Lotnictwo i teleinformatyka w lotnictwie

  • Zwiększ rozmiar czcionki
  • Domyślny  rozmiar czcionki
  • Zmniejsz rozmiar czcionki
RGAL Lotnictwo

VOR/DVOR/DME

Email Drukuj PDF

 

VOR (ang. VHF Omnidirectional range) - radionawigacyjny system kątowy do nawigacji średnio i krótkodystansowej, służy do określania azymutu. Do ustalenia drogi potrzebne jest porównanie faz sygnału, które są nadawane 30 razy na sekundę wokół anteny. W sygnale wysyła się co 10 sekund kod Morse'a, dzięki czemu urządzenie emituje kod Morse'a poprzez głośnik w kokpicie. Po odsłuchaniu nadania możemy być pewni że ustawiliśmy właściwą częstotliwość i kierujemy się do właściwego urządzenia jeżeli w pobliżu jest ich kilka. Działanie systemu przedstawia poniższy gif, sygnał o jednakowej częstotliwości fali przesuniętej w czasie jest jednocześnie wysyłany w różnych kierunkach. Zasięg radiolatarni w zależności od mocy sygnału sięga 25 - 200 NM. Znak identyfikacyjny radiolatarni składa się z dwóch, trzech liter kodowanych w alfabecie Morse'a. Następna część wiadomości to namiar SP od radiolatarni względem północy magnetycznej, informacja osiągnięcia żądanego namiaru do lub od radiolatarni VOR, sygnał minięcia radiolatarni przez samolot. VOR wykorzystuje zakres częstotliwości 108 - 117.95 MHz z odstępami 50 kHz razem z "lokalaizerem" i ILS'em, dokładne częstotliwości podane są w spisie kanałów w linku na samym dole.

Znak VOR na mapach lotniczych. Źródło : [2].

 

VOR tradycyjny

Działanie Tradycyjnego VOR. Źródło : [2].

Sygnał fali VOR

Odczyt sygnał fali VOR ze względu na położenie samolotu. Źródło : http://www.docstoc.com/docs/54649306/ch-_-6-VOR-Presentation

 

Na obrazku poniżej przedstawione są typy wskazywanych sygnałów radial względem położenia samolotu do urządzenia VOR. W okienkach widnieją trzy różne wskaźniki HSI (ang. Horizontal Situation Indicator) które są montowane w różnego typu samolotach.

Informacje jakie może wyświetlać HSI to informacja "od-do" (ang. from-to) czyli informacja czy lecimy od urządzenia czy do urządzenia oraz kierunek namiaru na VOR. Ze względu na urządzenie mogą być dwa wskaźniki TDI (ang. Track Deviation Indicatior) lub CDI (ang. Cross Deviation indicator). Na poniższych wskaźnikach ustawiając kierunek radiala 30stopni urządzenie HSI będzie wskazywać informację "do", jeżeli statek byłby ustawiony w drugą stronę przy ustawieniach 30 stopni urządzenie wskazywało by "od".

Skąd wiemy kiedy przelecimy nad VOR'em, tą sytuację idealnie pokazuje filmik http://www.youtube.com/watch?v=Exqz65WeF2w. Czyli gdy zbliżamy się do VOR wskazówka zaczyna się wychylać w jedną stronę, gdy przelecimy nad urządzeniem wskazówka wraca do pionu i po przeleceniu nad urządzeniem wskazówka będzie się wychylać w drugą stronę.

http://www.kispo.net/fsportugal/images/vor-6.gif

Odczyt i położenie wskazówki położenia wiązki sygnału VOR. Źródło : http://www.kispo.net/fsportugal/p8-2e.htm

 

DVOR - doppler VOR jest ulepszoną wersją konwencjonalnego VOR który ma rozwiązany problem odbić sygnału od przeszkód terenowych. Złożony jest z 48 anten mniejszych na zewnątrz oddalonych od anteny środkowej o ok. 6.5m jak widać na obrazku poniżej.

 

DVOR Katowice

DVOR w Katowicach.

 

Żeby samoloty mogły korzystać z systemu DVOR muszą być co najmniej na wysokości 1000ft. Wiązka jest obracana w kierunku odwrotnym do ruchu wskazówek z prędkością 30 obrotów na sekundę. W urządzeniu DVOR wykorzystuje się efekt dopplera czyli przesunięcie częśtotliwości w jednym kierunku i emitowanie sygnału z różnymi częstotliwościami w kierunkach jak wskazuje poniższy gif.

 

VOR dopplerowski

Działanie VOR dopplerowskiego. Źródło : [2].

Poniższy rysunek przedstawia minimalne wymagania co do położenia urządzenia DVOR i położenia pobliskich ukształtowań terenu, flory i innych przeszkód. Żeby fala z tego urządzenia mogła bez problemu propagować, powinno się przestrzegać minima jakie wskazuje poniższy opis. Poniższy rzut przedstawia przekrój osiowy obszaru wokół urządzenia.

Bezpieczna strefa dla urządzenia DVOR. Źródło : [1].

 

Obszar A - nie dopuszcza się istnienia żadnych budynków, konstrukcji, drzew, ogrodzeń ani innych przeszkód fizycznych
Obszar B - dopuszcza się rozproszone, pojedyńcze drzewa o wysokości do 7m pod warunkiem nie przekraczania linii profilu wyznaczanego kątem x(om) = 1.5(om). wszystkie kable tylko pod ziemią. Dopuszczalny spadek terenu do 2.3%
Obszar C - jak w obszarze B plus dopuszcza się istnienie dróg lokalnych, parkingów, konstrukcji z elementami metalowymi, pojedyńczych drzew i grup drzew, linii zasilających niskiego napięcia do 10kV i telekomunikacyjnych pod warunkiem nie przekraczania linii profilu wyznaczonego kątem x(om), gdzie x(om) jest określany jako:
- 1,5(om) - dopuszcza się istnienie zarośli i ogrodzeń drucianych o wysokości do 1,2m
- 1,0(om) - dopuszcza się istnienie konstrukcji z elementami metalowymi, linii zasilających niskiego napięcia do 10kV prowadzonych dośrodkowo
- 1,5(om) - dopuszcza się istnienie linii telekomunikacyjnych
- 2,0(om) - dopuszcza się istnienie grup drzew
- 2,5(om) (87m w odległości 1000m) - dopuszcza się istnienie pojedyńczych drzew o wysokości do 12m
dopuszczalny spadek terenu do 4%
Obszar D - jak w obszarze C plus dopuszcza się istnienie pasów startowych i dróg kołowania, konstrukcji metalowch (np. hangarów), zwartego lasu, linii zasilających niskiego napięcia do 10kV pod warunkiem nie przekraczania linii profilu wyznaczanego kątem x(om, gdzie x(om) jest określany jako :
- 1,0(om) - dopuszcza się istnienie konstrukcji metalowych
- 1,5(om) - dopuszcza się istnienie linii zasilających niskiego napięcia do 10kV prowadzonych rokadowo i gęstego, zwartego lasu
- 2,0(om) - dopuszcza się istnienie grup drzew
dopuszczalny spadek terenu do 8%
Obszar E - bez ograniczeń za wyjątkiem zelektryfikowanych linii kolejowych
Obszar F - bez ograniczeń

Wszystkie wysokości określono od poziomu przeciwwagi systemu antenowego, niezależnie od wysokości jego zawieszenia nad poziomem terenu

 

Technical Performance Record VOR - http://www.lotnictwo.rgal.pl/images/systemy/Technical%20Performance%20Record%20VOR.JPG

 

DVOR Lublin

DVOR Lublin. Źródło : facebook.com/lotniskolublin

 

DME (ang. Distance Measuring Equipment) - urządzenie do podawania informacji o odległości od urządzenia DME. Zasięg urządzenia może wynosić ok. 300NM co daje 480km +/- 0.16km. DME działa w zakresach 978 - 1215 MHz z odstępem 1 MHz, wykorzystuje do zapytania i odpowiedzi wie różne częstotliwości i są one przesunięte względem siebie o 63 MHz. Oraz na tej samej częstotliwości są umieszczane dwa sygnały, pierwszy kanał oznaczony literą "X" i poszczególne impulsy mają odstęp 12 mikrosekund i odbiór drugiego kanału oznaczony literą "Y" który ma odstępy impulsów na długości 30 mikrosekund. Działa na zasadzie zapytania i odpowiedzi pomiędzy DME a "interrogatorem" w samolocie. Samolot wysyła zapytanie i urządzenie naziemne odbiera sygnał i identyfikuje czy jest to zapytanie od samolotu czy przypadkowy sygnał, na zapytanie i odpowiedź sygnał potrzebuje na to ok. 12.36 mikrosekund na przebycie drogi 1NM pomiędzy samolotem a urządzeniem. Od odebrania sygnału do wysłania odpowiedzi przez urządzenie upływa 50 mikrosekund dla kanału X i 56 mikrosekund dla kanału Y. Ze względu iż odległość jest podawana w lini prostej z urządzenia do samolotu (ang. Slant Range), DME współpracując z FMS oblicza na podstawie boków trójkąta odległość ziemną (ang. Ground distance). Ze względu na takie obliczenia moją się pojawić błędy, które mogą wynosić 3% mierzonej odległości. Urządzenie DME jest wstanie obsłużyć 100 statków powietrznych jednocześnie. System DME jest także uzupełnieniem systemu ILS instalując antenę na ścieżce schodzenia.

 

Zasada działania DME

Zasada działania DME. Źródło : http://leagueofextraordinarytechnicians.wikispaces.com

Poniżej przedstawione są znaki jakie wykorzystuje się na mapach lotniczych w związku z systemem DME.

-

DME

Znaki DME na mapach lotniczych. Źródło : http://www.theairlinepilots.com

 

Poniższy rzut przedstawia także przekrój osiowy obszarów wokół urządzenia DME. Poniższe wartości liczone są od podstawy nadajnika bez względu na jakiej wysokości zostanie zamontowany nad poziomem gruntu lub na jakiej wysokości platforma zostanie zamontowana.

Bezpieczna strefa dla urządzenia DME. Źródło : [1].

 

Obszar A - nie opuszcza się istnienia żadnych budynków, konstrukcji, drzew, ogrodzeń ani innych przeszkód fizycznych
Obszar B - dopuszcza się istnienie budynków, drzew, linii zasilających i telekomunikacyjnych oraz ogrodzeń pod warunkiem nie przekraczania linii zaznaczonego profilu za wyjątkiem :
- linie energetyczne 2 - 22kV nie bliżej niż 400m
- linie energetyczne powyżej 22kV nie bliżej niż 1000m
Obszar C - bez ograniczeń

 

Pilot odbierając odbiorniku widzi odległość od radionadajnika, jak to jest widoczne na poniższym zdjęciu. Pierwsza wartość to odległość samolotu od urządzenia DME, druga to prędkość samolotu i ostatnia 54.9 to ilość minut pozostałych na przebycie samolotu 103,4NM do nadajnika.

 

Odbiornik DME w kokpicie. Źródło : http://www.kispo.net/fsportugal/p8-2e.htm

 

VOR/DME - jest to połączenie urządzenia VOR i DME czyli powstaje system odległościowo-kątowy bliskiego i średniego zasięgu. Czasami zamiast DME wykorzystuje się system TACAN, wtedy nazywa się system VORTAC albo VOR/DMET. Sygnał VOR nadawany jest tonem 1020 Hz z słyszalnym kodem Morse'a a DME tonem 1350 Hz. Ma zasięg ok. 160NM

 

Znak VOR/DME na mapach lotniczych. Źródlo : [2].

 

Kanały VOR/ILS i DME http://lotnictwo.rgal.pl/telekomunikacja/systemy-nawigacji/100-kanaly-vor

Dodatkowe źródła umieściłem na forum http://www.forum.rgal.pl/viewtopic.php?f=23&t=30

 

[1]. Zdjęcia stref pobrane z  http://ebookbrowse.com/px-wymagania-funkcjonalno-techniczne-dla-obiektu-radionawigacyjnego-dvor-dme-modlin-zal-1-ajz-224-62-2010-pdf-d328743222

[2]. www.wikipedia.org

Poprawiony: środa, 15 maja 2013 10:00
 

ACAS & TCAS

Email Drukuj PDF

Pierwsze prace nad  systemem antykolizyjnym w powietrzu były zapoczątkowane w roku 1956 przed Dr John Morrel po kolizji DC-7 a Lockheed Super Constellation nad Dużym Kanionem w USA. Kolizja w 1978 roku samolotu Boeing 727 i Cessna 172 nad San Diego doprowadziła organizację FFA do badań nad pierwszym systemem ACAS. Osiem lat później nastąpiła kolejna kolizja powietrzna nad Cerritos w Kalifornii pomiędzy DC-9 a Piper Archer. Po tym wypadku w USA zaczęto stopniowo wprowadzać system ACAS, natomiast po wypadku w 1996 roku pomiędzy Boeingiem 747 a Ilyushin 76 w New Delhi zaczęto wprowadzać ten system w innych częściach świata.

 

ACAS (ang. Airborne Collision Avoidance System) - system unikania kolizji w powietrzu na krótkich dystansach który działa niezależnie od sprzętu naziemnego i kontroli ruchu lotniczego ostrzegając pilotów o możliwych zagrożeniach.  Jeżeli ryzyko kolizji jest bliskie, system sygnalizuje manewr który zmniejszy ryzyko kolizji. System ASAS (ang. Airborne separation assurance system) w porównaniu do ACAS, zajmuje się prewencją na dłuższe dystanse jak 9.25km separacji poziomej i 305m separacji pionowej. Obecnie jest implementacją systemu TCAS II.

 

TCAS (ang. Traffic alert and Collision Avoidance System) - system zapobiegający zderzeniom statków powietrznych, który został tworzony w latach pięćdziesiątych i wykorzystywał wtedy radary wtórne statków powietrznych (SSR). Wysyłając i odbierając sygnał od statków powietrznych jest wstanie ustalić położenie i kierunek źródła sygnału z anten samolotów. Jeżeli transpondery innych statków powietrznych nie będą działały sprawnie wtedy TCAS nie będzie wstanie wykryć zagrożenia, jednakże w obszarze kontrolowanym takie samoloty nie powinny swobodnie latać i pod okiem kontrolerów ruchu lotniczego. System instalowany na statkach powietrznych powyżej 5700kg maksymalnej masy startowej lub powyżej 19 osób na pokładzie.

 

TCAS I - najprostszy system ostrzegania który obecnie jest używany w starszych samolotach oraz wymagany w samolotach z 10 - 30 miejscami siedzącymi . W tym standardzie używa się zapytań na zasadzie zapytań wtórnych modu C (lotnictwo.rgal.pl/telekomunikacja/podstawy/48-radar-i-fala-elektromagnetyczna) i na podstawie odpowiedzi komputer pokładowy jest wstanie określić czy pobliski samolot się zbliża i z której strony. Komunikat ten zwie się TA (ang. Traffic Advisory), po wykryciu tego zdarzenia w kokpicie zostaje nadany głosowy dźwięk ostrzegawczy "Traffic, Traffic" oraz zainicjowana sygnalizacja świetlna. Pilot po otrzymaniu musi zmienić położenie i kurs oraz powiadomić kontrole ruchu lotniczego w celu uniknięcia kolizji powietrznej.

 

ACAS & TCAS II - system bazuje na sygnale z modem A/C i S, dlatego jest w stanie określić dokładniej ruch  w płaszczyźnie pionowej. Komunikat towarzyszący z tym zagrożeniem to RA (ang. Resolution Advisory). Standardy międzynardowe wymagają by TCAS II był instalowany w statkach powietrznych z ilością siedzeń powyżej 30 oraz wagą samolotu powyżej 15 000kg.

Obszar TCAS

Obszar ochrony ACAS/TCAS. Źródło : www.skybrary.aero

 

Przykładowe czasy ostrzegania ze względu na poziomy lotów i odległości pomiędzy samolotem a punktem zderzenia (ang. TAU) :

Progi ostrzegania RA/TA

Źródło www.inral.com

 

Na pokładzie statku powietrznego na wyświetlaczu IVSI (ang. Instantaneous Vertical Speed Indicator ) mogą zostać zobrazowane możliwe RA oraz inne statki powietrzne.

Wyświetlacz TCASac

Wyświetlacz IVSI . Źródło www.heading.pansa.pl

 

Zasięg radaru TCAS można ustawić manualnie ze względu na odległość pionową i poziomą w górę i w dół. Na wyświetlaczu inne samoloty wyświetlają się w postaci kwadratów, kółek i rombów w różnych kolorach. Przy każdym samolocie mogą znajdować się strzałki wskazujące lot poziomy, czyli samolot albo się wznosi lub obniża lot, jeżeli takowej strzałki nie ma lot leci na stałym poziomie lotu. Liczby jakie pojawiają się koło samolotu to dystans względem naszego samolotu oznaczający czy samolot jest powyżej "+" lub poniżej nas "-".  Dystans mierzy się w setkach stóp, czyli "+18" oznacza 1800 stóp powyżej naszego samolotu, "-02" oznacza 200 stóp poniżej naszego samolotu.

Symbole samolotów :

- niebieski lub biały obrys rombu - kurs niekolizyjny

- niebieski lub biały romb (wypełniony) - kurs bliski niekolizyjny

- żółte kółko (wypełnione) - TA (ang. Traffic advisory - alert ostrzegając pilota o obecności innego samoloty który może stać się zagrożeniem) . Generowany ok. 40 sekund przed zderzeniem wraz z sygnalizacją dźwiękową "Traffic Traffic".

- czerwony kwadrat (wypełniony) - RA (ang. Resolution Advisory - alert informuje pilota o tym jak modyfikować lub regulować ich prędkość pionową aby uniknąć kolizji w powietrzu). Generowany ok. 25 sekund przed zdarzeniem wraz z sygnalizacją dźwiękową wznoszenia lub obniżania lotu. Kolorowa obwódka sygnalizuję w kolorze zielonym wymaganą dla unikniecia kolizji wartość prędkości wznoszenia lub zniżania, natomiast w kolorze czerwonym zakazaną wartość.

Jeżeli zagrożenie zostało zażegnane to system poda stosowny komunikat "Clear of conflict".

 

Poniżej wyświetlacz EADI (ang. Electronic Attitude Display Indicator) z symulatora wskazujący możliwą kolizję ze statkiem ponad samolotem przy wznoszeniu. Kolorem czerwonym oznaczona strefa w którą nie można wlatywać, zalecany lot w zielonej strefie wznoszenia.

Wyświetlacz EADI z alertem TCAS

Wyświetlacz EADI z alertem TCAS. Źródło www.eurocontrol.int

 

Komunikaty głosowe

Komunikat Wskazanie Schodzenia Wskazanie wzoszenia
TA Traffic, traffic Traffic, traffic
Initial preventive RA Monitor vrtical speed Monitor vertical speed
Corrective RA Descend, descend Climb, climb
Strengthening RA Increase descent Increase climb

Weakening RA Adjust vertical speed, adjust Adjust vertical speed, adjust

Reversing sense RA Descend, descend NOW Climb, climb NOW
RA with altitude crossing Descend, crossing descend Climb, crossing climb
RA to maintain vertical speed Maintain vertical speed, maintain Maintain vertical speed, maintain
RA to maintain vertical speed with altitude crossing Maintain vertical speed, crossing maintain Maintain vertical speed, crossing maintain

RA to reduce vertical speed Adjust vertical speed, adjust Adjust vertical speed, adjust
RA termination message Clear of conflict Clear of conflict

 

Zapraszam do obszerniejszej lektury na temat symulacji zderzeń i sygnałów wizualnych oraz dźwiękowych temu towarzyszącymi http://lotnictwo.rgal.pl/pliki/cas81_pilotguide.pdf

Oraz połączenia alarmów wizualnych na wyświetlaczach IVSI i EFIS do sygnałów dzwiękowych i przypisanego komunikatu.

http://www.lotnictwo.rgal.pl/images/systemy/TCAS%20alerts%20.JPG

 

Zasięg systemu ACAS/TCAS zależy od konfiguracji samolotu i jego możliwości. Podstawą pracowania takiego systemu jest komputer TCAS, dwie anteny TCAS (operują na częstotliwościach 1030 do 1090 MHz), dwa transpondery ATC w modzie S (jeden aktywny drugi w opcji oczekiwania), panel kontroli ATC/TCAS, połączenie z systemem dźwiękowym oraz klapami i podwoziem.

 

system tcas na statku

Źródło : www.eurocontrol.int

 

 

Panel ATC/TCAS na którym możemy ustawić jakie zagrożenia mają być wyświetlane.

Wybieranie modu:

TA/RA - normalna pozycja. RA, TA i bliscy intruzi są wyświetlani jeżeli ALT RPTG jest przełączone na ON a transponder nie jest na STBY (ang. stand by).

TA - TCAS nie generuje pionowych rozkazów. Ten mod powinien być używany w przypadku obniżenia wydajności samolotu : awaria silnika, wypuszczone podwozie lub na równoległych drogach startowych. Wszystkie RA są konwertowane do TA. TA i bliskie zagrożenia są wyświetlane jeżeli ALT RPTG jest włączony na ON a transponder nie jest na STBY.

STBY - TCAS jest w stanie gotowości.

 

Wybieranie ruchu :

THRT - bliscy i inni intruzi są wyświetlani, jeżeli TA lub RA jest obecny i są pomiędzy 2700 poniżej i powyżej samolotu;

ALL -bliscy i inni intruzi są wyświetlani, nawet jeśli TA lub RA jest obecny. Zakres zasięg to 2700 poniżej i powyżej samolotu;

ABV -to samo co ALL z wyjątkiem że inni intruzi są wyświetlani jeśli są powyżej 9900 stóp i poniżej 2700 stóp do położenia samolotu;

BLW - to samo co ALL z wyjątkiem że inni intruzi są wyświetlani jeżeli  są poniżej 9900 stóp i powyżej 2700 stóp do położenia samolotu.

Panel ATC/TCAS

Panel ATC/TCAS. Źródlo www.inral.com

 

ACAS & TCAS 7.1 - wersja ta wprowadziła kilka rozwiązań w skrajnych przypadkach i sytuacji które miały miejsce lub do których mogło by dojść. Jednym z problemów jakich rozwiązano w standardzie 7.1, jest informacja o natychmiastowym manewrze wznoszenia w przypadku gdy oba samoloty w chwili alarmu TCAS  zniżyły pułap doprowadzający do kolizji. Sytuacja może dojść w przypadku gdy jeden pilot samolotu w czasie sytuacji kolizyjnej posłuchał systemu TCAS a drugi w drugim samolocie posłuchał zaleceń kontrolera ruchu lotniczego - sytuacje przedstawiono na poniższym rysunku.

 

TCAS II 7.1 - Reversal RA

Źródło : Skybrary.aero

 

Zapraszam do obszerniejszej lektury na temat systemu 7.1 oraz rozwiązanych w nim przypadków i symulacji kolizji - http://lotnictwo.rgal.pl/pliki/TCAS%20II%207.1.pdf

 

ACAS/TCAS III - system w fazie opracować który będzie separował samoloty także w poziomie.

http://www.tc.faa.gov/its/worldpac/techrpt/tctn099.pdf TCAS III Dokładność w manewrach skrętu

 

Ze względu że powyższe systemy są zaprojektowane do zapobiegania kolizji w powietrzu, na ziemi system TCAS powinien być wyłączony w przypadku postoju na płycie lub opuszczania pasa startowego. Poniższy rysunek przedstawia kiedy powinien być włączony transponder a kiedy system TCAS.

TCAS na ziemi

Źródło www.eurocontrol.int

 

Dodatkowe Źródła :

http://lotnictwo.rgal.pl/pliki/tcas_movie.mp4 : Źródło : http://www.ll.mit.edu

http://lotnictwo.rgal.pl/pliki/TCAS%20II%207.1.pdf - TCAS II 7.1

http://www.eurocontrol.int/dossiers/acas-ii - zbiór materiałów o ACAS i TCAS

http://www.youtube.com/watch?v=lHXk0KsRHmg&feature=related - video

http://www.youtube.com/watch?v=z-6zF9PEtdU&noredirect=1 - video

http://pl.wikipedia.org/wiki/Incydent_nad_zatok%C4%85_Suruga - Incydent nad zatoką Suruga

Poprawiony: niedziela, 27 stycznia 2013 19:29
 
Więcej artykułów…


Strona 1 z 17

GTranslate

Plus

Reklama

Reklama
_______________________________
Reklama
_______________________________
_______________________________
Miejsce na twoją reklamę
_______________________________
Reklama
_______________________________
_______________________________

Linki sponsorowane