هواپیماها چگونه هدایت می شوند

آشنایی با سیستم های ناوبری هواپیما (1)

رفته رفته یاد گرفت که می تواند ابزارهائی نیز برای خود بسازد و شاید اولین وسیله قطب نما بود که با استفاده از نیروی مغناطیسی زمین که خداوند در زمین قرار داد قادر است جهات چهار گانه را نشان دهد.

نیاز انسان به سفر و ملزومات آن باعث ساخته شدن سامانه های مختلف شد تا جائی که فضا نیز به تسخیر انسان درآمد، ماهواره های ناوبری همچون GPS آمریکائی و GLONASS روسی و در آینده ی نزدیک GALILEO اروپائی با استفاده از آخرین تکنولوژی روز به فضا پرتاب شدند تا انسان را در این مهم یاری دهند.

در این مقاله که معمولا یکی از قسمت های مورد توجه و وسیع در هواپیما محسوب می شود ابتدا سامانه های جهت یابی و سپس نشان دهنده ی وضعیت را توام انجام می دهند و بعد سامانه های جدیدتر که هردو کار جهت یابی و وضعیت را توام انجام می دهند و بعد سامانه هایی که با دریافت سیگنال از ایستگاه های زمینی کار می کنند و در انتها ناوبری جدید که به سیگنال های ماهواره بستگی دارند گفته خواهد شد.

جهت‌یابی، یافتن جهت‌های جغرافیایی است. جهت‌یابی در بسیاری از موارد کاربرد دارد. برای نمونه وقتی در کوهستان، جنگل، دشت یا بیابان گم شده‌باشید، با دانستن جهت‌های جغرافیایی، می‌توانید به مکان مورد نظرتان برسید. یکی از استفاده‌های مسلمانان از جهت‌یابی، یافتن قبله برای نماز خواندن و ذبح حیوانات است. کوهنوردان، نظامیان، جنگل‌بانان و ... هم به دانستن روش‌های جهت‌یابی نیازمندند.

هرچند امروزه با وسایلی مانند قطب‌نما یا جی‌پی‌اس می‌توان به راحتی و با دقت بسیار زیاد جهت جغرافیایی را مشخص کرد، در نبود ابزار، دانستن روش‌های دیگر جهت‌یابی مفید و کاراست.

ساده ترین وسیله ی جهت یابی قطب نمای مغناطیسی است که از خاصیت مغناطیسی زمین سود می جوید که هنوز با پیشرفت علوم و سامانه ها طبق قوانین سازمان های هوانوردی میبایستی بر روی هواپیما نصب باشد، قطب نمای جایروسکوپی-مغناطیسی هم علاوه بر جهت یابی به خاطر داشتن سنسور می توانند تغییرات بوجود آمده در جهت هواپیما را حس و اعلام کنند.

قرارگیری وضعیت هواپیما نسبت به افق نقشی حیاتی در حرکت و فرود هواپیما دارد زیرا هنگام نشستن اگر هواپیما وضعیت مناسبی نسبت افق نداشته باشد با خطر مواجه خواهد شد.

نشان دادن وضعیت هواپیما نسبت به افق در دو محور اصلی که به آن Attitude گفته می شود در این بخش مورد بررسی قرار می گیرد. Pitch چرخش حول محور عرضیست که توام با بالا یا پایین شدن دماغه می باشد(شکل 1 الف)، به چرخش حول محور طولی هواپیما که توام با بالا یا پایین شدن بال هواپیما می باشد نیز رول گفته می شود(شکل 1 ب).

مقدار این چرخش ها در نشان دهنده ای به نام ADI به نمایش در می آید که در جلوی خلبان و کمک خلبان نصب می شود.

برای نشان دادن وضعیت از چند روش می توان استفاده کرد که ساده ترین آن که هنوز هم مورد استفاده می باشد، جایروسکوپ است که ابتدا مورد بررسی قرار می گیرد. سامانه جدیدتر و کامل تر که علاوه بر وضعیت، جهت را نیز تشخیص و قادر به انجام ناوبری نیز می باشد که از جایروسکوپ های لیزری و شتاب سنج های بسیار دقیق سود می جوید.  هر جایروسکوپ پس از گردش چرخ آن و رسیدن به سرعت مورد نظر که حدود 24 هزار دور در دقیقه در نوع الکتریکی آن است در مقابل تغییر محور گردش مقاومت می کند، از این خاصیت جهت نشان دادن وضعیت نشان داده می شود. جایرو مورد استفاده در نشاند دهنده وضعیت را جایرو عمودی گویند که محور گردش آن عمودی است.

محسن مرادی

بخش دانش و زندگی تبیان

منابع:

آشنایی با هواپیماها،ابر دهقان فردوس

سامانه های الکترونیک مهندس علمداری

integrated modular avonics by nick johanson, waterloo1999

science direct