Wie Piloten die Flugnavigation benutzen

Luftnavigation wird mit verschiedenen Methoden durchgeführt. Die Methode oder das System, das ein Pilot zur Navigation durch das heutige Luftraumsystem verwendet, hängt von der Art des Fluges ab (VFR oder IFR), welche Navigationssysteme im Flugzeug installiert sind und welche Navigationssysteme in einem bestimmten Bereich verfügbar sind.

Koppelnavigation und Lotsendiebstahl

Auf der einfachsten Ebene erfolgt die Navigation durch Ideen, die als Koppelnavigation und Lotsen bezeichnet werden.

Lotsendieb ist ein Begriff, der sich auf die alleinige Verwendung von visuellen Bodenreferenzen bezieht. Der Pilot identifiziert Landmarken wie Flüsse, Städte, Flughäfen und Gebäude und navigiert zwischen ihnen. Das Problem mit der Lotsung ist, dass Referenzen oft nicht leicht zu erkennen sind und bei schlechten Sichtverhältnissen nicht leicht identifiziert werden können oder wenn der Pilot sogar leicht von der Spur abkommt. Daher wurde die Idee der Koppelnavigation eingeführt.

Bei der Koppelnavigation werden visuelle Prüfpunkte zusammen mit Zeit- und Entfernungsberechnungen verwendet. Der Pilot wählt Kontrollpunkte aus, die leicht aus der Luft zu sehen sind und auch auf der Karte identifiziert werden können, und berechnet dann die Zeit, die es benötigt, um von einem Punkt zum nächsten auf der Grundlage von Entfernungs-, Luftgeschwindigkeits- und Windberechnungen zu fliegen. Ein Flugcomputer unterstützt Piloten bei der Berechnung der Zeit- und Distanzberechnungen, und der Pilot verwendet normalerweise ein Flugplanungsprotokoll, um die Berechnungen während des Fluges zu verfolgen.

Radio-Navigation

Bei Flugzeugen mit Radio-Navigationshilfen (NAVAIDS) können Piloten genauer navigieren als bei der Koppelnavigation. Radio NAVAIDS sind praktisch bei schlechten Sichtverhältnissen und eignen sich als geeignete Backup-Methode für Piloten der allgemeinen Luftfahrt, die die Koppelnavigation bevorzugen. Sie sind auch präziser.

Statt vom Checkpoint zum Checkpoint zu fliegen, können Piloten eine gerade Linie zu einem "Fix" oder einem Flughafen fliegen. Spezifische Radio-NAVAIDS sind auch für IFR-Operationen erforderlich.

In der Luftfahrt gibt es verschiedene Arten von Radio-NAVAIDS:

• ADF / NDB: Die elementarste Form der Radio-Navigation ist das ADF / NDB-Paar. Ein NDB ist ein nicht richtungsgebundenes Funkfeuer, das am Boden stationiert ist und ein elektrisches Signal in alle Richtungen aussendet. Wenn ein Flugzeug mit einem automatischen Peiler (ADF) ausgestattet ist, zeigt es die Position des Flugzeugs in Bezug auf die NDB-Station am Boden an. Das ADF-Instrument ist im Grunde ein Pfeilzeiger, der über einer Kompasskartenanzeige angeordnet ist. Der Pfeil zeigt immer in Richtung der NDB-Station, das heißt, wenn der Pilot in einer windstillen Situation das Flugzeug in Pfeilrichtung zeigt, fliegt er direkt zur Station.

  Die ADF / NDB ist eine veraltete NAVAID und ein fehleranfälliges System. Da sein Bereich Sichtlinie ist, kann ein Pilot fehlerhafte Messwerte erhalten, während er in bergigem Gelände oder zu weit von der Station entfernt fliegt.Das System unterliegt außerdem elektrischen Interferenzen und kann nur begrenzte Flugzeuge gleichzeitig aufnehmen. Viele werden außer Dienst gestellt, da GPS die primäre Navigationsquelle wird.

• VOR: Neben GPS ist das VOR-System wahrscheinlich das am häufigsten verwendete NAVAIDS der Welt. VOR, kurz für VHF Omnidirectional Range, ist ein funkbasiertes NAVAID, das im sehr hohen Frequenzbereich arbeitet. VOR-Stationen befinden sich am Boden und übertragen zwei Signale - ein kontinuierliches 360-Grad-Referenzsignal und ein weiteres Richtungssignal.

  Das Flugzeug Instrument (OBI) interpretiert, um die Phasendifferenz zwischen den beiden Signalen und zeigt die Ergebnisse als radiale auf der OBI (omni-Peilungsindikator) oder HSI (Horizontal Situation Indicator), je nachdem, welches Instrument das Flugzeug verwendet. In seiner einfachsten Form zeigt der OBI oder HSI an, von welchem ​​Radialpunkt aus sich das Flugzeug befindet und ob das Flugzeug auf die Station zu oder von ihr weg fliegt.

  VORs sind genauer als NDBs und weniger anfällig für Fehler, obwohl der Empfang nur für Sichtlinien anfällig ist.

• DME: Entfernungsmessgeräte sind eines der einfachsten und wertvollsten NAVAIDS bis heute. Es ist eine grundlegende Methode, bei der ein Transponder im Flugzeug verwendet wird, um die Zeit zu ermitteln, die ein Signal benötigt, um zu einer DME-Station und von einer DME-Station zu reisen. DME sendet auf UHF-Frequenzen und berechnet die Schrägentfernung. Der Transponder im Flugzeug zeigt die Entfernung in Zehntelsekundensekunde an.

  Eine einzelne DME-Station kann bis zu 100 Flugzeuge gleichzeitig bedienen, und sie koexistieren normalerweise mit VOR-Bodenstationen.

• ILS: Ein Instrumentenlandesystem (ILS) ist ein Instrumentenanflugsystem, das verwendet wird, um Flugzeuge von der Anflugphase des Fluges auf die Landebahn zu führen. Es verwendet sowohl horizontale als auch vertikale Funksignale, die von einem Punkt entlang der Landebahn ausgegeben werden. Diese Signale abfangen den Piloten präzise Positionsinformationen in Form eines Gleitpfad zu geben - ein konstanter Winkel, stabilisiert Sinkflugweg den ganzen Weg hinunter zum Ansatz Ende der Landebahn. ILS-Systeme sind heute als eines der genauesten verfügbaren Annäherungssysteme weit verbreitet.

GPS

Das globale Positionierungssystem ist zur wertvollsten Navigationsmethode in der modernen Luftfahrt geworden. GPS hat sich als äußerst zuverlässig und präzise erwiesen und ist wahrscheinlich das am weitesten verbreitete derzeit verwendete NAVAID.

Das globale Positionierungssystem verwendet 24 US-amerikanische Verteidigungssatelliten, um genaue Ortsdaten, wie Flugzeugposition, Flugbahn, Geschwindigkeit und Piloten, bereitzustellen. Das GPS-System verwendet Triangulation, um die genaue Position des Flugzeugs über der Erde zu bestimmen. Um genau zu sein, muss ein GPS-System die Fähigkeit haben, Daten von mindestens drei Satelliten für die 2-D-Positionierung und 4 Satelliten für die 3D-Positionierung zu sammeln.

GPS ist aufgrund der Genauigkeit und Benutzerfreundlichkeit zu einer bevorzugten Navigationsmethode geworden. Obwohl es mit GPS verbundene Fehler gibt, sind sie selten. GPS-Systeme können überall in der Welt, auch in bergigem Gelände, und sie sind nicht anfällig für die Fehler des Funk NAVAIDS, wie line-of-sight und elektrischer Störungen verwendet.

Praktischer Einsatz von NAVAIDS:

Die Piloten fliegen je nach Wetterbedingungen unter Sichtflugregeln (VFR) oder Instrumentenflugregeln (IFR). Während der visuellen meteorologischen Bedingungen (VMC) kann ein Pilot fliegen, indem er allein Lotsen- und Koppelnavigation verwendet, oder er könnte Funknavigation oder GPS-Navigationstechniken verwenden. Die grundlegende Navigation wird in den frühen Phasen des Flugtrainings gelehrt.

Bei Instrumentenwetterbedingungen (IMC) oder beim Fliegen von IFRs muss ein Pilot auf Cockpit-Instrumente wie ein VOR- oder GPS-System angewiesen sein. Da Fliegen in den Wolken und Navigieren mit diesen Instrumenten schwierig sein kann, muss ein Pilot ein FAA-Instrumenten-Rating erhalten, um legal unter IMC-Bedingungen fliegen zu können.

Derzeit legt die FAA Wert auf eine neue Ausbildung für Piloten der allgemeinen Luftfahrt in technologisch fortschrittlichen Flugzeugen (TAA). TAA sind Flugzeuge, die hochtechnische Systeme an Bord wie GPS vorangetrieben haben. Sogar leichte Sportflugzeuge kommen heutzutage mit modernster Ausrüstung aus dem Werk. Es kann verwirrend und gefährlich für einen Piloten sein, zu versuchen, diese modernen Cockpitsysteme während des Flugs ohne zusätzliche Ausbildung zu verwenden, und die aktuellen FAA-Ausbildungsstandards haben mit diesem Problem nicht Schritt gehalten.

Das aktualisierte FITS-Programm der FAA befasste sich schließlich mit dem Problem, obwohl das Programm immer noch freiwillig ist.