Toter Abrechnung und Lotsendienste
Auf der einfachsten Ebene wird die Navigation durch Ideen wie Koppelnavigation und Lotsendienste erreicht.
Lotsendienste ist ein Begriff, der sich auf die ausschließliche Verwendung von visuellen Bodenreferenzen bezieht. Der Pilot identifiziert Landmarken wie Flüsse, Städte, Flughäfen und Gebäude und navigiert zwischen ihnen. Das Problem mit dem Lotsendienst ist oft, dass Referenzen nicht einfach zu erkennen sind und bei schlechten Sichtverhältnissen nicht leicht zu identifizieren sind oder wenn der Pilot nur geringfügig von der Strecke abkommt. Daher wurde die Idee der Koppelnavigation eingeführt.
Bei der Koppelnavigation werden visuelle Prüfpunkte zusammen mit Zeit- und Abstandsberechnungen verwendet. Der Pilot wählt Kontrollpunkte, die leicht aus der Luft zu sehen sind und auf der Karte identifiziert werden, und berechnet dann die Zeit, die benötigt wird, um von einem Punkt zum nächsten zu fliegen, basierend auf Entfernung, Fluggeschwindigkeit und Windberechnungen. Ein Flugcomputer unterstützt Piloten bei der Berechnung der Zeit- und Entfernungsberechnungen und der Pilot verwendet typischerweise ein Flugplanungsprotokoll, um die Berechnungen während des Fluges zu verfolgen.
Radio Navigation
Mit Flugzeugen, die mit Funknavigationshilfen (NAVAIDS) ausgerüstet sind, können Piloten genauer navigieren als mit der Koppelnavigation alleine. Radio NAVAIDS sind nützlich bei schlechten Sichtverhältnissen und dienen als geeignete Backup-Methode für Piloten der Allgemeinen Luftfahrt, die Koppelnavigation bevorzugen. Sie sind auch genauer.
Anstatt vom Kontrollpunkt zum Kontrollpunkt zu fliegen, können Piloten eine gerade Linie zu einer "Verlegenheit" oder einem Flughafen fliegen. Spezifische Radio NAVAIDS sind auch für IFR-Operationen erforderlich.
Es gibt verschiedene Arten von Radio NAVAIDS, die in der Luftfahrt verwendet werden:
- ADF / NDB: Die elementarste Form der Funknavigation ist das ADF / NDB- Paar. Ein NDB ist ein ungerichtetes Funkfeuer, das auf dem Boden stationiert ist und ein elektrisches Signal in alle Richtungen aussendet. Wenn ein Flugzeug mit einem automatischen Peiler (ADF) ausgerüstet ist, wird es die Position des Flugzeugs in Bezug auf die NDB-Station auf dem Boden anzeigen. Das ADF-Instrument ist im Grunde ein Pfeilzeiger, der über einem Kompasskarten-Display angeordnet ist. Der Pfeil zeigt immer in Richtung der NDB-Station, dh wenn der Pilot das Flugzeug bei Windstille in Pfeilrichtung zeigt, fliegt er direkt zur Station.
Der ADF / NDB ist ein veralteter NAVAID und ein fehleranfälliges System. Da es sich um eine Sichtlinie handelt, kann ein Pilot irrtümlich abgelesen werden, wenn er in gebirgigem Gelände oder zu weit von der Station fliegt. Das System unterliegt auch elektrischen Störungen und kann nur begrenzte Flugzeuge gleichzeitig aufnehmen. Viele werden außer Betrieb genommen, da GPS zur primären Navigationsquelle wird.
VOR: Neben GPS ist das VOR-System wahrscheinlich das am häufigsten verwendete NAVAIDS der Welt. VOR, kurz für VHF Omnidirectional Range, ist ein funkbasierter NAVAID, der im sehr hohen Frequenzbereich arbeitet. VOR-Stationen befinden sich auf dem Boden und übertragen zwei Signale - ein kontinuierliches 360-Grad-Referenzsignal und ein weiteres durchlaufendes Richtungssignal.
Das Flugzeuginstrument (OBI) interpretiert die Phasendifferenz zwischen den beiden Signalen und zeigt die Ergebnisse als ein Radikal auf dem OBI (Omni-Peiling Indicator) oder HSI (Horizontale Situationsindikator) an, abhängig davon, welches Instrument das Flugzeug verwendet. In seiner einfachsten Form zeigt der OBI oder HSI an, von welcher Station sich das Flugzeug radial befindet und ob das Flugzeug auf die Station zu oder von ihr wegfliegt.
VORs sind genauer als NDBs und sind weniger anfällig für Fehler, obwohl der Empfang immer noch nur für die Sichtlinie anfällig ist.
DME: Entfernungsmessgeräte gehören zu den einfachsten und wertvollsten NAVAIDS. Es ist eine grundlegende Methode, einen Transponder im Flugzeug zu verwenden, um die Zeit zu bestimmen, die ein Signal benötigt, um von und zu einer DME-Station zu reisen. DME sendet auf UHF-Frequenzen und berechnet die Schrägentfernung. Der Transponder im Flugzeug zeigt die Entfernung in Zehntel Seemeilen an.
Eine einzige DME-Station kann bis zu 100 Flugzeuge gleichzeitig bedienen und sie existieren normalerweise zusammen mit den Bodenstationen von VOR.
- ILS: Ein Instrumentenlandesystem (ILS) ist ein Instrumentenanflugsystem, das dazu dient, Flugzeuge von der Annäherungsphase an die Landebahn zu führen. Es verwendet sowohl horizontale als auch vertikale Funksignale, die von einem Punkt entlang der Landebahn emittiert werden. Diese Signale fangen ab, um dem Piloten präzise Positionsinformationen in Form eines Gleitweges zu geben - einem konstanten, stabilisierten Abstiegsweg bis zum Landeanflugende. ILS-Systeme sind heute weit verbreitet als eines der genauesten verfügbaren Anflugsysteme.
GPS
Das globale Positionierungssystem ist zur wertvollsten Navigationsmethode in der modernen Luftfahrt geworden. GPS hat sich als äußerst zuverlässig und präzise erwiesen und ist wahrscheinlich das gebräuchlichste NAVAID, das heute verwendet wird.
Das globale Positionierungssystem verwendet 24 Satelliten des US-Verteidigungsministeriums, um präzise Positionsdaten wie Position, Spur, Geschwindigkeit und Piloten des Flugzeugs zu liefern. Das GPS-System verwendet Triangulation, um die genaue Position des Flugzeugs über der Erde zu bestimmen. Um genau zu sein, muss ein GPS-System Daten von mindestens drei Satelliten für die 2D-Positionierung und vier Satelliten für die 3D-Positionierung sammeln können.
GPS ist aufgrund seiner Genauigkeit und Benutzerfreundlichkeit zu einer bevorzugten Navigationsmethode geworden. Obwohl es GPS-Fehler gibt, sind sie selten. GPS-Systeme können überall in der Welt verwendet werden, selbst in gebirgigem Gelände, und sie sind nicht anfällig für die Fehler von Radio NAVAIDS, wie Sichtlinie und elektrische Störungen.
Praktischer Einsatz von NAVAIDS:
Die Piloten fliegen je nach Wetterbedingungen nach Sichtflugregeln (VFR) oder Instrumentenflugregeln (IFR). Während visueller meteorologischer Bedingungen (VMC) könnte ein Pilot unter Verwendung von Lotsen und Koppelnavigation alleine fliegen, oder er könnte Funknavigation oder GPS-Navigationstechniken verwenden. Grundlegende Navigation wird in den frühen Phasen des Flugtrainings unterrichtet.
Bei Instrumenten-meteorologischen Bedingungen (IMC) oder während eines IFR-Flugs muss sich ein Pilot auf Cockpit-Instrumente wie ein VOR- oder GPS-System verlassen. Da das Fliegen in den Wolken und das Navigieren mit diesen Instrumenten schwierig sein kann, muss ein Pilot ein FAA Instrument Rating erwerben, um IMC-Bedingungen legal zu fliegen.
Gegenwärtig betont die FAA neue Ausbildungsmaßnahmen für Piloten der allgemeinen Luftfahrt in technologisch fortschrittlichen Flugzeugen (TAA) . TAA sind Flugzeuge, die hochtechnisierte Systeme wie GPS an Bord gebracht haben. Sogar leichte Sportflugzeuge kommen heutzutage mit modernster Ausrüstung aus der Fabrik. Es kann verwirrend und gefährlich für einen Piloten sein, zu versuchen, diese modernen Cockpit-Systeme während des Fluges ohne zusätzliches Training zu verwenden, und die aktuellen FAA-Trainingsstandards haben mit diesem Problem nicht Schritt gehalten.
Das aktualisierte FITS-Programm der FAA befasste sich schließlich mit dem Thema, obwohl das Programm immer noch freiwillig ist.