Введение
Радиопередатчик, излучающий радиоволны во всех направлениях, используемый в качестве средства навигации. Ненаправленный радиомаяк (NDB) – это радиомаяк, не содержащий встроенной информации о направлении. Радиомаяки – это радиопередатчики, расположенные в известном месте и используемые в качестве авиационного или морского навигационного средства. NDB отличаются от направленных радиомаяков и других навигационных средств, таких как радиовысотомер низкой частоты, всенаправленный радиомаяк VHF (VOR) и тактическая система воздушной навигации (TACAN). Сигналы NDB следуют за кривизной Земли, что позволяет принимать их на значительно больших расстояниях на меньших высотах – это важное преимущество перед VOR. Однако сигналы NDB также сильнее подвержены влиянию атмосферных условий, гористой местности, береговой рефракции и гроз, особенно на больших расстояниях. Система, разработанная капитаном ВВС США Альбертом Фрэнсисом Хегенбергером, была использована для выполнения первого в мире захода на посадку по приборам 9 мая 1932 года.
A non directional beacon (NDB) or non directional radio beacon is a radio beacon which does not include inherent directional information. Radio beacons are radio transmitters at a known location, used as an aviation or marine navigational aid. NDB are in contrast to directional radio beacons and other navigational aids, such as low frequency radio range, VHF omnidirectional range (VOR) and tactical air navigation system (TACAN). NDB signals follow the curvature of the Earth, so they can be received at much greater distances at lower altitudes, a major advantage over VOR. However, NDB signals are also affected more by atmospheric conditions, mountainous terrain, coastal refraction and electrical storms, particularly at long range. The system, developed by United States Air Force (USAF) Captain Albert Francis Hegenberger, was used to fly the world's first instrument approach on May 9, 1932.
Автоматическое устройство для определения направления
Навигация NDB состоит из двух частей: автоматического устройства определения направления (ADF) на воздушном судне, которое обнаруживает сигнал NDB, и передатчика NDB. ADF также может обнаруживать передатчики в стандартной полосе AM средних волн (530 кГц до 1700 кГц с шагом 10 кГц в Америке, 531 кГц до 1602 кГц с шагом 9 кГц в остальном мире). Оборудование ADF определяет направление или пеленг на станцию NDB относительно воздушного судна, используя комбинацию направленных и ненаправленных антенн для определения направления, в котором суммарный сигнал наиболее сильный. Этот пеленг может отображаться на индикаторе относительного пеленга (RBI). Этот индикатор выглядит как компасная роза с наложенной стрелкой, за исключением того, что роза фиксирована, а положение 0 градусов соответствует продольной оси воздушного судна. Для следования к NDB (при отсутствии ветра) самолет пилотируется таким образом, чтобы стрелка указывала на положение 0 градусов. Тогда самолет полетит прямо к NDB. Аналогично, самолет будет лететь прямо от NDB, если стрелка удерживается на отметке 180 градусов. При боковом ветре стрелку необходимо удерживать левее или правее от положения 0 или 180 градусов на величину, соответствующую сносу, вызванному боковым ветром. Курс воздушного судна +/- отклонение стрелки ADF от носа или хвоста = пеленг к станции NDB или от нее. Формула для определения курса компаса к станции NDB (в безветренную погоду) заключается в сложении относительного пеленга между воздушным судном и станцией с магнитным курсом воздушного судна; если сумма превышает 360 градусов, необходимо вычесть 360. Это дает магнитный пеленг, который необходимо соблюдать: (RB + MH) mod 360 = MB. При следовании к или от NDB обычно требуется, чтобы воздушное судно следовало по определенному пеленгу. Для этого необходимо сопоставить показания RBI с курсом компаса. Определив снос, воздушное судно должно пилотироваться таким образом, чтобы курс компаса соответствовал требуемому пеленгу с учетом сноса, одновременно удерживая показания RBI на 0 или 180 градусов с учетом сноса. NDB также может использоваться для определения местоположения вдоль текущего курса воздушного судна (например, радиального направления от второго NDB или VOR). Когда стрелка достигает показания RBI, соответствующего требуемому пеленгу, воздушное судно находится в этом месте. Однако использование отдельного RBI и компаса требует значительных умственных вычислений для определения соответствующего относительного пеленга. Пилоты следуют по этим маршрутам, отслеживая пеленги на различных навигационных станциях и выполняя повороты в определенных точках. В то время как большинство воздушных трасс в Соединенных Штатах основаны на VOR, NDB воздушные трассы распространены в других местах, особенно в развивающихся странах и в малонаселенных районах развитых стран, таких как Канадская Арктика, поскольку они имеют большую дальность и значительно дешевле в эксплуатации, чем VOR. Все стандартные воздушные трассы нанесены на аэронавигационные карты, такие как секционные карты Соединенных Штатов, издаваемые Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (NOAA).
Поправки
НДБ уже давно используются авиационными навигаторами, а ранее и моряками, для определения своего географического положения на поверхности Земли. Определение местоположения производится путем проведения линий через известные навигационные ориентиры до их пересечения. Для визуальных ориентиров углы этих линий можно определить с помощью компаса, а пеленги радиосигналов НДБ – с помощью радиопеленгатора (RDF). Нанесение таких точек определения позволяет экипажу установить свое местоположение. Это особенно важно в ситуациях, когда другое навигационное оборудование, такое как VOR с измерителем расстояния (DME), выходит из строя. В морской навигации НДБ могут быть полезны в случае потери сигнала системы глобального позиционирования (GPS).
НДБ приближается
Взлетно-посадочная полоса, оборудованная только NDB или VOR (или обоими) в качестве средства навигации, называется полосой для неточного захода на посадку; если она оборудована ILS, она называется полосой для точного захода на посадку.
Системы приземления по приборам
NDB чаще всего используются в качестве ориентиров или "локаторов" для захода на посадку по приборам (ILS) или стандартного захода. NDB могут обозначать начальную точку для захода по ILS или траекторию следования по стандартному маршруту прибытия в терминал (STAR). В Соединенных Штатах NDB часто комбинируют с внешним маркерным радиомаяком в схеме захода по ILS (обозначаемым как локаторный внешний маркер, или LOM); в Канаде НДБ малой мощности полностью заменили маркерные радиомаяки. Маркерные радиомаяки на схемах захода по ILS во всем мире постепенно выводятся из эксплуатации, заменяясь дальномерами DME или сигналами GPS для определения различных участков схемы захода.
Антенна и характеристики сигнала
NDB обычно работают в диапазоне частот от 190 кГц до 535 кГц (хотя для них выделены частоты от 190 до 1750 кГц) и передают несущую, модулированную частотой 400 или 1020 Гц. NDB также могут быть установлены совместно с DME в аналогичной конфигурации для системы ILS в качестве дальнего маркера, однако в этом случае они функционируют как ближний маркер. Владельцами NDB в основном являются государственные органы и аэропорты. Излучатели NDB имеют вертикальную поляризацию. Антенны NDB обычно слишком коротки для достижения резонанса на рабочей частоте – их длина составляет, как правило, около 20 метров при длине волны около 1000 м. Поэтому им требуется согласованная сеть, состоящая из индуктора и конденсатора, для настройки антенны. Вертикальные антенны NDB могут также иметь Т-образную антенну, называемую "шляпой", представляющую собой конструкцию, похожую на зонт, предназначенную для увеличения емкости на конце и повышения эффективности излучения. Обычно под антенной подключается земляная сетка или противовес.
Мониторинг НДБ
Помимо использования в авиационной навигации, NDB также популярны среди любителей дальней радиосвязи (DXers). Поскольку мощность NDB обычно невелика (как правило, 25 Вт, некоторые могут достигать 5 кВт), их сигналы обычно не принимаются на больших расстояниях, но благоприятные условия в ионосфере могут обеспечить распространение сигналов NDB на гораздо большие расстояния, чем обычно. Поэтому радиолюбители-DXers, стремящиеся принимать удаленные сигналы, любят слушать дальние NDB. Кроме того, поскольку полоса частот, выделенная для NDB, свободна от радиовещательных станций и связанных с ними помех, и поскольку большинство NDB передают лишь свой идентификационный код Морзе, их очень легко идентифицировать, что делает мониторинг NDB активным направлением в хобби DXing. В Северной Америке диапазон частот NDB составляет от 190 до 435 кГц и от 510 до 530 кГц. В Европе существует длинноволновый радиодиапазон от 150 до 280 кГц, поэтому европейский диапазон NDB простирается от 280 кГц до 530 кГц с разрывом между 495 и 505 кГц, поскольку 500 кГц являлась международной частотой морской аварийной (чрезвычайной) связи. Сигналы маяков, передающих в диапазоне от 510 до 530 кГц, иногда можно принимать на AM-радиоприемниках, способных настраиваться на частоты ниже начала средневолнового (MW) вещательного диапазона. Однако для приема NDB обычно требуется радиоприемник, способный принимать частоты ниже 530 кГц. Часто радиоприемники коротких волн с широким диапазоном принимают все частоты от 150 кГц до 30 МГц и, следовательно, могут настраиваться на частоты NDB. Для приема очень слабых сигналов от удаленных маяков необходимы специальные методы (предварительные селекторы приемника, ограничители шума и фильтры). Лучшее время для приема очень удаленных NDB – последние три часа перед восходом солнца. Прием NDB также обычно наиболее благоприятен осенью и зимой, поскольку весной и летом на диапазонах LF и MF наблюдается больше атмосферных помех.
Закрытие маяка
По мере распространения спутниковых навигационных систем, таких как GPS, ряд стран начали выводить из эксплуатации радионавигационные средства, такие как NDB и VOR. Эта политика вызвала споры в авиационной отрасли. Airservices Australia начала отключение ряда наземных навигационных средств в мае 2016 года, включая NDB, VOR и DME. По состоянию на апрель 2018 года FAA отключила 23 наземных радионавигационных средства, включая NDB, и планирует закрыть более 300 к 2025 году. FAA не имеет системы поддержания в рабочем состоянии или приобретения NDB и планирует поэтапно выводить существующие NDB из эксплуатации по мере их вывода из строя, ссылаясь на снижение зависимости пилотов от NDB, поскольку все больше пилотов используют VOR и GPS-навигацию.