خدمات اتوماسیون و پردازش اطلاعات سیستمهای ناوبری و شرکتهای هواپیمایی
در چند دهه گذشته، قلمرو هوانوردی شاهد پیشرفتهای بینظیر و چشمگیری بوده است که به همین دلیل سیستمهای مدیریت پرواز (FMS) در خط مقدم انقلاب فناوری قرار گرفتهاند. سیستمهای پیچیده نقشی محور در پیدا کردن جهت یابی ایمن و کارآمد هواپیما در سراسر آسمان دارند. دستگاه ورودی و خروجی دادههای پرواز، پایگاه داده ناوبری و رایانه کنترل پرواز از اجزای اصلی سیستمهای مدیریت پرواز محسوب میشوند. در این مقاله قصد داریم به اتوماسیون و اطلاعات سیستمهای ناوبری و شرکتهای هواپیمایی بپردازیم، برای اطلاع بیشتر تا انتهای این مقاله با ما همراه شوید.
منظور از سیستمهای ناوبری و شرکتهای هواپیمایی
به پیدا کردن راه از یک محل به محل دیگر، ناوبری گفته میشود. در قدیم، رسم نقشه برای پیدا کردن محلی معین، وظیفه عضوی مشخص از خدمه هواپیما (ناوبر) بود. این وظیفه گاهی دقیق صورت نمیگرفت و کار مشکل و پیچیدهای بود؛ زیرا بر پایه مشاهده بسیار استوار بود و با استفاده از نقشههای معمولی و لوازم محاسباتی، رسم میشد. در حال حاضر ناوبر هواپیمایی به حالت هنری درآمده که به تکامل نزدیک میشود.
ناوبری هواپیما در ارتفاعات با کمکهای ناوبری نوین و سیستمهای نصب شده بر روی هواپیما، چنان دقیق انجام میشود که در دهههای قبلی حتی تصور هم نمیکردند. خلبانی، محاسبه تخمینی و رادیویی از سه روش اصلی ناوبری هوایی میباشد که مرسومترین آن روش خلبانی است. در روش خلبانی، خلبان مسیر خود را از طریق تعقیب علائمی بر روی زمین پیدا میکند.
در خصوص خدمات اتوماسیون و اطلاعات سیستمهای ناوبری و شرکتهای هواپیمایی بایستی بدانید که اصولا پیش از پرواز هواپیما، خلبان برنامهریزی قبل از بلند شدن را انجام داده و خطی را بر روی نقشه هوانوردی جهت تعیین کردن مسیر دلخواه رسم میکند. خلبان علائم زمینی همانند راهآهنها، رودخانهها، بزرگراهها و پلها را مورد توجه قرار میدهد. خلبان با توجه به این علائم پرواز میکند و هر گاه احساس کند که از فراز این علائم زمینی عبور نکرده، متوجه میشود که مسیر را اشتباه رفته است.
سیستم ناوبری هواپیما INS چیست؟
به طور کلی اتوماسیون و اطلاعات سیستمهای ناوبری شامل حرکت هواپیما از نقطهای معین به نقطهی معینی دیگر به وسیله روشهای مسیریابی و جهتیابی میباشد. سیستم ناوبری هواپیما INS مخفف سیستم ناوبری اینرسی بوده که نوعی سیستم ناوبری مستقل به حساب میآید. سیستم ناوبری مستقل مجموعهای حسگرها مانند شتابسنج و ژیروسکوپها برای تشخیص موقعیت، سرعت و جهت هواپیما بدون نیاز به منابع خارجی همانند سیگنالهای رادیویی یا اجرام آسمانی استفاده میکند.
در اتوماسیون و اطلاعات سیستمهای ناوبری بهتر است بدانید در هواپیماهای امروزی وابستگی جهت ناوبری به زمین از بین رفته و حتی سیستمهای ناوبری وابسته به ماهوارهها در بیرون زمین قرار دارند.
INS با توجه به موقعیت و شرایط هواپیما عمل میکند. روش کار با استفاده از الگوریتمهای ریاضی و ادغام شتابهای حس شده از طریق شتابسنجها و چرخشهای حس شده از طریق ژیروسکوپ، موقعیت هواپیما را تعیین میکند. از مزایای اصلی INS میتوان به توانایی آن در ارائه دادههای ناوبری مداوم و دقیق بدون نیاز به سیگنالهای خارجی همانند GPS اشاره کرد.
در دهههای 1920 و 1930، سیستم INS مکانیکی و الکترومکانیکی برای کاربردهای نظامی در طول جنگ جهانی دوم توسعه و گسترش یافت. در دهههای بعد، پیشرفتهای ناوبری در مواد، محاسبات و حسگرهای ناوبری سبب توسعه و گسترش سریع INS برای طیف گستردهای از کاربردها، از جمله هوانوردی نظامی، اکتشاف فضایی و هوانوردی تجاری شده است.
اتوماسیون و اطلاعات سیستمهای ناوبری
تغییر در معماری ناوبری هوایی جهان از راه سنتی ناوبری که مبتنی بر حسگر بود، به روش نوین ناوبری مبتنی بر عملکرد که به اختصار PBN گفته میشود را آغاز نمود. این دیدگاه در ناوبری برای کشورهایی که قسمت اصلی ساختار ناوبری هوایی آنها بر پایه و اساس دستگاههای رادیویی VHF است، چالشی بسیار بزرگ محسوب میشود.
ابزار ناوبری با فرکانس متوسط، برای انتقال سیگنالهای غیرمستقیم به کار میرود که توسط یک دریافت کننده کد مورس و ADF رسیده از هواپیما کنترل میشود. NDB از اولین دستگاههایی بود که در اتوماسیون و اطلاعات سیستمهای ناوبری به کار برده شد. 200 کیلوهرتز تا 1750 کیلوهرتز، فرکانس این سیستم است که سازمان ICAO این رنج فرکانسی را ردهبندی کرده و هر بخشی از این فرکانس را به کشوری اختصاص داده که رنج فرکانسی این سیستم در ایران میان 200 تا 570 کیلوهرتز است. دستگاه کمک ناوبری NDB دارای محدودیتهایی است که برد آن است و عواملی از جمله طوفان، رعد و برق، گرد و خاک بر روی NDB تاثیر بسیار منفی میگذارد.
منظور از ناوبری مبتنی بر عملکرد
PBN یا ناوبری مبتنی بر عملکرد از سیستمهای ماهوارهای ناوبری جهانی (GNSS) و سیستمهای کامپیوتری برای ناوبری هوایی استفاده میشود. این روش در تضاد با ناوبری حسگرهای قدیمی است که معمولا برپایه فرستندههای رادیویی عمل میکردند. در راه و روشهای سنتی هواپیما در مسیرهای معین و با استفاده از ایستگاههای کمک ناوبری رادیویی موجود در میان راه به سمت مقصد پرواز میکردند.
به همین دلیل میتوان گفت ناوبری سنتی یک روش ناوبری نسبی یا وابسته است و هواپیما همیشه براساس کمکهای ناوبری زمینی همانند سیستمهای VOR و DME پرواز میکند. این در صورتی است که ناوبری مبتنی بر عملکرد یک ناوبری مطلق (مستقل) است که در آن هواپیما ابتدا موقعیت کنونی خود را از نظر طول و عرض جغرافیایی مشخص کرده و پس از این موقعیت برای معین کردن مسیر پرواز کمک میگیرد.
این روش نیازمندیهای اتوماسیون و اطلاعات سیستمهای ناوبری و شرکتهای هواپیمایی را از نظر دقت، صحت، یکپارچگی، تداوم، پیوستگی و همچنین قابلیتهای مورد نیاز برای عملیاتهای پیشنهادی را برآورده میکند.
تاریخچه اتوماسیون و اطلاعات سیستمهای ناوبری و شرکتهای هواپیمایی
تاریخچه اتوماسیون و اطلاعات سیستمهای ناوبری و شرکتهای هواپیمایی INS به اوایل قرن بیستم باز میگردد. در دهههای ۱۹۲۰ و ۱۹۳۰، سیستم INS مکانیکی و الکترومکانیکی برای کاربردها و عملکردهای نظامی در طول جنگ جهانی دوم توسعه و گسترش پیدا میکند. با این روند، با ظهور ریزپردازنده در دهه ۱۹۶۰ بود که INS به گونهای قابل توجه، دقیق و دقیقتر شد.
در دهههای بعد، پیشرفتهای ناوبری در مواد، محاسبات و حسگرهای ناوبری، موجب به توسعه سریع INS برای طیف گستردهای از کاربردها، که شامل هوانوردی نظامی، اکتشاف فضایی و هوانوردی تجاری شده است.
در دهههای ۱۹۸۰ و ۱۹۹۰، توسعه و گسترش اتوماسیون و اطلاعات سیستمهای ناوبری و شرکتهای هواپیمایی با معرفی ژیروسکوپهای لیزری حلقهای که در مقابل رانشهای مکانیکی دقیقتر و ایمنتر بودند و سنسورهای شتاب سیستمهای میکروالکترومکانیکی MEMS که کوچکتر، سبکتر و مقرون به صرفهتر بودند، به پیشرفت خود ادامه داد.
این پیشرفتها موجب به گسترش و توسعه INS مینیاتوری و میکرو برای استفاده در پهپادها و وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین UAV شد. در سالهای گذشته، سیستمهای INS با ادغام دادههای سیستم موقعیت یابی جهانی GPS و باقی حسگرهای ناوبری بهبود یافتهاند.
3 روش اصلی ناوبری هوایی
خلبانی
در خصوص اتوماسیون و اطلاعات سیستمهای ناوبری بایستی بدانید که روش اول، روشی مرسوم در ناوبری هوایی است. در این روش، خلبان راه و مسیر خود را از طریق تعقیب علائمی بر روی زمین یافت میکند. اصولا پیش از بلند شدن هواپیما، خلبان برنامهریزی قبل از پرواز را انجام داده و خطی را بر روی نقشه هوانوردی به منظور تعیین کردن مسیر دلخواه رسم میکند.
خلبان علائم زمینی بسیاری را همانند بزرگراهها، راهآهنها، رودخانهها و پلها را مورد توجه قرار میدهد. در شرایطی که خلبان برفراز این علائم زمینی پرواز میکند عبور از هر کدام را در نظر دارد تا مسیر را به درستی ادامه دهد و اگر هواپیما از فراز این علائم زمینی عبور نکند، خلبان متوجه میشود که مسیر را اشتباه طی کرده است.
محاسبه تخمینی
همچنین در خصوص اتوماسیون و اطلاعات سیستمهای ناوبری بایستی بدانید که روش دوم روشی است که در ابتداییترین روزهای تجربه پرواز معمول بوده است. این روش، همان روشی است که Lindberg در اولین پرواز خود بر فراز اقیانوس اطلس از آن استفاده نمود. خلبانان اصولا از این روش هنگامی که بر فراز اقیانوسها، صحراها یا جنگلها پرواز میکنند، مورد استفاده قرار میدهند. در این روش زمان، فاصله و جهت اهمیت بسیاری دارند.
خلبان بایستی فاصله میان دو نقطه را بداند، خلبان بر روی نقشه برنامه ریزی قبل از پرواز مطالعه میکند و سپس مسیری را برای رسیدن به نقطه مورد نظر، در نظر میگیرد. خلبان زمان لازم برای رسیدن به مقصد را محاسبه کرده و با سرعت ثابتی به سمت مقصد پرواز میکند. در طول پرواز خلبان از قطب نما برای حفظ هواپیما در مسیر صحیح استفاده مینماید. این روش به علت تغییر مسیر باد همیشه روش ناوبری موفق و مطمئنی نیست. این روش اساس پروازهای VFR(مقررات مرتبط به پرواز در موقعیتهای با امکان دید) است.
رادیویی
روش ناوبری رادیویی اصولا توسط تمامی خلبانان مورد استفاده قرار میگیرد. در این روش خلبان با استفاده از الگوی هوانوردی متوجه میشود در یک منطقه معین با کدام ایستگاه رادیویی بایستی هماهنگ باشد و ارتباط بگیرد. بنابراین خلبان میتواند تجهیزات ناوبری رادیویی خود را با سیگنالی که از ایستگاه مورد نظر انتقال داده میشود، تنظیم کند. نشانگری که بر روی دستگاه ناوبری قرار دارد، خلبان را از موقعیت پرواز نسبت به ایستگاه رادیویی آگاه میکند و درست بودن یا نبودن مسیر را نشان میدهد.
در خصوص اتوماسیون و اطلاعات سیستمهای ناوبری لازم به ذکر است خلبانان لوازم ناوبری مختلف و گوناگونی در اختیار دارند که برای بلند شدن، پرواز و به زمین نشستن بیخطر به آنها کمک میکند. یکی از مهمترین لوازم و دستگاهها که به خلبان کمک میکند، یک سری دستگاههای مراقبت پرواز و تردد در مسیرهای هوایی است که در همهی جای دنیا فعال هستند.