Caracteristicile DME. Sistemul de radionavigație cu rază de acțiune (DRNS) include echipamentul la sol (baliză cu rază de acțiune cu rază de acțiune) și echipamentul aerian (aparatul de zbor).
În practica internațională, astfel de sisteme sunt numite DME (Echipamente de măsurare la distanță). Acest nume este utilizat în documentele de informare aeronautică Rusia, deși semnale luminoase fabricate de către producătorii interni, poate fi destul de un alt nume oficial (de exemplu, RMD - far variind).
Principiul de funcționare al sistemului de telemetrie în formă simplificată este după cum urmează (figura 6.1). Dispozitivul de căutare a benzii la bord emite impulsuri electromagnetice (unde radio) în toate direcțiile. Receptorul radio de la sol le acceptă și, printr-un timp de întârziere fix (50 microsecunde), emite un semnal de răspuns recepționat la bord.
Figura 6.1. Principiul de funcționare a AMP de identificare a domeniului
Timpul t între telemetru impuls de emisie și primirea acestora ca un impuls de răspuns este compus din impuls timp de tranzit „pentru“ (de la aeronavă la baliza), în același timp de răspuns de trecere a semnalului „înapoi“ și timpul de întârziere. Cunoscând viteza de propagare a undelor radio cu. puteți stabili distanța până la far
Deoarece undele radio VHF se propagă într-o linie dreaptă, L în această formulă este domeniul oblic (în linie dreaptă de la aeronavă la farul radio).
În acest caz, se dovedește că echipamentul de la bord, ca în cazul în care solicită informații de la bacul radio, adică interogatorul și baliza de radio răspunde la acesta, este transponderul.
Acesta este un principiu general de măsurare a intervalului, dar, de fapt, bineînțeles, totul este mai complicat și mai interesant. Rangefinder nu emite impulsuri singulare și pereche (un interval de impulsuri în pereche, de exemplu, 12 ms), iar baliza este „responsabil“, numai în cazul în care a primit un puls. În caz contrar, va trebui să răspundă tuturor impulsurilor aleatoare pe care alte echipamente le transmit la acea frecvență (de exemplu, comunicarea celulară operează într-un interval de frecvență apropiat).
Toate aeronavele care operează această baliză emit impulsuri la o singură frecvență, dar intervalul dintre perechile de impulsuri toate soare diferite, fiecare își are propria frecvență de repetiție PRF (Puls Repetiție de frecvență). Receptorul de baliză trimite impulsuri cu același PRF, cu care a primit semnale de la această aeronavă. Acest lucru se face astfel încât fiecare aeronavă să primească un răspuns la semnalul său, și nu la o altă aeronavă.
În plus, bacul radio nu răspunde la frecvența la care a primit semnalul, dar la o frecvență diferită față de acesta la 63 MHz. Acest lucru se face astfel încât dispozitivul de bandă de zbor să nu primească în mod eronat un răspuns de la baliza radio pentru propriile impulsuri reflectate de anumite obiecte (munți, nori, fuselaj). În caz contrar s-ar dovedi că gama mai bine trimisă impulsuri de solicitare, s-au reflectat din munte, detectorul de rază de acțiune le-a acceptat și a considerat că acestea erau contra-pulsurile de la baliza radio.
Când echipamentul DME de la bord este pornit, acesta funcționează mai întâi în modul de căutare și transmite impulsurile de cerere la o frecvență de 150 de perechi pe secundă. Când semnalul de răspuns este recepționat (de obicei după 4-5 secunde), rata de repetare a impulsului scade la 25 pe secundă.
Capacitatea respondentului la sol este limitată, poate că nu poate răspunde tuturor multitudinii de aeronave care o solicită.
De obicei, farul radio este capabil să deservească în același timp 100 de aeronave. Dacă există mai multe dintre acestea în raza de acțiune a farului, cele mai slabe semnale de la cea mai îndepărtată aeronavă încetează să mai fie întreținute.
Pentru operarea DME, intervalul de frecvență este cuprins între 960 și 1215 MHz. Acestea sunt benzi ultra-scurte UHF, din care rezultă că acestea se propagă în intervalul liniei de vedere. Prin urmare, acestea includ tot ceea ce sa spus mai devreme despre domeniul maxim al gamei VHF.
Frecvențele VOR și ILS, discutate în capitolele anterioare, sunt numerotate și aceste numere sunt numite canale. Din moment ce conceptul de canal este încă necesar mai târziu, în Tabelul 6.1 pentru scopuri ilustrative este dat un mic fragment din tabelul general al frecvențelor și canalelor.
Extras din tabelul cu numărul canalului
Frecvența mijloacelor VHF, MHz
Din tabel, se poate observa că pentru canalele etichetate cu X, rata de răspuns este de 63 MHz mai mică decât interogarea, iar pentru canalele Y, invers, la 63 MHz mai mult.
Dacă un pilot stabilește frecvența VOR (sau ILS) pe echipamentul său la bord, frecvența DME corespunzătoare este setată automat.
Pot fi utilizate trei tipuri de balize, denumite DME / N, DME / P și DME / W. În marea majoritate a cazurilor, trebuie să facem față cu balizele DME / N atât pe rute, cât și pe aerodromuri, de aceea le vom înțelege sub DME. Ei au un spectru îngust de radiații (N-îngust, îngust). Farurile DME / P sunt mai precise (P - precizie, precizie), dar sunt instalate, de regulă, doar ca parte a sistemului de aterizare cu microunde MLS (Microwave Landing System). Dar există foarte puține astfel de sisteme pe aerodromurile lumii. Chiar mai rar folosită DME / W cu o gamă largă de radiații (W - larg, larg).
Echipamentele la bord care lucrează cu balize DME sunt numite adesea dispozitive de apropiere a aeronavelor (de exemplu, SD-67, SD-75). Pilotul trebuie să se ocupe de indicatorul său, în care gama este afișată sub formă de numere - mod electromecanic (contor de tambur) sau folosind LED-uri. În Fig. 6.2 în partea stângă este un indicator care face parte din SD-67. Dacă valoarea intervalului de pe indicator nu este validă (de exemplu, dacă semnalul este pierdut), numerele sunt suprapuse cu mixerul, așa cum se arată în figură. Aceeași figură din dreapta arată "indicatorul de gama al aeronavelor ISD-1", care poate funcționa ca parte a SD-75. Pe aceasta puteți schimba unitățile de distanță (kilometri sau mile marine).
Valoarea intervalului poate fi afișată și pe alți indicatori, de exemplu pe HIS.
Fig. 6.2. Tipuri de indicatoare ale aparatului de căutare a aeronavelor
DME este un instrument foarte precis. În conformitate cu standardele OACI, eroarea totală în măsurarea intervalului, exprimată în metri, nu trebuie să fie mai mare de ± (460 + 0,0125D), unde D este valoarea domeniului măsurat. Cu cât este mai mult aeronava de la far, cu atât este mai mare eroarea în măsurarea intervalului. Eroarea indicată corespunde unei probabilități de 0,95, deci RVC de măsurare a intervalului este de jumătate.
Aceasta înseamnă că, în apropierea radiodifuzorului, SPC este de ordinul lui D = 0,3 km, iar la o distanță, de exemplu, D = 300 km, deja aproximativ # 963; D = 2 km. Aceasta este o precizie foarte bună, care în majoritatea cazurilor îndeplinește cerințele moderne stricte pentru acuratețea navigației aeriene. În DME / P, eroarea este chiar mai mică (de ordinul a 30 m).
Transformarea intervalului înclinat în orizontală. Sistemele de măsurare a distanței măsoară direct intervalul înclinat, dar pentru navigație este mai des nevoie de un interval orizontal. Pentru a determina MC, adică locația aeronavei pe suprafața pământului, pilotul amână distanța pe hartă, adică în plan orizontal. Evident, magnitudinea intervalelor înclinate și orizontale este diferită și dacă în locul intervalului orizontal să se utilizeze înclinat (de exemplu, amânarea acesteia pe hartă), atunci va exista o eroare. Va avea un caracter sistematic, deoarece în condițiile date va avea aceeași valoare.
Desigur, această eroare nu apare prin vina celui mai îndepărtat sistem (măsoară intervalul corect), ci din cauza pilotului, care folosește altul în locul unei dimensiuni.
Având în vedere sfericitatea Pământului, este posibil să se calculeze intervalul orizontal din domeniul oblic cunoscut, prin formula
unde H este altitudinea zborului; R este raza Pământului.
Puteți observa că în această formulă valoarea H / R este foarte mică (de ordinul unei mii), prin urmare, numitorul sub rădăcină este foarte aproape de unitate. Prin urmare, această formulă poate fi ușor simplificată:
Evident, această formulă corespunde teoremei pitagoreene și presupune că Pământul este plat (Figura 6.3). Cu toate acestea, este foarte posibil să se folosească, având în vedere că aviația civilă nu funcționează la altitudini foarte mari, în special în comparație cu raza Pământului. De exemplu, în cazul în care zborul este efectuat la o înălțime H = 10 km este măsurată și L = 300 km, atunci formula exactă (considerând sfericitatea pământului), obținem D = 299,598 km, iar aproximative (în plan) D = 299,833 km. Adică, eroarea este de numai 235 de metri. Acest lucru este comparabil cu o eroare aleatorie în domeniul de măsurare folosind DME. Astfel, pentru a ține cont de sfericitatea Pământului atunci când se calculează intervalul orizontal nu are prea mult sens, mai ales la distanțe mici.
Fig. 6.3. Intervale orizontale și orizontale
Dar, poate, este posibil să nu recalculați o distanță înclinată în orizontală? Dar acest lucru nu este întotdeauna posibil să se facă.
Mai întâi, puteți avea grijă că relația dintre L și D depinde, de asemenea, de altitudinea de zbor H. Chiar și din fig. 6.3 se poate observa că atunci când aeronava este exact deasupra farului radio, intervalul înclinat este egal cu altitudinea de zbor și intervalul orizontal este zero. În această situație, există cea mai mare diferență între L și D.
În cazul în care aeronava este în aer, citirile aparatului de căutare nu vor fi niciodată zero.
Dar, în ceea ce privește distanța de la farul radio, diferența dintre aceste cantități devine tot mai mică. Diferența dintre hypotenuse (L) și piciorul (D) în triunghiul drept este redusă, ale cărei noduri sunt farul radio, BC și MC. Această diferență poate deveni comparabilă cu magnitudinea cu foarte multă precizie de măsurare a intervalului înclinat.
În practică, se presupune că este foarte posibil să nu conta intervalul înclinat în orizontală (adică ia D = L), atunci când intervalul înclinat depășește altitudinea de 5-7 sau mai mult.
De exemplu, dacă H = 10 km și L = 70 km (de șapte ori mai mult), atunci vom obține D = 69,3 km. Distanța înclinată diferă de orizontală cu 700 m. În majoritatea cazurilor, această eroare poate fi neglijată, deoarece o aeronavă modernă zboară această distanță în 3 secunde.
Dar dacă distanța înclinată este numai L = 30 km când zboară la aceeași altitudine, atunci aceasta corespunde D = 28,3 km. Precizia de 1,7 kilometri este deja destul de semnificativă, mai ales atunci când zboară în zona aerodromului, unde este necesară o precizie mai mare a navigației.
Recalcularea intervalului oblic în orizontală poate fi efectuată direct din formula (6.2), de exemplu, utilizând un calculator. Dar în prezența NL-10, este mai convenabil să se facă acest lucru folosind un unghi auxiliar # 952; (Figura 6.3). Este evident că
Aceste formule simple pot fi ușor implementate pe NL-10 folosind tasta din Fig. 6.4.
Fig. 6.4. Recalcularea intervalului oblic în orizontală la NL-10