ⓘ TL;DR
- Suprasti, kaip veikia DME, reikia pradėti nuo impulsų laiko ciklo. Orlaivis siunčia radijo impulsų poras, antžeminė stotis atsako po fiksuoto 50 mikrosekundžių vėlavimo, o borto kompiuteris konvertuoja kelionės pirmyn ir atgal laiką į jūrmyles.
- Rodmuo rodo nuolydžio diapazoną, o ne atstumą iki žemės. Kuo aukščiau esate ir kuo arčiau stoties, tuo didesnis skirtumas tarp to, ką rodo ekranas, ir jūsų tikrosios padėties.
- Pasirinkus VOR arba ILS dažnį, automatiškai nustatomas suporuotas DME kanalas. Atskiro derinimo nereikia, nes susiejimas yra integruotas į dažnių priskyrimo sistemą.
- DME veikimui reikalingas tiesioginis matomumas. Reljefas, pastatai ir daugiakanaliai atspindžiai gali blokuoti arba iškraipyti signalą, ypač mažame aukštyje šalia sudėtingo reljefo.
- Žinoti, kaip DME veikia šiuolaikinėse kabinose, svarbu, nes GPS jo nepakeitė. FMS sistemos sujungia abu šaltinius, o tam tikriems artėjimams vis dar reikalingas DME žemesniems taškams ir praleisto artėjimo procedūroms.
Turinys
Klausimas, kuris iškyla kiekvieno instrumentų mokinio pirmojoje DME pamokoje, yra apgaulingai paprastas: kaip langelis skydelyje tiksliai žino, kiek esate iki stoties ant žemės? Atsakymas nėra magija ar palydovų signalai. Tai tikslus radijo laiko nustatymo žaidimas, kuris patikimai veikia nuo XX a. 1940-ojo dešimtmečio.
Daugumoje paaiškinimų praleidžiama ta dalis, kuri pilotui kabinoje yra svarbiausia. Jie aprašo teoriją, nesiedami jos su tuo, ką iš tikrųjų rodo DME ekranas, arba, dar blogiau, nutyli nuolydžio problemą, kuri gali suklaidinti artėjant. Suprasti, kaip veikia DME, reiškia suprasti ir elegantišką impulsų laiką, ir geometrinius spąstus, kurie pagauna pilotus, kurie rodmenis traktuoja kaip atstumą iki žemės.
Šiame straipsnyje aprašomas radijo užklausų ciklas, nuolydžio diapazono geometrija, į kurią turi atsižvelgti kiekvienas pilotas, ir kaip DME veikia kartu su VOR ir ILS dažniais, kad pateiktų patikimą buvimo vietos informaciją. Galiausiai tiksliai žinosite, ką reiškia DME rodmuo ir kada jį reikia suabejoti.
Radijo impulsas, matuojantis atstumą
Dauguma pilotų mano, kad DME veikia matuojant, kiek laiko vienas radijo impulsas nukeliauja į antžeminę stotį ir atgal. Tikrasis mechanizmas yra tikslesnis ir įdomesnis, nei rodo paprastas paveikslėlis.
Orlaivio DME užklausiklis perduoda impulsų porų srautą tam tikru dažniu. 960–1215 MHz dažnių juostaAntžeminė stotis gauna šiuos impulsus ir po fiksuoto 50 mikrosekundžių vėlavimo siunčia savo impulsų porą kitu dažniu. Šis sąmoningas vėlavimas yra esminis dalykas. Be jo borto kompiuteris negalėtų atskirti antžeminės stoties atsakymo nuo atsitiktinio radijo triukšmo ar atspindžių.
Imtuvas matuoja bendrą kelionės į abi puses laiką nuo perdavimo iki priėmimo. Jis atima žinomą 50 mikrosekundžių antžeminės stoties vėlavimą, o tada likusį laiką padalija iš dviejų. Rezultatas yra kelionės į vieną pusę laikas, kuris tiesiogiai konvertuojamas į atstumą šviesos greičiu.
Šis procesas kartojasi šimtus kartų per sekundę. DME kompiuteris apskaičiuoja šių matavimų vidurkį, kad gautų stabilų, nuolat atnaujinamą atstumo rodmenį. Sistema yra pakankamai greita, kad pilotas matytų ištisinį skaičių, o ne atskirų skaičiavimų seriją.
Šio dizaino elegancija slypi tame, kad orlaivis atlieka skaičiavimus. Antžeminė stotis tiesiog klausosi ir atsako. Ši asimetrija reiškia, kad antžeminė įranga gali aptarnauti neribotą skaičių orlaivių vienu metu, kiekvienam savarankiškai apskaičiuojant savo atstumą.
Kodėl nuolydžio nuotolis yra svarbesnis nei atstumas nuo žemės
Jūsų DME rodomas atstumas yra melas arba bent jau ne tas, kurį dauguma pilotų mano esant teisingu. Šis skaičius rodo įstrižainę tarp jūsų orlaivio ir antžeminės stoties, o ne horizontalų atstumą Žemės paviršiuje.
Šis skirtumas yra svarbiausias tada, kai jis yra mažiausiai svarbus. Dideliame aukštyje, kai stotis yra toli, skirtumas tarp nuolydžio nuotolio ir atstumo nuo žemės yra nereikšmingas. Tačiau arti, ypač artėjant, paklaida tampa reikšminga operacijos metu.
Įsivaizduokite DME rodmenį, lygų penkioms mylioms, kai esate dešimties tūkstančių pėdų aukštyje virš žemės lygio. Geometrija yra statusis trikampis: aukštis yra viena pusė, atstumas iki žemės – kita, o DME rodmuo yra įžambinė. Šis penkių mylių nuolydžio diapazonas reiškia, kad tikrasis atstumas iki žemės yra arčiau keturių su puse mylios. Kuo aukščiau esate, tuo ryškesnė paklaida.
Štai kodėl artėjimo lentelėse nurodyti DME atstumo reikalavimai su aukščio apribojimais. Procedūra, kuriai reikalingas DME tam tikrame kontroliniame taške, daro prielaidą, kad esate tam tikrame aukštyje. Jei esate aukščiau nei procedūros projektinis aukštis, DME atstumą pasieksite anksčiau nei pasieksite atitinkamą žemės poziciją. Ar tai praleidžia artėjimo taškai ir artėjimo žemyn kontroliniai taškai, priklauso nuo šio ryšio supratimo.
Geriausios CFI užrašinė apie DME Aiškiai paaiškina geometriją, bet tikroji pamoka slypi skrydžio metu. Pasitikėkite DME rodmenimis dėl laiko ir sekos nustatymo, bet visada patikrinkite juos su savo aukščiu ir procedūros planu. Nuolydžio diapazono paklaida yra nuspėjama ir valdoma, o ignoruoti ją – ne.
Kaip DME veikia kartu su VOR ir ILS dažniais
DME ir kitų navigacijos priemonių susiejimas nėra patogumo funkcija, tai sąmoninga dažnių valdymo strategija, neleidžianti radijo spektrui tapti netinkamu naudoti. Kai pilotas pasirenka VOR arba ILS dažnį, DME imtuvas automatiškai prisijungia prie atitinkamo kanalo be jokių papildomų veiksmų. Taip atsitinka todėl, kad FAA priskiria konkrečius DME kanalus konkretiems VOR ir ILS dažniams, sukurdama „vienas su vienu“ ryšį, kuris panaikina poreikį atskirai derinti.
DME įranga beveik visada yra vienoje vietoje su VOR arba ILS antžeminėmis stotimis. VOR arba ILS perduoda savo navigacijos signalą VHF dažniu, o DME veikia UHF dažniu. Poravimas veikia todėl, kad abu signalai sklinda iš tos pačios fizinės vietos, todėl DME išmatuotas atstumas tiesiogiai atitinka suporuoto navigacijos įrenginio pelengavimo arba slydimo trajektorijos informaciją.
Sistema naudoja X ir Y kanalų išdėstymus, kad būtų išvengta trukdžių tarp suporuotų stočių, veikiančių tuo pačiu dažniu. X kanalai naudoja specifinį impulsų atstumą, o Y kanalai – skirtingą atstumą. Tai leidžia kelioms DME stotims dalytis tuo pačiu dažniu, nesupainiojant orlaivio imtuvo. Orlaivio užklausos įrenginys žino, kurį kanalą pasirinko, ir klausosi tik atsakymo impulsų su teisingu atstumu.
Dėl šio susiejimo ILS dažnio derinimas automatiškai suteikia informaciją apie atstumą artėjimo metu. DME kanalas yra įtrauktas į ILS dažnio priskyrimą. Pilotams nereikia apie tai galvoti, sistema tyliai tvarko susiejimą. Tačiau suprasti mechanizmą svarbu šalinant trūkstamą DME rodmenį arba skrendant į oro erdvę, kurioje DME yra išjungiamas.
Norėdami išsamiau pažvelgti, kaip DME kanalų priskyrimai veikia Techninėje dokumentacijoje, kurioje aprašomi tikslūs dažnių poravimai, užtikrinantys skirtingų tipų navigacijos prietaisų veikimą.
Kas nutinka, kai nustatote ILS dažnį
Vos įvedus ILS dažnį, DME užklausiklis jūsų skydelyje įsijungia be jokio papildomo įvedimo. Šis automatinis susiejimas leidžia valdyti skraidymą pagal prietaisus – vieno dažnio pasirinkimas suaktyvina ir krypties radijo navigaciją, ir atstumo rodmenis, kurie apibrėžia kiekvieną artėjimo žingsnį.
Nustatykite ILS dažnį į navigacijos radiją
DME kanalas yra tiesiogiai sujungtas su tuo VHF dažniu per anksčiau aprašytą susiejimo sistemą. Atskiro DME dažnio įvedimo nereikia. Imtuvas iš karto pradeda ieškoti atitinkamos antžeminės stoties suporuotame UHF kanale.
DME imtuvas užsifiksuoja suporuotame kanale.
Tai įvyksta per kelias sekundes. Orlaivio užklausiklis pradeda siųsti impulsų poras priskirtu kanalu, klausydamasis antžeminės stoties atsakymo. Jei stotis yra diapazone ir tiesioginis matomumas yra laisvas, ryšys užfiksuojamas automatiškai.
Antžeminė stotis reaguoja impulsų poromis
Po fiksuoto 50 mikrosekundžių uždelsimo antžeminis atsakiklis siunčia impulsų poras dažniu, kuris yra lygiai 63 MHz nuokrypis nuo užklausos dažnio. Orlaivio imtuvas atpažįsta juos kaip galiojančius atsakymus, suderindamas impulsų tarpus ir laiką.
Orlaivis apskaičiuoja atstumą ir jį rodo
Borto kompiuteris iš bendro skrydžio pirmyn ir atgal laiko atima žinomą užlaikymą ant žemės, padalija iš dviejų ir rezultatą konvertuoja į jūrmyles. Šis skaičius rodomas DME indikatoriuje arba yra uždedamas ant HSI. Praleisto artėjimo tašką nustatote pažiūrėję, kur paryškinta linija profilio arba plano vaizde virsta punktyrine linija. priartėjimo plokštė.
Visa ši seka, nuo dažnio įvedimo iki stabilaus atstumo rodmens, užtrunka trumpiau nei šios pastraipos perskaitymas. Esmė – automatizavimas. Tai leidžia jums sutelkti dėmesį į patį metodą, o ne valdyti atskirus navigacijos šaltinius.
Apribojimai, kuriuos turėtų žinoti kiekvienas pilotas
DME yra patikimas įrankis, tačiau jis turi griežtų fizinių ir operacinių apribojimų, kuriuos kiekvienas pilotas turi internalizuoti prieš pasitikėdamas rodmenimis kritiniuose skrydžio etapuose. Pavojingiausia klaida – atstumo rodmenų traktavimas kaip absoliučios tiesos, nesuprantant, kas gali juos iškreipti.
- Reikalavimas, kad tiesioginis matomumas blokuotų priėmimą mažame aukštyje už reljefo.
- Pasvirimo diapazono paklaida didėja didėjant aukščiui, pervertinant atstumą nuo žemės
- Dažnių perkrova judrioje oro erdvėje gali sukelti impulsų trukdžius
- Antžeminių stočių uždarymas sumažina kai kurių regionų aprėptį
- Daugiakanaliai atspindžiai nuo pastatų ar kalnų sukuria klaidingus rodmenis
- Nėra DME signalo, todėl nėra jokios atstumo informacijos.
Šis sąrašas atskleidžia, kad DME silpnosios pusės susitelkia ties tomis sąlygomis, kai pilotams to labiausiai reikia: manevruojant mažame aukštyje, artėjant prie reljefo ir esant dideliam eismo srautui terminalo aplinkoje. Technologiją iš esmės riboja fizikiniai dėsniai, o ne konstrukcijos trūkumai.
Kiekvieno artėjimo metu patikrinkite DME atstumą, palyginti su kitais prieinamais šaltiniais. Skrendant į nepažįstamą reljefą arba judrią oro erdvę, instruktuokite specifiniai DME apribojimai kurie taikomi tam oro uostui, prieš jums prireikiant informacijos. Rodmenį traktuokite kaip vieną duomenų tašką, o ne galutinį žodį.
Kaip DME tikslumas išlieka realiomis sąlygomis
Dauguma pilotų mano, kad DME tikslumas yra fiksuotas skaičius, nurodytas specifikacijų lape. Realybė tokia, kad tikslumas priklauso nuo sąlygų, o sistemos veikimas realiomis sąlygomis priklauso nuo veiksnių, kurių vadove iki galo neaprašoma.
Impulsų laiko tikslumas yra pagrindas. Kad signalo apskaičiavimas veiktų, antžeminės stoties vidinis laikrodis turi išlaikyti mikrosekundžių lygio tikslumą. Atmosferos sąlygos, tokios kaip gausūs krituliai ar temperatūros inversija, gali išsklaidyti impulsų signalą, sukeldamos nedideles laiko paklaidas, kurios didėja ilgesniuose atstumuose.
Daugiakanalis trikdis yra paslėptas kintamasis. Reljefo ypatumai, kalnai, pastatai ir net dideli orlaiviai ant žemės gali atspindėti DME signalą, todėl imtuvas užfiksuoja uždelstą aidą, o ne tiesioginį impulsą. Dėl to gaunamas klaidingas atstumo rodmuo, kuris gali skirtis keliomis dešimtosiomis mylios dalimis, ypač vykdant skrydžius mažame aukštyje netoli oro uostų su sudėtingu reljefu.
Pati antžeminė stotis turi būdingus tikslumo apribojimus. Kiekviena stotis kalibruojama įrengimo metu, tačiau komponentų poslinkis laikui bėgant ir sezoniniai temperatūros ciklai keičia bazinę liniją. Šiuolaikiniai kietojo kūno DME įrenginiai išlaiko griežtesnius tolerancijos nuokrypius nei senesnės vamzdinės sistemos, tačiau pagrindinė fizika... radijo atstumo matavimas reiškia, kad joks skaitymas nėra absoliutus.
Idealiomis sąlygomis GPS tikslumas dažnai yra geresnis, tačiau DME sistema laikosi savo srities. DME signalą sunkiau trikdyti, jis nepriklauso nuo palydovų geometrijos ir patikimai veikia miesto kalvose, kur GPS signalai atsispindi nuo pastatų. Šios dvi sistemos viena kitą papildo, viena nėra iš esmės pranašesnė.
DME šiuolaikiniuose kabinose: vis dar aktualus ar pasenęs?
Pats klausimas atskleidžia klaidingą supratimą, kaip veikia tikrasis skraidymas pagal prietaisus. GPS nepadarė DME pasenusiu, ji tapo vertingesne kaip kryžminio patikrinimo ir atsarginė priemonė.
Šiuolaikinės FMS sistemos integruoja DME rodmenis kartu su GPS ir inercinės navigacijos duomenimis. Sistema nepasirenka vieno šaltinio, o jį sujungia, kiekvienam suteikdama svorio pagal signalo kokybę ir geometriją. Kai GPS dingsta dėl atokios vietovės arba palydovo ryšio sutrikimo, DME palaiko padėties nustatymo sprendimą, pilotui net piršto nepajudinant.
Kai kuriems artėjimui vis dar reikalinga DME laipsniško žemėjimo kontroliniams ir praleisto artėjimo procedūroms. ILS artėjimui su DME lankais reikalinga įranga, kurios vien GPS negali atkartoti be sertifikuoto imtuvo. FAA neišjungė DME tokiu pat tempu kaip kitų antžeminių navigacijos priemonių būtent todėl, kad ji užpildo šią spragą.
„Florida Flyers Flight Academy“ moko studentus tradicinio DME valdymo ir GPS pagrindu veikiančios navigacijos. Tikslas nėra pasirinkti mėgstamą sistemą. Jos tikslas – parengti pilotus, kurie galėtų įeiti į bet kurią kabiną, nesvarbu, ar tai būtų treniruoklis su garo matuokliu ir atskira DME dėže, ar stiklinis skydelis su integruota FMS, ir tiksliai žinotų, ką reiškia atstumo rodmuo ir kada juo pasitikėti.
DME nėra sena sistema, laukianti išėjimo į pensiją. Tai papildomas navigacijos sistemos sluoksnis, kurį kiekvienas profesionalus pilotas turėtų suprasti trasos lygmeniu, o ne tik mygtukų spaudymo lygmeniu. DME pagrindų supratimas skiria pilotus, kurie seka rausvomis linijomis, nuo pilotų, kurie naviguoja.
Įvaldykite DME ir skriskite užtikrintai
Supratimas, kaip veikia DME, paverčia kabinos rodmenis iš skaičiaus, kuriuo aklai pasitikite, į duomenų tašką, kurį galite patikrinti, užginčyti ir tiksliai naudoti. Skirtumas tarp piloto, kuris žino užklausos ciklą, ir to, kuris tik skaito ekraną, yra skirtumas tarp to, kuris naviguoja, ir to, kuris seka.
Kiekvienas artėjimas tūpti pagal prietaisus, kuris remiasi DME atstumo patikrinimais, tampa šio supratimo išbandymu. Neteisingai įvertinus pasvirimo nuotolio paklaidą aukštyje, pasislenka praleisto artėjimo taškas. Neteisingai perskaičius dažnių poravimą, atstumo ekranas lieka tamsus. Tai ne akademinės problemos. Tai tokios klaidos, kurios skiria patikimą pilotą pagal prietaisus nuo to, kuriam sunku įveikti IFR mokymus.
„Florida Flyers Flight Academy“ į kiekvieną instrumentinį ir komercinį skrydį įtraukia DME įgūdžius, nes to vis dar reikia tikrose kabinose. Praktikuokite procedūras tol, kol užklausos ciklas taps antrąja prigimtimi. Pilotai, įvaldę pagrindus, skraido užtikrintai, kai sugenda GPS ir vienintelis skaičius ekrane gaunamas iš impulso, skrendančio šviesos greičiu.
Dažnai užduodami klausimai apie DME veikimą
Kaip veikia DME?
DME veikia matuodamas radijo impulsų, siunčiamų tarp orlaivio ir antžeminės stoties, kelionės laiką, o tada atimdamas fiksuotą 50 mikrosekundžių vėlavimą, integruotą į antžeminės stoties atsakymą. Borto kompiuteris konvertuoja šį laiką į jūrmyles ir rodo nuolydžio atstumą tiesiai kabinos prietaise.
Kokie yra DME apribojimai?
DME reikalinga tiesioginė matomumo linija su antžemine stotimi, o tai reiškia, kad reljefas ar pastatai gali užblokuoti signalą mažame aukštyje ir rodmuo gali išnykti. Pasvirimo atstumo paklaida taip pat reiškia, kad rodomas atstumas visada yra didesnis nei tikrasis atstumas nuo žemės – neatitikimas, kuris didėja didėjant aukščiui ir tampa reikšmingas operatyviai artėjant prie skrydžio.
Kaip DME susiejamas su VOR dažniais?
DME kanalai yra sąmoningai suporuoti su VOR ir ILS dažniais, kad pasirinkus navigacijos dažnį, automatiškai būtų suderintas susijęs DME be jokių papildomų piloto veiksmų. Šis susiejimas naudoja X ir Y kanalų atstumus, kad būtų išvengta trukdžių tarp netoliese esančių stočių, o DME antžeminė stotis paprastai yra toje pačioje vietoje kaip ir VOR arba ILS siųstuvas.
