Η αεροναυτιλία επιτυγχάνεται με διάφορες μεθόδους. Η μέθοδος ή το σύστημα που χρησιμοποιεί ένας πιλότος για την πλοήγηση στο σημερινό σύστημα εναέριου χώρου θα εξαρτηθεί από τον τύπο της πτήσης που θα πραγματοποιηθεί (VFR ή IFR), ποια συστήματα πλοήγησης είναι εγκατεστημένα στο αεροσκάφος και ποια συστήματα πλοήγησης είναι διαθέσιμα σε μια συγκεκριμένη περιοχή.
Τα παρακάτω είναι μερικά από τα βασικά εργαλεία και τεχνικές που χρησιμοποιούν οι πιλότοι για την πλοήγηση.
Dead Reckoning και Pilotage
Στο πιο απλό επίπεδο, η πλοήγηση επιτυγχάνεται μέσω ιδεών γνωστών ως νεκρός απολογισμός και πλοήγηση. Το Pilotage είναι ένας όρος που αναφέρεται στην αποκλειστική χρήση οπτικών αναφορών εδάφους. Ο πιλότος προσδιορίζει ορόσημα, όπως ποτάμια, πόλεις, αεροδρόμια και κτίρια και πλοηγείται ανάμεσά τους. Το πρόβλημα με την πλοήγηση είναι ότι, συχνά, οι αναφορές δεν φαίνονται εύκολα και δεν μπορούν να εντοπιστούν εύκολα σε συνθήκες χαμηλής ορατότητας ή εάν ο πιλότος βγει έστω και ελαφρώς από την τροχιά. Ως εκ τούτου, εισήχθη η ιδέα του νεκρού απολογισμού.
Ο νεκρός απολογισμός περιλαμβάνει τη χρήση οπτικών σημείων ελέγχου μαζί με υπολογισμούς χρόνου και απόστασης. Ο πιλότος επιλέγει σημεία ελέγχου που είναι εύκολα ορατά από τον αέρα και αναγνωρίζονται επίσης στον χάρτη και στη συνέχεια υπολογίζει το χρόνο που θα χρειαστεί για να πετάξει από το ένα σημείο στο άλλο με βάση την απόσταση, την ταχύτητα του αέρα και τον άνεμο υπολογισμούς. Ένας υπολογιστής πτήσης βοηθά τους πιλότους στον υπολογισμό του χρόνου και της απόστασης και ο πιλότος χρησιμοποιεί συνήθως ένα αρχείο καταγραφής προγραμματισμού πτήσης για να παρακολουθεί τους υπολογισμούς κατά τη διάρκεια της πτήσης.
Μέθοδοι ραδιοπλοήγησης για αεροσκάφη
Με αεροσκάφη εξοπλισμένα με βοηθήματα ραδιοπλοήγησης (NAVAIDS), οι πιλότοι μπορούν να πλοηγηθούν με μεγαλύτερη ακρίβεια από ό, τι μόνο με νεκρό υπολογισμό. Το ραδιόφωνο NAVAIDS είναι χρήσιμο σε συνθήκες χαμηλής ορατότητας και λειτουργεί ως κατάλληλη εφεδρική μέθοδος για πιλότους γενικής αεροπορίας που προτιμούν τον νεκρό υπολογισμό. Είναι επίσης πιο ακριβείς. Αντί να πετούν από σημείο ελέγχου σε σημείο ελέγχου, οι πιλότοι μπορούν να πετάξουν σε ευθεία γραμμή σε ένα «φιξ» ή ένα αεροδρόμιο. Απαιτούνται επίσης ειδικά ραδιοφωνικά NAVAIDS για λειτουργίες IFR.
Υπάρχουν διάφοροι τύποι ραδιοφωνικών NAVAIDS που χρησιμοποιούνται στην αεροπορία:
Αυτόματη εύρεση κατεύθυνσης και μη κατευθυντικός ραδιοφάρος
Η πιο στοιχειώδης μορφή ραδιοπλοήγησης είναι η ADF/NDB ζεύγος. Ένας NDB είναι ένας μη κατευθυντικός ραδιοφάρος που είναι τοποθετημένος στο έδαφος και εκπέμπει ηλεκτρικό σήμα προς όλες τις κατευθύνσεις. Εάν ένα αεροσκάφος είναι εξοπλισμένο με αυτόματο ανιχνευτή κατεύθυνσης (ADF), θα εμφανίσει τη θέση του αεροσκάφους σε σχέση με τον σταθμό NDB στο έδαφος.
Το όργανο ADF είναι βασικά ένας δείκτης βέλους τοποθετημένος πάνω από μια οθόνη τύπου κάρτας πυξίδας. Το βέλος δείχνει πάντα προς την κατεύθυνση του σταθμού NDB, πράγμα που σημαίνει ότι εάν ο πιλότος δείχνει το αεροσκάφος προς την κατεύθυνση του βέλους σε κατάσταση χωρίς άνεμο, θα πετάξει απευθείας στο σταθμός. Το ADF/NDB είναι ένα ξεπερασμένο NAVAID και είναι ένα σύστημα επιρρεπές σε σφάλματα.
Δεδομένου ότι η εμβέλειά του είναι οπτική επαφή, ένας πιλότος μπορεί να λάβει λανθασμένες μετρήσεις ενώ πετάει σε ορεινό έδαφος ή πολύ μακριά από τον σταθμό. Το σύστημα υπόκειται επίσης σε ηλεκτρικές παρεμβολές και μπορεί να φιλοξενήσει μόνο περιορισμένα αεροσκάφη ταυτόχρονα. Πολλά έχουν παροπλιστεί καθώς το GPS γίνεται η κύρια πηγή πλοήγησης.
VHF Omnidirectional Range (VOR)
Δίπλα στο GPS, το σύστημα VOR είναι ίσως το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο NAVAIDS στον κόσμο. Το VOR, συντομογραφία του VHF Omnidirectional Range, είναι ένα NAVAID που βασίζεται σε ραδιόφωνο και λειτουργεί στο εύρος πολύ υψηλών συχνοτήτων. Οι σταθμοί VOR βρίσκονται στο έδαφος και μεταδίδουν δύο σήματα—ένα συνεχές σήμα αναφοράς 360 μοιρών και ένα άλλο σήμα σαρωτικής κατεύθυνσης.
Το όργανο αεροσκάφους (OBI) ερμηνεύει τη διαφορά φάσης μεταξύ των δύο σημάτων και εμφανίζει τα αποτελέσματα ως ακτινική στο OBI (οριζόντια ένδειξη κατάστασης) ή στο HSI (οριζόντια ένδειξη κατάστασης), ανάλογα με το όργανο του αεροσκάφους χρήσεις. Στην πιο βασική του μορφή, το OBI ή HSI απεικονίζει σε ποια ακτίνα από τον σταθμό βρίσκεται το αεροσκάφος και εάν το αεροσκάφος πετά προς ή μακριά από το σταθμό.
Τα VOR είναι πιο ακριβή από τα NDB και είναι λιγότερο επιρρεπή σε σφάλματα, αν και η λήψη εξακολουθεί να είναι ευαίσθητη μόνο σε οπτική επαφή.
Εξοπλισμός μέτρησης απόστασης (DME)
Ο εξοπλισμός μέτρησης απόστασης (DME) είναι ένα από τα πιο απλά και πολύτιμα NAVAIDS μέχρι σήμερα. Είναι μια βασική μέθοδος που χρησιμοποιεί έναν αναμεταδότη στο αεροσκάφος για τον προσδιορισμό του χρόνου που χρειάζεται για να ταξιδέψει ένα σήμα από και προς έναν σταθμό DME. Το DME εκπέμπει σε συχνότητες UHF και υπολογίζει την απόσταση κλίσης εύρους. Ο αναμεταδότης στο αεροσκάφος εμφανίζει την απόσταση σε δέκατα του ναυτικού μιλίου.
Ένας μόνος σταθμός DME μπορεί να χειριστεί έως και 100 αεροσκάφη ταυτόχρονα και συνήθως συνυπάρχουν με επίγειους σταθμούς VOR.
Instrument Landing System (ILS)
Το σύστημα προσγείωσης οργάνων (ILS) είναι ένα σύστημα ενόργανης προσέγγισης που χρησιμοποιείται για την καθοδήγηση του αεροσκάφους στον διάδρομο από τη φάση προσέγγισης της πτήσης. Χρησιμοποιεί τόσο οριζόντια όσο και κάθετα ραδιοφωνικά σήματα που εκπέμπονται από ένα σημείο κατά μήκος του διαδρόμου. Αυτά τα σήματα αναχαιτίζουν για να δώσουν στον πιλότο ακριβείς πληροφορίες θέσης με τη μορφή πλαγιάς - μια σταθερής γωνίας, σταθεροποιημένης διαδρομής καθόδου μέχρι το τέλος προσέγγισης του διαδρόμου. Τα συστήματα ILS χρησιμοποιούνται ευρέως σήμερα ως ένα από τα πιο ακριβή συστήματα προσέγγισης διαθέσιμα.
Πλοήγηση GPS
Το παγκόσμιο σύστημα εντοπισμού θέσης έχει γίνει η πιο πολύτιμη μέθοδος πλοήγησης στον σύγχρονο κόσμο της αεροπορίας. Το GPS έχει αποδειχθεί εξαιρετικά αξιόπιστο και ακριβές και είναι ίσως το πιο κοινό NAVAID που χρησιμοποιείται σήμερα.
Το παγκόσμιο σύστημα εντοπισμού θέσης χρησιμοποιεί 24 δορυφόρους του Υπουργείου Άμυνας των ΗΠΑ για να παρέχει ακριβή δεδομένα τοποθεσίας, όπως θέση αεροσκάφους, ίχνος και ταχύτητα στους πιλότους. Το σύστημα GPS χρησιμοποιεί τριγωνισμό για να προσδιορίσει την ακριβή θέση του αεροσκάφους πάνω από τη γη. Για να είναι ακριβές, ένα σύστημα GPS πρέπει να έχει τη δυνατότητα να συλλέγει δεδομένα από τουλάχιστον τρεις δορυφόρους για 2-D εντοπισμό θέσης και τέσσερις δορυφόρους για 3-D εντοπισμό θέσης.
Το GPS έχει γίνει μια προτιμώμενη μέθοδος πλοήγησης λόγω της ακρίβειας και της ευκολίας χρήσης. Αν και υπάρχουν σφάλματα που σχετίζονται με το GPS, είναι σπάνια. Τα συστήματα GPS μπορούν να χρησιμοποιηθούν οπουδήποτε στον κόσμο, ακόμη και σε ορεινό έδαφος, και δεν είναι επιρρεπή στα σφάλματα του ραδιοφωνικού NAVAIDS, όπως οπτική επαφή και ηλεκτρικές παρεμβολές.
Πώς οι πιλότοι χρησιμοποιούν το NAVAIDS
Οι πιλότοι θα πετούν με κανόνες οπτικής πτήσης (VFR) ή κανόνες πτήσης με όργανα (IFR), ανάλογα με τις καιρικές συνθήκες. Κατά τη διάρκεια οπτικών μετεωρολογικών συνθηκών (VMC), ένας πιλότος μπορεί να πετάξει χρησιμοποιώντας μόνο πιλοτικό και νεκρό υπολογισμό ή μπορεί να χρησιμοποιήσει τεχνικές ραδιοπλοήγησης ή πλοήγησης GPS. Η βασική πλοήγηση διδάσκεται στα πρώτα στάδια της πτητικής εκπαίδευσης.
Σε μετεωρολογικές συνθήκες οργάνων (IMC) ή κατά την πτήση IFR, ένας πιλότος θα πρέπει να βασίζεται σε όργανα του πιλοτηρίου, όπως ένα σύστημα VOR ή GPS. Επειδή το να πετάς στα σύννεφα και η πλοήγηση με αυτά τα όργανα μπορεί να είναι δύσκολο, ένας πιλότος πρέπει να κερδίσει Αξιολόγηση οργάνων FAA να πετάξει νόμιμα υπό συνθήκες IMC.
Επί του παρόντος, η FAA δίνει έμφαση στη νέα εκπαίδευση για πιλότους γενικής αεροπορίας τεχνολογικά προηγμένα αεροσκάφη (TAA). Τα TAA είναι αεροσκάφη που διαθέτουν προηγμένα τεχνικά συστήματα επί του σκάφους, όπως το GPS. Ακόμη και ελαφρά αθλητικά αεροσκάφη βγαίνουν από το εργοστάσιο με προηγμένο εξοπλισμό αυτές τις μέρες. Μπορεί να προκαλέσει σύγχυση και επικίνδυνο για έναν πιλότο να προσπαθήσει να τα χρησιμοποιήσει σύγχρονα συστήματα πιλοτηρίου κατά την πτήση χωρίς πρόσθετη εκπαίδευση και τα τρέχοντα πρότυπα εκπαίδευσης της FAA δεν συμβαδίζουν με αυτό το ζήτημα.
Η FAA ενημερώθηκε πρόγραμμα FITS τελικά αντιμετώπισε το ζήτημα, αν και το πρόγραμμα εξακολουθεί να είναι εθελοντικό.
