利用無線電發(fā)射臺(tái)(信標(biāo)臺(tái))發(fā)射出的電波在天空中畫出一條條航路,飛機(jī)根據(jù)這些無線電信號(hào)就可以準(zhǔn)確地在航路上飛行,由此飛機(jī)開始了儀表飛行時(shí)代。無線電導(dǎo)航設(shè)備在過去幾十年中發(fā)展出很多種類。我國目前正在使用的主要有兩類。一類叫無方向信標(biāo),也叫中波導(dǎo)航臺(tái),英文縮寫為NDB;另一類是甚高頻全向信標(biāo)(縮寫為VOR)和測距儀(縮寫為DME)組成的系統(tǒng)。在中波導(dǎo)航臺(tái)系統(tǒng)中,飛機(jī)使用可以轉(zhuǎn)動(dòng)的環(huán)狀天線接收信號(hào),當(dāng)測到電波最強(qiáng)的方向時(shí),天線停止轉(zhuǎn)動(dòng),于是就測出電臺(tái)與飛機(jī)之間的方位。飛機(jī)按這個(gè)方向飛行,就能準(zhǔn)確地飛到電臺(tái)所在的位置。中波導(dǎo)航臺(tái)準(zhǔn)確性低并且容易受到天氣的影響,但它價(jià)格便宜,設(shè)備結(jié)實(shí)耐用,所以世界上很多中小型機(jī)場和發(fā)展中國家的多數(shù)機(jī)場還在使用它。我國廣大的西部地區(qū)的機(jī)場也在使用這種系統(tǒng)。 甚高頻全向信標(biāo)臺(tái)使用甚高頻電波,直線傳播,不受天氣影響,準(zhǔn)確度高。VOR的天線在發(fā)射時(shí)不停地轉(zhuǎn)動(dòng), 發(fā)射出的信號(hào)按方向改變而改變。飛機(jī)收到VOR信號(hào)時(shí),機(jī)上的儀表按照信號(hào)的頻率和強(qiáng)度變化自動(dòng)指示出正北方向和飛機(jī)相對(duì)于發(fā)射臺(tái)的方向。VOR的作用有效范圍在200千米以內(nèi)。通常在航路上每隔150千米左右建立一個(gè)VOR臺(tái)。飛機(jī)根據(jù)航空地圖上標(biāo)出的VOR臺(tái)的位置, 就可以在航路上順利地飛行了。在使用VOR航路飛行時(shí),駕駛員只能知道發(fā)射臺(tái)的方向,但不能確定飛機(jī)與發(fā)射臺(tái)之間的距離。當(dāng)測距儀系統(tǒng)與VOR配套使用后,這個(gè)問題就解決了。DME的地面發(fā)射臺(tái)和VOR臺(tái)建在同一地點(diǎn)或建在機(jī)場附近。它所使用的頻率是超高頻,頻率在1000兆赫左右。這套系統(tǒng)由飛機(jī)上的詢問機(jī)和地面臺(tái)站上的應(yīng)答機(jī)構(gòu)成。飛機(jī)上的詢問機(jī)向地面發(fā)出一對(duì)脈沖信號(hào),這脈沖之間的間隔是隨機(jī)的,使不同飛機(jī)發(fā)出的信號(hào)都是不同的。地面應(yīng)答機(jī)接受到這對(duì)脈沖信號(hào)后發(fā)回同樣的一對(duì)脈沖信號(hào)。把發(fā)出信號(hào)和收到返回信號(hào)所消耗的時(shí)間與無線電波傳播的速度相乘,就可以算出飛機(jī)與地面站之間的距離。測距儀可以測量出的距離最遠(yuǎn)可達(dá)500千米,誤差僅為200米左右。在天空中飛行的各架飛機(jī)在詢問時(shí)所發(fā)出的脈沖對(duì)的間隔不同,在接收時(shí)只接收自己所發(fā)出的脈沖信號(hào)。同時(shí)有幾架飛機(jī)向地面站詢問時(shí),它們的信號(hào)彼此不會(huì)混淆。VOR--DME系統(tǒng)的無線電波在天空中劃出一條明確的通道,這條空中通道就叫航路。飛機(jī)在航路上飛行,隨時(shí)可以從儀表上得知自己的航向和位置,根據(jù)地面管制員的調(diào)度,一個(gè)接一個(gè)地按航路點(diǎn)飛行,一直飛完全程。VOR--DME導(dǎo)航系統(tǒng)保證了飛機(jī)能安全有秩序地飛行,極大地提高了空中的交通流量和飛行安全。現(xiàn)在 這個(gè)系統(tǒng)成為世界上大部分地區(qū)主要的導(dǎo)航手段。 建設(shè)VoR—DME的航路,費(fèi)用很高。不可能把地面上所有臺(tái)站之間都建立起航路。一般只能在中心城市之間或中心城市到一般城市之間設(shè)立航路。果飛機(jī)在兩個(gè)沒有航路的一般城市之間飛行,為了保證飛行安全,這時(shí)飛機(jī)不得不采取從一個(gè)城市沿著已有的航路飛到中心城市,再沿另一條航路飛往所要去的一般城市。這樣飛行不但浪費(fèi)了燃油和時(shí)間,又使航路變得擁擠。在飛機(jī)上應(yīng)用了電子計(jì)算機(jī)以后,才解決了這個(gè)問題。從兩個(gè)以上的VOR地面臺(tái)站收到的信號(hào)經(jīng)過飛機(jī)上的電子計(jì)算機(jī)處理后得出一條實(shí)際上沒有地面臺(tái)站的航線,在這條航線上設(shè)置出假想的航路點(diǎn),飛機(jī)按照這條航線飛行,同樣也可順利抵達(dá)目的地。這種專門設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)被稱為航線計(jì)算機(jī)。飛機(jī)上配備了這種計(jì)算機(jī)后,就可以在能收到兩個(gè)以上VOR地面臺(tái)站所發(fā)出的信號(hào)的地方,按照計(jì)算機(jī)計(jì)算出來的航線飛行,這種方法叫區(qū)域?qū)Ш健K裋OR的導(dǎo)航范圍由幾條航路擴(kuò)展為一個(gè)平面,這個(gè)平面就是各個(gè)VOR導(dǎo)航臺(tái)站無線電信號(hào)所能覆蓋的整個(gè)平面0 VOR--DME系統(tǒng)使用的甚高頻和超高頻電波是直線傳播的,作用距離在200千米之內(nèi)。在浩瀚的大洋或大面積的無人區(qū)中,是無法建造出聯(lián)接一條航路的諸多VOR站的。為了滿足遠(yuǎn)距離導(dǎo)航的需要,又開發(fā)出羅蘭系統(tǒng)和歐米加系統(tǒng)。這兩種系統(tǒng)使用了低頻和甚低頻的無線電波,作用距離都在2500千米以上。在地球表面只要建立起不多的這類臺(tái)站,就可以為飛機(jī)飛越大洋或遼闊的無人區(qū)導(dǎo)航。這種導(dǎo)航的缺點(diǎn)是精確度不夠高,而且需要功率非常強(qiáng)大的發(fā)射臺(tái)。20世紀(jì)60年代以后,有關(guān)專業(yè)人士們又開始尋找更好的方式以取代無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。 |
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