航位推算和引航
在最简单的层面上,导航是通过被称为航位推算和引航的理念完成的。
领航是一个术语,指的是唯一使用视觉参考资料。 飞行员确定地标,如河流,城镇,机场,建筑物和其中的导航。 导航的问题在于,经常在低能见度条件下或者飞行员稍微偏离轨道时,不容易看到参考标记并且不容易识别。 因此引入了航位推算的思想。
航位推算涉及使用视觉检查点以及时间和距离计算。 驾驶员选择容易从空中看到并在地图上标识的检查点,然后根据距离,空速和风力计算计算从一点飞到下一点所需的时间。 飞行计算机帮助飞行员计算时间和距离计算,飞行员通常使用飞行计划记录来跟踪飞行期间的计算。
无线电导航
使用配备无线电导航设备(NAVAIDS)的飞机,飞行员可以比单独使用航位推算更准确地进行导航。 无线电NAVAIDS在低能见度条件下派上用场,并且为喜欢航位推算的通用航空飞行员提供了合适的备用方法。 他们也更精确。
飞行员不用从检查站飞到检查站,而是可以直线飞往“修理厂”或机场。 IFR运营也需要特定的无线电NAVAIDS。
航空中使用的不同类型的无线电NAVAIDS:
- ADF / NDB:无线电导航的最基本形式是ADF / NDB对。 NDB是一种无方向无线电信标,驻留在地面上并向所有方向发射电信号。 如果航空器配备了自动测向仪(ADF),它将显示飞机相对于地面NDB测站的位置。 ADF仪器基本上是放置在指南针卡式显示器上的箭头指示器。 箭头始终指向NDB站的方向,这意味着如果飞行员在无风情况下将飞机指向箭头方向,他将直接飞往该站。
ADF / NDB是一个过时的NAVAID,它是一个容易出错的系统。 由于其范围是视距,所以飞行员在山区或离车站太远时可能会读取错误的读数。 该系统也受到电气干扰,只能同时容纳有限的飞机。 随着GPS成为主要导航源,许多人正在退役。
VOR:在GPS之后,VOR系统可能是世界上最常用的NAVAIDS。 VOR是VHF Omnidirectional Range的缩写,是一款基于无线电的NAVAID,可在极高频率范围内工作。 VOR站位于地面上并传输两个信号 - 一个连续的360度参考信号和另一个扫描方向信号。
航空器仪表(OBI)解释两个信号之间的相位差,并根据航空器使用的仪器将结果显示为OBI(全方位指示器)或HSI(水平状态指示器)上的径向结果。 在最基本的形式中,OBI或HSI描述了飞机位于哪个台站的径向以及飞机是朝向或远离台站飞行。
VOR比NDB更准确,不易出错,尽管接收仍然只能在视线范围内进行。
DME:距离测量设备是迄今为止最简单和有价值的NAVAIDS之一。 这是在飞机上使用应答器来确定信号从DME站出发所需时间的基本方法。 DME在UHF频率上传输并计算倾斜距离。 飞机中的转发器显示十分之一海里的距离。
一个DME站可以同时处理多达100架飞机,并且通常与VOR地面站共存。
- ILS:仪表着陆系统(ILS)是一种仪表进近系统,用于将飞机从进近阶段引导至跑道。 它使用从跑道某一点发出的水平和垂直无线电信号。 这些信号拦截,为飞行员提供精确的位置信息,形式为下滑道 - 一个恒定角度的稳定下降路径,一直延伸到跑道的接近端。 ILS系统目前被广泛使用,成为最精确的方法系统之一。
全球定位系统
全球定位系统已经成为现代航空界最有价值的导航方法。 GPS已经被证明是非常可靠和精确的,并且可能是当今最常用的NAVAID。
全球定位系统使用24个美国国防部卫星提供精确的位置数据,例如飞机位置,航迹,速度和飞行员。 GPS系统使用三角测量来确定飞机在地球上的确切位置。 为了准确起见,GPS系统必须能够从至少三颗卫星进行二维定位以及四颗卫星进行三维定位。
由于准确性和易用性,GPS已成为导航的首选方法。 虽然GPS有错误,但很少见。 GPS系统可以在世界任何地方使用,即使在山区地形中也是如此,它们不容易出现无线电NAVAIDS的错误,例如视距和电气干扰。
实用的NAVAIDS:
根据天气情况,飞行员将根据视觉飞行规则(VFR)或仪表飞行规则(IFR)飞行。 在视觉气象条件(VMC)期间,飞行员可能会单独使用导航和航位推算飞行,或者他可能使用无线电导航或GPS导航技术。 基础导航是在飞行训练的早期阶段教授的。
在仪表气象条件(IMC)或飞行IFR时,飞行员需要依赖驾驶舱仪器,如VOR或GPS系统。 因为在云层中飞行并使用这些仪器进行导航可能会非常棘手,因此飞行员必须获得FAA仪器等级才能合法驾驶IMC条件。
目前,FAA正在强调对技术先进的飞机(TAA)的通用航空飞行员进行新的培训。 TAA是具有高级技术系统的飞机,例如GPS。 如今,即使是轻型运动飞机也会使用先进的设备出厂。 对于飞行员来说,尝试在飞行中使用这些现代驾驶舱系统而不需要额外的培训可能会引起混淆和危险,目前的FAA培训标准并未跟上这个问题。
FAA最新的FITS计划最终解决了这个问题,尽管该计划仍然是自愿的。