VOR導(dǎo)航原理.doc

;.VOR導(dǎo)航原理前言 我一貫是本著有趣的原則在玩FS，經(jīng)歷了最初的新奇、亂飛、墜機、裝各種插件、飛各種氣象、飛航路、做視頻、不斷地挑戰(zhàn)管制的極限后，終于覺得無趣了。前幾天開螺旋槳飛機找找感覺，發(fā)現(xiàn)很多機機都有2個類似航向表的東東，里面還帶杠杠，如下圖。 網(wǎng)上搜了一下，大概是說，“那是VOR導(dǎo)航儀表，豎桿往左偏，說明飛機偏離VOR臺航線了，就要向左飛回航線，豎杠向右偏就要向右飛回航線，保持豎桿一直居中就能飛到VOR信標(biāo)了“。 好，原來這么簡單，于是上天飛，這下可把我坑苦了，因為我看到的很多情況都不是那么回事，經(jīng)歷了各種迷茫后，決定好好研究一下這個東東，最終發(fā)現(xiàn)上面的紅色字體部分是極特殊的情況下才有效的，當(dāng)然正常飛VOR導(dǎo)航的大部分時間里也是在利用這個極特殊的規(guī)則，但是，可但是，但可是，如果你僅僅知道這個特殊規(guī)則，那么百分百的，你會和以前的我一樣，迷失在VOR儀表中的指示中。 為了讓初學(xué)者少走彎路，迅速的理解和掌握VOR導(dǎo)航，我們將利用賽納斯C172SP這個小飛機，做一次自由飛行，對一些常見的VOR導(dǎo)航知識和應(yīng)用做一次深入的探討。經(jīng)過這次探討后，你就應(yīng)該理解VOR導(dǎo)航這個東東了。如果你對VOR導(dǎo)航完全沒有概念，建議你耐心的按順序從上往下看。如果你想帶著疑問了解VOR，那么可以從第三章開始倒著看。一、基本原理 所謂導(dǎo)航，就是要知道目標(biāo)相對自己的位置，或者說自己相對目標(biāo)的位置，然后調(diào)整自己的方向，向目標(biāo)前進。VOR這個東東就是用來指示你與地面固定點的相對位置的，其英文原文是：Very HighFrequency Omnidirectional Radio Range，翻譯成中文就是甚高頻全向信標(biāo)，這是個什么東西呢？看下圖：VOR臺實例1VOR臺實例2VOR電波方向圖 VOR發(fā)射機發(fā)送的信號有兩個：一個是相位固定的基準(zhǔn)信號；另一個信號的相位隨著圍繞信標(biāo)臺的圓周角度是連續(xù)變化的，也就是說各個角度發(fā)射的信號的相位都是不同的。向360度(指向磁北極)發(fā)射的與基準(zhǔn)信號是同相的（相位差為0），而向180度(指向磁南極)發(fā)射的信號與基準(zhǔn)信號相位差180度。飛行器上的VOR接收機根據(jù)所收到的兩個信號的相位差就可以計算出自身處于信標(biāo)臺向哪一個角度發(fā)射的信號上。 利用這個原理，我們可以做以下具體的運用，經(jīng)過VOR臺原點，做很多條有方向的徑向線，從1度到360度，一共做360條有方向的徑向線，根據(jù)飛機在徑向線上的位置，就可以確定飛機在VOR臺的那個方向上了。對于A這個狀態(tài)，用左圖描述就是飛機處于90度徑向線指向著VOR臺的那段上，我們就知道飛機在VOR臺的正西（270度位置），對于B狀態(tài)，用左圖描述就是飛機處于90度徑向線背向VOR臺的那段上，我們就知道飛機在VOR臺的正東了。用右圖描述A這個狀態(tài)，那就是飛機處于270度徑向線背向VOR臺的位置上。為什么弄這么麻煩的表述呢，這是為了與實際飛行中儀表所顯示的情況相一致。 嚴(yán)格的說，飛機相對于VOR臺的方向是指飛機的位置在VOR臺的哪個方向上，而不是說飛機沿著哪方向線飛，也不是說機頭指向哪個方向。這點需要特別注意，否則很容易就混亂了，我們將在下面的飛行中體驗這一點。 VOR臺通常與測距儀(DME)同址安裝，在提供給飛行器方向信息的同時，還能提供飛行器到導(dǎo)航臺的距離信息，這樣飛行器的位置就可以唯一的被確定下來。另外，分別測定飛機相對2個VOR臺的方向，計算出2條徑向線的交叉點，也能唯一確定飛機的位置。具體形式參見上圖。 現(xiàn)實航圖中VOR信標(biāo)的標(biāo)示方法如下圖所示：包括名稱、頻率、識別代碼、摩斯碼。 VOR系統(tǒng)主要具有以下3種功能： 1 利用兩個VOR臺或利用一個VOR臺和一個DME臺組合確定飛機位置。 2 利用航路上的VOR臺引導(dǎo)飛機沿航線飛行。 3 終端引導(dǎo)飛機進場和非緊密近進。二、儀表介紹 下圖為C172SP在FSX中的儀表盤視圖，其中紅色框里面的就是與VOR導(dǎo)航相關(guān)的儀表和控制按鈕。塞斯納C172SP儀表盤 我們把它放大，詳細(xì)說明一下各個部分的功能： 首先看圖中左邊的兩個圓形儀表盤，分別為飛機的VOR1和VOR2儀表，從簡單的開始，先介紹下面那個VOR2儀表，按照圖中編號逐個說明，不太明白不要緊，先看一下，等下面實際操作的時候，就明白到底都是干什么的了。 1、這個朝上的黃色三角，叫index，是方向選擇指示。它所指示的刻度就是當(dāng)前我們所選擇的VOR臺電波航線的磁方向，圖中315這個刻度，就是表明我們選擇了VOR臺朝著315磁方向的那條徑向線。 2、這個白色的桿，叫CDI，航向指示器。在賽納斯C172SP里面它是以上端為軸心左右擺動的一個桿，擺動的方向和角度指示了選擇的徑向線相對于飛機的偏離程度。 3、白色三角，叫模糊指示器。就是為了防止迷糊而設(shè)置的：）方向朝下的三角，表示選擇的徑向線是背向VOR臺的那段，方向朝上表示選擇的徑向線是向著VOR臺的那段。如果出現(xiàn)紅白相間的指示，就說明沒有收到VOR信號。 4、360度刻度轉(zhuǎn)盤。用來標(biāo)明所選擇徑向線的方向。 5、OBS旋鈕，全方向選擇旋鈕。旋轉(zhuǎn)這個旋鈕，用來將刻度盤上的某個位置對準(zhǔn)方向選擇指示。 在塞斯納C172SP上，VOR1比VOR2多一樣功能，那就是有ILS（儀表降落系統(tǒng)）功能，所以在VOR1儀表盤上多了一根橫桿，用來標(biāo)示下滑道相對飛機的位置。再看右邊第二和第三個模塊，每個VOR臺都有自己的頻率，要利用某個VOR臺導(dǎo)航，必須將飛機上的VOR設(shè)備的頻率設(shè)定為那個VOR臺的頻率，現(xiàn)在有NAV1和NAV2兩個頻率可分別供機上VOR1和VOR2使用，每個NAV都有一個激活頻率（左邊），和一個備用頻率（右邊），按動com/nav面板上最右邊的旋鈕，就可以設(shè)定NAV備用頻率，按一下STBY就把這個頻率切換到激活狀態(tài)，同時先前的激活頻率轉(zhuǎn)為備用。 再看右上方頂端那一排按鈕，其中NAV1和NAV2，按下變綠后，就應(yīng)發(fā)出航圖上相對應(yīng)VOR臺的摩斯碼對應(yīng)聲音，就像發(fā)電報的那種嘟嘟嘟的聲音，如果沒有聲音或者聲音和VOR臺的摩斯碼不一樣，那就說明NAV沒有信號或者頻率設(shè)定錯誤。有興趣的可以對照導(dǎo)航圖練習(xí)一下聽力。 左上角那個NAV/GPS選擇開關(guān)，因為我們用VOR導(dǎo)航，就要讓NAV燈亮起來，表明現(xiàn)在是無線電導(dǎo)航模式。如果GPS燈亮，就表明是GPS導(dǎo)航模式。三、開始飛行 好，對于正常人來說，在看完了前面那些枯燥的東西之后，估計這會子已經(jīng)找不著北了，所以請你拋開腦子里面的那團迷霧，從零開始跟著我做一次模擬飛行吧。 我們的計劃是從上海虹橋機場（ZSSS）18號跑道起飛，利用VOR導(dǎo)航和ILS降落在上海浦東機場（ZSPD）16號跑道，途中做VOR導(dǎo)航練習(xí)。本次練習(xí)我們不要側(cè)風(fēng)，天氣選擇fair weather，時間選則白天，需要用暫停功能。 1、首先我們將飛機停在ZSSS的18號跑道前端，準(zhǔn)備起飛。 2、起飛后如下圖，練習(xí)用VOR臺定位 假如起飛之后，我們突然搞不清方向了，也不知道具體的飛行距離，那么怎么確定我們的位置呢？好，我們知道附近有一代碼為JTG的VOR臺,我們先用它做一下確定飛機位置的練習(xí)，將NAV2設(shè)定為此VOR臺的頻率109.6并激活，點亮NAV2燈，確認(rèn)嘟嘟嘟的摩斯碼的聲音符合JTG臺的摩斯碼后，我們旋轉(zhuǎn)VOR2的OBS，讓豎桿處于中間位置，這時頂端黃色指針指向刻度S，也就是180度，向上的白三角，好，這表明了飛機處于JTG臺180度徑向線向臺的那段上，也就是JTG臺的正北，距離多遠呢，看一下機上DME顯示器最左邊那個數(shù)字就是2.8海里，這就說明我們目前的位置是在JTG臺正北方向2.8海里的地方，DME這個東西我們不用管，只要設(shè)定好VOR頻率，DME自動配對到相應(yīng)的頻率上。 以上就是利用一個帶DME臺的VOR臺確定位置的通用方法。知道了飛機相對VOR臺的位置，或者說知道了VOR臺相對飛機的位置后，比如上面JTG臺就在飛機的正南2.8海里的位置上，如果我們要飛向JTG，那么就讓飛機朝磁航向180度飛就可以了。 3、避免混淆VOR臺徑向線方向和飛行方向 VOR儀表給出的是飛機處于VOR臺的哪個方向上，而不是飛機的飛行方向或機頭指向。下面體驗一下，我們在JTG臺正北做小半徑盤旋，看看VOR儀表有沒有變化，如下圖，飛機正在傾斜盤旋，當(dāng)前磁航向是150，VOR2的豎桿基本沒有動，和飛機磁航向180的時候是一樣的。所以，我們僅僅看VOR儀表盤狀態(tài)是不能確定飛機航向的，也就是不能確定飛向還是飛離VOR臺的。 若想知道飛機是向臺飛還是背臺飛，還要看磁航向儀表，在豎桿處于中間位置的時候，如果飛機的磁航向和所在徑向線方向一樣，就可以根據(jù)白色三角的方向判斷是向臺飛和背臺飛了，比如，上面的圖中，飛機磁航向和所在徑向線方向都是180度，是向上的白三角，那么就是沿著180航向飛向JTG臺，如果是向下的白三角，那么就是沿著180航向飛離JTG臺了。 好，我們回到180航向向臺飛行，越接近JTG臺，VOR2就越靈敏，飛機在JTG臺上空時，豎桿會亂動，不用管它，我們保持航向一直飛啊飛啊 4、飛過VOR臺 看航圖，我們已經(jīng)沿著180度航向飛過了JTG臺，看一下VOR2儀表，向上的白三角被向下的白三角取代，這說明我們的飛機在JTG臺180度徑向線背向臺的那段上，此時磁航向180，反映出了飛機沿180徑向線飛離JTG臺這個狀態(tài)。 5、偏航后回航 現(xiàn)在左轉(zhuǎn)30度，沿磁航向150飛一會兒，觀察VOR2的反應(yīng)，豎桿向慢慢右偏了一個角度，表明飛機已經(jīng)偏離了JTG臺的180度徑向線。如何飛回JTG臺180度徑向線做背臺飛行呢，查看VOR2表盤，從代表180徑向線的那個頂端的黃色三角開始，對著豎桿偏向的方向轉(zhuǎn)90度，就到了270度這個位置，我們用這個刻度作為磁航向就能以最快的速度飛回180度徑向線。 我們把飛機向右轉(zhuǎn)沿著270航向飛，如上圖所示，豎桿慢慢回向中間?？旖咏虚g的時候，我們向左轉(zhuǎn)讓飛機朝著180航向繼續(xù)飛行，如下圖所示，這樣我們就又回到了沿著180徑向線背臺飛行的航線上了。 6、再做一些測試 我們現(xiàn)在準(zhǔn)備向NHW臺飛，把NAV2調(diào)到114.6這個頻率上，如上圖所示，發(fā)現(xiàn)VOR2豎桿立刻發(fā)生了變化，如上圖。 現(xiàn)在確定飛機相對NHW臺的位置，調(diào)OBS直到豎桿處在中間，出現(xiàn)上相的白色三角，發(fā)現(xiàn)我們處于NHW臺50度向臺的徑向線上，如上圖。 再調(diào)OBS讓豎桿垂直并且出現(xiàn)向下的白色三角，發(fā)現(xiàn)我們在230度背臺的徑向線上，這與在50度向臺徑向線上是一樣的。這說明不管如何旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤，只要按照規(guī)則讀數(shù)，我們就能知道飛機的準(zhǔn)確方位，如上圖。 快速調(diào)轉(zhuǎn)機頭朝340磁航向飛，看看VOR2，和上圖機頭朝向180磁航向的時候是一致的。這說明VOR儀表只反映了飛機相對VOR臺的方位，而不管航向如何，如上圖。 再做一個有意思的測試，我們把NAV1調(diào)到和NAV2一樣的頻率上，都是114.6，VOR1調(diào)到50度徑向線上，VOR2調(diào)到VOR1相反方向230度徑向線上，這樣沿著140航向飛一會，發(fā)現(xiàn)VOR1豎桿向左偏了，而VOR2豎桿向右偏了，2個豎桿方向相反，那么我們到底應(yīng)該參照哪個儀表回到徑向線上呢？ 其實，按參照哪個都能回到徑向線上，在2個儀表盤上，我們分別從頂端黃三角對著的那個刻度對著豎桿偏向的方向旋轉(zhuǎn)90度，發(fā)現(xiàn)都是320度這個位置，朝著320航向飛就能以最快速度回到徑向線上了。 7、飛越NHW臺 好了不折騰了，我們還是趕緊去找浦東機場降落吧。飛越NHW臺，觀察并理解飛向、位于、飛離NHW臺時兩個儀表的變化，加深印象。 8、利用2個VOR臺飛向指定位置 我們計劃是在浦東機場16號跑道降落，也就是上圖中左邊那一條，那么我們打算飛到PUD臺的北邊，以167航向用ILS降落，估算一下，大概是要在NHW背臺45度徑向線和PUD背臺347度徑向線交叉點的位置上，航向167度進行降落。 好，保持NAV1在NHW的114.6這個頻率，并將VOR1刻度調(diào)到45度，白色三角向下，這樣當(dāng)豎桿垂直時，就是飛到了這NHW背臺45度徑向線上了；同時調(diào)NAV2到116.9，并將VOR2刻度調(diào)到347度，白色三角向下，這樣豎桿垂直時，就是飛到了PUD背臺347度徑向線上了。 現(xiàn)在調(diào)整飛機磁航向，飛到交叉點上，飛到NHW背臺45度徑向線最快的磁航向是315度，飛到PUD背臺347度徑向線最快的磁航向是77度，我們在航向儀表上找到這2個刻度，我們大概估算一下，先選取30度航向，然后不斷調(diào)整航向，保持2個儀表豎桿的偏移量越來越小，直到都垂直，這樣就飛到了交叉點上了，如下圖面航圖所示。 之后，我們轉(zhuǎn)到167航向，向著16號跑道飛行，調(diào)整NAV1為16號跑道的ILS頻率110.70，這樣VOR1就變成了I