Hur piloter använder flygnavigering för att flyga

Flygnavigering genomförs med olika metoder. Metoden eller systemet som en pilot använder för att navigera genom dagens luftrumssystem beror på vilken typ av flyg som ska inträffa (VFR eller IFR), vilka navigationssystem som installeras på flygplanet och vilka navigationssystem som finns tillgängliga i ett visst område.

Dead Reckoning och Pilotage

På den enklaste nivån uppnås navigering genom idéer som kallas dödräkning och lodsning. Pilotering är en term som avser ensam användning av visuella markreferenser. Piloten identifierar landmärken, som floder, städer, flygplatser och byggnader och navigerar bland dem. Problemet med lodsning är att referenser ofta inte syns lätt och kan inte lätt identifieras vid låga siktförhållanden eller om piloten kommer av spåret ens något. Därför infördes idén om dödräkning.

Dödräkning innebär att man använder visuella kontrollpunkter tillsammans med tid och distansberäkningar. Piloten väljer kontrollpunkter som lätt kan ses från luften och identifieras på kartan och beräknar då den tid det tar att flyga från en punkt till en annan baserat på distans-, flyghastighet och vindberäkningar. En flygdator hjälper piloter att beräkna tids- och distansberäkningarna, och piloten använder vanligtvis en flygplaneringslogg för att hålla reda på beräkningarna under flygningen.

Radio Navigation

Med flygplan som är utrustade med navigationshjälpmedel (NAVAIDS) kan piloter navigera mer exakt än med dödräkning ensam. Radio NAVAIDS är till nytta vid låga siktförhållanden och fungerar som en lämplig säkerhetskopieringsmetod för generella flygpiloter som föredrar dödräkning. De är också mer exakta. I stället för att flyga från kontrollpost till checkpunkt kan piloter flyga en rak linje till en "fix" eller en flygplats. Specifika radio NAVAIDS är också nödvändiga för IFR-operationer.

Det finns olika typer av radio NAVAIDS som används i luftfart:

• ADF / NDB: Den vanligaste formen av radionavigation är ADF / NDB-paret. En NDB är en riktad radiobelyst som är stationerad på marken och avger en elektrisk signal i alla riktningar. Om ett flygplan är utrustat med en automatisk riktningsfinnare (ADF), kommer den att visa flygplanets position i förhållande till NDB-stationen på marken. ADF-instrumentet är i grunden en pilpekare placerad över en kompass-korttypsskärm. Pilen pekar alltid i riktning mot NDB-stationen, vilket innebär att om piloten pekar flygplanet i pilens riktning i en vindsituation, kommer han att flyga direkt till stationen. ADF / NDB är en föråldrad NAVAID, och det är ett system som är föremål för fel. Eftersom dess intervall är synfält kan en pilot få felaktiga mätningar under flygning i bergig terräng eller för långt från stationen. Systemet är också föremål för elektrisk störning och kan endast rymma begränsade flygplan samtidigt. Många avvecklas eftersom GPS blir den primära navigeringskällan.

• VOR: Förutom GPS är VOR-systemet förmodligen de mest använda NAVAIDSna i världen. VOR, kort för VHF Omnidirectional Range, är ett radiobaserat NAVAID som arbetar inom det högfrekventa området. VOR-stationerna ligger på marken och sänder två signaler, en kontinuerlig 360-graders referenssignal och en annan svepriktningssignal.
• Luftfartygsinstrumentet (OBI) tolkar fasskillnaden mellan de två signalerna och visar resultaten som en radiell på OBI (den omgivande indikatorn) eller HSI (horisontell lägesindikator) beroende på vilket instrument flygplanet använder. I sin mest grundläggande form visar OBI eller HSI vilken radiell från stationen flygplanet är belägen på och om flygplanet flyger mot eller bort från stationen.

• VOR är mer exakta än NDB och är mindre benägen för fel, även om mottagningen fortfarande är mottaglig för synvinkel.
• DME: Distance Measuring Equipment är en av de mest enkla och värdefulla NAVAIDS hittills. Det är en grundläggande metod som använder en transponder i flygplanet för att bestämma den tid det tar för en signal att resa till och från en DME-station. DME sänder på UHF-frekvenser och beräknar avståndet mellan snedspår. Transpondern i flygplanet visar avståndet i tionde av en sjömil.

• En enda DME-station kan hantera upp till 100 flygplan på en gång, och de brukar också existera med VOR-jordstationer.
• ILS: Ett instrumentlandningssystem (ILS) är ett instrumentanpassningssystem som används för att styra flygplan ner till landningsbanan från flygningsflygningsfasen. Den använder både horisontella och vertikala radiosignaler som emitteras från en punkt längs banan. Dessa signaler avlyssnar för att ge piloten exakt lokaliseringsinformation i form av en glideslope-en konstantvinkel stabiliserad nedstigningsbana hela vägen ner till banans inflygningsänd. ILS-system används i stor utsträckning idag som ett av de mest exakta tillvägagångssätten som finns tillgängliga.

GPS

Det globala positioneringssystemet har blivit den mest värdefulla metoden för navigering i den moderna luftfartsverdenen. GPS har visat sig vara otroligt tillförlitlig och exakt och är förmodligen den vanligaste NAVAID som används idag.

Det globala positioneringssystemet använder 24 amerikanska försvarssatelliter för att tillhandahålla exakta positionsdata, till exempel flygplans position, spår och hastighet till piloter. GPS-systemet använder triangulering för att bestämma flygplanets exakta position över jorden. För att vara korrekt måste ett GPS-system ha möjlighet att samla data från minst tre satelliter för 2-D-positionering och 4 satelliter för 3-D-positionering.

GPS har blivit en föredragen metod att navigera på grund av noggrannhet och användarvänlighet. Även om det finns fel i GPS, är de sällsynta. GPS-system kan användas överallt i världen, även i bergiga terrängar, och de är inte utsatta för fel på radio NAVAIDS, som synvinkel och elektrisk störning.

Praktisk användning av NAVAIDS

Piloter kommer att flyga under visuella flygregler (VFR) eller instrumentflygregler (IFR), beroende på väderförhållandena. Under visuella meteorologiska förhållanden (VMC) kan en pilot flyga med hjälp av lodsning och dödräkning ensam, eller han kan använda radionavigering eller GPS-navigeringsteknik. Grundläggande navigering lärs i de tidiga stadierna av flygträning.

Vid instrumentmeteorologiska förhållanden (IMC) eller vid flygning av IFR, måste en pilot behöva förlita sig på cockpitinstrument, såsom ett VOR- eller GPS-system. Eftersom flygning i molnen och navigering med dessa instrument kan vara svårt, måste en pilot få en FAA-instrumentbedömning för att flyga i IMC-förhållanden lagligt.

För närvarande understryker FAA ny utbildning för generella flygpiloter i tekniskt avancerade flygplan (TAA). TAA är flygplan som har avancerade högteknologiska system ombord, till exempel GPS. Även lätta sportflygplan kommer ut ur fabriken med avancerad utrustning dessa dagar. Det kan vara förvirrande och farligt för en pilot att försöka använda dessa moderna cockpit-system i flygning utan extra utbildning, och nuvarande FAA-utbildningsstandarder har inte hållit på med problemet.

FAA: s uppdaterade FITS-program tog slutligen upp problemet, även om programmet fortfarande är frivilligt.