飞行4进阶无线电设备、导航系统及空中领航

前言本章教学内容中无线电、导航部分由SINO-9179编写，空中领航部分由SINO-0701编写。部分内容节选自百科、百科，并由作者整理改编，进行转载。以下内容由真实飞行及模拟飞行相关资料整理改编，并不包含各系统的详细参数及使用方法，如需专业内容请自行搜索，遗漏及错误敬请专业。资料中下划线（及*号标注）内容，可能与默认模拟飞行数据库不符或内容不属于模拟飞行研究范畴，请有选择性的阅读或查找相关资料。：（一）概 （二）原 （三）发展 （四）用 （一）概 （二）类 （三）基准及定 （四）特 （一 （二 （三 （四 （五 （一）相关概 （二）航行速度三角 （三）计 （一）无线电是指在自由空间（包括空气和真空）的电磁波*，是其中的一个有限频带，上限频率在300GHz（吉，下限频率较不统一，常见的有3KHz~300Hz（TU－国际电信规定，9KHz~300GHz，10KHz~300Hz。（二）导体中电流强弱的改变会产生无线电波。利用这一现象，通过调制可将信息加载于无线。通过解调将信息从电流变化中提取出来，就达到了信息传递的目的。（三）发展史1887年德国物理学家··用实验证实了电磁波的存在。之后，人们又进行了许多实验，不仅证明光是一种电磁波，而且发现了形式的电磁波，它们的本质完全（四）1、通航空中使用的话音电台*应用甚高频段（VeryHighFrequency，VHF）调幅技术*，频段越高其所拥有的频率带宽也越大，因而可以容纳的电台。同时，波长越短的无线电波的也越接近于光波直线的特性。2、导如甚高频全向信标（VeryHighFrequencyOmnidirectional，VOR）系统通常用于飞行定位。它使用两台发射机，一台指向性发射机始终发射并象灯塔的射灯一样按照固定的速率旋转。当指向型发射机朝向北方时，另一全向发射机会发射脉冲。飞机可以接收两个VOR台的信号，3、标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度、方位、高度等信息。二、导（一）英文名称：定 1：引导运载体到达预定目的地的过程定义2：依靠各种机载设备和外部设施，给航空器提供实时航行数据和，指导并应用学科：航空科技；航行与空通管理（二）1、无线电台导定义1：利用发射或接收无线电信号的导航，系统由地面发射接收、机载发射接收等设备定义2：用于导航(包括物警告)的无线电测定，机载设备通过向地面发射电波由此判断高度及提醒注意垂直距离。2、导航空活动中应用最广的就当属的GPS系统，英文GlobalPositioningSystem（全球）的简称。大到飞行器，小到一部，都配备了GPS模块以进行精确的定位及导航。GPS定位的基本原理是根据高速运动的瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。GPS由空间部分（、地面控制系统（数据校正、终端设备组成。3、惯性导IRSnertalReferenceSysem，惯性基准系统，是利用惯性来控制和导引运动物体驶向目。，不易受到干扰，是一种自主式的制导系统。这种系统广泛用于飞机、船舶、、运载火箭和航天器的制导。4、导准确说应该导航应属于无线电导航范畴，但对模拟飞行活动来说，对于经常性因素，导航发挥了重要的作用。导航利用二次*技术，也叫做空管信标系统。员从二次上很容易知道飞机的二次应答机代码、飞行高度、飞行速度、航向等参数，使由监视的工具变为空中的，二次的出现是空通的最重大的技术进展。导航一般为导航模式（即由空管系统对飞机进行导航。（三）基准及定位1、地理坐地理坐标系以地轴为极轴，所有通过地球南北极的平面，均称为子午面。子午面与地球椭球面的交线，称为子午线或经线。所有通过地轴的平面，都和地球表面相交而成为（椭圆，（椭天文台原址的那条经线称为0IR（惯性基准系统）中确定基准坐标后，我们可以始终得知飞行运动中的准确坐标。2、地球磁地球存在磁场，而且磁极与地理南北极不重合，这给飞行增加了麻烦。地理南北极的方向线叫真经线（NT，稳定的自由磁针所指的南北方向线（真实中的磁场及磁极并不稳定甚至发生移动，所以航图会在一定时间内校正并修改叫磁经线（Nm，真经线与磁经线常不重合，以真经线为基准，磁经线北端偏离真经线北端的角度叫磁差（△M或AR，磁经线偏东为正磁差（△M），偏西为负磁差（-△M。例如广汉地区的磁差为偏西2°，记为△M-2°或VAR2°WFS中，我们很少运用磁差*计算航向，请大家了解我们基本都在使用磁航3、航飞机从地球表面一点（起点）到另一点（终点）的预定航行路线叫航线，也称预计航迹。一条航线通常由起点、转弯点、终点等组成。在目视规则（VFR）条件下飞行，通常以起飞物。航线的方向叫航线角，即从航线起点的经线北端顺时针量到航线去向的角度；因经线有真、磁之分，所以航线角也有真航线角（TC）和磁航线角（MC，他们之间相差一个磁差。（四）1、精准度及可靠性提2、全天候及安全性保 3、易操作及成本的降目前航空活动中使用的导航系统，操作简单，经过短期培训即可掌握操作及使用的要领。过去航空活动需要专业的领航员为提供航行参数，但是随着导航系统的不断发展，当然凡事有利即有弊，所有导航设备均需要稳定的电源供电，而且无线电信号会受到诸多因素的干扰，如在系统失效的情况下，仍需要利用传统备用磁罗盘进行自主领航。但对于模拟飞行涉及的问题，我们暂且只说明主要的特点，至于某些不足，我们会在实际应用中说明。三、导（一无指向性信标台（Non-DirectionalBeaconNDB是设置于地面上的送讯装置，通常用400Hz或1020Hz进行调幅调变的局部符号。由于NDB讯号包含有方位数据，所以航空器上若搭载ADF（AutomaicDirectionFinder：自动定向机，可以用RMI（RadioMagnetcIndcator：无线电磁指示器）显示机首方向与地面上之角度。所以若飞行的角度为零的时候，表示正位于该台站正上方，NDB视有效通达距离而定可以输出20w至数kw，低电力NDB称为罗盘（CompassLocator）与LS（仪表着落系统）外部记号并设运用在最终进场定点（AF：FinalApproachFx。NDB由于是以垂直偏波且水平面无指向性的方式来发射讯号，所以使用T型天线或垂直天线。NDB的设置较容易，其装置的价格在无线导航设施中也属最低，同时也被广泛应用，所以大部分的飞机都以装备了ADF作为基本的导航设备。但是，NDB导航方式由于其自身条件限制，容易受到地形地貌的影响，精度往往不够准确，误差最大超过90并距离对较。所，随科的进，NDB导航在现代飞机上作为主要导航的情况越来越少，其所起到的作用逐渐由主要导航方式转变为参考导航方式。NDB台站一般用两字母代码标识。注意：真实航图中的NDB台站信息可能与FS台站信息不符，以FS台站信息为准。（二1、概甚高频全向信标台（eryHghrequencyOmnidirectionalVOR，其工作频段为108.00兆赫-17.95兆赫的甚高频段，故此得名。VOR发射机发送的信号有两个：一个是相位固定的基准信号；另一个信号的相位随着围绕信标台的圆周角度是连续变化的，也就是说各个角度发射的信号的相位都是不同的。向360度(指向磁北极)发射的与基准信号是同相的（相位差为0180度(指向磁南极)发射的信号与基准信号相位差180VOR接收机根据所收到的两个信号的相位差就可以计算出自身处于信标台向哪一个角度发射的信号上。VOR通常与测距仪(DME)同址安装，在提供给飞行器方向信息的同时，还能提供飞行器到导航台的距离信息，这样飞行器的位置就可以唯一的被确定下来。2、原机载VOR接受VOR地面台发射的基准相位信号和可变相位型号。并通过比较两种信号的相位差，得出飞机相对地面VOR台的径向方位即飞机磁方位QDR，通过指示器指示出方位信息。供确定飞机的位置并引导飞机航行。图11、VOR台站可变相位信号指3、功VOR①利用两个VOR台或利用一个VOR台和一个DME②利用航的VOR台引导飞机沿航线飞行4、分根据不同用途VOR①A类，用于航路导航，频率112.00~118.00MHz0.05MHz120个频道，200W，作用距离200海里。②B类，用于终端引导飞机进场近进，频率范围108.00~112.00MHz，频道间隔0.05MHz，且十分位为偶数，共计40个频道，50W，作用距离25海里。5、标在航图上，一般需要公布VOR台的使用频率、识别码、电码和地理坐标，在中国，VOR台的识别码为三个英文字母。VORFS台站信息不符，以FS台站信息为准。6、使用方在电子设备控制面板，调好Nav2的频率接收信号。在Nav接收到信号前(Flag为为“To”或“From”)OBSCDIOBS读数、飞机与地测定方向：①旋转OBS，直至Fag指示为“o”，即三角形向上，并且CDI指针位于中间，假设此时OBI刻度盘顶上读数为270，那么飞机沿270度航向（向可飞至台站上空。具体飞行过程如下：飞机转弯，使HDG或磁罗盘上的航向等于刻度盘顶上读数，即270度，保持CDICDI保持在中间位置（指针偏右时，飞机稍转右，指针偏左时，飞机稍转左，指针回中时，调整飞机航向回270度。越接近台站，CDI的偏移就越灵敏，在正上方飞越台站时，Flag指示由“”变为“Of”（红白间条，CDI偏向一边（当Fag为“Of”时，保持现有航向，不理会CDI的偏转。飞越台站后Fag变为“rom”（三角形向下。这时，如果CDI仍在正中间，表示台站在飞机的正后方。OBSFlag指示为“From”CDI指针位于中间，假设此时OBI刻度盘顶上读数为90，那么：飞机此时在台站的Radial（径向）90°（R-090）上，图13、机械仪表系统指示VOR台①同上述测向方法，如集成DME②如果所接收的VOR非集成DME，则可确定飞机在两个不同VOR台的两条径向线上，两难点沿某台的径向飞向台站，需根据空通和航线的要求。例如，飞机在台站的南面某个位置，现要求飞机沿R-220飞向台站该怎么办？首先了解当前飞机位置：用上面提到的R-220的相对位置。假如发现飞机在R-190上，那么，飞机在R-220的东边。最后明确最终应取航向：要求沿R-220向，那么当飞机在R-220上时，飞向台站的航向应为220°减180（大于180°用减法，小于180°用加法，即40°。飞机调整好位置后，最终飞向台站的航向应为40°。（三1、概仪表着陆系统（InstrumentLandingSysem，LS）因为仪表着陆系统能在低天气标准或飞降。仪表着陆系统是飞机进近和着陆引导的国际标准系统。它的作用是由地面发射的无线电信号实现航向道（Localizer,LOC）和下滑道(GlideSlope,S或Glideath,GP)，（决断高、能见度等因素LS系统可分为CTⅠ、Ⅱ、Ⅲ三类，每个等级又可分为若干分类。2、原向道，LOC可以成为水平引导；下滑台原理同航向台，只不过GS是提供垂直引导。16、ILS3、系统构方向引导系统航向台(Localizer,LOC)，位于跑道进近方向的远端，波束为角度很小的扇形，提供飞机相对与跑道的航向道(水平位置)指引；下滑台(GlideSlope,GS或GlidePath,GP)，位于跑道端一侧，通过仰角为3度左右的波束，提供飞机相对跑道的下滑道(垂直位置)指引（图17。距离参考系统指点标（MarkerBeacon，距离跑道从远到近分别为外指点标(OM)，中指点标(MM)和内指点标(IM)，提供飞机相对跑道的粗略的距离信息，通常表示飞机在依次飞过这些信标台时，分别到达最终进近定位点(A)、I类运行的决断高度、II类运行的决断高度。在NDB的介绍中，我们提到过指点标是根据NDB台站工作原理。进近称为ILS-DME进近。进近灯光系统(ApproachLightSystem,ALS)，供夜间或者低能见度进近情况下提供跑道位置和方向的醒目的目视参考（图18。4、使用方ILS的LOC信号频率在108.8-111.95MHz之间，属于终端区内无线信标频率，而GS工作在UHF频段，但它的频率是与LOC配对的，只要将NAV1调谐到LOC频率，GS的频率就会自动“”上，对于带有DME的ILS，还能在机载DME的仪表板上看到距NAV1ILS信号时，OBS1ILS只有一条幅向（ector，不像VOR有360条。为帮助，许多都习惯将OBS1设定为所用跑道的航向，这不是必不可少的步骤。但当使用水平状态显示器（HSI）时，必须将OBS1设为跑道航向。飞ILS进近其实就是飞起落航线的第五边，只不过多了电子设备作为方向、高度、距离的精密指引，基本的原则是“飞向指针”，使ILS仪表指针保持在正，那么，航线就是（1）VORLOC45OM或以外。当指示LOC中心线的CDI指针逐渐回中时，根据回中的快慢飞机转至跑道航向。保持CDI指针在OBI的正，根据风向稍微调整航向，CDI回中后的“”调整量应很小，所压坡度不应大于5度，甚至只蹬舵就足够了。随着飞机接近跑道，CDI的灵敏度会增大，因为令CDI满偏的LOC信号扇形范围是不断缩窄的。例如，当飞机离跑道7海里、飞机水平位置与跑道延长线偏差达1000英尺时，CDI指针的可能只偏离中心位置两、三格。但当飞机到达跑道时，飞机水平位置偏离跑道中心线仅350英尺（106米）就足以令CDI指针满偏向一边，容易造成单边出跑道的情况。所以在使用ILS的时候，要及时调整偏航。（2）一般的ILS进近是先让飞机在某高度（如4000英尺、3000英尺或其它，参照“进近航线图”或控制塔的指令）上保持，取适当的航向按上述方法在距切入点几海里处开始进入并LOC。这时飞机在电子下滑道的下方，GS指针尽往上偏，应将飞机至进近速度，GS指针随着飞机接近跑道逐渐由上向下移，保持GS指针在。GS指针的方法有多种，常用的一种是：调整姿态角（俯仰，Pitch）让飞机作短时间上升或下降，保持GS指针在，并调整油门以维持进近速度。由于“隧道”是很狭窄的，ILS进近时，要监视的飞行状态很多，包括速度、高度、升降速率、航向、起落架、襟翼状态等等，而有些参数又是互相交联的。按上述顺序先固定高度，再上LOC，然后调整飞机速度、再S就可部分减轻的工作负荷。如果同时调整几项参数，很容注意：真实航图及导航数据中的ILS频率可能与FS中实际频率不符，以FS频率FSILS(CATⅢ)ILS17、ILS（四1、概System，GPS，2、定位原GPS定位的基本原理是根据高速运动的瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。3、应通过默认GPS设备，我们可以得知当前地理坐标（此坐标不可校准，为数据库中确定坐标，通过功能选项，我们可以设定进行导航及其他功能（GPS进近等。注意：GPS数据库与FS默认地景的数据库及导航台对应，可能与数据及真实坐标不符。（五1、概2、原利用惯性测量装置测出飞机的运动参数，形成制导参数，通过分析飞机的加速度、航向和时间，将飞机引导至目的地。惯性制导是以自主方式工作的，不与外界发生联系，所以抗干扰性强和隐蔽性好。3、应通过设定起始坐标，根据数据库中的航路航点坐标及目的地坐标对飞机进行全程导航。注意：默认数据库中的航路、航点及坐标可能与IRS参数不符，需数据提供IRS参数及坐标，各插件需要独立的数据支持。四、空要作用没有一个较为全面的认识。其实，空中领航学是飞行中最基础的一门学科，但是其专业性却非常强，如果各位飞友想要达到知其然而知其所以然的境界，那就来认真学习空中领航学（一）相关概念表速（IAS：飞机上空速管测出来，在速度表上显示出来的速度，也叫做指示空速，基本不受外界环境的变化而变化，是飞行中的重要参考速度。真空速（AS：飞机相对于空气运动的真实速度，因为空气密度随着温度的降低是逐渐减小的，所以飞机在各个高度飞行的真空速也是不一样的（高度越高温度越低真空速越大，飞机上的真空速由机载大气数据计算机根据表速和外界空气密度计算得出。的，所以我们需要一个气压平面作为高度计算的起始点，如果用标准气压平面作为起始计算点，作为起始计算点的。学到这里很多飞友可能要问，那标准气压平面高度和标准海平面气压高度有什么区别呢？其实标准气压平面是国际标准，它的条件是在北纬45度，温度0摄氏度的环境下海平面高度。而我们现在所使用的标准海平面气压是我国在1972海平面气压，其测试时的条件基本符合国际标准大气压所要求的条件（也就是北纬45度，温度0摄氏度，所以呢