ADF / NDB-Navigationssystem

Das ADF / NDB-Navigationssystem ist eines der ältesten heute noch verwendeten Flugnavigationssysteme. Es funktioniert nach dem einfachsten Funknavigationskonzept: Ein bodengestützter Funksender (NDB) sendet ein omnidirektionales Signal, das eine Flugzeugschleifenantenne empfängt. Das Ergebnis ist ein Cockpit-Instrument (ADF), das die Flugzeugposition relativ zu einer NDB-Station anzeigt und es einem Piloten ermöglicht, zu einer Station "nach Hause" zu fahren oder einen Kurs von einer Station aus zu verfolgen.

ADF-Komponente

Der Automatic Direction Finder (ADF) ist das Cockpitinstrument, das die relative Richtung zum Piloten anzeigt. Instrumente mit automatischem Peiler empfangen nieder- und mittelfrequente Funkwellen von Bodenstationen, einschließlich Richtfunkbaken, Instrumentenlandesystembaken, und können sogar kommerzielle Radiosender empfangen.

Der ADF empfängt Funksignale mit zwei Antennen: einer Rahmenantenne und einer Erfassungsantenne. Die Rahmenantenne bestimmt die Stärke des Signals, das sie von der Bodenstation empfängt, um die Richtung der Station zu bestimmen, und die Erfassungsantenne bestimmt, ob sich das Flugzeug zur Station hin oder von dieser weg bewegt.

NDB-Komponente

Das Non-Directional Beacon (NDB) ist eine Bodenstation, die in alle Richtungen ein konstantes Signal abgibt, das auch als Rundumleuchte bezeichnet wird. Ein NDB-Signal, das auf einer Frequenz zwischen 190 und 535 kHz betrieben wird, gibt keine Auskunft über die Richtung des Signals - nur über dessen Stärke.

NDB-Stationen werden basierend auf der Leuchtfeuerreichweite (in Seemeilen) in vier Gruppen eingeteilt: Kompasslokalisierung - 15, Mittlere Referenzfahrt - 25, Referenzfahrt - 50 und Hohe Referenzfahrt - 75. Die Signale bewegen sich entlang der Erdkrümmung über den Boden.

ADF / NDB-Fehler

Flugzeuge, die in Bodennähe fliegen, und die NDB-Stationen erhalten ein zuverlässiges Signal, obwohl das Signal immer noch fehleranfällig ist:

• Ionosphärenfehler: Speziell während des Sonnenuntergangs und des Sonnenaufgangs reflektiert die Ionosphäre NDB-Signale zurück zur Erde und verursacht Schwankungen in der ADF-Nadel.
• Elektrische Interferenz: In Bereichen mit hoher elektrischer Aktivität, wie z. B. einem Gewitter, wird die ADF-Nadel in Richtung der Quelle der elektrischen Aktivität abgelenkt, was zu fehlerhaften Messwerten führt.
• Geländefehler: Berge oder steile Klippen können die Signale biegen oder reflektieren. Der Pilot sollte fehlerhafte Messwerte in diesen Bereichen ignorieren.
• Bankfehler: Wenn sich ein Flugzeug in einer Kurve befindet, ist die Position der Rahmenantenne beeinträchtigt, wodurch das ADF-Instrument aus dem Gleichgewicht gerät.

Praktischer Nutzen

Piloten haben festgestellt, dass das ADF / NDB-System bei der Positionsbestimmung zuverlässig ist, aber für ein einfaches Instrument kann die Verwendung eines ADF sehr kompliziert sein. Zu Beginn wählt und identifiziert ein Pilot die entsprechende Frequenz für die NDB-Station auf seinem ADF-Selektor.

Das ADF-Instrument ist in der Regel eine Anzeige mit fester Kartenposition und einem Pfeil, der in Richtung der Bake zeigt. Das Verfolgen einer NDB-Station in einem Flugzeug kann durch "Homing" erfolgen, bei dem das Flugzeug einfach in Pfeilrichtung ausgerichtet wird.

Bei Windverhältnissen in Höhenlagen führt die Homing-Methode selten zu einer geraden Linie zur Station. Stattdessen wird eher ein Bogenmuster erzeugt, wodurch das "Homing" eine ziemlich ineffiziente Methode ist, insbesondere über große Entfernungen.

Anstelle der Zielsuche wird den Piloten beigebracht, mithilfe von Windkorrekturwinkeln und relativen Peilungsberechnungen zu einer Station zu "verfolgen". Wenn ein Pilot direkt auf die Station zusteuert, zeigt der Pfeil bei 0 Grad auf die Oberseite der Peilungsanzeige. Hier wird es schwierig: Während die Peilungsanzeige auf 0 Grad zeigt, ist die tatsächliche Flugrichtung des Flugzeugs normalerweise anders. Ein Pilot muss die Unterschiede zwischen der relativen Peilung, der magnetischen Peilung und dem magnetischen Steuerkurs verstehen, um das ADF-System ordnungsgemäß nutzen zu können.

Wenn wir nicht nur ständig neue Magnetüberschriften auf der Basis von Relativ- und / oder Magnetpeilung berechnen, sondern auch das Timing in die Gleichung einführen, um beispielsweise die Reisezeit zu schätzen, ist noch mehr Berechnung erforderlich.

Hier fallen viele Piloten zurück. Das Berechnen magnetischer Kursänderungen ist eine Sache, aber das Berechnen neuer magnetischer Kursänderungen unter Berücksichtigung von Wind, Fluggeschwindigkeit und Reisezeit kann eine große Arbeitsbelastung sein, insbesondere für einen beginnenden Piloten.

Aufgrund der mit dem ADF / NDB-System verbundenen Arbeitsbelastung haben viele Piloten die Verwendung eingestellt. Mit neuen Technologien wie GPS und WAAS, die so schnell verfügbar sind, wird das ADF / NDB-System immer älter, und einige wurden bereits von der FAA außer Dienst gestellt.