Войти
Звуковые сигналы низкочастотного радиодиапазона: поток N, поток A и комбинированный однородный тон ( имитированные звуки) Радиомаяк низкочастотная, также известный как диапазон четырех блюд радио, НЧ / СЧ четырех блюд диапазон радио, диапазон радио, Адкок радиомаяк, или обычно « диапазон », был главной навигационной системы используется воздушными судами с целью Инструмент, летавший в 1930-х и 1940-х годах, до появления всенаправленного VHF-диапазона (VOR), начиная с конца 1940-х годов. Он использовался для навигации по маршруту, а также для заходов на посадку и заездов по приборам.
Основываясь на сети радиовышек, которые передавали направленные радиосигналы, диапазон радиосвязи определял определенные воздушные пути в небе. Пилоты управлялись с помощью низкочастотного радио, слушая поток автоматизированных кодов Морзе "A" и "N". Например, они поворачивали бы самолет вправо, когда слышали поток "N" ("dah-dit, dah-dit,..."), влево, когда слышали поток "A" ("di-dah, ди-дах,... ") и летите прямо вперед, слыша ровный тон.
По мере того, как система VOR вводилась во всем мире, низкочастотный радиодиапазон постепенно сокращался, в основном исчезнув к 1970-м годам. Сегодня нет оставшихся действующих объектов. При максимальном использовании только в континентальной части США насчитывалось более 400 станций, использующих исключительно низкочастотный диапазон радиосвязи.
Джимми Дулиттл продемонстрировал в 1929 году, что полет по приборам возможен. 
Панель приборов Дулитла После Первой мировой войны авиация начала расширять свою роль в гражданской сфере, начав с авиапочты. Вскоре стало очевидно, что для надежной доставки почты, а также для предстоящих вскоре пассажирских рейсов требовалось решение для навигации в ночное время и в условиях плохой видимости. В США для пилотов авиапочты построили сеть светящихся маяков, похожих на морские маяки. Но маяки были полезны в основном ночью и в хорошую погоду, а в условиях плохой видимости их было не видно. Ученые и инженеры поняли, что решение для радионавигации позволит пилотам «видеть» в любых условиях полета, и решили, что необходима сеть направленных радиолучей.
24 сентября 1929 года тогдашний лейтенант (позже генерал) Джеймс Х. «Джимми» Дулиттл, армия США, продемонстрировал первый «слепой» полет, выполненный исключительно с использованием приборов и без внешней видимости, и доказал, что полет по приборам возможен.. Дулиттл использовал недавно разработанные гироскопические приборы - указатель ориентации и гирокомпас - чтобы помочь ему поддерживать положение и курс своего самолета, а также специально разработанную систему направленной радиосвязи для навигации в аэропорт и из аэропорта. Экспериментальное оборудование Дулитла было создано специально для его демонстрационных полетов; Чтобы полеты по приборам стали практичными, технология должна быть надежной, серийной и широко применяемой как на земле, так и в парке самолетов.
Существовало два технологических подхода для компонентов наземной и воздушной радионавигации, которые оценивались в конце 1920-х - начале 1930-х годов.
На земле для получения направленных радиолучей с четко определенным курсом навигации изначально использовались скрещенные рамочные антенны. Компания Ford Motor Company разработала первое коммерчески работающее приложение низкочастотного радиодиапазона на основе контура, установив его на своих месторождениях в Дирборне и Чикаго в 1926 году и подала на него патент в 1928 году. Более ранние концепции системы были разработаны в Германии в 1906 году. с которыми позже экспериментировало Бюро стандартов и армейские войска связи США в начале 1920-х годов. Технология была быстро принята Министерством торговли США, которое 30 июня 1928 года установило демонстрационный полигон, а первая серия станций была введена в эксплуатацию позже в том же году. Но конструкция рамочной антенны генерировала чрезмерные горизонтально поляризованные небесные волны, которые могли создавать помехи сигналам, особенно в ночное время. К 1932 году антенная решетка Adcock устранила эту проблему, имея только вертикальные антенны, и стала предпочтительным решением. Департамент торговли США «s аэронавтике Отделение сослался на Адкок решение как„TL Антенна“(для„линии передачи“) и изначально не упоминать имя Адкок в.
Вибрирующий язычок, разработанный в 20-х годах прошлого века, представлял собой простой панельный прибор с индикатором поворота влево-вправо. В воздухе витали также два конкурирующих дизайна, созданных группами разного происхождения и потребностей. Войск связи, представляющие военные авиаторы, предпочли решение, основанное на потоке звуковых навигационных сигналов, постоянно подается в ушах пилотов через гарнитуру. С другой стороны, гражданские пилоты, которые в основном были пилотами авиапочты, летающими по пересеченной местности для доставки почты, чувствовали, что звуковые сигналы будут раздражать и их трудно использовать во время длительных перелетов, и предпочитали визуальное решение с индикатором на приборной панели.
На основе вибрирующих язычков был разработан визуальный индикатор, представляющий собой простой панельный индикатор поворота влево-вправо. Она была надежной, простой в использовании и более устойчивой к ошибочным сигналам, чем конкурирующая аудиосистема. Согласно опубликованному отчету, пилоты, которые летали с использованием как слуховой, так и визуальной систем, сильно предпочитали визуальный тип. Однако решение на основе тростника было передано правительством США, и аудиосигналы стали стандартом на десятилетия вперед.
К 1930-м годам сеть наземных низкочастотных радиопередатчиков в сочетании с доступными бортовыми AM-радиоприемниками стала жизненно важной частью полетов по приборам. Низкочастотные радиопередатчики обеспечивали навигацию самолетов при полетах по маршруту и при заходах на посадку практически при любых погодных условиях, помогая реализовать согласованные и надежные расписания полетов.
Радиодальность оставалась основной радионавигационной системой в США и других странах, пока она не была постепенно заменена значительно усовершенствованной технологией VOR на основе VHF, начиная с конца 1940-х годов. VOR, который все еще используется сегодня, включает в себя визуальный индикатор влево-вправо.
Ранняя низкочастотная радиостанция на основе скрещенных рамочных антенн; более поздние установки использовали антенны Adcock для повышения производительности. Низкочастотный наземный компонент радиосвязи состоял из сети радиопередающих станций, которые были стратегически расположены по всей стране, часто около крупных аэропортов, на расстоянии примерно 200 миль друг от друга. Ранние низкочастотные станции использовали перекрестные рамочные антенны, но более поздние конструкции для многих станций использовали вертикальную антенную решетку Adcock для улучшения характеристик, особенно в ночное время.
Каждая радиостанция Adcock имела четыре антенных мачты высотой 134 фута (41 м), установленных на углах квадрата 425 × 425 футов, с опциональной дополнительной мачтой в центре для передачи голоса и самонаведения. Станции испускали направленное электромагнитное излучение с частотой от 190 до 535 кГц и мощностью от 50 до 1500 Вт в четырех квадрантах. Излучение одной пары противоположных квадрантов модулировалось (на звуковой частоте 1020 Гц ) кодом Морзе для буквы A ( -), а другой пары - буквой N ( - ). Пересечения между квадрантами определяли четыре линии курса, исходящие от передающей станции по четырем направлениям компаса, где сигналы A и N были равной интенсивности, а их объединенные коды Морзе сливались в устойчивый звуковой тон 1020 Гц. Эти линии курса (также называемые «ногами»), где можно было услышать только тональный сигнал, определяли дыхательные пути.
Радиостанция Adcock. Центральная пятая башня обычно использовалась для передачи голоса. В дополнение к повторяющемуся сигналу модуляции A или N каждая передающая станция также будет передавать свой идентификатор кода Морзе (обычно 2 или 3 буквы) каждые тридцать секунд для положительной идентификации. Идентификатор станции будет отправлен дважды: сначала на N пару передатчиков, затем на A, чтобы обеспечить покрытие во всех квадрантах. Кроме того, в некоторых установках местные погодные условия периодически транслировались голосом на частотах диапазона, вытесняя навигационные сигналы, но в конечном итоге это было сделано на центральной пятой башне.
Изначально низкочастотный диапазон радиосвязи сопровождался воздушными маяками, которые использовались в качестве визуального дублирования, особенно для ночных полетов. Дополнительные «маркерные маяки» (маломощные радиопередатчики УКВ) иногда включались в качестве дополнительных ориентиров.
Карта низкочастотного радио Silver Lake (269 кГц ). Самолет в точке 1 будет слышать: «дах-дит, дах-дит,...», в 2: «ди-дах, ди-дах,...», в 3: ровный тон и в 4: ничего. ( конус тишины ). Бортовые радиоприемники - первоначально простые наборы с амплитудной модуляцией (AM) - были настроены на частоту низкочастотных наземных радиопередатчиков, а звук кода Морзе обнаруживался и усиливался в динамиках, обычно в наушниках, которые носили пилоты. Пилоты постоянно слушали звуковой сигнал и пытались вести самолет по линии курса («летящий луч»), где был бы слышен равномерный тон. Если сигнал одной буквы ( A или N) стал отчетливо различимым, самолет поворачивался по мере необходимости, так что модуляция двух букв снова перекрывалась, и звук кода Морзе становился устойчивым тональным сигналом. Область "на курсе", где A и N явно сливаются, имела ширину примерно 3 °, что соответствовало ширине курса ± 2,6 мили при удалении от станции на 100 миль.
Пилоты должны были убедиться, что они настроены на правильную частоту радиостанции, сравнив ее код Морзе с идентификатором, опубликованным на их навигационных картах. Они также проверяли, летят ли они к станции или от нее, определяя, становится ли уровень сигнала (то есть громкость звукового сигнала) сильнее или слабее.
Джолиет, штат Иллинойс, процедура захода на посадку с использованием низкочастотных радиоприборов Конечные сегменты подхода низкочастотных радио инструментальных подходов были обычно пролеты вблизи станции диапазона, что обеспечивало повышенную точность. Когда самолет находился над станцией, звуковой сигнал пропадал, так как не было сигнала модуляции непосредственно над передающими вышками. Эта зона тишины, называемая « конусом тишины », означала для пилотов, что самолет находится прямо над станцией, служа положительной наземной точкой отсчета для процедуры захода на посадку.
В типичной схеме захода на посадку с использованием низкочастотных радиоприборов конечный этап захода на посадку должен начинаться над станцией дальности с разворота на определенный курс. Пилот должен снизиться до указанной минимальной высоты снижения (MDA), и если аэропорт не будет в поле зрения в течение указанного времени (исходя из путевой скорости ), будет инициирована процедура ухода на второй круг. В изображенном Joliet, IL низкочастотная процедура радио подхода, минимальная высота спуска может быть как 300 футов AGL, и требуется минимальная видимость одной мили, в зависимости от типа воздушного судна.
Схема, показывающая схемы удержания низкочастотного радио. Низкочастотный диапазон радиосвязи также позволял органам управления воздушным движением инструктировать пилотов входить в схему ожидания "на луче", то есть на одном из низкочастотных участков, с контрольной точкой ожидания (ключевой поворотной точкой) по низкочастотной радиосвязи. станции, в конусе тишины или над одним из маркеров веера. Трюмы использовались либо во время полета по маршруту, либо как часть процедуры захода на посадку возле аэровокзала аэропорта. Удержание низкочастотного радиомаяка было более точным, чем удержание ненаправленного радиомаяка (NDB), поскольку курсы удержания NDB основаны на точности бортового магнитного компаса, тогда как удержание низкочастотного радиомаяка было таким же точным, как и низкочастотное. радионагреватель с приблизительной шириной курса 3 °.
Наземные установки NDB представляют собой простые однонаправленные антенны. Основная статья: Ненаправленный маяк С самого начала в начале 1930-х годов низкочастотное радио было дополнено низкочастотными ненаправленными радиомаяками (NDB). В то время как низкочастотная радиосвязь требовала сложной наземной установки и только простого AM-приемника на борту самолета, наземные установки NDB были простыми одноантенными передатчиками, требующими более сложного оборудования на борту самолета. Диаграмма радиоизлучения NDB была однородной во всех направлениях в горизонтальной плоскости. Бортовой приемник NDB получил название радиопеленгатора (RDF). Комбинация NDB-RDF позволяла пилотам определять направление на наземную станцию NDB относительно направления, на которое указывал самолет. При использовании в сочетании с бортовым магнитным компасом пилот мог перемещаться на станцию или от нее по любому выбранному курсу, исходящему от станции.
Ранние приемники RDF были дорогостоящими, громоздкими и сложными в эксплуатации, но более простая и менее дорогая наземная установка позволяла легко добавлять путевые точки и подходы на основе NDB в дополнение к низкочастотной радиосистеме. Современные приемники RDF, называемые «автоматическими пеленгаторами» (или «ADF»), имеют небольшие размеры, низкую стоимость и просты в эксплуатации. Система NDB-ADF остается и сегодня в качестве дополнения и резервного копирования к более новым системам навигации VOR и GPS, хотя она постепенно выводится из эксплуатации. Все вопросы, касающиеся работы NDB / ADF, были удалены из материалов пилотных сертификационных испытаний FAA до октября 2017 года.
Хотя низкочастотная радиосистема использовалась в течение десятилетий в качестве основного метода воздушной навигации в условиях плохой видимости и ночных полетов, у нее были некоторые хорошо известные ограничения и недостатки. Пилоты должны были слушать сигналы, часто часами, через гарнитуры раннего поколения того времени. Линии курса, которые были результатом баланса между диаграммами направленности от различных передатчиков, будут колебаться в зависимости от погодных условий, растительности или снежного покрова вблизи станции и даже от угла антенны бортового приемника. При некоторых условиях сигналы из квадранта А «перескакивают» в квадрант N (или наоборот), вызывая ложный «виртуальный курс» вдали от любой реальной линии курса. Кроме того, грозы и другие атмосферные возмущения могут создавать электромагнитные помехи, нарушающие дальность сигналов и вызывающие потрескивание «статики» в наушниках пилотов.
Технология VOR на основе VHF вытеснила низкочастотное радио к 1960-м годам. Низкочастотная радионавигационная система требует, как минимум, только простого AM-радиоприемника на борту самолета для точной навигации по воздушным трассам в инструментальных метеорологических условиях и даже для выполнения захода на посадку по приборам с минимальными минимумами. С другой стороны, у него было только четыре направления курса на станцию, он был чувствителен к атмосферным и другим типам помех и аберраций и требовал от пилотов часами слушать раздражающий монотонный звуковой сигнал или слабый поток кодов Морзе, часто встраиваемых. в фоновом режиме «статика». Его возможная замена, навигационная система VOR VHF диапазона, имела много преимуществ. VOR был практически невосприимчив к помехам, имел 360 доступных направлений курса, имел визуальный дисплей «на курсе» (без необходимости прослушивания) и был намного проще в использовании. Следовательно, когда система VOR стала доступной в начале 1950-х годов, ее внедрение было быстрым, и в течение десятилетия низкочастотное радио было в основном прекращено. Сам VOR сегодня постепенно заменяется гораздо более совершенной системой глобального позиционирования (GPS).
Ниже приведены смоделированные звуки низкочастотного радио Silver Lake. Станция дальности, расположенная примерно в 10 милях к северу от Бейкера, Калифорния, должна была прерывать навигационные сигналы каждые 30 секунд для передачи своего идентификатора кода Морзе («RL»). Идентификатор станции будет слышен один или два раза, возможно, с разными относительными амплитудами, в зависимости от местоположения самолета. Пилоты могли слушать эти звуки и ориентироваться по ним часами во время полета. Реальные звуки содержали «статику», помехи и другие искажения, не воспроизводимые симуляцией. Регулировка громкости повлияет на эффективную ширину курса. Например, в смоделированном звуке для «сумерек» A ниже, где самолет находится почти на луче, но немного внутри квадранта A, низкая громкость почти заглушает слабый звук A, тогда как громкий делает его более отчетливым.
(См. Wikipedia: Media help, если у вас возникнут проблемы с воспроизведением этих звуковых файлов.)
|journal=( помощь )|journal=( помощь )
