Ненаправленный маяк - Non-directional beacon

Для более широкого освещения этой темы см. Радиомаяк.
Радиовышка НКР Лаймен-Оксенбах, Германия
Этот символ обозначает NDB на аэронавигационная карта. Полый квадрат, наложенный на этот символ, указывает на то, что оборудование для измерения расстояния (DME) установка.

А ненаправленный (радиомаяк) (NDB) это радиопередатчик в известном месте, используется как авиация или морской навигационный помогать. Как следует из названия, передаваемый сигнал не включает присущий информация о направлении, в отличие от других средств навигации, таких как низкочастотный радиодиапазон, Всенаправленный VHF диапазон (VOR) и ТАКАН. Сигналы NDB следовать кривизне Земли, поэтому их можно принимать на гораздо больших расстояниях и на меньших высотах, что является большим преимуществом перед VOR. Однако на сигналы NDB в большей степени влияют атмосферные условия, гористая местность, прибрежная рефракция и электрические штормы, особенно на больших расстояниях.

Типы NDB

NDB, используемые для авиации, стандартизированы ИКАО Приложение 10, в котором указано, что NDB работают на частоте от 190кГц и 1750 кГц,[1] хотя обычно все NDB в Северная Америка работают в диапазоне от 190 кГц до 535 кГц.[1] Каждый NDB обозначается одно-, двух- или трехбуквенным азбука Морзе позывной. В Канаде частные идентификаторы NDB состоят из одной буквы и одной цифры.

Ненаправленные радиомаяки в Северной Америке классифицируются по выходной мощности: «низкая» номинальная мощность - менее 50. Вт; «средний» от 50 Вт до 2000 Вт; и «высокий» - более 2000 Вт.[2]

В авиационной навигационной службе есть четыре типа ненаправленных радиомаяков:[3]

  • Маршрутные NDB, используемые для обозначения воздушных трасс
  • Подход к NDB
  • Радиомаяки
  • Локаторные маяки

Последние два типа используются вместе с Инструментальная система посадки (ILS).

Аппаратура автоматического пеленгования

Основная статья: Автоматический пеленгатор
Автоматический пеленгатор (ADF) оборудование указывает направление NDB

NDB-навигация состоит из двух частей - автоматический пеленгатор (ADF) оборудование на самолете, которое обнаруживает сигнал NDB, и передатчик NDB. АПД также может определять местонахождение передатчиков в стандартном ЯВЛЯЮСЬ средняя волна диапазон вещания (от 530 кГц до 1700 кГц с шагом 10 кГц в Северной и Южной Америке, от 531 кГц до 1602 кГц с шагом 9 кГц в остальном мире).

Оборудование ADF определяет направление или пеленг на станцию ​​NDB относительно воздушного судна, используя комбинацию направленных и ненаправленных антенн для определения направления, в котором объединенный сигнал является наиболее сильным. Этот пеленг может отображаться на индикатор относительного пеленга (RBI). Этот дисплей выглядит как карта компаса с наложенной иглой, за исключением того, что карта зафиксирована в положении 0 градусов, соответствующем центральной линии самолета. Чтобы следовать в направлении NDB (без ветра), самолет летит так, чтобы стрелка указывала в положение 0 градусов. Затем самолет полетит прямо к NDB. Точно так же самолет будет следовать прямо от NDB, если стрелка удерживается на отметке 180 градусов. При боковом ветре стрелка должна удерживаться слева или справа от положения 0 или 180 на величину, соответствующую сносу из-за бокового ветра. (Направление самолета +/- стрелка ADF под углом от носа или хвоста = пеленг на станцию ​​NDB или от нее).

Формула для определения направления по компасу на станцию ​​NDB (в безветренной ситуации) состоит в том, чтобы взять относительный пеленг между самолетом и станцией и добавить магнитный курс самолета; если сумма больше 360 градусов, то нужно вычесть 360 градусов. Это дает магнитный подшипник, на котором необходимо летать: (RB + MH) мод 360 = МБ.

При отслеживании к или от NDB самолет также обычно отслеживает определенный азимут. Для этого необходимо соотнести показания RBI с курсом компаса. После определения дрейфа самолет должен лететь так, чтобы направление по компасу соответствовало требуемому азимуту, скорректированному с учетом дрейфа, в то же время, когда показание RBI составляет 0 или 180 с учетом дрейфа. NDB также может использоваться для определения местоположения вдоль текущего пути самолета (например, радиального пути от второго NDB или VOR). Когда стрелка достигает значения RBI, соответствующего требуемому пеленгу, летательный аппарат находится в нужном положении. Однако при использовании отдельного RBI и компаса для определения соответствующего относительного пеленга требуется значительный мысленный расчет.

Чтобы упростить эту задачу, карта компаса, управляемая магнитным компасом самолета, добавляется к RBI, чтобы сформировать "Радио Магнитный Индикатор "(RMI). Затем стрелка ADF сразу же привязана к магнитному курсу самолета, что снижает необходимость в мысленных вычислениях. Многие RMI, используемые в авиации, также позволяют устройству отображать информацию со второго радиомодуля, настроенного на VOR станция; затем самолет может летать непосредственно между станциями VOR (так называемые маршруты «Виктор»), используя NDB для триангуляции своего местоположения по радиальному каналу, без необходимости для станции VOR иметь совмещенный DME. Этот дисплей вместе с "Индикатор всенаправленного пеленга "для информации VOR / ILS, был одним из основных радионавигационных инструментов до появления Индикатор горизонтального положения (HSI) и последующие цифровые дисплеи, используемые в стеклянные кабины.

Принципы ADF не ограничиваются использованием NDB; такие системы также используются для обнаружения местоположения широковещательных сигналов для многих других целей, таких как поиск аварийных радиомаяков.

Использует

дыхательные пути

Передатчик NDB на 49 ° 12,35 'северной широты, 2 ° 13,20' западной долготы. Позывной JW - «Запад Джерси». 329,0 кГц.

А несущий - это линия, проходящая через станцию ​​и указывающая в определенном направлении, например, на 270 градусов (на запад). Пеленги NDB обеспечивают нанесенный на карту последовательный метод определения траекторий полета самолета. Таким образом, NDB могут, как и VOR, определять "дыхательные пути "в небе. Самолеты следуют по заранее определенным маршрутам, чтобы завершить план полета. Воздушные трассы пронумерованы и стандартизированы на диаграммах. Цветные воздушные трассы используются для низко- и среднечастотных станций, таких как NDB, и показаны коричневым на диаграммах сечения. Зеленые и красные дыхательные пути нанесены на восток и запад, а желтые и синие дыхательные пути - на север и юг. В континентальной части континента остался только один цветной дыхательный путь. Соединенные Штаты, расположенный у побережья Северной Каролины и называется G13 или Green 13. Аляска - единственный штат в Соединенных Штатах, где используются цветные дыхательные пути.[4] Пилоты следуют по этим маршрутам, отслеживая радиалы на различных навигационных станциях и поворачивая на некоторых. В то время как большинство воздушных трасс в Соединенных Штатах основаны на VOR, воздушные трассы NDB распространены повсюду, особенно в развивающихся странах и в малонаселенных районах развитых стран, таких как Канадский Арктический, поскольку они могут иметь большую дальность действия и намного дешевле в эксплуатации, чем VOR.

Все стандартные дыхательные пути нанесены на аэронавигационные карты, например, диаграммы разрезов США, выпущенные Национальное управление океанографии и атмосферы (NOAA).

Исправления

NDB уже давно используются в самолетах навигаторы, а ранее моряки, чтобы помочь получить исправить их географического положения на поверхности Земли. Исправления вычисляются путем продления линий через известные навигационные ориентиры до их пересечения. Для визуальных ориентиров углы этих линий можно определить по компас; пеленг радиосигналов NDB определяется с помощью радиопеленгатор (RDF) оборудование.

Схема исправления воздушного пространства

Построение исправлений таким образом позволяет экипажам определять свое положение. Это использование важно в ситуациях, когда другое навигационное оборудование, такое как VORs с оборудование для измерения расстояния (DME), не удалось. В морской навигации NDB могут быть полезны, если GPS прием сбой.

Определение расстояния от станции NDB

Чтобы определить расстояние по отношению к станции NDB в морских милях, пилот использует этот простой метод:

  1. Поворачивает дрон таким образом, чтобы станция находилась прямо за одной из законцовок крыла.
  2. Летит по этому направлению, рассчитывая время, необходимое для пересечения определенного количества пеленгов NDB.
  3. Используется формула: время до станции = 60 х количество летных минут / градусы изменения пеленга.
  4. Использует бортовой компьютер для расчета расстояния самолета от станции; время * скорость = расстояние

NDB подходит

ВПП, оснащенная NDB или VOR (или обоими) в качестве единственного навигационного средства, называется ВПП для неточного захода на посадку; если она оборудована системой ILS, она называется взлетно-посадочной полосой для точного захода на посадку.

Системы инструментальной посадки

NDB чаще всего используются в качестве маркеров или «локаторов» для система посадки по приборам (ILS) подход или стандартный подход. NDB могут обозначать начальную зону для захода на посадку по ILS или путь, по которому следует следовать для захода на посадку по ILS. стандартный терминал прибытия процедура или ЗВЕЗДА. В Соединенных Штатах NDB часто сочетается с внешним маркером радиомаяка при заходе на посадку по ILS (так называемый локатор внешний маркер, или LOM); в Канаде маломощные NDB полностью заменили маркерные маяки. Маркерные радиомаяки на заходах на посадку по ILS постепенно выводятся из эксплуатации во всем мире. DME диапазоны, используемые вместо этого для разграничения различных сегментов подхода.

Военно-морское оперативное использование

Подводные лодки ВМС Германии во время Второй мировой войны оснащались самонаводящимися маяками Telefunken Spez 2113S. Этот передатчик мог работать на частотах от 100 кГц до 1500 кГц с мощностью 150 Вт. Он использовался для передачи местоположения подводной лодки другим подводным лодкам или самолетам, которые были оснащены пеленгаторными приемниками и рамочными антеннами.[5]

Антенна и характеристики сигнала

Один из деревянных столбов NDB HDL в Планкштадте, Германия
Ферритовая антенна для ненаправленного радиомаяка (NDB), диапазон частот 255–526,5 кГц

NDB обычно работают в частота диапазон от 190 кГц до 535 кГц (хотя им выделены частоты от 190 до 1750 кГц) и передают несущую модулированный на 400 или 1020 Гц. NDB также могут быть совмещены с DME в аналогичной установке для ILS в качестве внешнего маркера, только в этом случае они функционируют как внутренний маркер. Владельцами NDB в основном являются государственные учреждения и администрации аэропортов.

Радиаторы NDB имеют вертикальную поляризацию. NDB антенны обычно слишком короткие для резонанс на частоте, с которой они работают - обычно длина около 20 м по сравнению с длиной волны около 1000 м. Следовательно, им требуется подходящая согласующая сеть, которая может состоять из катушки индуктивности и конденсатора для «настройки» антенны. Вертикальные антенны NDB могут также иметь 'цилиндр ', которая представляет собой зонтикоподобную конструкцию, предназначенную для добавления нагрузки на конце и повышения эффективности излучения. Обычно плоскость земли или же противовес подключается под антенной.

Другая информация, передаваемая NDB

Звук ненаправленного радиомаяка WG на частоте 248 кГц, расположенного в 49.8992 северной широте, 97.349197 западной долготе, около Главный аэропорт Виннипега

Помимо Идентификация кода Морзе либо 400 Гц, либо 1020 Гц, NDB может передавать:

  • Служба автоматической информации о терминалах или ATIS
  • Служба автоматической информации о погоде или AWISили, в аварийной ситуации, например, при сбое связи воздух-земля-воздух, авиадиспетчер, использующий функцию Press-To-Talk (PTT), может модулировать оператора связи голосом. Пилот использует свой приемник ADF, чтобы услышать инструкции из Башни.
  • Автоматизированная система наблюдения за погодой или AWOS
  • Автоматизированная система приземных наблюдений или ASOS
  • Передача метеорологической информации или ВОЛЬМЕТ
  • Расшифровка погодной трансляции или TWEB
  • PIP мониторинг. Если у NDB есть проблема, например выходная мощность ниже нормальной, сбой основного питания или работает резервный передатчик, NDB может быть запрограммирован на передачу дополнительного «PIP» (точка Морзе), чтобы предупреждать пилотов и других лиц о том, что маяк может быть ненадежным для навигации.

Общие побочные эффекты

Навигация с использованием ADF для отслеживания NDB подвержена нескольким общим эффектам:

Ночной эффект
Радиоволны, отраженные ионосферой, могут вызывать колебания силы сигнала От 30 до 60 морских миль (от 54 до 108 км) от передатчика, особенно непосредственно перед восходом солнца и сразу после захода солнца. Это чаще встречается на частотах выше 350 кГц. Поскольку возвращающиеся небесные волны движутся по другому пути, их фаза отличается от фазы земной волны. Это имеет эффект подавления сигнала с антенны довольно случайным образом. Стрелка индикатора начнет блуждать. Индикация будет наиболее неустойчивой в сумерках, на закате и на рассвете.
Эффект ландшафта
Высокий рельеф, например горы и скалы, может отражать радиоволны, давая ошибочные показания. Магнитные отложения также могут вызывать ошибочные показания.
Эффект грозы
Капли воды и кристаллы льда, циркулирующие в грозовом облаке, создают широкополосный шум. Этот шум большой мощности может повлиять на точность пеленга ADF. Молния из-за высокой выходной мощности заставит стрелку RMI / RBI на мгновение указывать на направление молнии.
Эффект береговой линии
Радиоволны ускоряются над водой, заставляя фронт волны отклоняться от своего обычного пути и тянуть его к берегу.[нужна цитата ] Рефракция незначительна при перпендикулярном направлении (90 °) к берегу, но увеличивается с уменьшением угла падения. Эффект можно свести к минимуму, взлетая выше или используя NDB, расположенные ближе к берегу.
Помехи станции
Из-за перегрузки станций в НЧ и СЧ диапазонах существует вероятность помех от станций, работающих на одной частоте или около нее. Это приведет к ошибкам подшипников. Днем использование NDB внутри DOC обычно обеспечивает защиту от помех. Однако ночью можно ожидать помех даже в пределах DOC из-за загрязнения ионосферной волной от станций, находящихся вне зоны досягаемости днем. Следовательно, всегда следует проводить положительную идентификацию NDB ночью.
Угол падения (крена)
Во время крена самолета горизонтальная часть рамочной антенны больше не будет горизонтальной и обнаруживать сигнал. Это вызывает смещение нуля аналогично ночному эффекту, давая ошибочные показания на индикаторе, что означает, что пилот не должен получать пеленг, если самолет не находится на уровне крыльев.

Хотя пилоты изучают эти эффекты во время начальной подготовки, попытаться компенсировать их в полете очень сложно; вместо этого пилоты обычно просто выбирают курс, который, кажется, усредняет любые колебания.

Радионавигационные средства должны сохранять определенную степень точности, установленную международными стандартами, FAA, ICAO и т.д .; чтобы убедиться, что это так, Летный осмотр организации периодически проверяют критические параметры с помощью должным образом оборудованных самолетов для калибровки и сертификации точности NDB. Минимальная точность ИКАО для NDB составляет ± 5 °.

Мониторинг NDB

Дальнейшая информация: DXing
PFC QSL карта из NDB

Помимо использования в авиационной навигации, NDB также популярны среди энтузиастов дальнего радиовещания («DXers»). Поскольку NDB обычно маломощны (обычно 25 Вт, некоторые могут достигать 5 кВт), их обычно нельзя услышать на больших расстояниях, но в благоприятных условиях ионосфера может позволить сигналам NDB проходить намного дальше, чем обычно. Из-за этого радио-DXеры, заинтересованные в приеме далеких сигналов, любят слушать далекие NDB. Кроме того, поскольку полоса, выделенная для NDB, свободна от радиовещательных станций и связанных с ними помех, и поскольку большинство NDB делают немного больше, чем передают свой позывной код Морзе, их очень легко идентифицировать, что делает мониторинг NDB активной нишей в DXing хобби.

В Северной Америке диапазон NDB составляет от 190 до 435 кГц и от 510 до 530 кГц. В Европе есть полоса длинноволнового вещания от 150 до 280 кГц, поэтому европейский диапазон NDB составляет от 280 кГц до 530 кГц с промежутком между 495 и 505 кГц, потому что 500 кГц был международная морская частота бедствия (аварийной ситуации).

Радиомаяки, которые передают в диапазоне от 510 кГц до 530 кГц, иногда можно услышать на AM-радио, которое может настраиваться ниже начала Средняя волна (MW) диапазон вещания. Однако для приема NDB обычно требуется радиоприемник, который может принимать частоты ниже 530 кГц. Часто коротковолновые радиостанции «общего охвата» принимают все частоты от 150 кГц до 30 МГц, и поэтому могут настраиваться на частоты NDB. Для приема очень слабых сигналов от удаленных радиомаяков требуются специальные методы (преселекторы приемников, ограничители шума и фильтры).[6]

Лучшее время для того, чтобы слышать NDB, находящиеся очень далеко, - последние три часа до восхода солнца. Прием NDB также обычно лучше всего осенью и зимой, потому что весной и летом на входе больше атмосферного шума. LF и MF группы.

Закрытие маяка

По мере развития спутниковых навигационных систем, таких как GPS, несколько стран начали выводить из эксплуатации такие установки радиобуев, как NDB и VOR. Политика вызвала споры в авиационной отрасли.

Airservices Австралия объявила о закрытии ряда маяков в мае 2016 года.

По состоянию на апрель 2018 г. FAA отключил 23 наземных навигационных средства, включая NDB, и планирует закрыть более 300 к 2025 году. FAA не имеет системы поддержки или приобретения для NDB и планирует поэтапный отказ от текущих NDB за счет истощения, ссылаясь на уменьшение зависимости пилотов от NDB, поскольку все больше пилотов используют Всенаправленный VHF диапазон (VOR) и GPS навигация.[7].

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б "ФАА США Руководство по аэронавигационной информации Глава 1. Раздел 1. 1-1-2 ". Федеральная авиационная администрация. Архивировано из оригинал на 2009-09-04. Получено 2008-04-27.
  2. ^ "ADF (автоматический пеленгатор)". Навигационные системы - Уровень 3. Сеть ALLSTAR. 4 мая 2008 г. Архивировано с оригинал 16 января 2000 г.. Получено 17 октября 2010.
  3. ^ Роберт Коннолли (февраль 2016 г.). «Типы NDB». Радио Пользователь. 11 (2): 48–49. ISSN  1748-8117.
  4. ^ "Руководство по аэронавигационной информации FAA, 5-3-4. Воздушные трассы и системы маршрутов".
  5. ^ Роберт Коннолли (декабрь 2010 г.). «Обновления маяка и частоты, которые стоит попробовать». Радио Пользователь. 5 (12): 48. ISSN  1748-8117.
  6. ^ Ремингтон, С., KH6SR (1987–1989). "Об искусстве NDB DXing". Клуб длинных волн Америки. Архивировано из оригинал на 2018-05-27. Получено 2008-01-06.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  7. ^ https://www.aopa.org/advocacy/airports-and-airspace/navigation-and-charting/navaid-decommissioning

дальнейшее чтение

  • Международная организация гражданской авиации (2000 г.). Приложение 10 - Авиационная электросвязь, Vol. I (средства радионавигации) (5-е изд.).
  • Федеральное управление гражданской авиации США (2004 г.). Руководство по аэронавигационной информации, § 1-1-2.[1]
  • Ремингтон, С., KH6SR (1987–1989). "Об искусстве NDB DXing". Клуб длинных волн Америки. Архивировано из оригинал на 2002-12-09. Получено 2008-01-06.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  • Appleyard, S.F .; Linford, R.S .; Ярвуд, П.Дж. (1988). Морская электронная навигация (2-е изд.). Рутледж и Кеган Пол. С. 68–69. ISBN  0-7102-1271-2.
  • Годфри Мэннинг (декабрь 2007 г.). "Sky High: ADF и NDB". Радио Пользователь. PW Publishing Ltd. 2 (12): 25. ISSN  1748-8117.
  • Годфри Мэннинг (январь 2008 г.). "Sky High: NDB / ADF". Радио Пользователь. PW Publishing Ltd. 3 (1): 24–25. ISSN  1748-8117.
  • Ричард Госнелл (апрель 2008 г.). «Введение в ненаправленные маяки». Радио Пользователь. PW Publishing Ltd. 3 (4): 28–29. ISSN  1748-8117.
  • Роберт Коннолли (август 2009 г.). «NDB DXing - Понимание основ». Радио Пользователь. PW Publishing Ltd. 4 (8): 40–42. ISSN  1748-8117.
  • Справочник по процедурам с приборами FAA-H-8261-1A. FAA. 2007. С.5 –60.

внешняя ссылка