mehraboOon
07-21-2011, 06:18 AM
سیستم های ناوبری وهدایت هواپیما
ناوبری رادیویی و سامانه های مربوطه (1)
همانطور که از این عنوان برمی آید ناوبری رادیویی به معنی کمک گیری از امواج رادیویی به منظور هدایت هواپیماهاست که در زیر به معرفی سر فصل های آن می پردازیم. این سرفصل به 5 دسته تقسیم می شود که این دسته بندی به شرح زیر است:
1. جهت یاب خودکار
2. ناوبری با VOR
3. سامانه فرود ILS
4. فاصله یاب
5. سامانه اعلام نزدیکی به باند
جهت یاب خودکار(ADF)
این سامانه با استفاده از سیگنال ارسالی از ایستگاه های زمینی می تواند جهت ایستگاه فرستنده را مشخص نماید که از آن جهت ناوبری استفاده می گردد. سامانه ADF از آنتن، پنل کنترل و یک گیرنده تشکیل شده است. این سامانه معمولا بصورت دوتایی در هواپیما نصب می گردد تا در یک زمان بتوان سیگنال های دو ایستگاه مختلف را دریافت و ناوبری دقیق تری انجام داد. ایستگاه های فرستنده در محدوده فرکانسی 190 تا 1750 کیلوهرتزی سیگنال ارسال می کنند که هر ایستگاه زمینی برای خود فرکانس خاصی دارد، آنتن گیرنده که دو نوع لوپ و سنس است سیگنال فوق را گرفته و به گیرنده می دهد که در آنجا پس از جداسازی اطلاعات عقربه ای در جلوی خلبان به یک سمت می ایستد که نوک پیکان آن دائما جهت ایستگاه فرستنده زمینی را نشان می دهد. زاویه بین عقربه با جهت دماغه هواپیما در جهت عقربه های ساعت را جهت نسبی گویند.
http://img.tebyan.net/big/1390/04/16179942452372223694158248322716116840247.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1390/04/16024789145235971620423718621225517422313583.jpg)
در شکل 1 هواپیمایی نشان داده شده که در جهت 30 درجه نسبت به شمال مغناطیسی در حال پرواز است و هردو گیرنده ADF آن روشن بوده سیگنال دو ایستگاه مختلف را دریافت می کنند، همانطور که دیده می شود گیرنده ADF شماره دو روی فرکانس ایستگاهی که در سمت راست هواپیما قرار دارد تنظیم شده و عقربه شماره دو جهت ایستگاه را نشان می هد که نسبت به جهت دماغه هواپیما در صفحه رادار برابر 30 درجه قرار دارد.
گیرنده شماره 1 نیز روی ایستگاهی تنظیم شده که در 270 درجه نسبت به جهت دماغه قرار دارد که عقربه نیز در شکل پایینی آن را نشان می دهد.
با حرکت هواپیما به سمت جلو عقربه نیز دائما روی درجه بندی حرکت و به سمت ایستگاه اشاره خواهد نمود. براحتی می توان دریافت اگر گیرنده را روی فرکانس فرودگاه مقصد تنظیم نماییم با قرار دادن هواپیما در جهتی که هم جهت عقربه باشد صفر درجه به سمت ایستگاه پرواز خواهد کرد.
http://img.tebyan.net/big/1390/04/1412182532343112412717824517414291561159149.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1390/04/1612341830181213373282183207208132245667.jpg)
شکل شماره 2 مدار شماتیک سامانه ADF را نشان می دهد. با کمک کلید گردان روی پنل کنترل و قرار دادن آن روی ADF که هم اکنون نیز در شکل انتخاب شده و سپس تنظیم فرکانس ایستگاه زمینی مورد نظر توسط کلید گردان دیگر در پنل کنترل گیرنده شروع به کار می کند.
سیگنال هایی که دائما از فرستنده ارسال می شود در آنتن لوپ که دارای دو سیستم پیچ عمود بر هم است ولتاژی القا می کند که این ولتاژ به سیم پیچ ثابت گانیومتر در گیرنده داده می شود، در گانیومتر این ولتاژ روی سیم پیچ متغیر تاثیر می گذارد و در آن ولتاژی القا می کند، اگر این دو سیم پیچ در یک فاز بوده و اختلافی نداشته باشند سیگنال خروجی از سیم پیچ متغیر صفر و در صورت وجود اختلاف، ولتاژی به مدولاتور ارسال می شود. مدولاتور که علاوه بر این ولتاژ تحت تاثیر سیگنال 90 هرتز رفرنس نیز می باشد سیگنالی به مدار جمع کننده می دهد که در انجا با سیگنال آنتن جمع و به مدار گیرنده داده می شود.
خروجی گیرنده: اولا از طریق فیلتر 90 هرتز به درایور و سپس جهت حرکت دادن عقربه به یک موتور داده می شود که با حرکت موتور سیم پیچ متغیر گانیومتر نیز چرخش و دو سیم پیچ هم فاز می شوند که اختلاف صفر و سیگنالی به مدولاتور داده نمی شود، با ادامه پرواز هواپیما اختلاف جدید ایجاد و این سیکل ایجاد می شود تا دائما عقربه جهت ایستگاه را نشان دهد.
ثانیا به سامانه صوتی مرکزی هواپیما داده می شود تا در صورت نیاز علامت شناسایی ایستگاه مورد نظر را شنید و ایستگاه را شناسایی کرد. لازم به ذکر است که برای هر ایستگاه یک کد مخصوص در نظر گرفته شده است.
http://img.tebyan.net/big/1390/04/13495244109241371254310906747169114237205.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1390/04/13716012917196501348714421414818920045120131.jpg)
ناوبری با VOR
معمولا این سامانه به صورت دوگانه بر روی هواپیما نصب می گردد تا بتوان از اطلاعات دو ایستگاه مختلف استفاده و ناوبری دقیق تری انجام داد یا در صورت خرابی بتوان کماکان از دیگری استفاده نمود. معمولا هر فرودگاه دارای فرستنده VOR می باشد که دائما در حال پخش سیگنال است، آنتن هواپیما آنرا گرفته و به گیرنده می دهد که باعث حرکت عقربه ای در جلوی خلبان شده و آنرا روی عددی موقعیت می دهد جهت یابی مغناطیسی ایستگاه گفته می شود، همچنین می توان در صورت نیاز صدای شناسایی ایستگاه را نیز شنید.
محسن مرادی
بخش دانش و زندگی تبیان
منابع:
آشنایی با هواپیماها،ابر دهقان فردوس
سامانه های الکترونیک مهندس علمداری
integrated modular avonics by nick johanson, waterloo1999
science direct
ناوبری رادیویی و سامانه های مربوطه (1)
همانطور که از این عنوان برمی آید ناوبری رادیویی به معنی کمک گیری از امواج رادیویی به منظور هدایت هواپیماهاست که در زیر به معرفی سر فصل های آن می پردازیم. این سرفصل به 5 دسته تقسیم می شود که این دسته بندی به شرح زیر است:
1. جهت یاب خودکار
2. ناوبری با VOR
3. سامانه فرود ILS
4. فاصله یاب
5. سامانه اعلام نزدیکی به باند
جهت یاب خودکار(ADF)
این سامانه با استفاده از سیگنال ارسالی از ایستگاه های زمینی می تواند جهت ایستگاه فرستنده را مشخص نماید که از آن جهت ناوبری استفاده می گردد. سامانه ADF از آنتن، پنل کنترل و یک گیرنده تشکیل شده است. این سامانه معمولا بصورت دوتایی در هواپیما نصب می گردد تا در یک زمان بتوان سیگنال های دو ایستگاه مختلف را دریافت و ناوبری دقیق تری انجام داد. ایستگاه های فرستنده در محدوده فرکانسی 190 تا 1750 کیلوهرتزی سیگنال ارسال می کنند که هر ایستگاه زمینی برای خود فرکانس خاصی دارد، آنتن گیرنده که دو نوع لوپ و سنس است سیگنال فوق را گرفته و به گیرنده می دهد که در آنجا پس از جداسازی اطلاعات عقربه ای در جلوی خلبان به یک سمت می ایستد که نوک پیکان آن دائما جهت ایستگاه فرستنده زمینی را نشان می دهد. زاویه بین عقربه با جهت دماغه هواپیما در جهت عقربه های ساعت را جهت نسبی گویند.
http://img.tebyan.net/big/1390/04/16179942452372223694158248322716116840247.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1390/04/16024789145235971620423718621225517422313583.jpg)
در شکل 1 هواپیمایی نشان داده شده که در جهت 30 درجه نسبت به شمال مغناطیسی در حال پرواز است و هردو گیرنده ADF آن روشن بوده سیگنال دو ایستگاه مختلف را دریافت می کنند، همانطور که دیده می شود گیرنده ADF شماره دو روی فرکانس ایستگاهی که در سمت راست هواپیما قرار دارد تنظیم شده و عقربه شماره دو جهت ایستگاه را نشان می هد که نسبت به جهت دماغه هواپیما در صفحه رادار برابر 30 درجه قرار دارد.
گیرنده شماره 1 نیز روی ایستگاهی تنظیم شده که در 270 درجه نسبت به جهت دماغه قرار دارد که عقربه نیز در شکل پایینی آن را نشان می دهد.
با حرکت هواپیما به سمت جلو عقربه نیز دائما روی درجه بندی حرکت و به سمت ایستگاه اشاره خواهد نمود. براحتی می توان دریافت اگر گیرنده را روی فرکانس فرودگاه مقصد تنظیم نماییم با قرار دادن هواپیما در جهتی که هم جهت عقربه باشد صفر درجه به سمت ایستگاه پرواز خواهد کرد.
http://img.tebyan.net/big/1390/04/1412182532343112412717824517414291561159149.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1390/04/1612341830181213373282183207208132245667.jpg)
شکل شماره 2 مدار شماتیک سامانه ADF را نشان می دهد. با کمک کلید گردان روی پنل کنترل و قرار دادن آن روی ADF که هم اکنون نیز در شکل انتخاب شده و سپس تنظیم فرکانس ایستگاه زمینی مورد نظر توسط کلید گردان دیگر در پنل کنترل گیرنده شروع به کار می کند.
سیگنال هایی که دائما از فرستنده ارسال می شود در آنتن لوپ که دارای دو سیستم پیچ عمود بر هم است ولتاژی القا می کند که این ولتاژ به سیم پیچ ثابت گانیومتر در گیرنده داده می شود، در گانیومتر این ولتاژ روی سیم پیچ متغیر تاثیر می گذارد و در آن ولتاژی القا می کند، اگر این دو سیم پیچ در یک فاز بوده و اختلافی نداشته باشند سیگنال خروجی از سیم پیچ متغیر صفر و در صورت وجود اختلاف، ولتاژی به مدولاتور ارسال می شود. مدولاتور که علاوه بر این ولتاژ تحت تاثیر سیگنال 90 هرتز رفرنس نیز می باشد سیگنالی به مدار جمع کننده می دهد که در انجا با سیگنال آنتن جمع و به مدار گیرنده داده می شود.
خروجی گیرنده: اولا از طریق فیلتر 90 هرتز به درایور و سپس جهت حرکت دادن عقربه به یک موتور داده می شود که با حرکت موتور سیم پیچ متغیر گانیومتر نیز چرخش و دو سیم پیچ هم فاز می شوند که اختلاف صفر و سیگنالی به مدولاتور داده نمی شود، با ادامه پرواز هواپیما اختلاف جدید ایجاد و این سیکل ایجاد می شود تا دائما عقربه جهت ایستگاه را نشان دهد.
ثانیا به سامانه صوتی مرکزی هواپیما داده می شود تا در صورت نیاز علامت شناسایی ایستگاه مورد نظر را شنید و ایستگاه را شناسایی کرد. لازم به ذکر است که برای هر ایستگاه یک کد مخصوص در نظر گرفته شده است.
http://img.tebyan.net/big/1390/04/13495244109241371254310906747169114237205.jpg (http://www.tebyan.net/bigimage.aspx?img=http://img.tebyan.net/big/1390/04/13716012917196501348714421414818920045120131.jpg)
ناوبری با VOR
معمولا این سامانه به صورت دوگانه بر روی هواپیما نصب می گردد تا بتوان از اطلاعات دو ایستگاه مختلف استفاده و ناوبری دقیق تری انجام داد یا در صورت خرابی بتوان کماکان از دیگری استفاده نمود. معمولا هر فرودگاه دارای فرستنده VOR می باشد که دائما در حال پخش سیگنال است، آنتن هواپیما آنرا گرفته و به گیرنده می دهد که باعث حرکت عقربه ای در جلوی خلبان شده و آنرا روی عددی موقعیت می دهد جهت یابی مغناطیسی ایستگاه گفته می شود، همچنین می توان در صورت نیاز صدای شناسایی ایستگاه را نیز شنید.
محسن مرادی
بخش دانش و زندگی تبیان
منابع:
آشنایی با هواپیماها،ابر دهقان فردوس
سامانه های الکترونیک مهندس علمداری
integrated modular avonics by nick johanson, waterloo1999
science direct