اویونیک

آشنايي با اويونيك به زبان ساده

قسمت زیادی از دانش الکترونیک در یک هواپیما جهت تعیین موقعیت هواپیما نسبت به نقطه ای ثابت در روی زمین استفاده می‌گردد و این کار را میتوان به طرق متعددی انجام داد.

در صورت مشخص بودن موقعیت هواپیما،خلبان می تواند مراحل بعدی ناوبری را با استفاده از دانستن روابط بین روند تغییرات و زمان به انجام رساند.

با استفاده از علایم رادیویی می توان فاصله یا جهت را نیز اندازه‌گیری نمود و یا ترکیبات متعددی از این پارامتر‌ها را جهت تعیین موقعیت هواپیما بکار برد به عنوان مثال اگر هم فاصله و جهت نسبت به ایستگاه زمینی مشخص باشد، خلبان می تواند موقعیت هواپیما را به وسیله این دو فاکتور تعیین نماید این طریقه ناوبری به (Rho-Theta) نامیده می‌شود (رو) مسافت و (تتا) زاویه را نشان می‌دهد.

اگر فاصله هواپیما نسبت به دو ایستگاه زمینی مشخص باشد، تعیین مکان نسبت به دو ایستگاه امکان پذیر می‌باشد اما با داشتن فاصله نسبت به یک ایستگاه ثالث می‌توان موقعیت کلی را نسبت به زمین تعیین نمود این طریقه ناوبری (Rho-Rho-Rho) نامیده میشود.

موقعیت هواپیما را همچنین می توان به وسیله اندازه گیری زاویه نسبت به دو ایستگاه زمینی تعیین نمود که این طریقه ناوبری (Theta-Theta) نامیده میشود.

هر ترکیبی از سه طریق ناوبری میتواند مبنایی برای اغلب سیستم های ناوبری اویونیک باشد.البته سیستم های داپلر و INS (Inertial Navigation System) از این قاعده مستثنی هستند.در سیستم ناوبری داپلر به وسیله استفاده رادار و پژواک زمینی و حسابگر های مختلف میتوان موقعیت را تعیین نمود و روش ناوبری INS که توسعه یافته همان سیستم ناوبری ابتدایی است،بر اساس پارامتر های موقعیت نقطه شروع،جهت،سرعت و مدت زمان موقعیت را،در هر زمان تعیین مینماید.

در یک هواپیما از سیستم های ناوبری مختلفی استفاده می گردد که عبارتند از :



ILS (Instrument Landing System) :

سیستم ILS یک سیستم رادیویی VHF/UHF در ناوبری در هنگام نشستن هواپیما است.برد این سیستم تا فاصله 40 مایلی از انتهای باند میباشد که شامل دو نوع فرستنده است که در باند فرود تعبیه میشوند،یکی از آنها موقغیت هواپیما را نسبت به خط وسط فرضی میان باند Localizer (LOC) و دیگری اطلاعات ارتفاع را فراهم مینماید که Glide Slop (G/S) نامیده میشود.این نکته بایستی ذکر شود که فرکانس های G/S و LOC به صورت جفت شده (Pair) می باشند و برای هر فرکانس LOC فرکانس G/S تعریف شده ای وجود است.

نشانگر CDI (Course Deviation Indicator) در یک هواپیما انحراف از مسیر پرواز را نشان می دهد.

هنگامی که سوزن های G/S و LOC در وسط نشاندهنده واقع شوند زمانی است که هواپیما در وضعیت ایده آل قرار دارد.



  (Marker Beacons) :

اطلاعات مربوط به میزان فاصله افقی هواپیما نسبت به ابتدای باند برای یک هواپیما که در حال نشستن می باشد از طریق آنتن های مارکر بیکنز که برد آنها تا فاصله 6 مایلی از انتهای باند می باشد،به هواپیما ارسلل میگردد علاوه بر مارکر بیکنز ذکر شده که به آن مارکر بیرونی (Outer Marker = OM) گویند یک فرستنده مارکر بیکنز میانی (Middle Marker = MM) با برد 3500 فوت نیز دارد.

فرکانس امواج ساطع شده از مارکر بیکنز بیرونی برابر 400 هرتز و به صورت یک سری علایم مورس با کد خط،خط (---) می باشد که از طریق گوشی خلبان قابل شنیدن و به صورت مشاهده ای به صورت لامپ های چشمک زن آبی و کهربایی در کابین قابل رویت است.

فرکانس امواج ساطع شده مارکر بیکنز میانی 1300 هرتز بوده و به صورت یک سری علایم مورس با کد خط،نقطه (-.-.) میباشد و در کابین هواپیما به صورت لامپ چشمک زن کهربایی مشخص میشود.



MLS (Microwave Landing System) :

MLS یک سیستم کمک ناوبری است که موقعیت خلبان را جهت نشستن در شرایط دید کم تعیین مینماید.سیستم MLS دارای دقت و انعطاف پذیری بیشتری از ILS بوده و حتی تقرب در مسیر منحنی را نیز انجام می دهد.تقرب در مسیر منحنی این امکان را فراهم می نماید که از تقرب مستقیم در نواحی مسکونی شهر جلوگیری به عمل آمده و نتیجتا باعث کاهش زمان تاخیر،سر و صدا و افزایش استاندارد های ایمنی فرودگاه گردد و همچنین هزینه نصب و نگهداری MLS به مراتب کمتر از ILS بوده و مزیت دیگر آن قابلیت نصب در هر فرودگاه با هر موقعیت جغرافیایی میباشد.

VOR (VHF Omni Range) :

VOR یک سیستم کمک ناوبری است که جهت نشان دادن سمت پرواز به سوی یک ایستگاه زمینی و ناوبری بین مسیر ها استفاده میشود.سیگنال ها با فرکانس کم و متوسط تحت تاثیر بارهای استاتیک جو و تخلیه های الکتریکی و اثرات شب قرار میگیرند ولی از خواص ناوبری با امواج رادیویی VHF ،ایمن بودن این امواج در مقابل اثرات جوی می باشد هدف از سیستم VOR به قرار زیر است :



الف- فراهم نمودن وسیله ای جهت تعیین موقعیت هواپیما نسبت به ایستگاه های زمینی VOR

ب- فراهم نمودن مسیر اصلی پرواز به سمت ایستگاه VOR دیگر.



موقعیت هواپیما بر اساس واقع شدن هواپیما بر روی شعاعی از شعاع های امواج همه جانبه قابل درجه بندی که از ایستگاه زمینی VOR ساطع میشوند،مشخص میشود.ایستگاه های VOR روی نمودار های هوانوردی و راهنما های فرودگاه ها مشخص میباشند.جهت تعیین درجه شعاعی که هواپیما بر روی آن واقع میگردد ،از اختلاف فاز بین سیگنال هایی که از ایستگاه زمینی تولید میشود،استفاده می نمایند.

هواپیمایی که بر روی شعاع با درجه 80 قرار گیرد بدین معنی است که راستای هواپیما نسبت به راستای شمال مغناطیسی تحت این زاویه است.اگر هواپیما بر روی شعاع 210 واقع شود بدین معنی است که هواپیما تحت زاویه 30 از ایستگاه زمینی VOR دور میشود و واقع شدن بر روی شعاع 30 به معنی نزدیک شدن تحت همین زاویه به ایستگاه مربوطه است.شعاع گریز از مرکز به Radial و جانب به مرکز Bearing نامیده میشوند در واقع راستای R(210) با B(30) یکی میباشد ولی R(210) به معنای دور شدن در همان راستا از مرکز و B(30) بمعنای نزدیک شدن به مرکز میباشد.

هنگامی که هواپیما بطور مستقیم در حال پرواز بالای یک ایستگاه VOR میباشد پرچم نشاندهنده (>) از حالت TO(>*) به حالت FROM (<*) تغییر وضعیت میدهد وسیله انحراف از وضعیت تعادل به نوسان می افتد یا به اصطلاح حالت عصبی پیدا می نماید و این علایم مبین این موضوع است که هواپیما نزدیک و در حال عبور از ایستگاه میباشد.





DME (Distance Measuring Equipment)

DME وسیله ای است که فاصله هواپیما را از یک ایستگاه زمینی اندازه گیری می نماید.جهت دقت و اطمینان بیشتر در DME بر خلاف سیستم رادار که از مکانیزم ارسال امواج و انعکاس آنها بعد از بر خورد به مانع استفاده میشود،عمل انتقال امواج دو طرفه بوده بدین معنی که هم هواپیما و هم ایستگاه زمینی مبادرت به ارسال امواج می نمایند.

مدت زمان کل دریافت امواج رادیویی از هواپیما به ایستگاه زمینی و بالعکس اندازه گیری میشود از زمان کل،زمان تاخیر کم شده و نتیجه بر عدد 2 تقسیم میشود.از روی زمان بدست آمده میتوان فاصله هوایی بین هواپیما و ایستگاه را محاسبه نمود و با فاصله به دست آمده و ارتفاع هواپیما،فاصله زمینی قابل محاسبه می باشد.





TCAS (Traffic Alert and Collision System) :

سیستم TCAS یک سیستم الکترونیکی جهت کمک به مهندسی فاکتور های انسانی می باشد.

در گذشته جهت دید بهتر خلبان،کاکپیت دارای پنجره هایی با سطوح بزرگ تر بودند تا خلبان میدان دید بیشتری داشته باشند و از برخورد هوایی احتمالی جلوگیری گردد.

TCAS ابتدا در سال 1970 معرفی شد اما سازمان FAA نصب اجباری آن را در هواپیما ها تا سال 1994 به تاخیر انداخت.TCAS سیستمی است که اطلاعات پروازی را راجع به ترافیک هوایی فراهم می نماید و مکانیزمی مشابه سیستم های راداری دارد.

TCAS با استفاده از پرسشگر ATC-MODES،فاصله و Bearing هواپیمای مقابل را تشخیص و با هشدار Traffic Advisory(T/A) و یا فرمان مانور مناسب Resolution Advisory (R/A) به خلبان برای جلوگیری از برخورد با هواپیمای مقابل را می دهد.