Kako piloti uporabljajo zračno navigacijo za letenje

Zračna navigacija se izvaja z različnimi metodami. Metoda ali sistem, ki ga pilot uporablja za navigacijo po današnjem sistemu zračnega prostora, je odvisna od vrste leta, ki se bo zgodil (VFR ali IFR), kateri navigacijski sistemi so nameščeni na zrakoplovu in kateri navigacijski sistemi so na voljo na določenem območju.

Oddajanje mrtvih in pilotiranje

Na najenostavnejši ravni se navigacija doseže z idejami, imenovanimi mrtvi račun in pilotaža. Pilotaža je izraz, ki se nanaša samo na uporabo vizualnih referenc na zemlji. Pilot identificira mejnike, kot so reke, mesta, letališča in stavbe ter med njimi pluje. Težava s pilotažo je, da se reference pogosto ne vidijo zlahka in jih ni mogoče zlahka identificirati v pogojih slabe vidljivosti ali če se pilot še rahlo odmakne. Zato je bila uvedena zamisel o mrtvem računanju.

Mrtvi izračun vključuje uporabo vizualnih kontrolnih točk skupaj z izračunom časa in razdalje. Pilot izbere kontrolne točke, ki so zlahka vidne iz zraka in tudi označene na zemljevidu, nato izračuna čas, ki ga bo potreboval za letenje od ene točke do druge na podlagi izračuna razdalje, hitrosti in vetra. Letalski računalnik pomaga pilotom pri izračunavanju izračunov časa in razdalje, pilot pa običajno uporablja dnevnik načrtovanja leta, da spremlja izračune med letom.

Radijska navigacija

Z letalom, opremljenim z radio navigacijskimi pripomočki (NAVAIDS), lahko piloti navigirajo bolj natančno kot z mrtvimi. Radio NAVAIDS je primeren za uporabo v pogojih slabe vidljivosti in deluje kot primerna rezervna metoda za pilote splošnega letalstva, ki dajejo prednost mrtvim računom. Prav tako so natančnejši. Namesto letenja s kontrolne točke na kontrolno točko, lahko piloti preletijo ravne črte do "popravila" ali letališča. Posebni radio NAVAIDS so potrebni tudi za operacije IFR.

Obstajajo različne vrste radijskih naprav NAVAIDS, ki se uporabljajo v letalstvu:

• ADF / NDB: Najbolj osnovna oblika radijske navigacije je par ADF / NDB. NDB je neusmerjeni radijski svetilnik, ki je nameščen na tleh in oddaja električni signal v vseh smereh. Če je zrakoplov opremljen z avtomatskim iskalcem smeri (ADF), bo prikazal položaj zrakoplova glede na postajo NDB na tleh. Instrument ADF je v bistvu kazalec puščice, nameščen nad zaslonom tipa kompasne kartice. Puščica vedno kaže v smeri postaje NDB, kar pomeni, da bo pilot v primeru brez vetra usmeril letalo v smeri puščice, tako da bo letel neposredno na postajo. ADF / NDB je zastareli NAVAID in sistem je nagnjen k napakam. Ker je območje vidnega polja, lahko pilot pridobi napačne odčitke med letenjem v gorskem terenu ali predaleč od postaje. Sistem je prav tako podvržen električnim motnjam in lahko sprejme samo omejena letala naenkrat. Mnogi se razgrajujejo, ker GPS postane primarni navigacijski vir.

• VOR: Poleg sistema GPS je sistem VOR verjetno najpogosteje uporabljen NAVAIDS na svetu. VOR, kratica za VHF Omnidirectional Range, je NAVAID na radijski postaji, ki deluje v zelo visokofrekvenčnem območju. Postaje VOR so nameščene na tleh in prenašajo dva signala - en neprekinjen referenčni signal za 360 stopinj in drugi smerni signal.
• Instrument zrakoplova (OBI) interpretira fazno razliko med dvema signaloma in prikaže rezultate kot radialno na OBI (kazalnik s polno obremenitvijo) ali HSI (kazalnik horizontalnih razmer), odvisno od instrumenta, ki ga uporablja zrakoplov. V najosnovnejši obliki OBI ali HSI prikazuje radialno od postaje, na kateri je letalo, in ali letalo leti proti postaji ali stran od nje.

• VOR so bolj natančni kot NDB in so manj nagnjeni k napakam, čeprav je sprejem še vedno dovzeten samo za pogled.
• DME: Oprema za merjenje razdalj je ena od najbolj preprostih in dragocenih do sedaj NAVAIDS. To je osnovna metoda z uporabo transponderja v zrakoplovu za določitev časa, ki je potreben, da signal potuje do postaje DME in iz nje. DME prenaša na UHF frekvencah in izračuna oddaljenost od poševnega območja. Transponder v letalu prikazuje razdaljo v desetinah navtične milje.

• Enotna postaja DME lahko naenkrat obdeluje do 100 letal in ponavadi sočasno obstajajo z zemeljskimi postajami VOR.
• ILS: Sistem instrumentalnega pristanka (ILS) je instrumentni priletni sistem, ki se uporablja za vodenje zrakoplova do vzletno-pristajalne steze s pristopne faze leta. Uporablja tako horizontalne kot vertikalne radijske signale, ki se oddajajo od točke vzdolž vzletno-pristajalne steze. Ti signali prestrežejo pilotu natančno lokacijsko informacijo v obliki drsne strmine - konstantnega kota, stabilizirane poti spuščanja vse do spodnjega konca vzletno-pristajalne steze. Sistemi ILS so danes v široki uporabi kot eden izmed najbolj natančnih razpoložljivih sistemov.

GPS

Globalni sistem pozicioniranja je postal najbolj dragocen način navigacije v sodobnem letalskem svetu. GPS se je izkazal za izjemno zanesljivega in natančnega in je verjetno najpogostejši NAVAID, ki ga danes uporabljamo.

Globalni sistem za določanje položaja uporablja 24 satelitov ameriškega ministrstva za obrambo za zagotavljanje natančnih podatkov o lokaciji, kot so položaj zrakoplova, sledi in hitrost za pilote. Sistem GPS uporablja triangulacijo za določitev natančnega položaja letala nad zemljo. Da bi bili točni, mora sistem GPS imeti možnost, da zbere podatke iz vsaj treh satelitov za 2-D pozicioniranje in 4 satelitov za 3-D pozicioniranje.

GPS je postal prednostna metoda navigacije zaradi natančnosti in enostavnosti uporabe. Čeprav obstajajo napake, povezane z GPS, so redke. Sisteme GPS lahko uporabljate kjerkoli na svetu, tudi na gorskem terenu, in niso nagnjeni k napakam radijskih postaj NAVAIDS, kot so vidne linije in električne motnje.

Praktična uporaba NAVAIDS-a

Piloti bodo leteli po pravilih vizualnega letenja (VFR) ali pravilih instrumentalnega letenja (IFR), odvisno od vremenskih razmer. Med vizualnimi meteorološkimi razmerami (VMC) lahko pilot leti z uporabo pilotaže in mrtvih, ali pa uporablja tehnike navigacije ali navigacije. Osnovna navigacija se izvaja v zgodnjih fazah usposabljanja za letenje.

V instrumentalnih meteoroloških pogojih (IMC) ali med letenjem IFR se mora pilot opirati na instrumente v pilotski kabini, kot je VOR ali sistem GPS. Ker je letenje v oblakih in navigacija s temi instrumenti lahko zapleteno, mora pilot pridobiti rating FAA Instrument, da bi zakonito letel v razmerah IMC.

Trenutno FAA poudarja novo usposabljanje za pilote splošnega letalstva v tehnološko naprednih letalih (TAA). TAA so letala, ki imajo napredne visoko tehnične sisteme, kot je GPS. Tudi lahka športna letala prihajajo iz tovarne z napredno opremo v teh dneh. Za pilota je lahko zmedeno in nevarno, da poskusi uporabiti te sodobne sisteme v pilotski kabini med letom brez dodatnega usposabljanja, sedanji standardi usposabljanja FAA pa niso sledili temu vprašanju.

Posodobljeni program FITS FAA je končno obravnaval to vprašanje, čeprav je program še vedno prostovoljen.