无方向性无线电信标系统 (NDB)

来自Jack's Lab
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1 概述

无方向性无线电信标系统,即:Nondirectional Radio Beacon (NDB)

是目前使用的最古老的航空无线电导航设备,始于1929年。由于价格低廉、易于架设等原因,在世界各地广泛使用并且现在一直在使用


系统由机载自动定向机 (ADF, Automatic Direction Finder) 和地面 NDB 导航台组成。地面导航台发出的中波无线电信号;ADF 接受中波信号,检测方位并显示在仪表盘上

NDB 系统的无线电频段为 190KHz - 1750KHz (ICAO-10),中长波波段


ADF 显示的是从飞机纵轴的机头方向(航向)顺时针转至地面 NDB 台与飞机连线之间的夹角,又称为“飞机到地面无线电台的相对方位角”,简称“相对方位角”:


NDR- ADF.png


飞行员可根据 ADF 所显示的相对方位确定飞机的飞行方向,引导飞机沿某一航线飞行,并可完成其他导航任务。



2 结构

2.1 NDB 地面导航台

一些实际的地面台:


地面NDB导航台,在航图上标识为:

NDR-01.png


其含义为:

NDR-02.png



根据不同的用途,地面导航台可分为航线导航台终端区域导航台(双归航台)


航线导航台是供飞机在航线上定向和定位使用,其发射功率大(400 - 1000W,我国一般是500W),作用距离远(有效作用距离不小于150KM)。其工作频段为 190 - 550KHz


终端区域导航台则是供飞机在着陆时使用的,安装在飞机着陆方向的跑道延长线上,分为近台和远台:

  • 近台离跑道头1000米,近台发射功率为 100W 左右,有效作用距离为50公里
  • 远台离跑道头4000米,远台一般都兼作航线导航台使用,故发射功率与航线导航台的规定相同


近台和远台除有导航台外,还必须配有指点信标台,以便指示飞机过台的时刻。




2.2 ADF 机载仪

小型飞机上常见的 ADF-650 系统的组成:


ADF-650.jpg



分别为:接受机、方位指示器、环形垂直组合式天线


另一型号的 ADF:

ADF and Transponder 3099.jpg



3 导航

当机头正对导航台时,方位显示器的指针,指向正中:

Adf-example2.png


机头方向顺时针转至NDB台与飞机连线之间的夹角差不多是270度:

Adf-example1.png


转动旋钮 HDG,则刻度盘会旋转(机头正对导航台,方位显示器的指针依然指向正中):

Adf-example3.png


以上是人工转动刻度盘的方位指示器。飞行员一般会将飞机的当前航向(磁航向)旋转到仪表的顶端位置,这样,指针的指向就是飞机到导航台的磁方位(即 飞机磁航向 + 相对方位角)

  飞机磁航向 = 磁北到飞机纵轴机头方向的顺时针夹角
  
  相对方位角 = 飞机纵轴机头方向到导航台与飞机连线之间的顺时针夹角


现代普遍使用的是更集成化一些的无线电磁指示器(RMI)。这种指示器的刻度盘是自动转动的(也叫罗牌,由磁罗盘或惯性基准组件(IRU)驱动),表盘顶端固定标记所指刻度盘的度数为飞机的磁航向,指示器指针指示罗牌上的刻度数为地面导航台的磁方位角,而顶端固定标记(航向标记)与指针之间的夹角为飞机与地面导航台的相对方位角。三者之间的关系可由下述公式说明:

 电台磁方位 = 飞机磁航向 + 相对方位角


现代飞机一般都装有二部 ADF,使用时将其分别锁定二个不同方位地面导航台。二部 ADF 所测得的相对方位,显示在同一指示器(RMI, 无线电磁指示器)上,二个相对方位角在地图上可画出飞机对地面导航台的二条相应的位置线,二线交点便是飞机的位置,如图:


NDR- ADF2.png




4 综合

现代大型飞机上所使用的方位指示器是一个综合性仪表,叫无线电距离磁指示器 (RDMI),也有的叫无线电方位距离磁指示器 (RDDMI)

这种仪表的选择开关置于 'ADF' 位时,可指示飞机与 NDB 地面导航台的相对方位角

当转换到 'VOR' 位时,将使用 VOR 导航系统,指针将指示 VOR方位,同时用数字显示出无线电测距机 (DME) 测出的飞机到地面 VOR 台的距离,VOR 的频率与 DME 频率是配套的,同时调谐


美国 Rockwell Collins 公司的 RDMI-743



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