هواپیماهای بدون سرنشین

آشنایی با سامانه های ناوبری هوانوردی-سامانه جهت یاب خودکار ADF : Automatic Direction Finder

اغلب کسانی که از رادیو ترانزیستوری استفاده عمل آورده اند، به این مطلب آشنایی دارند که با تغییر دادن جهت آنتن تونسته اند کیفیت امواج دریافتی ایستگاه مورد نظر خود را بهبود دهند. این موضوع در حقیقت اساس کار جهت یاب ناوبری Direction Finder را تشکیل می دهد. در دهه ۱۹۲۰ ناوبر و خلبان با چرخاندن آنتن جهت داری موسوم به آنتن Loop بر روی یک مقیاس اندازه گیری مناسب، جهت هواپیمای خود را از ایستگاههای مختلفی معین و با ترسیم جهت های بدست آمده بر روی چارت و نقشه های ناوبری پروازی، موقعیت هواپیما را بر روی زمین مشخص می کردند. از آن زمان تا به حال سامانه جهت یاب ناوبری ADF پیشرفت زیادی کرده است. به گونه ای که عمل چرخاندن آنتن و همچنین ارائه اطلاعات مربوط به جهت هواپیما از ایستگاهها بر روی نشان دهنده های مناسب بطور خودکار صورت می گیرد. به این دلیل از آنها با نام سامانه جهت یاب خودکار ADF یاد می شود.

دستگاه گیرنده ADF به همراه آنتن و نشاندهنده RMI

ایستگاههایی که برای انتشار امواج رادیویی جهت انجام این امر بکار گرفته می شوند، بدلیل بهره جویی از آنتنهایی که امواج رادیویی را در تمام جهات انتشار می دهند، به ایستگاههای NDB : None Directional Beacon شهرت دارند. فرکانس امواج رادیویی ایستگاههای نامبرده بین ۱۰۰ الی ۲۰۰۰ کیلوهرتز و طیف فرکانس عملیاتی آنها LF : Low Frequency و MF : Medium Frequency می باشد. برد ایستگاههای فرستنده NDB متفاوت و معمولا بین ۳۰ تا ۴۰ مایل دریایی (۴۸ تا ۶۴ کیلومتر) است.

ایستگاه فرستنده زمینی NDB

سامانه کمک ناوبری ADF بر روی هواپیما از دو آنتن به نام Loop و آنتن Sense جهت دریافت مولفه های میدان مغناطیسی و میدان الکتریکی امواج رادیویی بهره می گیرد. آنتن لوپ دریافت کننده مولفه میدان مغناطیسی H Field و آنتن سنس (بدنه هواپیما) دریافت کننده مولفه میدان الکتریکی E Field امواج رادیویی یا الکترومغناطیسی است. این میدانها عمود بر جهت انتشار امواج رادیویی قرار می گیرند.

مولفه های میدان مغناطیسی و الکتریکی امواج رادیویی

پس از دریافت اطلاعات از طریق آنتنهای سامانه ADF بر روی هواپیما و پردازش آنها در داخل گیرنده، خروجی حاصله جهت و زاویه نسبی بین ایستگاه زمینی NDB و محور طولی یا دماغه هواپیما را نشان می دهد که بر روی نشاندهنده های متفاوت RDI : Radio Bearing Indicator و RMI : Radio Magnetic Indicator به نمایش در می آیند.

چگونگی ارائه زاویه نسبی Relative Bearing

این سامانه کمک ناوبری دارای خطاهای مختلفی است که از طریق منابع مختلفی بر روی آن ایجاد می شود. اشکال عمده سامانه ADF ناشی از خطاهایی موسوم به QE : Quadrantal Error است. برخورد امواج الکترومغناطیسی ایستگاه زمینی NDB با بدنه فلزی هواپیما، باعث القا شدن ولتاژ و ایجاد جریانهای کوچک الکتریکی در بدنه هواپیما و در نتیجه منجر به پیدایش میدانهای مغناطیسی در بدنه هواپیما می شود، بهمین جهت این میدانهای مغناطیسی را FAF : Fuselage Augmented Field می نامند. مقدار میدانهای مغناطیسی FAF بستگی به شکل فیزیکی بدنه هواپیما دارد. شیوه های گوناگونی نیز برای کاهش خطاهای ناشی از QE بکار گرفته می شود که از حوصله این مطلب خارج است.

نشاندهنده های RMI & RBI

خطای انکسار ساحلی Coastal Refraction : بعلت متفاوت بودن خاصیت جذب امواج رادیویی خشکی و آب، امواج رادیویی ایستگاههای فرستنده NDB در مجاورت با دریا هنگام برخورد با ساحل دچار شکست و انکسار می شوند. این امر باعث متمایل شدن امواج رادیویی ایستگاههای فرستنده NDB به طرف ساحل می شود از این جهت به چنین پدیده ای انکسار ساحلی گفته می شود. بدیهی است درچنین شرایطی، نشانگرهای سامانه جهت یاب ADF موقعیت صحیح و دقیق ایستگاه زمینی NDB را به ناوبر ارائه نخواهدداد. برای پرهیز از چنین پدیده نامطلوبی، ناوبر یا خلبان می بایستی از زاویه های نسبی ارائه شده که بین ۶۰ تا ۹۰ درجه هستند، استفاده بعمل آورد.

منبع : کتاب سیستم های ارتباطات رادیویی ناوبری و رادار هواپیما تالیف مهندس محمد رضا اسفندیاری