Dẫn đường hàng không - Hàng không dân dụng | Học viện Hàng Không Việt Nam

DẪN ĐƯỜNG HÀNG KHÔNG – AIR NAVIGATION
16 MÔN CHUYÊN NGÀNH >8. + IELTS 6.5 = XÉT TUYỂN
50’- 60C T.A + TV: TRẮC NGHIỆM, 100%TOÁN (COS, SIN…) - Tại sao máy bay bay đc
- Hệ thống đài phụ trợ dẫn đường
- Phương thức dẫn đường (thêm)
- Tính tọa độ trên trái đất, hình dạng trái đất
- Xác định vị trí của tàu bay
- Xác định khoảng cách giữa các vị trí trên bề mặt tđ dựa vào tọa độ
- Xác định phương hướng chuyển dộng của tàu bay - Xđ vtoc tàu bay
- Tam giác vận tốc : vtoc gió, a/h của vtoc thực… ( các đ/l về tam giác)
- Tính năng của đài NDB, VOR, DME
- Tính năng của hệ thống hạ cánh chính xác ILS
- Dẫn đường theo tính năng (gt)
HÌNH DẠNG TRÁI ĐẤT: THE FORM OF THE EARTH
Bán kính cực = 3432NM (polar radis), 1NM(dặm)=1.582KM
Bán kính xích đạo =3 443 NM (Equatorial radius) Cực bắc luôn quay
- Các vĩ tuyến song song với nhau, xích đạo lớn nhất
- Trái đất quay quanh trục từ Tây sang Đông Vị trí trên Trái đất
Mỗi 1 độ chia thành 60 phút (‘) 1 phút = 60 giây (“)
Hướng bắc: 000 độ (làm chuẩn), đông: 090 độ, nam: 180 độ, tây: 270 độ
Hướng đông bắc 045 độ, Đông nam 135 độ, tây nam 225 độ, tây bắc 315 độ
Xác định vị trí của vật thể qua kinh tuyến và vĩ tuyến A=X1Y1
X= xích đạo, vĩ tuyến 0 độ
Y=kinh tuyến, xác định bở kinh tuyến 0 độ
- Vĩ tuyến có giá trị từ 0 độ đến 90 độ, kí hiệu bắc bán cầu hoặc nam bán cầu (180 vĩ tuyến) - 360 kinh tuyến
- Vĩ độ: trong khoảng từ 0-90 độ, 0 độ ở xích đạo, 90 độ ở 2 cực - Kinh độ: 0-180 độ
THAY ĐỔI VĨ ĐỘ (CH LAT)
Bài tập chỉ chạy dọc theo 1 kinh tuyến giữa 2 vĩ tuyến.
Sự thay đổi đc biểu hiện bằng độ và phút, phải xác định
cùng kinh tuyến hay vĩ tuyến. Không tính đường chéo.
Khi 2 điểm cùng 1 bán cầu thì sự thay đổi vĩ độ là chênh
lệch vĩ độ. Thay đổi vĩ tuyến là vòng tròn cung ngắn nhất
dọc theo một kinh tuyến giữa hai vĩ tuyến.
D Lat: chỉ có phút  Tính khoảng cách giữa hai điểm
CH Lat: độ và phút  Tính sự chênh lệch vĩ độ
Dạng 1: TÍNH SỰ THAY ĐỔI VĨ ĐỘ (CH LAT) VÀ KHOẢNG CÁCH
GIỮA 2 ĐIỂM (D LAT) CÙNG NẰM TRÊN 1 BÁN CẦU: PHÉP TRỪ
B1: TÍNH SỰ CHÊNH LỆCH (CH Lat)
B2: CHÚ Ý HƯỚNG THAY ĐỔI, TRONG TRƯỜNG HỢP NÀY TÀU BAY
CHUYỂN ĐỘNG TỪ ĐIỂM A ĐẾN B VÌ VẬY VỊ TRÍ TÀU BAY SẼ THAY
ĐỔI VỀ PHÍA BẮC VÀ VĨ ĐỘ THAY ĐỔI LÀ 21 ĐỘ (41’30’-20’30’)
B3: TÍNH D LAT: ĐỔI CH LAT VỀ PHÚT: 1 ĐỘ=60’ D LAT=21x60
1’ TRÊN KINH TUYẾN KHÁC VS 1’ TRÊN VĨ TUYẾN
Dạng 2: TÍNH SỰ THAY ĐỔI VĨ ĐỘ VÀ KHOẢNG CÁCH GIỮA 2 ĐIỂM
NẰM TRÊN 2 BÁN CẦU: PHÉP CỘNG
SỰ THAY ĐỔI KINH ĐỘ (CH LONG)
Tính giá trị thay đổi kinh tuyến: CH Long (độ, phút)
Tính khoảng cách đường đi về hướng E và W dọc theo vĩ tuyến: D Long (‘)
Dạng 1: 2 ĐIỂM CÙNG 1 BÁN CẦU E HOẶC W: PHÉP TRỪ
Dạng 2: 2 ĐIỂM THUỘC 2 BÁN CẦU KHÁC NHAU E VÀ W: giá trị thay
đổi kinh tuyến là khoảng cách gần nhất giữa 2 điểm đi qua kinh tuyến 180 độ
hoặc kinh tuyến 000 độ. VÒNG TRÒN LỚN
Là vòng tròn trên bề mặt của trái đất, có tâm hình cầu là tâm của trái đất. Đây là
vòng tròn có đường kính lớn nhất.
Vòng tròn nhỏ là vòng tròn vẽ trên bề mặt trái đất, mà ko có tâm đi qua tâm của trái đất.
Mọi kinh tuyến đều là vòng tròn lớn.
Chỉ có xích đaoh là vòng tròn lớn.
Đường tà hành: nối 2 điểm trên bề mặt TĐ
KHOẢNG CÁCH (DISTANCE)
KHOẢNG CÁCH TRÊN VÒNG TRÒN LỚN
- Từ khái niệm 1 hải lý là độ dài của cung tròn đc tạo bởi 1 góc có độ lớn = 1’  1 hải lý =1’
- 1’ trên vòng tròn lớn =1NM
- KM/NM: HỎI CỰ LY/ KHOẢNG CÁCH LÀ BN
- 2 điểm cùng 1 bán cầu N/S, cùng nằm trên 1 kinh tuyến chạy dọc theo kinh tuyến
- 2 điểm gần nhất khác bán cầu N/S, cùng kinh tuyến cắt qua xích đạo
- 2 điểm nằm trên 1 bán cầu N/S, nằm trên 2 kinh tuyến  đi qua cực Bắc hoặc đi xuống cực Nam
- 2 điểm nằm trên 2 vĩ tuyến N/S, 2 điểm nằm trên 2 kinh tuyến khác nhau
thuộc 2 bán cầu W/E  cự ly gần nhất máy bay đi qua bắc cực
- 2 điểm cùng nằm trên xích đạo  đi quan kinh tuyến 000 hoặc 180 SỰ THAY ĐỔI KINH ĐỘ
Tính giá trị thay đổi kinh tuyến: CH Long
Tính khoảng cách đường đi về hướng E và W dọc theo vĩ tuyến: D Long
TỔNG QUAN DẪN ĐƯỜNG TRÊN KHÔNG
PHƯƠNG HƯỚNG: Phương hướng được sử dụng để cung cấp các dữ liệu cho các
đường bay thẳng chạy theo bề mặt của trái đất; mô tả mối liên quan giữa các vị trí
trên bề mặt trái đất với nhau.
- Chiều/ hướng đường đi là vệt bay đc dự định thực hiện (course)
- Hướng bay: trục kéo dài từ tâm, đi qua mũi của tàu bay và hướng thẳng về phía trước (heading)
- Vệt bay: hình chiếu của máy bay chuyển động trên bề mặt trái đất (track)
- Hướng thật: hướng bay của tài bay so vs hướng bắc thực của TĐ
- Hướng từ: hướng của tàu bay so với hướng bắc từ của trái đất
- Độ lớn của hướng bay là góc tạo bởi hướng bắc từ của TĐ và hướng bay của
tàu bay theo chiều kim đồng hồ
- Độ lệch từ đông và tây (VARE/VARW)
- LỆCH TỪ ĐÔNG TỪ - LỆCH TỪ TÂYHƯỚNG BAY TỪ>THỰC: TH+MH
- ĐỘ LỆCH TỪ LA BÀN (COMPASS DEVIATION)
Lệch từ Tây: hướng la bàn > hướng từ: CH=MH+DEV(W)
Lệch từ Đông: hướng la bàn < hướng từ: CH=MH-DEV(E) PHƯƠNG VỊ
Xđ vị trí tàu bay vs 1 đài dẫn đường hoặc điểm trọng yếu.
Góc phương vị từ máy bay đến đài vs góc phương vị từ đài đến máy bay chênh nhanh 180 độ. VẬN TỐC
- IAS: chưa được hiệu chỉnh các sai số
- CAS: được hiệu chỉnh sai số chế tạo, sai số ống không tốc, sai số độ cao
- EAS: được hiệu chỉnh độ cao, nhiệt độ, sai số tỉ trọng - TAS: vận tốc thật - Ground speed: BÀI TẬP:
Dạng 1: 2 tàu bay gặp nhau Dạng 2: Bay vượt
Dạng 3: Điều chỉnh vận tốc TAM GIÁC VẬN TỐC
- Gió xuôi hay ngược, thổi từ trái hay từ phải
ĐÀI PHÙ TRỢ DẪN ĐƯỜNG: NDB, VOR, ILS, DME, GNSS
1. Đài dẫn đường vô hướng NDB: Non-directional Radio Beacon
Đài dẫn đường vô hướng NDB cùng voứi ILS, VOR/DME là các hệ thống
thiết bị dẫn đường nhằm mục đích phù trợ dẫn đường trong cả 2 chế độ : Landing và En-route.
NDB có thể độc lập hoặc kết nối với đài khác. Thường các sân bay lớn
không dùng. NDB dung để cho tàu bay bắt được đài, tàu bay thường bắt đài trước hoặc sau nó.
Chức năng: giúp tìm mục tiêu, hoạt động ở giải tần trung bình hoặc thấp,
phát các tín hiệu vô hướng mà nhờ đó người lái được trang bị 1 máy thu và 1
ăng ten định hướng phù hợp, có thể xác định hướng. Nhiệm vụ:
- Ở chế độ landing: giúp xác định được center line của CHC kéo dài, giúp phi
công xác định được hướng bay về sân bay sau đó hạ cánh theo phương thức phù hợp tại sân.
- Ở chế độ en-route: thường được đặt tại các giao điểm của các đường hàng
không hoặc đặt dọc trên đường bay.
- Đối với không lưu: dung để phân cách tàu bay Giải tần hoạt động:
- 190KHz/1750 Khz với sai số cho phép f~0,01% so với tần số làm việc
- Công suất lớn  f~1.0005%
2. Đài phù trợ dẫn đường đa hướng sóng cực ngắn VOR: The Very high
frequence Omnidirectional radio Range
Tính năng: cung cấp cho người lái thông tin về góc giữa hướng của tàu bay
với vị trí đặt đài so với hướng bắc từ.
Nhiệm vụ: VOR kết hợp với DME tạo thành trạm xác định phương vị và cự
li của tàu bay so với đài. VOR/DME được dung cho cả 2 chế độ en-route và landing.
Giải tần hoạt động: từ 112MHz / 118MHz Sai số delta f~0,005% Tần phủ:
o Trong chế độ en-route: 370km o Chế độ landing: 185km Góc ngẩng đến 40 độ.
Dung VOR (phương thức tiếp cận)  không lưu tiếp cận phải thuộc  cùng
DME và VOR để phân cách. VOR chính xác hơn.
3. Thiết bị đo cự li DME: The Distance Measuring Equipment
Chức năng: cung cấp cho tàu bay thông tin về cự li xiên từ tàu bay đến vị trí đặt thiết bị. Nhiệm vụ:
o En-route: cung cấp thông tin giúp tàu bay xác định được cự li từ tàu
bay đến vị trí đặt đài DME.
o Landing: cung cấp thông tin giúp tàu bay xác định cự li xiên từ tàu
bay đến vị trí đặt trạm DME.
o Khi kết hợp với ILS: cung cấp thông tin giúp người lái xác định cự li xiên đến đài.
Tầm phủ sóng: tầm phủ sóng của VOR > DME
Giải tần hoạt động: 960 MHz – 1215 MHz
Các máy phát hỏi làm việc trên 126 kênh với tần số làm việc trong khoảng 1025 -1215 MHz
Các máy phát đáp làm việc trên 63 kênh với tần số làm việc nằm trong
khoảng (962-1024 MHz) và 63 kênh với tần số trong khoảng 1151MHz – 1213MHz.
Tàu bay là máy hỏi, trạm mặt đất là máy đáp.
4. Hệ thống thiết bị hướng dẫn hạ cánh ILS và MLS: Instrument Landing
System và Microwave Landing System
Chức năng: ILS và MLS là hệ thống thiết bị nhằm mục đích dẫn tàu bay tiếp
cận hạ cánh bằng thiết bị trong điều kiện thời tiết xấu, tầm nhìn bị hạn chế.
Mỗi đường bay tương ứng với 1 thiết bị.
Thành phần ILS: Gồm 2 đài cơ bản để cung cấp thông tin giúp tàu bay xác
định được quỹ đạo hạ cánh xuống đường CHC một cách chính xác:
o Đài LOCALIZER VHF: đài xác định hướng dung để xác định chính
xác center line của đường CHC và giúp tàu bay hạ cánh vào chính giữa tâm đường CHC.
o Đài GLIDEPATH UHF: đài xác định tầm, dung để xác định chính xác
đường CHC của quỹ đạo hạ cánh giúp tàu bay hạ cánh chính xác vào
vùng hạ cánh của đường CHC (touch down zone).
o Các đài VHF marker, có thể được thay thế bởi các đài DME: xác định
bắt tín hiệu biết được độ cao bao nhiêu. Phân loại:
o ILS CAT I: đẫn tàu bay đến điểm có độ cao 60m (200ft) theo đường trượt.
o ILS CAT II: dẫn tàu bay tới điểm có độ cao 15m (50ft) hoặc nhỏ hơn so với thềm.
o ILS CAT III: dẫn tàu bay đến điểm chạm bánh xuống đường CHC.
5. Hệ thống dẫn đường theo quán tính INS: Inertial Navigation System
Phương pháp dẫn đường quán tính phụ thuộc vào vị trí, vận tốc và động thái
ban đầu đã biết của phương tiện. Từ đó đo tốc độ động thái rồi và gia tốc rồi
dung phương pháp tích phân để tìm ra vị trí của phương tiện.
Nếu phương pháp dẫn đường vô tuyến chịu ảnh hưởng của sóng vô tuyến
điện và không sử dụng được trong những khu vực không có sóng thì phương
pháp dẫn đường theo quán tính có thể khắc phục được.
Các thành phần cơ bản của INS:
o Đơn vị đo quán tính: Inertial Measurement Unit = Acc + Gyros Acc: gia tốc kế Gyros: con quay
o Navigation computer: máy dẫn đường làm nhiệm vụ chuyển đổi các
hệ tọa độ, tính toán gia tốc trọng trường, thực hiện thuật toán tích phân.
6. Hệ thống dẫn đường vệ tinh toàn cầu GNSS
Là hệ thống xác định vị trí và thời gian trên toàn thế giới.
GNSS bao gồm một hay nhiều vệ tinh, các máy thu trên tàu bay và hệ thống
kiểm tra mức độ toàn vẹn được tăng cường như là điều cần thiết để hỗ trợ
đặc tính dẫn đường theo yêu cầu cho hoạt động.
Chức năng: cung cấp dữ liệu về vị trí và thời gian cho tàu bay. Các thành phần:
o Hệ thống định vị toàn cầu GPS
o Hệ thống vệ tinh dẫn đường quỹ đạo toàn cầu
o Hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu - GALILEO
o Máy thu GNSS trên tàu bay
o Hệ thống tăng cường trên tàu bay
o Hệ thống tăng cường trên vệ tinh
o Hệ thống tăng cường trên mặt đất
o Hệ thống tăng cường trên mặt đất diện rộng
o Hệ quy chiếu không gian: cung cấp tọa độ hệ quy chiếu WGS84
o Hệ quy chiếu thời gian: hệ thời gian UTC o Đặc tính của GNSS
Chùm vệ tinh: chum vệ tinh của hệ GPS hiện có tất cả 28 vệ tinh làm
việc và dự phòng. Các vệ tinh được sắp xếp trên 6 mặt phẳng quỹ đạo
nghiêng 55 độ so với mặt phẳng xích đạo. mỗi vệ tinh phát ra 2 tần số vô
tuyến phục vụ cho mục đích định vị, L1 trên tần số 1575,42 MHz phục
vụ cho dân sự và L2 trên tần số 1227,6 MHz phục vụ cho quân sự.
7. Dẫn đường theo tính năng PBN: phương pháp mới không cần bay theo các
đài phù trợ dẫn đường.
PBN là phương pháp dẫn đường cần thiết cho hoạt động bay được công bố
cho một vùng trời xác định, bao gồm RNAV và RNP.
RNAV không yêu cầu tính năng giám sát và cảnh báo trên tàu bay.
RNP là RNAV dựa theo yêu cầu về tính năng đối với tàu bay hoạt động dọc
theo đường bay ATS, phương thức tiếp cận bằng thiết bị hoặc trong một
vùng trời được CAAV chỉ định.
Các kiểu loại RNAV: RNAV1, RNAV2, RNAV5, RNAV10 (được dung ở VN) RNAV1, RNAV2
o RNAV1, RNAV2 được sử dụng cho giai đoạn en-route, hoặc sử dụng
cho SID, STAR trong khu vực kiểm soát tiếp cận.
o RNAV1, RNAV2 được sử dụng chủ yếu trong môi trường giám sát
ATS, có thể áp dụng trong môi trường không có giám sát TAS hoặc
bên dưới độ cao tối thiểu dẫn dắt bằng radar nếu cơ sở ATS có hệ
thống đảm bảo an toàn phù hợp và tính toán tới yếu tố không có tính
năng giám sát và cảnh báo của tàu bay.
o RNAV1, RNAV2 chỉ được áp dụng trong trường hợp có phương tiện
liên lạc 2 chiều giữa KSVKL và tổ lái.
o Thiết bị đảm bảo dẫn đường RNAV1, RNAV2: GNSS, DME/DME, DME/DME/IRU RNAV5
o Được sử dụng cho giai đoạn bay đường dài en-route trên đất liền hoặc
có thể sử dụng cho giai đoạn đầu của phương thức STAR với cự li bên
ngoài 56km (30NM) cách điểm quy chiếu sân bay.
o Được áp dụng trong môi trường giám sát ATS và chỉ được áp dụng
trong trường hợp có phương tiện liên lạc 2 chiều giữa KSVKL với tổ lái.
o Thiết bị đảm bảo dẫn đường RNAV5: GNSS, DME/DME, INS hoặc IRS và VOR/DME. RNAV10
o Được sử dụng để hỗ trợ hoạt động khai thác bay RNAV trong giai
đoạn bay đường dài của chuyến bay nhằm trợ giúp áp dụng phân cách
dọc 50NM và phân cách ngang 50NM .
o Được áp dụng mà không yêu cầu bất kì hạ tầng thiết bị dẫn đường mặt đất.
o Khi áp dụng RNAV 10 yêu cầu phải có phương tiện liên lạc trực tiếp
giữa KSVKL với tổ lái để đảm bảo khả năng áp dụng phương thức
điều hành bay dựa trên báo cáo vị trí của tổ lái. RNP1
o Được sử dụng để hỗ trợ hoạt động khai thác RNP trong SID, STAR,
các giai đoạn tiếp cận đầu, tiếp cận giữa và phương thức tiếp cận hụt,
trong khu vực có mật độ hoạt động bay thấp hoặc trung bình.
o Dựa trên hoạt động định vị của hệ thống dẫn đường vệ tinh toàn cầu
GNSS. Đặc tính dẫn đường này được sử dụng chủ yếu trong các môi
trường nơi mà khả năng không có hoặc có bị hạn chế về giám sát
ATS, RNP1 áp dụng cho SID và STAR chủ yếu trong môi trường có
liên lạc 2 chiều giữa SKVKL và tổ lái.
o Không được sử dụng ở khu vực mà tín hiệu dẫn đường GNSS không
ổn định hoặc bị cản nhiễu. RNP2
o Sử dụng để hỗ trợ hoạt động khai thác bay RNP trong giai đoạn
đường dài của chuyến bay trong vùng lục địa, vùng xa và trên biển,
đặc biệt trong khu vực mà cơ sở hạ tầng dẫn đường mặt đất không có
hoặc bị hạn chế vì lí do địa hình.
o Dựa trên khả năng định vị của GNSS. Đặc tính dẫn đường này được
sử dụng chủ yếu trong môi trường nơi mà không có khả năng hoặc bị
hạn chế về giám sát ATS.
o RNP2 không được sử dụng ở khu vực mà tín hiệu dẫn đường GNSS
không ổn định hoặc bị nhiễu.
o Các yêu cầu về thông tin liên lạc trên đường bay phụ thuộc vào yếu tố
khai thác như giãn cách giữa các đường bay, mật độ không lưu, mức
độ phức tạp và phương thức khẩn nguy. RNP4
o Được sử dụng để hỗ trợ hoạt động khai thác bay RNAV trong giai
đoạn bay đường dài trợ giúp việc áp dụng phân cách ngang 30NM và phân cách dọc 30NM
o Không yêu cầu bất kì trang thiết bị dẫn đường mặt đất
o Yêu cầu phải có phương tiện liên lạc 2 chiều trực tiếp hoặc phương
tiện liên lạc dữ liệu giữa KSVKL với tổ lái cùng với phương tiện giám sát ADS-C.