NDB ve ADF

NKR kodlu NDB istasyonu; Leimen-Ochsenbach, Almanya

NDB (Non-directional beacon) ve ADF (automatic direction finder), hava ve deniz seyrüseferinde yön bulma amacıyla kullanılan basit bir radyo seyrüseferi sistemi. NDB ve ADF sistemi yer bazlı bir seyrüsefer yardımcısıdır. Yeryüzündeki Non-directional beacon (yön bilgisi vermeyen verici istasyonu) ve taşıttaki automatic direction finder (otomatik yön bulucu) olmak üzere iki eleman ile taşıt içindeki kumanda ve göstergelerden (RBI ve RMI) meydana gelir. NDB/ADF sistemi, manyetik pusulaya benzer çalışma prensibi nedeniyle radyo pusulası olarak da bilinir.

NDB

NDB, belirli bir yerde bulunan, hava veya deniz seyrüsefer desteği veren radyo yayın istasyonudur. Her yer istasyonu bir, iki ya da üç harflik bir mors koduyla tanımlanmıştır. Hem özel hem de devlet meydanlarında bulunabilir.

Yer istasyonları güç çıkışlarına ve kullanımlarına göre sınıflandırılmışlardır:

1. L yer istasyonu 50 watttan az bir güce sahiptir.
2. M yer istasyonu 50 wattan 2000 watta kadar bir güce sahiptir.
3. H yer istasyonu 2000 watt veya daha yüksek bir güce sahiptir.

Radyo dalgalarıyla yön bulma hala çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Çünkü,

• Görüş çizgisi iletimi güvenilirliğini kaybettiği zaman kullanılır.
• Hava aracında veya yerde özelleşmiş seyrüsefer ekipmanı bulunmadığı zaman kullanılır.
• Yer istasyonlarının kurulumu ve bakım maliyeti düşüktür ve ayrıca yer istasyonunun kurulumu sırasında havaalanları araç yardımı yapabilirler ve bu da ekonomik fizibilite sağlar.
• Yer istasyonları LF ve MF bantlarında, 200–1750 kHz aralığında yayın yapar.^[1] Sinyal VHF (çok yüksek frekans) ya da UHF (ultra yüksek frekans) gibi görüş hattı prensibiyle (LOS [line of sight]) iletilmez. Ama dünya üzerinde, dünyanın şeklini takip ederek kavis yapar. Bu da alçak irtifalarda çok büyük mesafelerden alımın gerçekleşmesini sağlar.
• Vericinin yön bulma için tasarlanmış olması gerekmez. Radyo veya televizyon istasyonu, iletişim istasyonu ya da bunlardan farklı herhangi bir yayın sistemi olabilir.

Yer istasyonu kullanımı

Havacılıkta, bir hava aracı bir yer istasyonuna doğru ya da yer istasyonundan zıt yöne doğru bir yönelim izleyebilir. Yer istasyonu yönelimleri uçakların uçabileceği planlı, güvenilir yollar sağlar. Hava araçları bu önceden belirlenmiş yoları izleyerek uçuş planını tamamlar. Hava yolları yüksek ve alçak irtifa hava yolları olarak numaralandırılmış ve standardize edilmiştir. Pilotlar çeşitli seyrüsefer istasyonlarından sinyal alarak bu yolları takip eder. Yer istasyonlarının uzun zamandır kullanılan diğer bir uygulaması ise sabitleri kesme yeteneğidir. Sabit gökyüzünde bir noktadır. Bu sabitler, seyrüsefer istasyonlarından başlayarak birbirleriyle kesişinceye kadar çizgiler çizilmesi ve tepe noktası sabit olacak şeklide üçgen oluşturması ile hesaplanır. Bu şekilde sabitleri belirlemesi bir pilota kabaca yatay pozisyonunu hesaplamasına yardımcı olur. Bu kullanım, DME (distance measuring equipment) (uzaklık ölçen ekipman) ile VOR (VHF omni-Ranging) gibi diğer seyrüsefer sistemleri herhangi bir şekilde arızalanırsa önemlidir.

Bir yer istasyonundan olan uzaklığı belirleme

Bir yer istasyonundan olan uzaklığı belirlemek için şu yöntem kullanılacaktır:

1. Uçağı, kanat uçlarından biri direk istasyonun hizasında olacak şekilde döndürün.
2. Bu yönelimde birkaç istasyon geçene kadar uçun ve zamanı ölçün
3. İstasyona olan zaman = 60 x uçulan dakika sayısı / yönelim değişiminin derecesi
4. Son olarak uçuş kompüteri ile istasyon ile hava aracı arasındaki mesafeyi hesaplayın.

ADF

ADF sistemin taşıtta bulunan kısmıdır. Yön bulmak için istasyon seçimi haricinde herhangi bir manuel operasyon gerektirmez. ADF göstergesi sürekli seçilen yer istasyonunu gösterir.

NDB sinyalleri dünya üzerinde, dünyanın şeklini takip ederek kavis yapar. Bu da alçak irtifalarda çok büyük mesafelerden alımın gerçekleşmesini sağlar. NDB sinyallerinin gideceği maksimum sınır yer istasyonun gücüne bağlıdır. ADF 190-1750khz arasındaki sinyalleri algılayabilir. ADF hem yer istasyonu üzerinden hem AM radyo istasyonundan sinyal alabilir. Ticari AM radyo istasyonları 540-1620khz arasında yayın yapar.

Tasarım ve bileşenler

ADF sistemi bileşenleri alıcı, kontrol kutusu, anten ve yönelim göstergesidir. Bir ya da iki ADF kontrol kutusu, bir veri yolu denetçisi, ya da bu iki metodun bir kombinasyonu ADF’i kontrol etmede kullanılabilir.

Alıcı

ADF alıcısının üzerindeki kontroller, pilotun istenen istasyonun frekansını ayarlamasını ve çalışacağı modu seçmesini sağlar. Frekans ayarlamasını yaparken pilot istasyonu tanımlamalıdır. Düşük veya orta frekans yer istasyonları sesli iletişim hariç sürekli bir şekilde tanımlama yapmak için 1020 hertz civarında yayın yaparlar. Bütün yer istasyonları, sürekli olarak mors kodunda iki-üç karakterli tanımlama yayını yapar. Sinyal alınır yükseltilir ve ses sinyali ya da mors koduna çevrilir.

ADF alıcısında frekans ayarı yapmak için pilotun yerine getirmesi gereken işlem komutları aşağıda listelenmiştir:

1. Fonksiyon düğmesi ANT moduna getir. Bu seti açar ve en iyi alımın olduğu modu seçer. ADF fonksiyonunun gerekli olmadığı durumlarda, ANT modunu ADF’in frekansını ayarlamak için ve sürekli dinleme yapmak için kullan.
2. İstenilen frekans bandını seç, sesi arka fonda gürültü olana kadar ayarla
3. Frekans ayar kontrolleriyle istenilen frekansı ayarla, sonra sesi en iyi dinleme seviyesini elde edene kadar ayarla ve istasyonu belirle
4. Radyoyu otomatik yön bulucu olarak kullanmak için fonksiyon seçim düğmesini ADF moduna getir.
5. Yönelim göstergesindeki ibre, istasyona göre uçağın burnunun yönelimini gösterir. Bir döngü anahtar göstergenin doğru çalışıp çalışmadığını kontrol eder. Anahtarı kapa. İbre seçilen istasyona doğru yönelimden uzaklaşmalıdır. Sonra anahtarı açın, ibre tekrar istenilen istasyona doğru yönelmelidir.

Kontrol kutusu

En modern hava araçları kokpitte bu tip bir kontrol sistemine sahiptir. Bu ekipmanda frekans ayarlaması frekans bandı yerine dijital sayıların okunması ile olur.

• Fonksiyon seçici(mod kontrol): OFF, ADF, ANT ve TEST pozisyonlarının seçimini sağlar.
  • ADF - otomatik olarak seçilen istasyona doğru yönelimi belirler ve radyo manyetik göstergede(RMI) gösterir. Algılayıcı (sense) ve halka (loop) anten kullanır.
  • ANT veya REC – ADF, NDB sinyallerini sadece algılayıcı (sense) anten sayesinde alır. Bu konumda ses sinyalleri daha iyi duyulur. Normal operasyonda (seyrüsefer esnasında) bu konumda bırakılmamalıdır.
  • BFO veya CW - A0/A1 veya A1 transmisyonu kullanan NDB'leri tanımlamak için kullanılır. Bu NDB'lerde ses sinyali bulunmadığı için BFO konumu taşıyıcı sinyale ton yükler ve duyulabilir hale getirir. Normal operasyonda bu konumda bırakılmamalıdır.
  • TEST – ADF sisteminin kendi kendisini test etmesini sağlar. İğne farklı bir konuma gider. ADF konumu seçildiğinde yeniden istasyonu gösterir. Bazı sistemlerde test işlemi ANT/REC konumunda yapılır.
• Frekans seçici anahtarlar: Genellikle üç tane iç içe geçmiş topuz sayesinde çalışma frekansı seçilir. İki frekans önceden seçilebilir. Fakat aynı anda çalışamazlar. Transfer anahtarı kullanılan frekansı belirtir.
• Seçilen Frekans göstergeleri: Seçilen frekansların görsel olarak okunmasını sağlar. Sayılar LEDler tarafından gösterilir.

Anten

ADF hem halka (loop) hem algılayıcı (sense) anten tarafından sinyal alır. Halka (loop) anten hareket eden parçaları olmayan, küçük, düz bir antendir. Antenin içinde birbirlerine göre farklı açılarla yerleşmiş bobinler vardır. Halka (loop) anten, sinyalin gücünden istasyonun yönünü algılayabilir fakat yönelimin istasyona doğru yönde mi, zıt yönde mi belirleyemez. Algılayıcı (sense) anten daha sonra bu bilgiyi verir, ayrıca ADF fonksiyonu gerekli olmadığı zaman ses alımını sağlar.

Yönelim göstergesi

Uçakta bulunan RMI

Yönelim göstergesi hava aracının burnuna göre istasyona yönelimi belirler. Bu bilgi bağıl yönelim göstergesinden (RBI (relative bearing indicator)) gözlenebilir. Bu gösterge üzerine ibre eklenmiş bir pusula kart gibidir, fakat farkı kartın 0º si hava aracının burnundan geçen merkez çizgiye sabitlenmiş ve burun yönünü göstermektedir. Eğer pilot doğrudan istasyona uçuyorsa, yönelim göstergesi 0º yi gösterir. Sabit kart yönelim göstergeli bir ADF her zaman hava aracının burnunu 0º, kuyruğunu 180º olarak gösterir. Bir yer istasyonuna doğru veya zıt yönde hareket ederken, hava aracı özel bir yönelimi izleyebilir. Bunu yapmak için RBI’ da okunan bilgi ile pusulada okunan bilgi arasında ilişki kurmak gerekir. Ötelemeyi belirledikten sonra, hava aracı, pusula yönelimi öteleme için istenen yönelim olacak şekilde ve aynı zamanda RBI 0º ya da 180º ±öteleme olacak şekilde uçurulmalıdır. Bir yer istasyonu hava aracının yolu üzerindeki bir noktanın yerinin belirlenmesinde de kullanılabilir. RBI’ da okunan değer istenen yönelim değerine ulaştığı zaman hava aracı istenen pozisyonda demektir. Fakat, ayrı ayrı RBI ve pusula kartı kullanmak doğru bağıl yönelimi bulmak için oldukça fazla işlem gerektirir. Bu yükü ortadan kaldırmak için bir pusula kartı RBI’a eklenmiştir ve böylece “radyo manyetik gösterge” (RMI ( radio magnetic indicator)) oluşmuştur. ADF ibresi hava aracının burnuna yönelmiştir ve hesaplamalar yapmaya gerek kalmamıştır.

Bağıl yönelim (RB (relative bearing))

YÖNELİMLER

Hava aracının merkez çizgisi ile hava aracından istasyona çizilen çizgi arasında kalan açıdır. Bu açı her zaman saat yönünde ve hava aracının burnundan ölçülür.

Manyetik yönelim (MB (magnetic bearing)

Hava aracından istasyona doğru çizilen çizgi ile hava aracının burnundan manyetik kuzeye doğru çizilen çizgi arasında kalan açıdır. Pilot, manyetik yönelimi, göstergeden gösterilen bağıl yönelimi hava aracının manyetik yönelimine ekleyerek hesaplar. Örneğin, eğer hava aracının manyetik yönelimi 40º ve bağıl yönelim 210º ise istasyona manyetik yönelim 250ºdir. Ters yönelim ise manyetik yönelimin tersidir, manyetik yönelime 180 ekleyerek ya da çıkartarak bulunur. Pilot bunu sabit noktaları belirlerken kullanır.

ADF gösterge çeşitleri

Günümüzde 4 çeşit ADF göstergesi kullanılmaktadır. Bütün çeşitlerde ibre seyrüsefer istasyonunu gösterir.

• Sabit pusula kartı (RBI): Cihazın üstüne sabitlenmiştir hareket edemez. 0º her zaman hava aracının burnunu gösterir. Hava aracının istasyonla olan ilişkisine “istasyona yönelim” MB(manyetik yönelim) denir. Bu tip bir göstergede pilot yönelimi MB=RB+MH formülün ile hesaplar.
• Döner pusula kartı: Üst yüzey bir düğme sayesinde döndürülebilir. Kartı, hava aracının manyetik yönelimi (MH) ibrenin altında kartın en üstünde olacak şekilde döndürerek; istasyona yönelim(MB) herhangi bir hesaplama yapmadan pusula karttan okunabilir ve pilotun işi de kolaylaşmış olur. Bugünlerde otomatik olarak pusula kartı manyetik yönelimle çakışacak şekilde tasarlanmışlardır. Bu nedenle istasyona yönelim (MB) her zaman pusula kartı manuel olarak ayarlamadan elde edilebilir.
• Tek ibreli radyo manyetik gösterge: Radyo manyetik gösterge (RMI), sürekli rota, yönelim, dairesel bilgi sağlamak için radyo ve manyetik bilgiyi birleştirir. Tek ibre RMI’ın yüzü dönebilir kart ADF yüzüne çok benzer.
• Çift ibreli radyo manyetik gösterge: Çift ibre RMI, tek ibre RMI’a benzer; tek farkı 2 ibresi olmasıdır. İlk ibre tek ibre gibi çalışır. İkinci ibre VOR istasyonunu gösterir. Çift ibre gösterge hava aracının yerini belirlemede kullanılır.

ADF fonksiyonları

Görüntüleme

Genelde ADF alıcısı hiç sistem hatasına sahip olmadığı için ya da pilotu ani istasyon hatalarında veya alıcı hatalarında uyaracak uyarı bayrakları olmadığı için, ADF uyarı sesi her zaman dinlenmelidir. Uyarı sesleri her durumda en az bir pilot ya da uçuş görevlisi tarafından dinlenmelidir.

Yönelme

En yaygın ADF kullanımlarından biri de istasyona yönelmedir. Bu prosedürde, sabit kart ADF kullanan pilot bir istasyona doğru yönelim göstergesini 0ºde sabit tutarak uçar. Pilot şu basamakları izlemelidir:

• İstenen frekansı ayarla ve istasyonu tanımla, fonksiyon belirleyen topuzu ADF’e ayarla ve bağıl yönelimi not et
• Hava aracını bağıl yönelime doğru yönelim göstergesi 0ºyi gösterene kadar çevir
• Bağıl yönelim 0ºyi koruyarak uçuşa devam et.

Pilot manyetik yönelimi 0ºde tutarsa hava aracı rüzgardan dolayı ötelenir, sapar. Eğer pilot rüzgara karşı düzeltme yapmazsa, hava aracı bir yay izleyerek istasyona ulaşır (yönelim göstergesi sıfırda sabit kalacak şekilde).

Bir istasyondan uzaklaşma

Pilot ADF kullanarak ve manyetik yönelme desteği prensiplerini uygulayarak bir istasyondan uzaklaşabilir. Manyetik yönelme desteği, pilotun hem rota göstergesini hem yönelim göstergesini kullanıp yorumlamasını gerektirir.

Pozisyon sabitleme

ADF alıcısı pilota pozisyon sabitlemede 2 ya da daha çok istasyon veya üçgenleme (triangulation) yöntemini kullanarak yardım edebilir. Hava aracının kesin yerini belirlemek için pilot şu basamakları kullanmalıdır:

a) hava aracının etrafındaki iki istasyonu belirle, frekansları ayarla ve tanımla

b) fonksiyon seçici topuzu ADF’e getir yönelim göstergesinde okunan manyetik yönelimi not et. Bu yönelimde uçmaya devam et ve her istasyon için bağıl yönelimi not et

c) her istasyonun bağıl yönelimini manyetik yönelime ekle. Manyetik yönelimi doğru yönelimi elde etmek için doğu-batı varyasyonuna göre düzelt

d) her doğru yönelim için tersini kaydet. Hava aracı yönelim doğrularının kesişim noktasındadır.

İstasyona uçmak için zaman hesaplaması

• • Hava aracını ADF ibresi 90º ya da 270º olana kadar çevir ve zamanı not et,
  • ADF ibresi 10ºlik bir değişim gösterene kadar sabit bir manyetik yönelimde uç, zamanı tekrar not et ve aşağıdaki formülü uygula:

yönelim değişimi arasındaki zaman(sn) / yönelim değişiminin derecesi = istasyona olan zaman(dak.) Örneğin, 10ºlik bir yönelim değişimine uçmak 45 sn alıyorsa, hava aracı istasyona 45/10=4.5 dak. uzaklıktadır.

Kaynakça

1. Pooley's sf 333

1. Avionics Navigation Systems (2nd Ed.) – KAYTON Myron, FRIED Walter R. Yayıncı: John WILEY & Sons INC.