- 1 -

1. NAVIGAIA AERIAN NOIUNI INTRODUCTIVE 1.1. Definiie

Navigaia aerian tiina ce se ocup cu metodele i mijloacele cele mai eficiente pentru asigurarea deplasrii aeronavelor n spaiul aerian n condiii de deplin securitate a zborului.

Pentru a se putea realiza deplasarea este necesar meninerea aeronavei pe traiectul obligat i cunoaterea permanent a poziiei acesteia n spaiu, coordonate, direcie de zbor, vitez, nlime i timp calculat ntre anumite repere.

1.2. Metodele navigaiei aeriene

Exist mai multe metode de realizare a navigaiei aeriene, i anume:

- Metoda navigaiei observate const n determinarea poziiei aeronavei comparnd reperele de pe sol cu semnele convenionale de pe hart.

- Metoda navigaiei estimate const n determinarea poziiei aeronavei dup diferite instrumente de la bord, efectund unele calcule.

- Metoda navigaiei radioelectrice const n determinarea poziiei aeronavei folosind mijloacele electronice ale aeronavei i/sau mijloace externe acesteia (amplasate pe sol sau satelii).

- Metoda navigaiei astronomice const n determinarea poziiei aeronavei dup atrii de pe bolta cereasc, cu ajutorul anumitor instrumente optice de la bordul aeronavei.

- Metoda navigaie ineriale const n determinarea poziiei aeronavei (i a tuturor celorlalte elemente de zbor) plecnd de la principiul determinrii acceleraiei ce ia natere pe cele 3 axe ale aeronavei.

- Metoda navigaiei izobarice const n determinarea poziiei aeronavei pornind de la diferena indicaiilor de nlime citite pe altimetrul barometric i radioelectric.

- 2 -

1.3. Tipuri de coordonate utilizate n navigaia aerian

1.3.1. Coordonate geografice

Coordonate geografice: determinarea poziiei aeronavei fa de suprafa terestr, originea msurtorilor fiind planul meridianului Grrenwich i planul ecuatorului. Coordonatele geografice se exprim n grade, minute i secunde sexagesimale de latitudine i longitudine.

Longitudinea = Unghiul diedru format ntre planul meridianului Greenwich i planul meridianului ce trece prin punctul considerat, sau unghiul format ntre proieciile pe planul Ecuatorului a punctului considerat i a unui punct aflat pe meridianul 0.

Latitudinea = Unghiul format ntre planul ecuatorului i direcia de la centrul Pmntului spre acel punct.

Diferena de latitudine = arcul de meridian cuprins ntre paralela punctului de plecare i paralela punctului de sosire;

12 =

> 0 - dac avionul se deplaseaz spre nord n raport cu paralela locului de plecare

< 0 - dac avionul se deplaseaz spre sud n raport cu paralela locului de plecare

- 3 -

Diferena de longitudine = arcul de ecuator cuprins ntre meridianul punctului de plecare i meridianul punctului de sosire;

12 =

> 0 - dac avionul se deplaseaz spre est n raport cu meridianul locului de plecare

< 0 - dac avionul se deplaseaz spre vest n raport cu meridianul locului de plecare

1.3.2. Coordonate polare

Coordonate polare: Poziia unui punct M se d n funcie de originea O (pol), un unghi numit azimut i o distan fa de punctul origine, msurat pe drumul cel mai scurt. Sunt folosite n principal n radiolocaie (pe ecranul radarului) i n sistemele de navigaie: VOR, TACAN etc.

Azimutul = unghiul n plan orizontal determinat de planul meridianului de referin i planul ce trece prin punctele O i M.

1.3.3. Coordonate rectangulare

Coordonate rectangulare: poziia avionului este exprimat prin dou distane msurate pe dou axe perpendiculare, dintre care una (OY) coincide cu ruta obligat de zbor a avionului. Originea msurtorilor (O) se amplaseaz, de

M

O (pol)

N

- 4 -

regul, n punctul iniial al traiectului. Valorile coordonatelor pot fi pozitive sau negative, n funcie de poziia fa de origine.

Sunt folosite n special pentru determinarea abaterii laterale liniare fa de ruta de zbor obligat.

1.4. Sisteme de coordonate utilizate n navigaie

1.4.1. Clasificare n funcie de originea sistemului de coordonate:

- Astrocentrice: originea este centrul unui corp ceresc:

o Geocentrice (originea este Pmntul) o Heliocentrice o Selenocentrice

- Topocentrice: originea este un punct aflat la suprafaa pmntului

- Eczocentrice: originea se afl n afara Pmntului

1.4.2. Clasificarea n funcie de suprafaa de referin:

- Ecuatoriale: suprafaa de referin este un plan ecuatorial

- Orbitale: suprafaa de referin este un satelit

A

+y -y

-x

+x

- 5 -

- Orizontale: suprafaa de referin este un plan ce trece prin punctul n care observm linia orizontului

n navigaia aerian se folosesc sistemele geocentrice ecuatoriale.

n navigaia cosmic se folosesc sistemele heliocentrice orbitale.

1.5. Liniile de poziie ale avionului

Linia de poziie este locul geometric al tuturor punctelor care pot reprezenta poziia avionului pe suprafaa pmntului. n practica navigaiei aeriene se folosesc urmtoarele linii de poziie:

- loxodroma;

- ortodroma;

- linia azimuturilor egale;

- linia distanelor egale etc.

Loxodroma este linia de poziie care trece prin punctul de plecare PIT i punctul de sosire PFT al drumului avionului i intersecteaz meridianele sub acelai unghi constant.

Din punct de vedere geometric, loxodroma prelungit dincolo de capetele drumului apare ca o spiral care se apropie de poli, dar fr s-i ating (excepie de la aceast regul fac paralelele, meridianele i ecuatorul).

Elementele loxodromei sunt distana loxodromic (AB) i drumul loxodromic (unghiul ).

Zborul pe loxodrom este folosit n cazul distanelor mici (sub 1.000 km).

- 6 -

Ortodroma reprezint arcul de cerc care trece prin punctul de plecare i de sosire ale unei traiectorii de pe suprafaa Pmntului. Este drumul cel mai scurt ntre aceste puncte. Lungimea arcului AB se numete distan ortodromic, iar unghiul drumului de urmat se numete drum ortodromic.

Ortodroma intersecteaz meridianele sub unghiuri diferite. Zborul avionului pe ortodrom se execut pe distane mari (peste 1.000 km) i presupune o schimbare permanent a direciei geografice de urmat. Aceasta nu reprezint o problem, datorit mijloacelor de navigaie care urmresc deplasarea funcie de mijloacele radioelectrice de la sol, care sunt dispuse pe ortodrom.

- 7 -

1.6. Elemente i mrimi utilizate n navigaia aerian

1.6.1. Direcia

Direcia indic poziia sau orientarea unui punct n spaiu, n raport cu un alt punct, fr a ine cont de distana ntre ele. n toate metodele de navigaie aerian, elementul cel mai important l constituie cunoaterea direciei n plan orizontal (direcia de zbor).

Direcia poate fi exprimat bidimensional (n plan orizontal) sau tridimensional (n spaiu).

Direcia poate fi indicat prin mai multe elemente, evideniate n figura de mai jos:

Gismentul (GR) reprezint unghiul format ntre axa longitudinal a avionului i direcia ortodromic ctre un mijloc de radionavigaie, de regul un radiofar nedirecional, de la sol. Se msoar n sensul acelor de ceasornic, ncepnd dinspre partea din fa a avionului.

- 8 -

Drumul de zbor reprezint unghiul msurat ntre meridianul care trece prin punctul avionului i direcia de deplasare (traiectul) a avionului.

Capul compas al avionului (C) este unghiul msurat ntre meridianul care trece prin punctul avionului i axa longitudinal a avionului.

Relevmentul mijlocului de radionavigaie (RR) este unghiul msurat ntre meridianul care trece prin punctul avionului i direcia ortodromic ctre mijlocul de radionavigaie, de regul un radiofar sau un radiogoniometru. Se msoar de la direcia meridianului, n sensul acelor de ceasornic.

RR = C + GR

- 9 -

Relevmentul avionului (RA) este unghiul msurat ntre meridianul care trece prin punctul de amplasare al mijlocului de radionavigaie i direcia ortodromic ctre punctul avionului. Relevmentul avionului se msoar de la direcia meridianului, n sensul acelor de ceasornic.

RA = RR + 180o

- 10 -

1.6.2. Distana

Distana este spaiul dintre dou puncte i reprezint lungimea msurat a liniei care unete aceste puncte.

1.6.3. nlimea

nlimea (altitudinea) de zbor = element principal al navigaiei aeriene, avnd legtur direct cu sigurana zborului.

- nlimea convenional (Hc): determinat barometric, diferena de nlime dintre punctul curent n care se afl aeronava i suprafaa la nivelul creia presiunea atmosferic are 760mm col. Hg.

- nlimea absolut (Ho): nlimea msurat fa de nivelul mrii; este util deoarece pe toate hrile nlimile diferitelor puncte sunt date avnd ca referin nivelul mrii.

- nlimea adevrat (Ha): nlimea msurat ntre centrul de mas al avionului i proiecia gravitaional pe sol a acestuia.

- nlimea relativ (Hr): nlimea msurat ntre centrul de mas al avionului i un punct de referin.

Hbar=760mmHg

Hc Ho

Ha

Hr

- 11 -

1.6.4. Timpul

Timpul reprezint definirea unui moment considerat sau intervalul ntre dou momente considerate.

Din punctul de vedere al navigaiei aeriene, principalele valori care intereseaz sunt:

- Durata zborului

- ETA (Estimate Time of Arrival) = Timpul estimat pentru aterizare

1.6.5. Viteza

n cazul navigaiei aeriene, este necesar s se cunoasc ntotdeauna viteza real a avionului, numit i viteza fa de sol. Aceasta poate fi determinat instrumental, cu ajutorul radarului Doppler, a radarului panoramic de bord sau al altor sisteme. n afar de aceste procedee, viteza fa de sol poate fi determinat i grafic sau analitic, cunoscndu-se viteza proprie a avionului i viteza vntului. Un astfel de exemplu este prezentat mai jos:

VPA = Viteza proprie a avionului (datorat motoarelor) / Axa avionului Vv = Viteza vntului / Direcia vntului Vs = Viteza fa de sol / Drumul (Ruta impus) v = Deriva (are valori pozitive, dac ruta este n dreapta axei

avionului, respectiv negative, n caz contrar) Udv = Unghiul drumului cu vntul Ucv = Unghiul capului cu vntul Obs.: Deplasarea pe direcia dorit se poate realiza prin modificarea Ucv

sau prin modificarea VPA.

- 12 -

2. DINAMICA ZBORULUI 2.1. Forele care acioneaz asupra unui avion

Asupra unui avion aflat n zbor acioneaz patru fore, care trebuie s se afle n echilibru. Forele respective, evideniate n figura de mai jos, sunt:

- Greutatea

- Portana

- Traciunea

- Rezistena la naintare

Greutatea este o for orientat ntotdeauna spre centrul pmntului. Ea este direct proporional cu masa avionului i depinde de ncrcarea sa. Dei este distribuit asupra ntregului aparat, ne putem imagina c ea este colectat i acioneaz asupra unui singur punct, numit centrul de greutate. n zbor, dei aeronava se rotete n jurul centrului de greutate, orientarea greutii rmne tot spre centrul pmntului. n timpul zborului greutatea scade constant datorit consumrii combustibilului din rezervoare. Distribuia greutii i centrul de greutate se pot i ele schimba, de aceea pilotul trebuie s ajusteze constant comenzile pentru a ine avionul n echilibru.

Portana este fora care ine avionul n aer i este generat de trecerea curentului de aer peste suprafeele portante principale (aripile). Caracteristicile

- 13 -

curentului de aer mai sunt influenate i de mrimea avionului, forma aripilor, densitatea i vscozitatea aerului, etc. Fora portant este perpendicular pe curentul de aer relativ i pe traiectoria de zbor a avionului. Portana depinde de:

- Forma aripii

- Unghiul de atac

- Densitatea aerului

- Viteza curentului de aer

- Suprafaa aripii.

Traciunea este asigurat de sistemul de propulsie. Valoarea traciunii depinde de mai muli factori asociai sistemului de propulsie: tipul motorului, numrul de motoare, comanda motorului, viteza i nlimea de zbor. n figura de mai sus, cele dou motoare ale avionului sunt dispuse sub aripi i orientate paralel cu fuzelajul, deci traciunea va aciona pe linia central longitudinal a fuzelajului. La unele avioane (de exemplu Harrier) direcia traciunii poate varia n funcie de evoluia pe care o execut. De exemplu la decolare ea este orientat la un anumit unghi fa de axa longitudinal a avionului, pentru a "ajuta" avionul s decoleze. ns, la avioanele turboreactoare, gazele de ardere sunt evacuate n direcie opus direciei de zbor, iar acest lucru face ca avionul s fie "mpins" nainte, pe principiul aciune - reaciune descris de Newton.

Rezistena la naintare este termenul care definete rezistena aerului ce se manifest asupra unui avion, atunci cnd acesta se mic relativ prin aer. Ea se opune micrii, este paralel i are aceeai direcie cu curentul de aer relativ (adic se opune direciei de zbor). Fora de rezisten la naintare total este suma diferitelor fore de frnare care acioneaz asupra avionului n zbor este asigurat de sistemul de propulsie. Valoarea traciunii depinde de mai muli factori asociai sistemului de propulsie: tipul motorului, numrul de motoare, comanda motorului, viteza i nlimea de zbor. n figura de mai sus, cele dou motoare ale avionului sunt dispuse sub aripi i orientate paralel cu fuzelajul, deci traciunea va aciona pe linia central longitudinal a fuzelajului. La unele avioane (de exemplu Harrier) direcia traciunii poate varia n funcie de evoluia pe care o execut. De exemplu la decolare ea este orientat la un anumit unghi fa de axa longitudinal a avionului, pentru a "ajuta" avionul s decoleze. ns, la avioanele turboreactoare, gazele de ardere sunt evacuate n direcie opus direciei de zbor, iar acest lucru face ca avionul s fie "mpins" nainte, pe principiul aciune - reaciune descris de Newton. Se poate considera c rezistena la naintare este concentrat n punctul denumit centru de presiune.

- 14 -

2.2. Zborul orizontal

n cazul zborului orizontal, forele menionate anterior arat ca n figura prezentat mai sus, iar condiia de echilibru este:

G = Fz (greutatea este egal cu portana)

T = Fx (traciunea este egal cu rezistena la naintare n cazul zborului constant, rectiliniu, la orizontal)

2.3. Urcarea

Pentru o urcare normal constant, fora de traciune T acioneaz n direcia zborului, direct opus forei de rezisten la naintare, Fx. Fora portant acioneaz perpendicular pe direcia de zbor. Fora de greutate acioneaz vertical, avnd i o component care acioneaz n direcia opus celei de zbor.

n aceast situaie, trebuie s se realizeze urmtoarele egaliti:

T = Fx + G1

Fz = G2

- 15 -

2.4. Coborrea

2.4.1. Planarea

Planarea reprezint coborrea fr aciunea motorului (elicei). n acest caz, asupra avionului acioneaz numai trei fore:

- Greutatea

- Portana

- Rezistena la naintare.

n acest caz, o component a greutii (G1) acioneaz n direcia de zbor, echilibrnd rezistena la naintare:

G1 = Fx

n timp ce a doua component a greutii (G2) trebuie s fie egal cu portana:

G2 = Fz

Unghiul de coborare (a) este dedus din formula:

G1 = G tg = Fx,

avnd valoarea:

tg = Fx / G

- 16 -

2.4.2. Coborrea cu motorul pornit

n cazul coborrii cu motorul pornit, asupra avionului acioneaz toate cele patru fore cunoscute, deoarece elicea produce traciune. n acest caz, fora de traciune ajut la echilibrarea forei de rezisten la intrare, n consecin fiind necesar un G1 mai mic, deci un unghi de coborre mai puin accentuat i o rat de coborre mai mic, fa de planarea cu motorul oprit.

Egalitatea forelor devine:

T + G1 = Fx

G2 = Fz

De aici, rezulta:

G1 = Fx T = G tg

tg = (Fx T)/G < tg

- 17 -

3. COMPONENTELE UNUI AVION I FUNCIILE LOR

Imaginea de mai sus arat componentele unui avion i funciile lor. Avioanele sunt dispozitive de transport care sunt proiectate s transporte persoane i marf dintr-un loc n altul. Avioanele au mai multe forme i mrimi diferite n funcie de misiunea avionului. Imaginea de mai sus prezint un avion cu reacie de linie care a fost ales ca avion tipic.

Toate avioanele au un sistem de comanda creat pentru a-i permite pilotului sa efectueze manevre cu avionul in timpul zborului in jurul celor trei axe.

- 18 -

Momentele (fortele de rotatie) necesare pentru indeplinirea acestui aspect sunt generate prin schimbarea elementelor curentului de aer din jurul suprafetelor portante, modificandu-le forma sau schimbandu-le pozitia. Suprafetele de comanda pe care pilotul le poate misca sunt de obicei suprafete mobile in apropierea capetelor suprafetelor portante astfel incat sa aiba o parghie cat mai mare fata de centrul de gravitatie pentru a crea un moment al bratului cat mai mare si o eficacitate mare a comenzilor.

3.1. Fuzelajul

Fuzelajul este partea aeronavei n care este plasat cabina piloilor, cabina pasagerilor, ncrctura de transport i cea mai mare parte a echipamentelor i instalaiilor de bord. El reprezint corpul central de care se leag aripa, stabilizatoarele (ampenajele) i trenul de aterizare. Fuzelajul trebuie s aib o rezisten la naintare minim. De aceea forma sa trebuie s fie aerodinamic, s aib ct mai puine proeminene, suprafaa "splat" de curentul de aer s fie bine finisat i cu ct mai puine ondulaii.

Cele mai folosite n prezent n construcia aerospaial sunt fuzelajele tip coc, care s-au impus definitiv odat cu apariia motoarelor turboreactoare. Elementele principale ale fuzelajelor de tip coc sunt: structura longitudinal format din lonjeroane i lise, structura transversal format din cadre, i nveliul rezistent.

Fuzelajul, sau corpul avionului susine toate piesele unui avion laolalt. Fuzelajul este gol pentru a oferi spaiu de transport, dar i pentru a reduce

- 19 -

greutatea. Ca i multe alte componente ale unui avion, forma fuzelajului este determinat de misiunea avionului. Un avion de lupt supersonic are un fuzelaj foarte subire, aerodinamic, pentru a reduce ncetinirea i pierderea controlului cauzate de viteza de zbor foarte mare. Un avion de pasageri are fuzelajul foarte mare pentru a putea transporta ct mai muli pasageri i marf. La un avion cu reacie de pasageri, piloii stau n cockpit, n partea din fa a fuzelajului. Pasagerii i marfa sunt transportate n partea din spate a fuzelajului i combustibilul este stocat de obicei n aripi. La un avion de lupt, cockpit-ul este de obicei plasat deasupra fuzelajului, armele sunt plasate pe aripi, iar motorul i combustibilul este plasat n spatele acestuia.

Greutatea unui avion este distribuit peste tot de-a lungul acestuia. Fuzelajul cu tot cu pasagerii i ncrctura, contribuie major la creterea greutii. Centrul de greutate al unui avion este locaia medie a greutii (unde avionul st n echilibru), i este localizat de obicei n interiorul fuzelajului. n zbor avionul se rotete n jurul centrului de greutate datorit cuplului de torsiune genrat de elevator, crm i eleroane. Fuselajul trebuie s fie destul de rezistent pentru a rezista acestor fore.

3.2. Aripa

n zborul aerodinamic, bazat pe fora portant, cea mai important parte a avionului este aripa. mpreun cu stabilizatoarele orizontale (ampenajele), aripa asigur sustentaia, stabilitatea i manevrabilitatea avionului. n general aripa este compus din structura de rezisten, nveli exterior, rezervoarele de combustibil, aparatura hidro-pneumatic aferent comenzilor. Sub arip se instaleaz trenul principal de aterizare al avionului, sistemul de propulsie, rachete, bombe sau rezervoare.

- 20 -

Elementele constructive ale unei aripi de avion obinuite sunt: lonjeroanele, lisele, nervurile, panourile de nveli i alte piese componente, de rigidizare (ex: montani) folosite pentru transmiterea eforturile ntre arip i fuzelaj sau ntre tronsoanele aripii.

Aripile cu cel puin dou lonjeroane mpreun cu nveliul formeaz chesonul de rezisten, care are sarcina de a prelua eforturile aerodinamice i mecanice la care este supus aripa.

3.2.1. Chesonul de rezisten

Lonjeroanele sunt elemente de rigidizare aezate de-a lungul aripii, care preiau cea mai mare parte din forele i momentele ce acioneaz asupra acesteia. Au aspectul unei grinzi consolidate alctuite din tlpi (profile corniere) i

- 21 -

inim (platband), mbinate ntre ele cu nituri. Sunt realizate de regul din materiale rezistente la ncovoiere i rsucire: duraluminiu, titan, oeluri speciale.

Nervurile sunt elemente de rigidizare transversal a aripii, montate de obicei perpendicular pe bordul de atac al aripii. Nervurile au rolul de a pstra forma aripii i de a transmite solicitrile aerodinamice la lonjeroane i lise. Pot fi nervuri simple sau nervuri de for, acestea din urm avnd rolul suplimentar de a prelua forele concentrate datorate diverselor echipamente i instalaii acroate de aripi.

Lisele sunt elemente de rigidizare montate n lungul aripii cu rolul de a prelua solicitrile axiale datorate ncovoierii aripii. Ele trebuie s fie rezistente la ntindere i compresiune i mresc rezistena nveliului la deformaie. Sunt obinute tehnologic prin extrudare sau ndoire i sunt alctuite din duraluminiu, aliaje pe baz de titan sau oel inoxidabil.

nveliul aripii are rolul de a menine forma sa i este realizat din tabl de duraluminiu sau aliaje pe baz de titan, magneziu etc. nveliul este solicitat la eforturi de ncovoiere i rsucire. Ele este prins de celelalte elemente prin nituri. Dac distana dintre lise este mic se folosete pentru rigidizarea nveliului tabl ondulat. mbinarea tablei ondulate cu inveliul se poate face prin metoda suduri, nu prin nituire. Dac aripa are grosime mic, nveliul se poate realiza prin panouri monolit. Construcia unei astfel de aripi se realizeaz prin mbinarea panourilor dintr-o singur bucat. La aripile cu grosime foarte mic, spaiul interior nu mai cuprinde elemente de rigidizare, ci este umplut cu structur de tip fagure sau cu alt material compozit, rezultnd o structur compact, cu rezisten mecanic mare.

3.2.2. Definiiile geometriei aripii

- 22 -

Imaginile de mai sus ofer definiii tehnice ale geometriei aripii, care este unul dintre factorii principali care afecteaz portana avionului i rezistena la naintare. Figura arat o arip privit din trei unghiuri diferite; o arip privit de sus (colul din stnga-sus), o arip privit din lateral (colul stnga jos), i o arip privit din fa (dreapta jos).

Vederea de deasupra

Vederea de deasupra din imagine arat o arip simpl, a unui avion uor. Partea din fa a aripii (n partea de sus) se numete bord de atac; partea din spate a aripii (n partea de jos a imaginii) este numit bord de fug sau de scurgere. Distana dintre bordul de fug i cel de scurgere se numete coard, notat cu litera C. Capetele aripii se numesc vrfuri, iar distana dintre dou vrfuri se numete anvergur, notat cu simbolul S. Forma aripii privit de sus se numete planform. n figur, planforma este un dreptunghi. Pentru o arip cu planforma dreptunghiular, lungimea coardei este pe toat lungimea anvergurii egal. Pentru multe alte planforme, lungimea corzii variaz o dat cu lungimea anvergurii. Aria aripii (A) este aria proiectat a planformei i este limitat de bordul de atac, bordul de scurgere i de vrfuri.

Aria aripii este DIFERIT de aria total a aripii. Aria total a aripii include suprafeele inferioar i superioar. Aria aripii este o arie proiectat i este aproape jumtate din aria total.

Raportul este o msur a ct de lung i ct de zvelt este o arip dintr-un vrf n cellalt. Raportul unei aripi este definit ca ptratul anvergurii mprit la aria aripii i este notat cu simbolul AR. Pentru o arip dreptunghiular, aceasta se reduce la raporul anvergur i coard.

AR = s2/A = s2/ (s.c) =s/c

- 23 -

Aripile cu raport mare au anverguri mari (precum planoarele de performan), pe cnd avioanele cu raport mic au anverguri mici (precum F-16 Fighter) sau corzi mari. Exist o parte a traciunii unui avion, numit traciune indus, care depinde invers de raportul imaginii aripii. O arip cu un raport mare are o traciune mai mic i o portan puin mai mare dect aripile cu un raport mic. Deoarece unghiul de planare a unui avion depinde de raportul portanei la traciune, un planor este de obicei proiectat cu un AR foarte mare. O navet spaial are un AR mic i este un planor foarte prost. Avioanele F-14 i F-111 sunt cele mai bune n ambele cazuri. Ele i pot modifica raportul n timpul zborului prin pivotarea aripilor anvergur mare pentru vitez mic, anvergur mic pentru vitez mare.

Vederea din fa

Vederea din fa a aripii din desen ne arat c aripa dreapt i cea stng nu se afl n acelai plan dar se ntlnesc la unghi. Unghiul pe care aripile l au fa de orizontal se numete unghi diedru. Acesta este adugat aripilor pentru a mri stabilitatea la rotaie; o arip cu un unghi diedru se va ntoarce natural la poziia original dac ntlnete o rotaie (cu ct este mai mare unghiul diedru, cu att stabilitatea avionului fa de rotaie este mai mare, dar un unghi diedru mare are unele inconveniente, ca reducerea manevrabilitii. Poate ai observat c avionele de serie mari, cu anverguri mari au unghi diedru. Vrfurile aripilor sunt la o nlime mult mai mare fa de sol dect baza lor. Pe cealalt parte, avionele de lupt foarte manevrabile nu au unghi diedru. De fapt, unele avione de lupt au chiar un unghi diedru negativ, pentru a mri performana la rotire.

Vederea din lateral

O tietur n arip perpendicular pe bordurile de atac i de scurgere ne va arta o seciune trensversal prin arip. Este numit nervur i are definiiile geometrice n colul din stnga jos. Linia dreapt dintre bordul de atac i cel de scurgere este numit linie de coard. Linia de coard mparte nervura n suprafaa superioar i cea inferioar. Dac mprim nervura n dou, pe o linie la jumtatea distanei dintre extremitile suprafeei superioare i a celei inferioare, vom obine o linie numit linia curburii medii. Pentru o nervur simetric (suprafaa superioar este egal ca form i dimensiuni cu cea inferioar), limia curburii medii va fi peste coard, dar n cele mai multe cazuri, aceste linii sunt diferite, deci suprafaa superioar este diferit de cea inferioar. Distana maxim dintre linia curburii medii i linia de coard este curbura aripii. Distana maxim dintre suprafaa superioar i cea inferioar este numit grosime. Adesea vedei aceste dimensiuni mprite la lungimea liniei de coard,

- 24 -

pentru a produce un numr procentual. Nervurile aripilor pot avea o larg varietate de combinaii de curburi i grosimi.

3.3. Stabilizatorul (ampenajul) orizontal. Elevatorul (profundorul)

n spatele fuselajului celor mai multor avione exist un stabilizator orizontal i un elevator. Stabilizatorul orizontal este o arip fix cu scopul de a furniza stabilitate avionului, adic pentru a-l ine drept n zbor. Aceste previne micarea sus-jos a botului avionului, sau tangajul. Elevatorul este o mic pies mobil de la spatele stabilizatorului orizontal fixat de acesta prin balamale. Prin rotirea elevatorului se variaz fora creat de coada avionului i este utilizat pentru a genera i controla micarea de tangaj a avionului. Elevatoarele lucreaz n pereche; cnd unul este n sus, i cellalt este tot n sus.

Elevatorul este utilizat pentru a controla poziia botului avionului i a unghiului de atac al aripilor. Modificnd nclinaia aripilor se modific portana generat de acestea. Aceste lucruri, combinate, creeaz urcarea i coborrea avionului. n timpul decolrii, elevatoarele sunt ridicate pentru a ridica botul avionului i pentru a putea ncepe ascensiunea. n timpul unui viraj pe vertical, elevatoarele sunt utilizate pentru a mri portana i a cauza un viraj mai strns, motiv pentru care performana elevatoarelor este att de important pentru

- 25 -

avioanele de lupt. Elevatoarele realizeaz, de fapt, modificarea bordului de scurgere a stabilizatoarelor orizontale.

Pilotul controleaza elevatorul prin miscarea inainte si inapoi a mansei miscarea inainte duce elevatorul in jos, ceea ce are ca efect impingerea avionului cu botul in jos, si miscarea inapoi a mansei misca elevatorul in sus, ceea ce are efectul de a trage in sus botul avionului.

3.4. Stabilatorul

n spatele fuselajului, majoritatea avionelor au un stabilizator orizontal i un elevator care furnizeaz micarea sus-jos a avionului, sau tangajul. Pe multe avioane de lupt, pentru a satisface cerinele de manevrabilitate mare a acestora, stabilizatorul i elevatorul sunt combinate ntr-o suprafa numit stabilator. Deoarece stabilatorul se mic, el variaz fora generat de suprafaa cozii i este folosit pentru a controla tangajul avionului. De obicei este cte un stabilator pe fiecare parte a fuselajului i ele funcioneaz n perechi; cnd un stabilator este n sus, i cellalt va fi tot n sus. Stabilatoarele sunt folosite pentru a controla poziia vrfului avionului i a unghiului de atac al aripii. Modificarea nclinaiei aripii modific portana generat de aceasta. Acest lucru cauzeaz urcarea sau coborrea avionului. n timpul decolrii, stabilatoarele sunt folosite pentru a ridica botul avionului i a ncepe ascensiunea. n timpul unui viraj, stabilatoarele pot fi folosite pentru a lua virajul mai strns.

- 26 -

3.5. Eleroanele

Eleroanele sunt utilizate pentru a genera o micare de rotaie a unui avion. Eleroanele sunt mici seciuni ale bordului de scurgere a aripilor, fixate n balamale, de obicei la capetele bordului de fug ale aripilor. Eleroanele lucreaz de obicei n opoziie: cnd eleronul din dreapta este n sus, cel din stnga este n jos i viceversa. Imaginea de mai jos arat ce se ntmpl atunci cnd pilotul ridic eleronul din dreapta i coboar eleronul din stnga.

Eleroanele sunt folosite pentru a nclina avionul; o arip coboar i cealalt urc. nclinaia creeaz o for lateral, care este o component a forei uriae de portan, aa c aceast nclinaie creeaz virarea avionului (avioanele vireaz i din cauza nclinaiei efectuate cu ajutorul eleroanelor, nu doar din cauza crmei).

Eleroanele funcioneaz prin schimbarea formei efective a nervurii n zona din spate a aripii. Aa cum este prezentat i n imaginea de mai sus, modificarea unghiului de deflecie n spatele unei aripi va modifica portana creat de aceea arip. Cu o deflecie n jos, va crete portana creat, iar cu o deflacie n sus, portana va scdea. Aadar, portana creat de aripa stng crete, iar cea creat de aripa dreapt scade. Pentru ambele aripi, portana (Fr sau Fl) unei aripi crescut sau sczut cu ajutorul eleroanelor este aplicat centrului aerodinamic al seciunii respective, care este la o anumit distan (L) de centrul de greutate al avionului. Aceasta creaz o torsiune (T) asupra

- 27 -

centrului de gravitaie care se calculeaz prin formula T=FxL. Dac forele (i distanele) sunt egale, nu exist torsiune net asupra avionului. Dar dac forele sunt inegale, exist o torsiune net asupra centrului de gravitaie care face ca avionul s se roteasc n jurul acestuia. n cazul artat n figur, micarea de rotaie a avionului este spre dreapta (n sens orar) dac privim din spate. Dac pilotul schimb deflecia eleroanelor (eleronul drept n sus i cel stng n jos), avionul se va roti n direcie opus (n sens antiorar).

3.6. Stabilizatorul vertical (deriva). Crma

n spatele fuzelajului majoritatea avioanelor au un stabilizator vertical i o crm. Stabilizatorul este o seciune de arip fix cu scopul de a furniza stabilitate avionului, pentru a-l ine drept n zbor. Acesta previne rotirea botului avionului. Crma este o mic seciune rotitoare din spate a stabilizatorului vertical, care este ataat seciunii fixe prin balamale. Deoarece crma se mic, variaz cantitatea de for generat de suprafaa cozii i este utilizat pentru a controla rotaia (virarea) avionului. Imaginea de mai sus arat ce se ntmpl cnd pilotul deflecteaz crma.

- 28 -

Crma este folosit pentru a controla poziia botului avionului. n mod interesant, NU este folosit pentru a vira. Virajul avionului este realizat datorit nclinrii acestuia ntr-o parte utiliznd eleroanele sau spoilerele. nclinarea creeaz o for lateral care este o parte a portanei. Crma asigur c avionul este aliniat corect cu virajul ce trebuie fcut. Altfel, avionul va avea parte de traciune suplimentar sau chiar de o posibil condiie de viraj advers, potrivit traciunii adiionale de la suprafeele de control, botul se va mica mult mai departe fa de ruta de zbor.

Crma lucreaz prin modificarea formei efective a nervurii stabilizatorului vertical. Aa cum am spus n imaginea cu definiiile geometriei aripii, modificarea formei aripii va duce la modificarea portanei generate de acea arip. Crescnd unghiul de deflecie a bordului de scurgere a unei aripi, va crete portana generat de acea arip n direcie opus. Crma i stabilizatorul vertical sunt montate n aa fel nct produc fore laterale, nu n sus i n jos. Fora lateral (F) este aplicat centrului de presiune a stabilizatorului vertical, care este la o anumit distan (L) de centrul de greutate al avionului. Aceasta creaz o torsiune (care se calculeaz prin formula T=FxL) asupra avionului care l face s se roteasc n jurul centrului de greutate. Cu o deflecie mai mare a crmei spre stnga, dac privim din spate, va crete fora spre dreapta. Dac pilotul deflecteaz crma spre dreapta, avionul va vira n direcie opus.

La toate avionele, stabilizatorul vertical i crma formeaz o arip asimetric. Aceast combinaie nu produce fore laterale cnd crma este aliniat cu stabilizatorul i creeaz fore laterale prin deflecia crmei. Unele avioane de lupt au dou stabilizatoare verticale i dou crme pentru c trebuie s controleze avionul la viteze uriae.

3.7. Spoilerele

Spoilerele sunt mici seciuni de control fixate n balamale pe partea superioar a aripii. Acestea pot fi utilizate pentru a ncetini avionul, sau s l fac s coboare atunci cnd sunt ridicare pe ambele aripi (spoilerele nu coboar). Ele mai pot fi folosite i pentru a genera nclinaia i virajul avionelor, cnd este ridicat numai un spoiler. Imaginea de mai sus arat ce se ntmpl cnd pilotul ridic spoilerul drept.

Spoilerele ridicate pe ambele aripi: Cnd pilotul activeaz spoilerele, acestea se ridic n fluxul de aer de peste arip. Acest lucru cauzeaz ntreruperea fluxului de aer de peste arip, i implicit i a rezistenei la naintere i portana creat de acea arip. Ele pot fi utilizate pentru a ntrerupe portana

- 29 -

i a face avionul s coboare, sau pentru a ncetini avionul cnd acesta se pregtete pentru aterizare. Cnd avionul aterizeaz pe pist, pilotul ridic de obicei spoilerele pentru a anula efectul portnaei (P) i pentru a ajuta frnele n ncetinirea avionului. Frecarea (F) dintre pneuri i pist depinde de frecarea normal, care se calculez prin formula: F=G-P (G este greutatea aeronavei) cu ct portana este mai mic, cu att frecarea va fi mai mare, deci i frnele vor funciona mai bine. Rezistena la naintare adiional creat de spoilere ncetinete i ea avionul.

Spoiler ridicat pe o singur arip: Un singur spoiler este utilizat pentru a nclina avionul; pentru a face ca vrful unei aripi s se ridice i cellalt s coboare. ntoarecera creeaz o for lateral neechilibrat, care este o parte a portanei, fapt ce face ca avionul s vireze (avioanele vireaz datorit nclinrii, nu datorit forei generate de crma).

n imagine, spoilerul drept al avionului este ridicat iat spoilerul stng este aliniat cu aripa. Fluxul de aer de deasupra aripii drepte va fi ntrerupt de spoiler, rezistena acesteia la naintare va fi crescut, iar portana va scdea n comparaie cu cea a aripii stngi. Portana (F) este aplicat centrului de presiune, care este la o anumit distan (L) de cetrul de greutate al avionului. Acest lucru creeaz o torsiune (T) care se calculeaz prin formula T=FxL asupra centrului de

- 30 -

greutate. Micarea rezultat va roti avionul n jurul centrului su de greutate spre dreapta (n sens orar). Dac pilotul invreseaz deflecia spoilerelor, (spoilerul stng ridicat iar cel drept n repaus), avionul se va nclina n direcie opus.

3.8. Flapsurile i volierele (volete)

n timpul decolrii i al aterizrii, viteza avionului este relativ sczut. Pentru a pstra portana acestuia la un nivel mare (pentru a nu se lovi de construciile de pe sol), proiectanii de avioane au ncercat s mreasc suprafaa aripii i s modifice forma nervurii cu ajutorul unor suprafee de control de la bordul de scurgere i cel de atac. Suprafaa de la bordul de scurgere este numit flaps, iar cea de la bordul de atac, volier. Flapsurile i volierele se mic de-a lungul inelor de metal aflate pe arip. Prin micarea flapsurilor spre pupa (spre coad) i a volierelor n fa, se mrete suprafaa aripii. Pivotnd bordul de atac al voilerului i bordul de scurgere al flapsului n jos crete coarda efectiv a nervurii, i implicit i portana. n plus, avioanele cu o suprafa proiectat mare a flapsurilor au o rezisten la naintare mai mare dect celelalte. Acest lucru ajut la ncetinirea avionului la aterizare.

Dup terminarea procedurii de decolare, flapsurile sunt retrase i, pentru a se compensa scderea portanei, este necesar ridicarea botului avionului si mrirea unghiului de atac.

- 31 -

4. DECOLAREA SI ATERIZAREA

Navigatia aeriana intre doua aeroporturi cuprinde deplasarea avionului in aer si la sol.

Prima etapa a zborului este decolarea.

S considerm exemplul simplu al unui aeroport de capacitate mic, care are pistele de decolare-aterizare i anexe de urmtoarea form:

Observm c exist patru zone:

- Zona 1 destinat operaiunilor de mbarcare/debarcare pasageri, ncrctur i echipaj

- Zonele 2,3 culoare de legtur, folosite n mod excepional n situaii speciale i pentru aterizri de urgen

- Zona 4 pista de aterizare-decolare propriu-zis.

Din punct de vedere al unui zbor, avionul staioneaz n Z1, dup ce a primit permisiunea de decolare de principiu. n baza unei autorizri speciale, execut operaiunea de rulare (taxi), cu strbaterea, de exemplu, a zonei Z2, virajul de angajare pe pist i se oprete la intrarea n Z4, dup parcurgerea a 30 100 metri din poriunea dreapt a PDA. Se execut o verificare final a manevrabilitii suprafeelor de comand ale avionului i se solicit autorizarea propriu-zis de decolare. Dac aceasta este primit, pilotul iniiaz procedura de decolare, n conformitate cu caracteristicile pistei i tipul avionului pilotat.

In zona aeroportului se executa doua manevre de zbor: luarea inaltimii, incadrarea pe directia de zbor dorita.

- 32 -

In timpul zborului, deplasarea avionului are loc de la PIR ctre PFR, sub forma unei linii frnte ce survoleaz o serie de puncte bine stabilite n planul de zbor, puncte ce se numesc PI. Aceste PI se afl n general pe verticala unui radiofar.

PIR punctul iniial al rutei

PIn puncte intermediare

PFR punctul final al rutei

Deplasarea ntre 2 aeroporturi se face survolnd un numr de radiofaruri, amplasate n puncte bine stabilite, cartate, avnd indicative i frecvene de lucru stabilite i cunoscute. Numrul i punctele lor de amplasare sunt alese astfel nct s permit crearea unei reele de culoare de zbor satisfctoare pentru necesitile de trafic local. Pe un anumit teritoriu se pot construi un numar foarte mare de rute de zbor.

Pe ruta de zbor se face o esalonare a avioanelor pentru a asigura siguranta zborurilor. Avionul trebuie sa se incadreze intr-un culoar de anumite dimensiuni. Se face o esalonare verticala si o esaloanare laterala, iar esalonarea in adancime pe directia de zbor, se face in timp si nu in distanta.

Venirea la aterizare si aterizarea constituie fazele cele mai dificile ale zborului avionului. De aceea, sistemele de aterizare cuprind echipamente de sol si de bord care sa asigure pilotului informatii cat mai precise despre pozitia aeronavei in raport cu pista de aterizare-decolare, si care sa permita executarea aterizarii fara pericole, chiar si in situatii meteorologice nefavorabile.

Avionul coboara de la inaltimea de zbor, la o anumita inaltime deasupra aeroportului de destinatie, unde este preluat de catre turnul de control.

- 33 -

Pentru aterizare avionul trebuie sa primeasca autorizatia de aterizare, de la turnul de control. Deoarece aeronava poate sosi catre aeroport din orice directie, aceasta trebuie sa se incadreze pe directia axului pistei printr-o manevra ulterioara.

Venirea la aterizare si incadrarea pe directia axului pistei poate fi urmarita in figura de mai jos:

Dupa incadrarea in axul pistei, se executa aterizarea propri-zisa, cu o anumita componenta verticala a vitezei.

Pe portiunea notata cu:

a - s-a efectuat manevra de apropiere;

b - se coboara cu o componenta a vitezei smvh /3 ;

c - se reduce viteza de coborare la smvh /75,0 si se face o corectie a directiei tinand cont de componenta laterala a vantului;

- 34 -

d - este etapa finala constand din rulajul pe pista iar apoi aeronava este dirijata spre o platforma de debarcare a calatorilor si marfurilor.

- 35 -

5. CLASIFICAREA MIJLOACELOR DE RADIONAVIGAIE

Mijloace de radionavigaie

Sisteme de radionavigaie

Mijloace independente

Goniometrice

Radioaltimetre

Telemetrice

Radare panoramice de

bord

Gonio-telemetrice

Radare Doppler

Hiperbolice

Ineriale

Determinarea unghiurilor la bord

Determinarea unghiurilor la sol

Cu interogare de la sol

Cu interogare de la bord

Cu impulsuri

Cu schimbarea fazei

VOR

NDB

radiogoniometrul

Transponder

DME

TACAN Radar

LORAN

DECA

DECTRA

- 36 -

UTILIZAREA RADARULUI N NAVIGAIA AERIAN GENERALITI

Radarul reprezint un mijloc de navigaie care folosete o tehnic radio aparte, i anume transmiterea undelor electromagnetice de regul sub form de impulsuri i recepionarea acestora dup ce au fost reflectate de diferite obiecte din spaiu.

Este utilizat la sol, dar i la bordul navelor i avioanelor.

Printre coordonatele avionului pe care le determin radarul de la sol sunt: azimutul, distana i unghiul de nlare.

Fig. 1 Coordonatele avionului determinate de radar

Impulsul radar este caracterizat prin form, amplitudine i durat.

Forma impulsului poate fi sinusoidal sau rectangular.

Amplitudinea impulsului reprezint valoarea impulsului.

Durata de impuls este intervalul de timp n cuprinsul cruia se desfoar impulsul.

- 37 -

Fig. 2

n cazul unui tren de impulsuri, se mai definesc:

- intervalul ntre impulsuri = intervalul de la sfritul unui impuls, la nceputul impulsului urmtor;

- perioada de repetare a impulsurilor = intervalul de la nceputul unui impuls, la nceputul impulsului urmtor;

- frecvena de repetare a impulsurilor = numrul de impulsuri ntr-o secund.

Raportul dintre durata impulsului i perioada de repetare se numete ciclul de lucru al radarului.

Energia radiat n spaiu de un impuls este definit de puterea pe care o desfoar emitorul n cuprinsul unui impuls:

Pimp = Wi /

unde Wi = energia radiat; = durata impulsului.

Puterea medie este puterea pe care ar desfura-o emitorul, dac ar lucra continuu, i nu n impulsuri, pstrnd aceeai energie radiat.

TimpPmedP =

Din aceast relaie se observ c:

- cu ct durata impulsului este mai mic, cu att puterea de impuls este mai mare, la aceeai putere medie;

- cu ct perioada de repetare a impulsului este mai mare, cu att puterea medie este mai mic, la aceeai putere de impuls.

- 38 -

NOIUNI FUNDAMENTALE. PRINCIPIUL DE FUNCIONARE

Msurarea distanei cu ajutorul radarului este posibil datorit proprietilor energiei electromagnetice.

1. Reflexia undelor electromagnetice: Undele electromagnetice sunt reflectate dac ntlnesc o suprafa conductoare electric. Dac undele reflectate sunt recepionate n punctul de unde au plecat, aceasta nseamn c pe direcia de propagare se afl un obstacol.

2. Energia electromagnetic se deplaseaz prin aer cu vitez constant, aproximativ egal cu viteza luminii, 300.000 kilometri pe secund.

3. Energia electromagnetic se deplaseaz prin spaiu n linie dreapt, traiectoria fiind foarte puin afectat de condiiile atmosferice i meteo. Folosind antene de construcie special, aceast energie poate fi focalizat ntr-o anumit direcie dorit. n acest fel se poate determina direcia obiectelor (n azimut i elevaie).

Aceste principii implementate practic ntr-un sistem radar asigur descoperirea obiectelor i determinarea distanei, azimutului i nlimii acestora.

Efectele atmosferei i condiiilor meteo asupra undelor electromagnetice vor fi ignorate n explicaiile privind determinarea distanei i a direciei.

Figura 1: Principiul radar: msurarea timpului de deplasare dus-ntors al undelor

- 39 -

Determinarea distantei

Distana este determinat cunoscnd timpul de ntrziere al semnalului ecou i viteza de propagare c0. Distana determinat astfel reprezint distana n linie dreapt dintre radar i int i poart numele de distan nclinat. Distana real este distana n plan orizontal (la nivelul solului) ntre poziia radarului i proiecia poziiei intei n acest plan. Pentru determinarea acestei distane trebuie cunoscut nlimea intei. Deoarece semnalul parcurge drumul ntre radar i int de dou ori (dus-ntors), timpul de ntrziere este mprit la 2 pentru a obine timpul de propagare de la radar la int. Rezult astfel urmtoarea formul pentru calculul distanei nclinate:

R =

c0 t

unde:

c0 = viteza luminii = 3108 m/s t = timpul de ntrziere [s] R = distana nclinat [m]

2

Msurnd timpul de ntrziere al semnalului t, distana R se calculeaz foarte uor cu ajutorul formulei. Timpul de ntrziere reprezint timpul necesar impulsului de sondaj s parcurg distana pn la int i napoi (timpul scurs ntre transmiterea impulsului n spaiu i detecia reflexiei acestuia de ctre receptor).

Determinarea direciei

Figura 2: Determinarea direciei (azimutului)

Determinarea coordonatelor unghiulare ale unei inte este posibil datorit directivitii antenei. Directivitatea, numit i ctigul directiv, reprezint abilitatea antenei de a-i concentra energia radiat doar ntr-o anumit direcie. O anten cu o directivitate ridicat se mai numete i anten directiv. Prin msurarea

- 40 -

direciei n care este orientat antena la momentul recepionrii unui ecou se pot determina att azimutul, ct i unghiul de nlare al intei (elevaia). Precizia msurrii coordonatelor unghiulare este determinat de directivitatea antenei, care la rndul ei depinde de dimensiunile antenei.

Sistemele radar lucreaz n general cu unde de frecven foarte nalt.

Azimutul absolut (real) al unei inte radar este unghiul dintre direcia Nord i direcia intei. Acest unghi este msurat n plan orizontal i n direcia acelor de ceasornic, pornind ca referin de la direcia Nord (azimut 0). (n cazul radarelor dispuse pe nave sau avioane, azimutul unei inte poate fi msurat avnd ca referin direcia de deplasare a navei sau avionului; n acest caz poart numele de azimut relativ).)

Figura 3: Variaia amplitudinii semnalului ecou

Pentru ca determinarea azimutului s fie precis, este necesar cunoaterea cu exactitate a direciei Nord. n cazul radarelor mai vechi, acest lucru presupune operaiuni suplimentare, necesitnd folosirea unei busole sau anumite calcule trigonometrice. Sistemele radar moderne determin aceast direcie n mod automat, folosind pentru aceasta i sistemul GPS.

Clasificarea sistemelor radar

n funcie de informaiile pe care trebuie s le asigure, sistemele radar prezint caracteristici diferite, iar tehnologiile constructive sunt de asemenea diferite. n funcie de parametri i de tehnologiile utilizate, sistemele radar pot fi clasificate astfel:

- 41 -

Imaging Radar / Non-Imaging Radar

Un radar formator de imagine (Imaging Radar) asigur reprezentarea unei imagini a obiectului sau zonei observate. Acest tip de radare sunt utilizate pentru cartografierea Pmntului i a altor planete, a asteroizilor i a altor obiecte cosmice, precum i pentru clasificarea intelor n cazul sistemelor militare.

Exemple tipice de radare ne-formatoare de imagine (Non-Imaging Radar) sunt vitezometrele radar (radarele poliiei) i radioaltimetrele avioanelor. Ultimul tip de radare poate fi numit i difuzometre deoarece ele msoar proprietile de reflexie ale obiectului sau zonei observate. Un exemplu de radar secundar ne-formator de imagine l reprezint sistemele de imobilizare antifurt instalate recent pe unele automobile.

Radare primare

Un radar primar emite semnale de frecven foarte nalt care sunt reflectate de ctre inte. Aceste semnale reflectate sunt apoi recepionate i prelucrate. Spre deosebire de radarul secundar, un radar primar recepioneaz componentele reflectate ale propriului semnal emis.

Radare secundare

n cazul acestor radare, avioanele trebuie s fie echipate cu un transponder (transmitting responder), iar acest transponder rspunde interogrilor radarului cu un semnal de rspuns codificat. Acest semnal de

Radare

Radare

Cu modulaie

Modulate n impulsuri

Cu

Fr

- 42 -

rspuns poate conine mult mai multe informaii dect semnalele recepionate de radarele primare (ex. nlimea de zbor, un cod de identificare sau informaii privind o defeciune la bord, cum ar fi lipsa comunicaiilor...).

Radare n impulsuri

Radarele n impulsuri emit o serie de impulsuri de frecven foarte nalt i de mare putere. Dup fiecare impuls de sondaj urmeaz o pauz mai lung, destinat recepionrii semnalelor ecou, apoi un alt impuls de sondaj .a.m.d. Direcia, distana, i dac este necesar nlimea sau altitudinea intelor pot fi determinate prin msurarea poziiei antenei i a timpului de propagare al impulsurilor.

Radare cu emisie continu

Radarele cu emisie continu (CW Continuous Wave) emit un semnal de frecven foarte nalt continuu. Semnalul ecou este recepionat i prelucrat, iar receptorul (care are propria anten de recepie) este dispus n acelai loc cu emitorul. Orice emitor radio civil poate fi utilizat pe post de emitor radar, dac se folosete un receptor dispus la distan de emitor, care compar timpul de propagare al semnalului direct cu timpul de propagare al semnalului reflectat. Testele au demonstrat c poziia exact a unui avion poate fi determinat prin prelucrarea i compararea semnalelor provenind de la trei staii de televiziune.

Radare cu emisie continu fr modulaie

Semnalul de emisie al acestor radare este constant n amplitudine i n frecven. Acest tip de radare sunt specializate n determinarea vitezei. Distana nu poate fi msurat. De exemplu, sunt utilizate de poliie pentru msurarea vitezei autovehiculelor (vitezometre radar). Echipamentele mai moderne (LIDAR) lucreaz n gama de frecvene laser i pot face n afara vitezei i alte msurtori.

Radare cu emisie continu cu modulaie

Semnalul de emisie este constant n amplitudine dar modulat n frecven. Aceast modulaie face din nou posibil principiul msurrii timpului de propagare. Un alt avantaj al acestor radare este c recepia semnalelor se face fr ntreruperi i astfel rezultatele msurtorilor sunt disponibile n mod continuu. Aceste radare sunt utilizate pentru determinarea distanelor nu foarte mari, atunci cnd este necesar o msurtoare continu (ex. la msurarea nlimii de ctre avioane sau la radarele meteo i cele pentru realizarea profilului vnturilor). Un principiu similar este utilizat de radarele n impulsuri ale cror impulsuri au durate

- 43 -

mari, afectnd n acest fel capacitatea de separare n distan. Aceste radare folosesc o modulaie intern a impulsurilor emise, fcnd astfel posibil mbuntirea rezoluiei n distan prin metoda compresiei impulsurilor.

- 44 -

RADARUL PRIMAR. PRINCIPIUL DE FUNCIONARE

Figura de mai jos ilustreaz principiul de funcionare al unui radar primar. Antena radarului ilumineaz inta cu un semnal de frecven foarte nalt, numit semnal de sondaj. Acest semnal este reflectat de int i recepionat de ctre receptor prin intermediul antenei. Semnalul recepionat se mai numete i semnal ecou. Semnalul de sondaj este generat de un emitor de putere mare i recepionat de un receptor cu sensibilitate ridicat. Comutatorul de anten (numit i duplexor) permite folosirea aceleiai antene att de ctre emitor, ct i de receptor.

Figura 1: Principiul de funcionare al radarului primar

Toate intele produc o reflexie difuz, adic semnalul este reflectat n toate direciile (fenomen numit i dispersie). Reflexia undelor n direcie opus celor incidente se numete backscatter (reflexie ctre radar).

Semnalele recepionate vor fi afiate pe indicator. Acesta este de obicei un indicator de observare circular (IOC), numit i indicator panoramic (PPI). Un IOC afieaz un vector cu originea n centrul ecranului, corespunztoare poziiei radarului, care se rotete simultan cu antena, indicnd direcia acesteia i implicit azimutul intelor. Vectorul poart denumirea de desfurare.

1. NAVIGAIA AERIAN NOIUNI INTRODUCTIVE1.1. Definiie1.2. Metodele navigaiei aeriene1.3. Tipuri de coordonate utilizate n navigaia aerian1.3.1. Coordonate geografice1.3.2. Coordonate polare1.3.3. Coordonate rectangulare

1.4. Sisteme de coordonate utilizate n navigaie1.4.1. Clasificare n funcie de originea sistemului de coordonate:1.4.2. Clasificarea n funcie de suprafaa de referin:

1.5. Liniile de poziie ale avionului1.6. Elemente i mrimi utilizate n navigaia aerian1.6.1. Direcia1.6.2. Distana1.6.3. nlimea1.6.4. Timpul1.6.5. Viteza

2. Dinamica zborului2.1. Forele care acioneaz asupra unui avion2.2. Zborul orizontal2.3. Urcarea2.4. Coborrea2.4.1. Planarea2.4.2. Coborrea cu motorul pornit

3. Componentele unui avion i funciile lor3.1. Fuzelajul3.2. Aripa3.2.1. Chesonul de rezisten3.2.2. Definiiile geometriei aripii

3.3. Stabilizatorul (ampenajul) orizontal. Elevatorul (profundorul)3.4. Stabilatorul3.5. Eleroanele3.6. Stabilizatorul vertical (deriva). Crma3.7. Spoilerele3.8. Flapsurile i volierele (volete)

4. DECOLAREA SI ATERIZAREA5. CLASIFICAREA MIJLOACELOR DE RADIONAVIGAIEUTILIZAREA RADARULUI N NAVIGAIA AERIANGENERALITINOIUNI FUNDAMENTALE. PRINCIPIUL DE FUNCIONAREDeterminarea distanteiDeterminarea direcieiClasificarea sistemelor radar

RADARUL PRIMAR. PRINCIPIUL DE FUNCIONARE