La navigazione aerea viene effettuata con vari metodi. Il metodo o il sistema che un pilota utilizza per navigare nella giornata odierna sistema dello spazio aereo dipenderà dal tipo di volo che si effettuerà (VFR o IFR), da quali sistemi di navigazione sono installati sull'aeromobile e da quali sistemi di navigazione sono disponibili in una determinata area.
Di seguito sono riportati alcuni degli strumenti e delle tecniche chiave utilizzati dai piloti per la navigazione.
Navigazione stimata e pilotaggio
Al livello più semplice, la navigazione viene effettuata attraverso idee note come navigazione stimata e pilotaggio. Pilotaggio è un termine che si riferisce al solo utilizzo di riferimenti visivi a terra. Il pilota identifica punti di riferimento, come fiumi, città, aeroporti ed edifici e naviga tra di essi. Il problema del pilotaggio è che, spesso, i riferimenti non sono facilmente visibili e non possono essere facilmente identificati in condizioni di scarsa visibilità o se il pilota esce anche leggermente dalla rotta. Pertanto, è stata introdotta l'idea della resa dei conti.
La navigazione stimata prevede l'uso di punti di controllo visivi insieme al calcolo del tempo e della distanza. Il pilota sceglie poi punti di controllo facilmente visibili dall'alto e identificabili anche sulla mappa calcola il tempo necessario per volare da un punto a quello successivo in base alla distanza, alla velocità e al vento calcoli. Un computer di volo aiuta i piloti a calcolare i calcoli del tempo e della distanza e il pilota in genere utilizza un registro di pianificazione del volo per tenere traccia dei calcoli durante il volo.
Metodi di radionavigazione per aerei
Con gli aerei dotati di aiuti alla radionavigazione (NAVAIDS), i piloti possono navigare in modo più accurato rispetto alla sola navigazione stimata. Radio NAVAIDS è utile in condizioni di scarsa visibilità e funge da metodo di backup adatto per i piloti dell'aviazione generale che preferiscono la navigazione stimata. Sono anche più precisi. Invece di volare da un checkpoint all'altro, i piloti possono volare in linea retta verso un "fix" o un aeroporto. Per le operazioni IFR sono inoltre necessari specifici NAVAIDS radio.
Esistono diversi tipi di radio NAVAIDS utilizzati nell'aviazione:
Cercatore automatico di direzione e radiofaro non direzionale
La forma più elementare di radionavigazione è la ADF/NDB paio. Un NDB è un radiofaro non direzionale che staziona a terra ed emette un segnale elettrico in tutte le direzioni. Se un aereo è dotato di un cercatore automatico di direzione (ADF), visualizzerà la posizione dell'aereo rispetto alla stazione NDB a terra.
Lo strumento ADF è fondamentalmente un puntatore a freccia posizionato su un display simile a una bussola. La freccia punta sempre nella direzione della stazione NDB, il che significa che se il pilota punta l'aereo nella direzione della freccia in una situazione senza vento, volerà direttamente verso stazione. L'ADF/NDB è un NAVAID obsoleto ed è un sistema soggetto a errori.
Poiché la sua portata è in linea di vista, un pilota può ottenere letture errate mentre vola su terreni montuosi o troppo lontano dalla stazione. Il sistema è inoltre soggetto a interferenze elettriche e può ospitare solo un numero limitato di aeromobili contemporaneamente. Molti vengono smantellati poiché il GPS diventa la principale fonte di navigazione.
Gamma omnidirezionale VHF (VOR)
Dopo il GPS, il sistema VOR è probabilmente il NAVAIDS più utilizzato al mondo. VOR, abbreviazione di VHF Omnidirezionale Range, è un NAVAID basato sulla radio che opera nella gamma di frequenze molto alte. Le stazioni VOR si trovano a terra e trasmettono due segnali: un segnale di riferimento continuo a 360 gradi e un altro segnale direzionale.
Lo strumento dell'aereo (OBI) interpreta la differenza di fase tra i due segnali e visualizza i risultati come radiale sull'OBI (indicatore omni-rilevamento) o sull'HSI (indicatore della situazione orizzontale), a seconda dello strumento utilizzato dall'aeromobile usi. Nella sua forma più elementare, l'OBI o l'HSI indicano su quale radiale della stazione si trova l'aereo e se l'aereo sta volando verso o lontano dalla stazione.
I VOR sono più accurati degli NDB e sono meno soggetti a errori, sebbene la ricezione sia ancora suscettibile solo alla linea di vista.
Apparecchi per la misurazione della distanza (DME)
L'apparecchiatura per la misurazione della distanza (DME) è uno dei NAVAIDS più semplici e preziosi oggi disponibili. Si tratta di un metodo di base che utilizza un transponder nell'aereo per determinare il tempo impiegato da un segnale per viaggiare da e verso una stazione DME. Il DME trasmette sulle frequenze UHF e calcola la distanza inclinata. Il transponder dell'aereo visualizza la distanza in decimi di miglio nautico.
Una singola stazione DME può gestire fino a 100 aerei contemporaneamente e di solito coesistono con le stazioni di terra VOR.
Sistema di atterraggio strumentale (ILS)
Un sistema di atterraggio strumentale (ILS) è un sistema di avvicinamento strumentale utilizzato per guidare l'aereo verso la pista dalla fase di avvicinamento del volo. Utilizza segnali radio sia orizzontali che verticali emessi da un punto lungo la pista. Questi segnali si intercettano per fornire al pilota informazioni precise sulla posizione sotto forma di un sentiero di discesa, un percorso di discesa stabilizzato ad angolo costante fino all'estremità di avvicinamento della pista. I sistemi ILS sono ampiamente utilizzati oggi come uno dei sistemi di avvicinamento più accurati disponibili.
Navigazione GPS
Il sistema di posizionamento globale è diventato il metodo di navigazione più prezioso nel moderno mondo dell'aviazione. Il GPS ha dimostrato di essere estremamente affidabile e preciso ed è probabilmente il NAVAID più comune in uso oggi.
Il sistema di posizionamento globale utilizza 24 satelliti del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti per fornire ai piloti dati precisi sulla posizione, come posizione, traccia e velocità dell'aereo. Il sistema GPS utilizza la triangolazione per determinare l'esatta posizione dell'aereo sulla terra. Per essere accurato, un sistema GPS deve avere la capacità di raccogliere dati da almeno tre satelliti per il posizionamento 2D e quattro satelliti per il posizionamento 3D.
Il GPS è diventato il metodo di navigazione preferito grazie alla precisione e alla facilità d'uso. Sebbene esistano errori associati al GPS, sono rari. I sistemi GPS possono essere utilizzati ovunque nel mondo, anche su terreni montuosi, e non sono soggetti agli errori dei radio NAVAIDS, come la linea di vista e le interferenze elettriche.
Come i piloti usano NAVAIDS
I piloti voleranno secondo le regole del volo a vista (VFR) o delle regole del volo strumentale (IFR), a seconda delle condizioni meteorologiche. Durante le condizioni meteorologiche visive (VMC), un pilota potrebbe volare utilizzando solo il pilotaggio e la navigazione stimata, oppure potrebbe utilizzare tecniche di radionavigazione o navigazione GPS. La navigazione di base viene insegnata nelle prime fasi dell'addestramento al volo.
In condizioni meteorologiche strumentali (IMC) o durante il volo IFR, un pilota dovrà fare affidamento sugli strumenti della cabina di pilotaggio, come un sistema VOR o GPS. Poiché volare tra le nuvole e navigare con questi strumenti può essere complicato, un pilota deve guadagnarsi un brevetto Valutazione dello strumento FAA volare legalmente in condizioni IMC.
Attualmente, la FAA sta sottolineando la nuova formazione per i piloti dell’aviazione generale velivoli tecnologicamente avanzati (TAA). I TAA sono aerei che hanno a bordo sistemi avanzati altamente tecnici, come il GPS. Al giorno d'oggi anche gli aerei sportivi leggeri escono dalla fabbrica con attrezzature avanzate. Può essere fonte di confusione e pericoloso per un pilota tentare di utilizzarli moderni sistemi di cabina di pilotaggio in volo senza formazione aggiuntiva e gli attuali standard di formazione della FAA non hanno tenuto il passo con questo problema.
La FAA è aggiornata Programma FIT ha finalmente affrontato la questione, sebbene il programma sia ancora volontario.
