

Пилот выберет маршрут, заботясь о том, чтобы избежать контролируемого воздушного пространства , которое не разрешено для полета, ограниченных зон, опасностей и так далее. Выбранный маршрут построен на карте, а нарисованные линии называются дорожкой . Целью всех последующих навигации является следование выбранному треку как можно точнее. Время от времени пилот может выбирать на одной ноге, чтобы следовать четко видимой особенности на земле, такой как железнодорожная трасса, река, шоссе или побережье.

Самолет на картинке летит в сторону B, чтобы компенсировать ветер от SW и достичь точки C.

Когда самолет находится в полете, он движется относительно тела воздуха, через который он летит; Поэтому поддержание точного наземного пути не так просто, как может показаться, если только нет ветра вообще - очень редкое явление. Пилот должен отрегулировать заголовок, чтобы компенсировать ветер , чтобы следовать за наземной дорожкой. Первоначально пилот будет рассчитывать заголовки для летания для каждого этапа поездки перед отъездом, используя прогнозируемые направления ветра и скорости, поставляемые метеорологическими органами для этой цели . Эти цифры, как правило, точны и обновляются несколько раз в день, но непредсказуемый характер погоды означает, что пилот должен быть готов к дальнейшей корректировке в полете. Пилот общей авиации (GA) часто будет использовать либо летный компьютер -тип правила слайда -или специально разработанный электронный навигационный компьютер для расчета начальных заголовков.

Основным инструментом навигации является магнитный компас . Игла или карта выровняются с магнитным севером , который не совпадает с True North , поэтому пилот также должен допустить это, называемое магнитным изменением (или склоном). Изменение, которое применяется локально, также показано на карте полета. После того, как пилот рассчитал фактические заголовки, следующим шагом будет рассчитать время полета для каждой ноги. Это необходимо для точного мертвого расчета . Пилот также должен учитывать более медленную начальную воздушную скорость во время подъема, чтобы рассчитать время до вершины подъема. Также полезно рассчитать верхнюю часть спуска или точку, в которой пилот планирует начать спуск для посадки.

Время полета будет зависеть как от желаемой крейсерской скорости самолета, так и от ветра - попутный ветер сократит время полета. Летный компьютер имеет масштабы, чтобы помочь пилотам вычислить их легко.

Точка невозврата , иногда называемая PNR, является точкой на рейсе, на котором самолет имеет достаточное количество топлива, плюс любой обязательный резерв, чтобы вернуться на аэродром, с которого он ушел. Помимо этого момента, этот вариант закрыт, и самолет должен перейти к другому пункту назначения. В качестве альтернативы, что касается большой области без аэродромов, например, океана, это может означать то, что он ближе, чтобы развернуться, и после чего он ближе к продолжению. Аналогичным образом, равный момент времени, называемый ETP (также критическая точка), является точкой в ​​полете, где потребуется то же время, чтобы продолжить полететь прямо или отслеживать аэродрома вылета. ETP не зависит от топлива, а ветра, давая скорость заземления и обратно к аэродрому вылета. В условиях нуля ETP расположен на полпути между двумя аэродромами, но на самом деле он смещен в зависимости от скорости ветра и направления.

Например, самолет, который летит через океан, потребуется для расчета ETP для одного неработающего, депрессируемости и нормального ETP; Все это на самом деле может быть разными точками вдоль маршрута. Например, в одном двигателе неработающих и депрессирующих ситуаций самолеты будут вынуждены снизить эксплуатационные высоты, что повлияет на расход топлива, круизную скорость и скорость земли. Поэтому каждая ситуация будет иметь разные ETP.

Коммерческим самолетам не разрешается работать по маршруту, который находится вне диапазона подходящего места для приземления, если происходит чрезвычайная ситуация, такая как сбой двигателя. Расчеты ETP служат стратегией планирования, поэтому летные экипажи всегда имеют «выезд» в экстренном событии, что позволяет безопасному отвлечению от выбранной их альтернативы.

Последний этап состоит в том, чтобы отметить, какие области пройдут маршрут или заканчиваются, и отметить все, что нужно сделать - какие подразделения УВД для контакта, соответствующие частоты, точки визуальной отчетности и так далее. Также важно отметить, какие области установки давления будут введены, чтобы пилот мог попросить QNH (давление воздуха) этих регионов. Наконец, пилот должен иметь в виду некоторые альтернативные планы на случай, если маршрут не может быть выполнен по какой -то причине - неожиданные погодные условия являются наиболее распространенными. Время от времени пилот может потребоваться подать план полета для альтернативного пункта назначения и переносить достаточное количество топлива для этого. Чем больше работы пилот может выполнять на земле перед отъездом, тем легче он будет в воздухе.

Планирование IFR

Навигация по правилам полета прибора (IFR) аналогична визуальных правил полета (VFR) планам , за исключением того, что задача обычно упрощает использование специальных диаграмм, которые показывают маршруты IFR от Beacon в Beacon с самой низкой безопасной высотой (LSALT), подшипники, подшипники (в обоих направлениях) и расстояние, отмеченное для каждого маршрута. Пилоты IFR могут летать на других маршрутах, но затем они должны сами выполнять все такие расчеты; Расчет LSALT является наиболее сложным. Затем пилот должен рассмотреть погоду и минимальные спецификации для посадки в аэропорту назначения и альтернативных требований. Пилоты также должны соблюдать все правила, включая их юридическую способность использовать конкретный подход инструмента в зависимости от того, как в последнее время они выполняли его.

В последние годы строгие пути полета маяка-бикона начали заменять маршрутами, полученными с помощью методов навигации на основе производительности (PBN). Когда операторы разрабатывают планы полета для своих самолетов, подход PBN побуждает их оценить общую точность, целостность, доступность, непрерывность и функциональность совокупных навигационных средств, присутствующих в применимом воздушном пространстве. После того, как эти определения будут сделаны, оператор разрабатывает маршрут, который является наибольшим временем и экономически эффективным, в то же время уважая все применимые проблемы безопасности - тем самым максимизируя как общие возможности самолета, так и воздушного пространства.

В соответствии с подходом PBN технологии развиваются с течением времени (например, наземные маяки становятся спутниковыми маяками), не требуя пересчетной операции самолета. Кроме того, спецификации навигации, используемые для оценки датчиков и оборудования, которые доступны в воздушном пространстве, могут быть каталогизированы и обмен для информирования решений об обновлении оборудования и постоянной гармонизации различных авиационных систем мира.

В полете

Оказавшись во время полета, пилот должен принять усилия, чтобы придерживаться плана, в противном случае заблуждение слишком легко. Это особенно верно, если летать в темноте или чрезмерной местности. Это означает, что пилот должен придерживаться рассчитанных заголовков, высот и скоростей как можно точнее, если только не летит в соответствии с правилами визуального полета . Визуальный пилот должен регулярно сравнивать землю с картой ( пилота ), чтобы гарантировать, что трасса соблюдается, хотя корректировки обычно рассчитываются и планируются. Обычно пилот будет летать в течение некоторого времени, как и планировалось до такой степени, что функции на земле легко распознаются. Если ветер отличается от ожидаемого, пилот должен соответствующим образом отрегулировать заголовок, но это делается не с помощью догадок, а психическим расчетом - часто используя правило 1 из 60 . Например, погрешность на два градуса на полпути может быть исправлена ​​путем регулировки заголовка на четыре градуса. Другой способ выйти в положение в конце ноги. Это также является моментом переоценки предполагаемого времени для ноги. Хороший пилот станет искусным в применении различных методов, чтобы оставаться на правильном пути.

В то время как компас является основным инструментом, используемым для определения своего заголовка, пилоты обычно ссылаются на индикатор направления (DI), гироскопически управляемое устройство, которое гораздо более стабильно, чем компас. Чтение компас будет использоваться для коррекции для любого дрейфа ( прецессии ) DI периодически. Сам компас будет показывать устойчивое чтение только тогда, когда самолет был в прямом и ровном полете достаточно долго, чтобы позволить ему успокоиться.

Если пилот не сможет завершить ногу - например, возникает плохая погода, или видимость падает ниже минимума, разрешенных лицензией пилота, пилот должен перейти на другой маршрут. Поскольку это незапланированная нога, пилот должен быть в состоянии мысленно рассчитать подходящие заголовки, чтобы дать желаемую новую дорожку. Использование летного компьютера в полете, как правило, нецелесообразно, поэтому используются умственные методы, чтобы дать грубые и готовые результаты. Обычно допускается ветер, предполагая, что sine a = a, для углов менее 60 ° (при выражении в терминах доли 60 ° - например, 30 ° составляет 1/2 от 60 °, а синус 30 ° = 0,5) , что является адекватно точным. Метод для вычисления этого умственного - код часов . Однако пилот должен быть дополнительным бдительным при перелете, чтобы поддерживать осознание позиции.

Некоторые диверсии могут быть временными - например, для оборудования вокруг местного штормового облака. В таких случаях пилот может повернуть на 60 градусов на свой желаемый заголовок в течение определенного периода времени. После того, как он убрал шторм, он может повернуть назад в противоположном направлении 120 градусов и летать на этом направлении в течение того же периода времени. Это маневр «ветряной звезды», и без ветра вверху воздействует его обратно на его оригинальный трек, а время его поездки увеличилось на длину одной ноги отвлечения.

Другая причина, по которой не полагаться на магнитный компас во время полета, помимо калибровки индикатора заголовка , заключается в том, что магнитные компасы подвергаются ошибкам, вызванным условиями полета и другими внутренними и внешними помехами в системе магнитов.

Навигационные средства

Основная статья: Радиовигация

Многие самолеты GA оснащены различными навигационными средствами, такими как автоматическое искатель направления (ADF), инерционная навигация , компасы , радиолокационная навигация , всенаправленный диапазон VHF (VOR) и глобальная навигационная спутниковая система (GNSS).

ADF использует ненаправленные маяки (NDB) на земле, чтобы управлять дисплеем, который показывает направление маяка от самолета. Пилот может использовать этот подшипник, чтобы нарисовать линию на карте, чтобы показать подшипник маяка. Используя второй маяк, можно нарисовать две линии, чтобы найти самолет на пересечении линий. Это называется перекрестной вырубкой. В качестве альтернативы, если трасса берет полет непосредственно над головой маяка, пилот может использовать инструмент ADF для поддержания заголовка по сравнению с маяком, хотя «следуя за иглой» - плохая практика, особенно в присутствии сильного перекрестного ветра - пилот Фактический трек будет направлен на маяк, а не то, что было задумано. NDBS также может дать ошибочные показания, потому что они используют очень длинные длины волн , которые легко согнуты и отражаются на основе характеристик и атмосферы. NDB продолжают использоваться в качестве общей формы навигации в некоторых странах с относительно небольшим количеством навигационных средств.

VOR является более сложной системой и по -прежнему является основной авиационной системой, созданной для летающих самолетов под IFR в этих странах со многими навигационными средствами. В этой системе маяк издает специально модулированный сигнал, который состоит из двух синусоидальных волн , которые находятся вне фазы . Разница фаз соответствует фактическому подшипнику относительно магнитного севера (в некоторых случаях истинном севере), что приемник находится с станции. В результате приемник может с уверенностью определить точное подшипник от станции. Опять же, для определения местоположения используется перекрестная среза. Многие станции VOR также имеют дополнительное оборудование, называемое DME ( оборудование для измерения расстояния ), которое позволит подходящему приемнику определить точное расстояние от станции. Вместе с подшипником это позволяет определить точное положение только от одного маяка. Для удобства, некоторые станции VOR также передают информацию о местной погоде, к которой пилот может слушать, возможно, генерируемые Автоматизированная система наблюдения за поверхностью . VOR, который совместно с DME обычно является компонентом такана .

Перед появлением GNSS Celestial Navigation также использовалась обученными навигаторами на военных бомбардировщиках и транспортных самолетах в случае отключения всех электронных навигационных средств во время войны. Первоначально навигаторы использовали астродому и регулярный секстант , но более оптимизированный перископический секстант использовался с 1940 -х до 1990 -х годов. Из авиалайнеров 1970-х годов использовались инерциальные навигационные системы , особенно на межконтинентальных маршрутах, до тех пор, пока сбил корейских воздушных линий, рейс 007 в 1983 году не побудил правительство США предоставить GPS для использования в гражданском населении.

Наконец, самолет может контролироваться с земли, используя информацию о наблюдении от EG радара или мультилатерации . Затем ATC может передавать информацию пилоту, чтобы помочь установить позицию или фактически сообщить пилоту позицию самолета, в зависимости от уровня службы ATC, который получает пилот.

Использование GNS в самолетах становится все более распространенным. GNSS предоставляет очень точное положение самолета, высота, заголовка и скорость заземления. GNSS обеспечивает точность навигации после зарезервированного на крупные RNAV -оборудованные самолеты, доступные для пилота GA . Недавно многие аэропорты включают GNSS подходы прибора. Подходы GNSS состоят либо из наложений, связанных с существующими подходами точности и неподходящих подходов, либо на автономных подходах GNSS . FAA Подходы, имеющие самые низкие высоты решения, обычно требуют, чтобы GNSS был дополнен второй системой - EEG, широкой системой расширения площади (WAAS).

Полетный навигатор

Дополнительная информация: воздушное экипаж

Гражданские навигаторы полета (в основном избыточная позиция экипажа, также называемая «авиа навигатором» или «навигатор полета»), использовались на старых самолетах, как правило, между конец 1910-х и 1970-х годов. Член экипажа, иногда два члена навигационной экипажа для некоторых рейсов, отвечал за навигацию по поездке, в том числе ее мертвые расчет и небесную навигацию . Это было особенно важно, когда поездка были пролечены по океанам или другим большим водоемам, где радиовигационные средства не были первоначально доступны. (Спутниковое покрытие теперь предоставляется во всем мире). Поскольку сложные электронные и GNSS Systems появились в Интернете, позиция навигатора была прекращена, и его функция предполагалась двойными лицензированными пилотными навигаторами, а позже позже основными пилотами полета (капитан и первый офицер), что привело к сокращению количества Положения экипажа для коммерческих рейсов. Поскольку установка электронных навигационных систем в приборные панели капитана и FO была относительно простой, позиция навигатора в коммерческой авиации (но не обязательно военная авиация) стала избыточной. (Некоторые страны задают свои воздушные силы летать без навигационных средств во время военное время , таким образом, все еще требует позиции навигатора). Большинство гражданских аэродинамических навигаторов были на пенсии или избыточности к началу 1980 -х годов.

Смотрите также

• Аэронавтическая диаграмма
• Поставщик услуг аэронавигации
• Управление воздушным движением
• Авиационное препятствие
• Самолеты
• Воздушное экипаж
• Автоматическое зависимое наблюдение - трансляция
• Авиационная безопасность
• Операционные счетчики
• Etops
• Летный компьютер
• Летные инструменты
• Система управления полетами
• Отличное расстояние
• Руководство, навигация и контроль
• Система приземления приборов
• Радиовигация
• Получатель автономный мониторинг целостности
• Сферическая тригонометрия
• Трансатлантический полет
• Ветровой треугольник

Ссылки

Цитаты

Библиография

• Грисон, Майк. История авиации - размер навигатора полета , веб -сайт Francoflyers.org, 14 октября 2008 года. Получено 31 августа 2014 года.
• Справочник FAA FAA-H-8083-18: Справочник по навигаторам полета; 2011; Получено 7 октября 2017 года; https://www.faa.gov/regulations_policies/handbooks_manuals/aviation/media/faa-h-8083-18.pdf .
• Ричардс, Стю. Вспомните навигатор авиакомпании , реквизит, поршни, старые самолеты и хорошие дни летающих веб -сайтов, 7 января 2009 года. Получено 31 августа 2014 года.

Внешние ссылки

• Калькулятор навигации на землю для Windows (бесплатно)
• Улететь - учебные пособия по аэронавигации