ADF / NDB-Navigationssystem
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Das ADF / NDB-Navigationssystem ist eines der ältesten heute noch verwendeten Flugnavigationssysteme. Es funktioniert nach dem einfachsten Funknavigationskonzept: Ein bodengestützter Funksender (NDB) sendet ein omnidirektionales Signal an eine Flugzeugschleifenantenne. Das Ergebnis ist ein Cockpit-Instrument (ADF), das die Flugzeugposition relativ zu einer NDB-Station anzeigt und es einem Piloten ermöglicht, zu einer Station "nach Hause" zu fahren oder einen Kurs von einer Station aus zu verfolgen.
ADF-Komponente
Der Automatic Direction Finder (ADF) ist das Cockpit-Instrument, das die relative Richtung zum Piloten anzeigt. Automatische Peilinstrumente empfangen nieder- und mittelfrequente Funkwellen von bodengestützten Stationen, einschließlich ungerichteter Beacons und Beacons für Instrumentenlandesysteme. Sie können sogar kommerzielle Radiosender empfangen.
Der ADF empfängt Funksignale mit zwei Antennen: einer Rahmenantenne und einer Erfassungsantenne. Die Rahmenantenne bestimmt die Stärke des Signals, das sie von der Bodenstation empfängt, um die Richtung der Station zu bestimmen, und die Erfassungsantenne bestimmt, ob sich das Flugzeug auf die Station zu oder von dieser weg bewegt.
NDB-Komponente
Das Non-Directional Beacon (NDB) ist eine Bodenstation, die in alle Richtungen ein konstantes Signal abgibt, das auch als omnidirektionales Beacon bezeichnet wird. Ein NDB-Signal, das auf einer Frequenz zwischen 190 und 535 kHz betrieben wird, liefert keine Informationen über die Richtung des Signals, sondern nur über dessen Stärke.
Die Signale bewegen sich über den Boden und folgen der Krümmung der Erde. NDB-Stationen werden basierend auf der Leuchtfeuerreichweite in Seemeilen in vier Gruppen eingeteilt.
- Kompassfinder - 15
- Mittlere Referenzfahrt - 25
- Referenzfahrt - 50
- High Homing - 75
ADF / NDB-Fehler
Flugzeuge, die in Bodennähe und an den NDB-Stationen fliegen, erhalten ein zuverlässiges Signal, obwohl das Signal immer noch den folgenden Fehlern ausgesetzt ist:
- Ionosphärenfehler: Speziell während Perioden von Sonnenuntergang und Sonnenaufgang reflektiert die Ionosphäre NDB-Signale zurück zur Erde, was zu Schwankungen in der ADF-Nadel führt.
- Elektrische Störungen: In Bereichen mit hoher elektrischer Aktivität, wie z. B. einem Gewitter, wird die ADF-Nadel zur Quelle elektrischer Aktivität abgelenkt, was zu fehlerhaften Messwerten führt.
- Geländefehler: Berge oder steile Klippen können zu Biegungen oder Reflexionen von Signalen führen. Piloten sollten fehlerhafte Messwerte in diesen Bereichen ignorieren.
- Bankfehler: Wenn sich ein Flugzeug in einer Kurve befindet, ist die Position der Rahmenantenne beeinträchtigt, wodurch das ADF-Instrument aus dem Gleichgewicht gerät.
Praktischer Nutzen
Piloten haben festgestellt, dass das ADF / NDB-System bei der Positionsbestimmung zuverlässig ist, aber für ein einfaches Instrument kann die Verwendung eines ADF sehr kompliziert sein. Zu Beginn wählt ein Pilot die geeignete Frequenz für die NDB-Station auf seinem ADF-Selektor aus und identifiziert sie.
Das ADF-Instrument ist normalerweise eine Peilungsanzeige mit fester Karte und einem Pfeil, der in Richtung der Bake zeigt. Die Verfolgung einer NDB-Station in einem Flugzeug kann durch "Referenzieren" erfolgen, bei dem das Flugzeug einfach in Pfeilrichtung ausgerichtet wird.
Bei Windverhältnissen in Höhenlagen führt die Referenziermethode selten zu einer geraden Linie zur Station. Stattdessen wird eher ein Bogenmuster erzeugt, was das Referenzieren zu einer eher ineffizienten Methode macht, insbesondere über große Entfernungen.
Anstelle der Zielsuche wird den Piloten beigebracht, mithilfe von Windkorrekturwinkeln und relativen Peilungsberechnungen zu einer Station zu "verfolgen". Wenn ein Pilot direkt zur Station fährt, zeigt der Pfeil bei 0 Grad auf die Oberseite der Peilungsanzeige. Hier wird es schwierig, während die Peilungsanzeige auf 0 Grad zeigt, ist der tatsächliche Kurs des Flugzeugs normalerweise anders. Ein Pilot muss die Unterschiede zwischen Relativlager, Magnetlager und Magnetkurs verstehen, um das ADF-System ordnungsgemäß nutzen zu können.
Neben der ständigen Berechnung neuer magnetischer Überschriften auf der Grundlage der relativen Magnetpeilung ist noch mehr Berechnung erforderlich, wenn wir das Timing in die Gleichung einführen, um beispielsweise die Zeit unterwegs zu schätzen.
Hier fallen viele Piloten zurück. Das Berechnen magnetischer Überschriften ist eine Sache, aber das Berechnen neuer magnetischer Überschriften unter Berücksichtigung von Wind, Fluggeschwindigkeit und Zeit auf dem Weg kann eine große Arbeitsbelastung sein, insbesondere für einen beginnenden Piloten.
Die mit dem ADF / NDB-System verbundene Arbeitsbelastung kann mühsam sein, und viele Piloten haben die Verwendung eingestellt. Mit neuen Technologien wie GPS und WAAS, die so schnell verfügbar sind, wird das ADF / NDB-System zu einer Antike, und einige wurden bereits von der Federal Aviation Administration außer Betrieb genommen.
