นักบินใช้การนำร่องทางอากาศเพื่อบินอย่างไร

การนำทางอากาศทำได้หลายวิธี วิธีการหรือระบบที่นักบินใช้ในการนำทางผ่านระบบน่านฟ้าในปัจจุบันจะขึ้นอยู่กับประเภทของเที่ยวบินที่จะเกิดขึ้น (VFR หรือ IFR) ซึ่งระบบนำทางที่ติดตั้งบนเครื่องบินและระบบนำทางที่มีอยู่ในบางพื้นที่

การคำนวณที่ตายแล้วและการเป็นนักบิน

ในระดับที่ง่ายที่สุดการนำทางสามารถทำได้โดยผ่านแนวคิดที่รู้จักกันในชื่อการคำนวณที่ตายแล้วและการนำทาง Pilotage เป็นคำที่อ้างถึงการใช้การอ้างอิงพื้นด้วยภาพเพียงอย่างเดียว นักบินระบุสถานที่สำคัญเช่นแม่น้ำเมืองสนามบินอาคารและเส้นทางในหมู่พวกเขา ปัญหาเกี่ยวกับการนำร่องคือบ่อยครั้งที่การอ้างอิงไม่สามารถมองเห็นได้ง่ายและไม่สามารถระบุได้ง่ายในสภาวะที่มองเห็นไม่ชัดเจนหรือถ้านักบินออกนอกเส้นทางแม้แต่เล็กน้อย ดังนั้นจึงมีการนำแนวคิดของการคำนวณคนตาย

การคำนวณที่ผิดพลาดเกี่ยวข้องกับการใช้จุดตรวจด้วยสายตาพร้อมกับการคำนวณเวลาและระยะทาง นักบินเลือกจุดตรวจที่มองเห็นได้ง่ายจากอากาศและระบุบนแผนที่จากนั้นคำนวณเวลาที่ใช้ในการบินจากจุดหนึ่งไปยังจุดถัดไปตามการคำนวณระยะทางเครื่องบินและลม คอมพิวเตอร์การบินช่วยนักบินในการคำนวณเวลาและระยะทางและโดยทั่วไปนักบินจะใช้บันทึกการวางแผนการบินเพื่อติดตามการคำนวณในระหว่างการบิน

วิทยุนำทาง

ด้วยเครื่องบินที่ติดตั้งเครื่องช่วยนำทางด้วยคลื่นวิทยุ (NAVAIDS) นักบินสามารถนำทางได้แม่นยำกว่าการคิดคำนวณแบบลำพัง วิทยุ NAVAIDS มีประโยชน์ในสภาพการมองเห็นที่ต่ำและทำหน้าที่เป็นวิธีสำรองข้อมูลที่เหมาะสมสำหรับนักบินการบินทั่วไปที่ต้องการการคำนวณที่ตายแล้ว พวกเขายังแม่นยำมากขึ้น แทนที่จะบินจากจุดตรวจสู่จุดตรวจนักบินสามารถบินเป็นเส้นตรงไปยัง "แก้ไข" หรือสนามบิน NAVAIDS วิทยุที่เฉพาะเจาะจงยังจำเป็นสำหรับการดำเนินงาน IFR

มี NAVAIDS วิทยุหลายประเภทที่ใช้ในการบิน:

• ADF / NDB: รูปแบบพื้นฐานที่สุดของการนำทางวิทยุคือคู่ ADF / NDB NDB เป็นสัญญาณวิทยุแบบสองทิศทางที่อยู่บนพื้นดินและส่งสัญญาณไฟฟ้าในทุกทิศทาง หากเครื่องบินติดตั้งเครื่องค้นหาทิศทางอัตโนมัติ (ADF) เครื่องบินจะแสดงตำแหน่งของเครื่องบินที่เกี่ยวข้องกับสถานี NDB บนพื้นดิน เครื่องมือ ADF นั้นเป็นตัวชี้ลูกศรที่วางอยู่เหนือจอแสดงผลชนิดการ์ดเข็มทิศ ลูกศรชี้ไปในทิศทางของสถานี NDB เสมอซึ่งหมายความว่าหากนักบินชี้เครื่องบินในทิศทางของลูกศรในสถานการณ์ที่ไม่มีลมเขาจะบินตรงไปยังสถานี ADF / NDB เป็น NAVAID ที่ล้าสมัยและเป็นระบบที่มีแนวโน้มที่จะเกิดข้อผิดพลาด เนื่องจากช่วงนั้นเป็นแนวสายตานักบินสามารถอ่านค่าที่ผิดพลาดได้ในขณะที่บินในภูมิประเทศที่เป็นภูเขาหรืออยู่ไกลจากสถานี ระบบนี้ยังถูกรบกวนทางไฟฟ้าและสามารถรองรับเครื่องบินที่ จำกัด ได้ในครั้งเดียว หลายคนกำลังถูกปลดประจำการเนื่องจาก GPS กลายเป็นแหล่งนำทางหลัก

• VOR: ถัดจาก GPS ระบบ VOR น่าจะเป็น NAVAIDS ที่ใช้กันมากที่สุดในโลก VOR ย่อมาจาก VHF Omnidirectional Range เป็น NAVAID ที่ใช้วิทยุซึ่งทำงานในช่วงความถี่สูงมาก สถานี VOR ตั้งอยู่บนพื้นดินและส่งสัญญาณสองสัญญาณหนึ่งสัญญาณอ้างอิง 360 องศาอย่างต่อเนื่องและสัญญาณทิศทางกวาด
• เครื่องมือเครื่องบิน (OBI) ตีความความแตกต่างของเฟสระหว่างสัญญาณทั้งสองและแสดงผลลัพธ์เป็นรัศมีบนตัวบ่งชี้ OBI (ตัวบ่งชี้ตลับลูกปืน omni) หรือ HSI (ตัวบ่งชี้สถานการณ์แนวนอน) ขึ้นอยู่กับเครื่องมือที่เครื่องบินใช้ ในรูปแบบพื้นฐานที่สุด OBI หรือ HSI แสดงให้เห็นว่ารัศมีเครื่องบินจากสถานีที่ตั้งอยู่และไม่ว่าเครื่องบินจะบินไปทางหรือออกจากสถานี

• VOR นั้นมีความแม่นยำมากกว่า NDB และมีแนวโน้มที่จะเกิดข้อผิดพลาดน้อยกว่าถึงแม้ว่าการรับสัญญาณจะยังคงไวต่อการมองเห็นในแนวสายตาเท่านั้น
• DME: อุปกรณ์วัดระยะทางเป็นหนึ่งใน NAVAIDS ที่ง่ายและมีค่าที่สุดในปัจจุบัน มันเป็นวิธีพื้นฐานที่ใช้ดาวเทียมในเครื่องบินเพื่อกำหนดเวลาที่ใช้ในการส่งสัญญาณในการเดินทางไปและกลับจากสถานี DME DME ส่งสัญญาณความถี่ UHF และคำนวณระยะทางเอียง ดาวเทียมในเครื่องบินแสดงระยะทางเป็นไมล์ที่สิบของไมล์ทะเล

• สถานี DME เดียวสามารถจัดการอากาศยานได้สูงสุด 100 ลำในคราวเดียวและมักจะอยู่ร่วมกับสถานีภาคพื้นดินของ VOR
• ILS: ระบบเชื่อมโยงไปถึงเครื่องมือ (ILS) เป็นระบบเข้าหาเครื่องมือที่ใช้นำทางอากาศยานไปยังรันเวย์จากขั้นตอนการบิน มันใช้สัญญาณวิทยุทั้งแนวนอนและแนวตั้งที่ปล่อยออกมาจากจุดหนึ่งไปตามทางวิ่ง สัญญาณเหล่านี้ดักจับเพื่อให้ข้อมูลตำแหน่งที่แม่นยำของนักบินในรูปแบบของ glideslope - มุมคงที่, เส้นทางโคตรที่เสถียร, ตลอดทางจนถึงทางเข้าใกล้สุดของทางวิ่ง ระบบ ILS มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในปัจจุบันเนื่องจากเป็นหนึ่งในระบบวิธีการที่แม่นยำที่สุดที่มีอยู่

จีพีเอส

ระบบกำหนดตำแหน่งทั่วโลกได้กลายเป็นวิธีการนำทางที่มีค่าที่สุดในโลกการบินสมัยใหม่ GPS ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีความน่าเชื่อถือและแม่นยำอย่างมากและน่าจะเป็น NAVAID ที่ใช้กันมากที่สุดในปัจจุบัน

ระบบกำหนดตำแหน่งทั่วโลกใช้ดาวเทียมของกระทรวงกลาโหมสหรัฐ 24 ดวงเพื่อให้ข้อมูลตำแหน่งที่แม่นยำเช่นตำแหน่งเครื่องบินเส้นทางและความเร็วแก่นักบิน ระบบ GPS ใช้การวิเคราะห์ตำแหน่งเพื่อกำหนดตำแหน่งที่แน่นอนของอากาศยานเหนือโลก เพื่อความถูกต้องระบบ GPS จะต้องมีความสามารถในการรวบรวมข้อมูลจากดาวเทียมอย่างน้อยสามดวงสำหรับการกำหนดตำแหน่งแบบ 2 มิติและ 4 ดาวเทียมสำหรับการจัดตำแหน่งแบบ 3 มิติ

GPS เป็นวิธีการนำทางที่ต้องการเนื่องจากความแม่นยำและใช้งานง่าย แม้ว่าจะมีข้อผิดพลาดที่เกี่ยวข้องกับ GPS พวกเขาจะหายาก ระบบ GPS สามารถใช้งานได้ทุกที่ในโลกแม้ในภูมิประเทศที่เป็นภูเขาและพวกเขาก็ไม่เสี่ยงต่อความผิดพลาดของวิทยุ NAVAIDS เช่นสายตาและการรบกวนทางไฟฟ้า

การใช้งาน NAVAIDS ในทางปฏิบัติ

นักบินจะบินภายใต้กฎการบินด้วยภาพ (VFR) หรือกฎการบินเครื่องมือ (IFR) ขึ้นอยู่กับสภาพอากาศ ระหว่างสภาพอุตุนิยมวิทยาที่มองเห็น (VMC) นักบินอาจบินโดยใช้นักบินและการคำนวณคนตายคนเดียวหรือเขาอาจใช้การนำทางวิทยุหรือเทคนิคการนำทางด้วย GPS การนำทางพื้นฐานจะสอนในช่วงแรกของการฝึกบิน

ในสภาพอุตุนิยมวิทยาเครื่องมือ (IMC) หรือในขณะที่บิน IFR นักบินจะต้องพึ่งพาเครื่องมือในห้องนักบินเช่นระบบ VOR หรือ GPS เนื่องจากการบินในเมฆและการนำทางด้วยเครื่องมือเหล่านี้อาจเป็นเรื่องยุ่งยากนักบินจะต้องได้รับการจัดอันดับตราสาร FAA เพื่อบินในสภาพ IMC อย่างถูกกฎหมาย

ปัจจุบัน FAA ได้เน้นการฝึกอบรมใหม่สำหรับนักบินการบินทั่วไปในอากาศยานขั้นสูง (TAA) TAA เป็นเครื่องบินที่มีระบบทางเทคนิคขั้นสูงบนเรือเช่น GPS แม้แต่เครื่องบินกีฬาแบบเบาก็ออกมาจากโรงงานพร้อมกับอุปกรณ์ที่ทันสมัยในทุกวันนี้ มันอาจสร้างความสับสนและเป็นอันตรายสำหรับนักบินในการพยายามใช้ระบบห้องนักบินที่ทันสมัยเหล่านี้ในเที่ยวบินโดยไม่ต้องมีการฝึกอบรมเพิ่มเติมและมาตรฐานการฝึกอบรม FAA ในปัจจุบันยังไม่ได้ติดตามปัญหานี้

โปรแกรม FITS ที่ได้รับการอัพเดตของ FAA ได้แก้ไขปัญหานี้ในที่สุดแม้ว่าโปรแกรมดังกล่าวยังคงเป็นความสมัครใจ