Hvordan piloter bruker flynavigasjon til å fly
••• mikulas1 / E+ / Getty Images
Luftnavigasjon utføres på forskjellige måter. Metoden eller systemet som en pilot bruker for å navigere gjennom dagens luftromssystem vil avhenge av hvilken type flyging som vil forekomme (VFR eller IFR), hvilke navigasjonssystemer som er installert på flyet, og hvilke navigasjonssystemer som er tilgjengelige i et bestemt område.
Følgende er noen av nøkkelverktøyene og teknikkene piloter bruker for navigering.
Dødsregning og los
På det enkleste nivået oppnås navigasjon gjennom ideer kjent som dødregning og pilotering. Los er et begrep som refererer til den eneste bruken av visuelle bakkereferanser. Piloten identifiserer landemerker, som elver, byer, flyplasser og bygninger og navigerer blant dem. Problemet med los er at referanser ofte ikke er lett å se og ikke lett kan identifiseres under dårlige siktforhold eller hvis piloten kommer litt av sporet. Derfor ble ideen om død regning introdusert.
Dead reckoning innebærer bruk av visuelle sjekkpunkter sammen med tids- og avstandsberegninger. Piloten velger sjekkpunkter som lett kan sees fra luften og også identifiseres på kartet, og beregner deretter tiden det vil ta å fly fra ett punkt til det neste basert på avstand, lufthastighet og vindberegninger. En flydatamaskin hjelper piloter med å beregne tid og avstand, og piloten bruker vanligvis en flyplanleggingslogg for å holde styr på beregningene under flyturen.
Radionavigasjonsmetoder for fly
Med fly utstyrt med radionavigasjonshjelpemidler (NAVAIDS) kan piloter navigere mer nøyaktig enn med dødregning alene. Radio NAVAIDS kommer godt med under dårlige siktforhold og fungerer som en passende backup-metode for generalflypiloter som foretrekker dead reckoning. De er også mer presise. I stedet for å fly fra sjekkpunkt til sjekkpunkt, kan piloter fly en rett linje til en 'fix' eller en flyplass. Spesifikke radio NAVAIDS er også nødvendig for IFR-operasjoner.
Det finnes forskjellige typer radio NAVAIDS som brukes i luftfart:
Automatisk retningssøker og ikke-retningsbestemt radiofyr
Den mest elementære formen for radionavigasjon er ADF/NDB par. En NDB er et ikke-retningsbestemt radiofyr som er stasjonert på bakken og sender ut et elektrisk signal i alle retninger. Dersom et fly er utstyrt med en automatisk retningssøker (ADF), vil det vise flyets posisjon i forhold til NDB-stasjonen på bakken.
ADF-instrumentet er i utgangspunktet en pilpeker plassert over en kompasskort-type skjerm. Pilen peker alltid i retning NDB-stasjonen, noe som betyr at hvis piloten peker flyet i pilens retning i en vindstille situasjon, vil de fly direkte til stasjonen. ADF/NDB er en utdatert NAVAID, og det er et system som er utsatt for feil.
Siden rekkevidden er siktlinje, kan en pilot få feilavlesninger mens han flyr i fjellterreng eller for langt fra stasjonen. Systemet er også utsatt for elektrisk interferens og kan kun ta imot begrensede fly på en gang. Mange blir tatt ut av drift ettersom GPS blir den primære navigasjonskilden.
VHF Omnidirectional Range (VOR)
Ved siden av GPS er VOR-systemet trolig den mest brukte NAVAIDS i verden. VOR, forkortelse for VHF Omnidirectional Range, er en radiobasert NAVAID som opererer i det svært høye frekvensområdet. VOR-stasjoner er plassert på bakken og sender to signaler – ett kontinuerlig 360-graders referansesignal og et annet sveipende retningssignal.
Flyinstrumentet (OBI) tolker faseforskjellen mellom de to signalene og viser resultatene som en radial på OBI (omnibærende indikator) eller HSI (horisontal situasjonsindikator), avhengig av hvilket instrument flyet bruker. I sin mest grunnleggende form viser OBI eller HSI hvilken radial fra stasjonen flyet befinner seg på og om flyet flyr mot eller bort fra stasjonen.
VOR-er er mer nøyaktige enn NDB-er og er mindre utsatt for feil, selv om mottaket fortsatt kun er utsatt for siktlinje.
Avstandsmålingsutstyr (DME)
Avstandsmåleutstyr (DME) er en av de mest enkle og verdifulle NAVAIDS til dags dato. Det er en grunnleggende metode som bruker en transponder i flyet for å bestemme tiden det tar for et signal å reise til og fra en DME-stasjon. DME sender på UHF-frekvenser og beregner skråavstand. Transponderen i flyet viser avstanden i tideler av en nautisk mil.
En enkelt DME-stasjon kan håndtere opptil 100 fly på en gang, og de eksisterer vanligvis sammen med VOR-bakkestasjoner.
Instrumentlandingssystem (ILS)
Et instrumentlandingssystem (ILS) er et instrumentinnflygingssystem som brukes til å lede fly ned til rullebanen fra innflygingsfasen. Den bruker både horisontale og vertikale radiosignaler som sendes ut fra et punkt langs rullebanen. Disse signalene avskjærer for å gi piloten nøyaktig plasseringsinformasjon i form av en glidebane – en stabilisert nedstigningsbane med konstant vinkel helt ned til innflygingsenden av rullebanen. ILS-systemer er mye i bruk i dag som et av de mest nøyaktige tilnærmingssystemene som finnes.
GPS-navigasjon
Det globale posisjoneringssystemet har blitt den mest verdifulle navigasjonsmetoden i den moderne luftfartsverdenen. GPS har vist seg å være utrolig pålitelig og presis og er sannsynligvis den vanligste NAVAID-en i bruk i dag.
Det globale posisjoneringssystemet bruker 24 satellitter fra det amerikanske forsvarsdepartementet for å gi nøyaktige posisjonsdata, for eksempel flyposisjon, spor og hastighet til piloter. GPS-systemet bruker triangulering for å bestemme flyets nøyaktige posisjon over jorden. For å være nøyaktig må et GPS-system ha muligheten til å samle inn data fra minst tre satellitter for 2-D-posisjonering, og fire satellitter for 3-D-posisjonering.
GPS har blitt en foretrukket metode for navigering på grunn av nøyaktigheten og brukervennligheten. Selv om det er feil knyttet til GPS, er de sjeldne. GPS-systemer kan brukes hvor som helst i verden, selv i fjellterreng, og de er ikke utsatt for feil fra radio NAVAIDS, som for eksempel siktlinje og elektrisk interferens.
Hvordan piloter bruker NAVAIDS
Piloter vil fly under visuelle flyregler (VFR) eller instrumentflyregler (IFR), avhengig av værforholdene. Under visuelle meteorologiske forhold (VMC), kan en pilot fly ved å bruke pilotering og dødregning alene, eller de kan bruke radionavigasjon eller GPS-navigasjonsteknikker. Grunnleggende navigasjon undervises i de tidlige stadiene av flytrening.
Under instrumentmeteorologiske forhold (IMC) eller mens han flyr IFR, vil en pilot måtte stole på cockpitinstrumenter, for eksempel et VOR- eller GPS-system. Fordi det kan være vanskelig å fly i skyene og navigere med disse instrumentene, må en pilot tjene en FAA instrumentvurdering å fly i IMC-forhold på lovlig vis.
For øyeblikket legger FAA vekt på ny opplæring for piloter innen generell luftfart i teknologisk avanserte fly (TAA) . TAA er fly som har avanserte høytekniske systemer ombord, som GPS. Selv lette sportsfly kommer ut av fabrikken med avansert utstyr i disse dager. Det kan være forvirrende og farlig for en pilot å forsøke å bruke disse moderne cockpitsystemer under flyging uten ekstra opplæring, og gjeldende FAA-treningsstandarder har ikke holdt tritt med dette problemet.
FAA er oppdatert FITS-program endelig tatt opp problemet, selv om programmet fortsatt er frivillig.