Oro navigacija atliekama įvairiais būdais. Metodas arba sistema, kurią pilotas naudoja šiandienos naršymui oro erdvės sistema priklausys nuo įvyksiančio skrydžio tipo (VFR arba IFR), kokios navigacijos sistemos yra įdiegtos orlaivyje ir kokios navigacijos sistemos yra tam tikroje vietovėje.
Toliau pateikiami keli pagrindiniai įrankiai ir metodai, kuriuos pilotai naudoja naviguodami.
Mirusiųjų skaičiavimas ir pilotavimas
Paprasčiausiu lygmeniu navigacija atliekama pasitelkiant idėjas, žinomas kaip mirusiųjų skaičiavimas ir pilotažas. Lovažas yra terminas, reiškiantis tik vaizdinių antžeminių nuorodų naudojimą. Pilotas nustato orientyrus, pvz., upes, miestus, oro uostus ir pastatus, ir naršo tarp jų. Laivavedybos problema yra ta, kad dažnai nuorodos nėra lengvai matomos ir negali būti lengvai atpažįstamos esant prastam matomumui arba jei pilotas net šiek tiek nukrypsta nuo kelio. Todėl buvo pristatyta mirusiojo skaičiavimo idėja.
Mirties skaičiavimas apima vizualinių kontrolinių punktų naudojimą kartu su laiko ir atstumo skaičiavimais. Pilotas pasirenka patikros punktus, kurie yra lengvai matomi iš oro ir identifikuojami žemėlapyje apskaičiuoja laiką, kurio prireiks skristi iš vieno taško į kitą pagal atstumą, oro greitį ir vėją skaičiavimai. Skrydžio kompiuteris padeda pilotams apskaičiuoti laiką ir atstumą, o pilotas paprastai naudoja skrydžio planavimo žurnalą, kad galėtų sekti skaičiavimus skrydžio metu.
Orlaivių radijo navigacijos metodai
Naudodami orlaivius, kuriuose įrengtos radijo navigacijos priemonės (NAVAIDS), pilotai gali orientuotis tiksliau nei vien tik mirusiųjų skaičiavimu. Radijas NAVAIDS praverčia esant prastam matomumui ir veikia kaip tinkamas atsarginis metodas bendrosios aviacijos pilotams, kurie teikia pirmenybę mirusiųjų skaičiavimui. Jie taip pat yra tikslesni. Užuot skridę iš patikros punkto į kitą, pilotai gali skristi tiesia linija iki „fiksavimo“ ar oro uosto. IFR operacijoms taip pat reikia specialių radijo NAVAIDS.
Aviacijoje naudojami įvairūs radijo NAVAIDS tipai:
Automatinis krypties ieškiklis ir nekryptis radijo švyturys
Elementariausia radijo navigacijos forma yra ADF/NDB pora. NDB yra nekryptis radijo švyturys, kuris yra ant žemės ir skleidžia elektros signalą visomis kryptimis. Jei orlaivyje yra automatinis krypties ieškiklis (ADF), jis parodys orlaivio padėtį NDB stoties atžvilgiu ant žemės.
ADF prietaisas iš esmės yra rodyklės rodyklė, esanti virš kompaso kortelės tipo ekrano. Rodyklė visada rodo NDB stoties kryptį, o tai reiškia, kad jei pilotas rodo orlaivius rodyklės kryptimi esant be vėjo, jie skris tiesiai į stotis. ADF / NDB yra pasenęs NAVAID ir tai yra sistema, kurioje gali atsirasti klaidų.
Kadangi jo nuotolis yra tiesioginis, pilotas gali gauti klaidingus rodmenis skrendant kalnuota vietove arba per toli nuo stoties. Sistema taip pat patiria elektros trikdžių ir vienu metu gali priimti tik ribotą skaičių orlaivių. Daugelio jų eksploatavimas nutraukiamas, nes GPS tampa pagrindiniu navigacijos šaltiniu.
VHF įvairiakryptis diapazonas (VOR)
Be GPS, VOR sistema yra bene dažniausiai naudojama NAVAIDS pasaulyje. VOR, trumpinys iš VHF Omnidirectional Range, yra radijo pagrindu veikiantis NAVAID, veikiantis labai aukštų dažnių diapazone. VOR stotys yra ant žemės ir siunčia du signalus - vieną nuolatinį 360 laipsnių atskaitos signalą ir kitą kryptingą signalą.
Orlaivio prietaisas (OBI) interpretuoja fazių skirtumą tarp dviejų signalų ir rodo rezultatus kaip radialinį ant OBI (viso guolio indikatorius) arba HSI (horizontalios padėties indikatorius), priklausomai nuo to, kuris prietaisas yra orlaivis naudoja. Paprasčiausia forma OBI arba HSI rodo, kuriame radialiniame taške nuo stoties yra orlaivis ir ar orlaivis skrenda link stoties ar toli nuo jos.
VOR yra tikslesni nei NDB ir yra mažiau linkę į klaidas, nors priėmimas vis dar yra jautrus tik matymo linijai.
Atstumo matavimo įranga (DME)
Atstumo matavimo įranga (DME) yra viena iš paprasčiausių ir vertingiausių iki šiol NAVAIDŲ. Tai pagrindinis metodas, naudojant atsakiklį orlaivyje, siekiant nustatyti laiką, per kurį signalas nukeliauja į DME stotį ir iš jos. DME perduoda UHF dažnius ir apskaičiuoja pasvirimo diapazono atstumą. Orlaivyje esantis atsakiklis rodo atstumą dešimtosiomis jūrmylės dalimis.
Viena DME stotis vienu metu gali aptarnauti iki 100 orlaivių ir paprastai egzistuoja kartu su VOR antžeminėmis stotimis.
Prietaisų tūpimo sistema (ILS)
Tūpimo pagal prietaisus sistema (ILS) yra artėjimo tūpti pagal prietaisus sistema, naudojama nukreipti orlaivį žemyn iki kilimo ir tūpimo tako nuo artėjimo tūpti skrydžio fazės. Jis naudoja tiek horizontalius, tiek vertikalius radijo signalus, skleidžiamus iš taško palei kilimo ir tūpimo taką. Šie signalai perima, kad pilotui pateiktų tikslią informaciją apie vietą sklandymo nuolydžio pavidalu – pastovaus kampo stabilizuotą nusileidimo kelią iki pat kilimo ir tūpimo tako galo. ILS sistemos šiandien plačiai naudojamos kaip viena tiksliausių metodų.
GPS navigacija
Pasaulinė padėties nustatymo sistema tapo vertingiausiu šiuolaikinio aviacijos pasaulio navigacijos metodu. GPS pasirodė esąs nepaprastai patikimas ir tikslus ir yra turbūt dažniausiai naudojamas NAVAID.
Pasaulinė padėties nustatymo sistema naudoja 24 JAV Gynybos departamento palydovus, kad pateiktų tikslius vietos duomenis, tokius kaip orlaivio padėtis, sekimas ir greitis pilotams. GPS sistema naudoja trianguliaciją, kad nustatytų tikslią orlaivio padėtį virš žemės. Kad būtų tiksli, GPS sistema turi turėti galimybę rinkti duomenis iš mažiausiai trijų palydovų, kad būtų galima nustatyti 2D padėtį, ir iš keturių palydovų, kad būtų galima nustatyti 3D padėtį.
GPS tapo pageidaujamu navigacijos metodu dėl tikslumo ir naudojimo paprastumo. Nors yra klaidų, susijusių su GPS, jos yra retos. GPS sistemos gali būti naudojamos bet kurioje pasaulio vietoje, net ir kalnuotoje vietovėje, ir jos nėra linkusios į radijo NAVAIDS klaidas, tokias kaip matymo linijos ir elektros trikdžiai.
Kaip pilotai naudoja NAVAIDS
Pilotai, priklausomai nuo oro sąlygų, skris pagal vizualiųjų skrydžių taisykles (VFR) arba skrydžio pagal prietaisus taisykles (IFR). Vizualinėmis meteorologinėmis sąlygomis (VMC) pilotas gali skristi naudodamas vien pilotažą ir mirusiųjų skaičiavimą, arba gali naudoti radijo navigaciją ar GPS navigacijos metodus. Pagrindiniai navigacijos mokymai mokomi ankstyvosiose skrydžio mokymo stadijose.
Prietaiso meteorologinėmis sąlygomis (IMC) arba skrendant IFR pilotas turės pasikliauti kabinos prietaisais, tokiais kaip VOR arba GPS sistema. Kadangi skristi debesyse ir navigacija su šiais prietaisais gali būti sudėtinga, pilotas turi uždirbti FAA instrumentų reitingas legaliai skristi IMC sąlygomis.
Šiuo metu FAA akcentuoja naujus bendrosios aviacijos pilotų mokymus technologiškai pažangūs orlaiviai (TAA). TAA yra orlaiviai, kuriuose yra pažangių labai techninių sistemų, tokių kaip GPS. Šiomis dienomis net lengvi sportiniai lėktuvai iš gamyklos iškeliauja su pažangia įranga. Bandymas jomis naudotis pilotui gali būti painus ir pavojingas modernios kabinos sistemos skrydžio metu be papildomo mokymo, o dabartiniai FAA mokymo standartai šios problemos neatsiliko.
FAA atnaujinta FITS programa pagaliau išsprendė šį klausimą, nors programa vis dar yra savanoriška.
