在衛星導航出現以前,飛機是靠什麼導航飛行的?

單純的靠飛行員的經驗嗎?


1.地標導航,就是靠看地面標識物(河流、鐵路線等)導航;

2.無線電導航,NDB,VOR等,這些仍然是主流導航方式;

3.慣性導航,注意觀察一下機場每個停機位前都有一個黃底黑字的方形牌子,上面標註了該停機位的經緯度,這就是給飛行員用來校正飛機上慣性導航系統用的。

4.天文導航,跟航海差不多,全美航空1594航班機長薩倫伯格在他的傳記《最高職責》中說,他飛橫貫美國大陸的航線如此之多,以至於在晚上飛行時,只要操縱飛機以使某個星座中某個星星對準駕駛艙風擋玻璃的特定位置,他就能一路飛到目的地。波音737—300,還有相當種類的飛機都在駕駛艙設有觀星窗,估計也是這個用途。

其實,從題主提問看,我估計題主認為就像GPS對於汽車導航的重要性一樣,GPS對於飛機也非常重要。這個想法其實是不準確的,對於飛機而言,考慮到可靠性,精確性,靈敏性,冗餘度等因素,GPS導航並不是主要手段,無線電導航才是主要和常用的方式。


哇有人邀請我....最基本的目視,還有地面台導航,vor,dme,ndb,ils什麼的,還有irs慣性導航


說起這個問題,那要從大約100年前說起~(沒開玩笑!)

當時飛行員都是看著地標飛,比如公路啦,河流啦,這樣導航在短途航線還湊合。後來美國開通了一條連通東西海岸的航線送郵件,問題就來了,這麼遠的航線,飛行員也記不住路啊,所以常常飛著飛著就飛丟了,這可咋辦呢?

美國國會一咬牙,就修建了一條橫跨美國的箭頭帶,每個箭頭21米多長,黃顏色,旁邊還豎著一座燃氣燈,飛行員在天上的時候,就一直順著箭頭的方向飛,等看到下一個箭頭,就調整方向。所以那時候飛行員除了開飛機,還要不停的伸出腦袋找地面上的箭頭。如果找不著,那就只有哭著罵F**k了…

(圖片來自百度圖片,現在美國還保留很多箭頭)

老是這樣也不行啊,隨著無線電技術的發展,ADF出山了,ADF中文名叫自動定向機,看名字也能猜出來,它大概就跟一個指南針類似,不同的是,指南針讓找不著北的人罩杯(為啥輸入法第一個是這個…找北),而ADF呢讓飛機知道地面上相應的NDB台的方向。

稍微說下原理,NDB台和ADF這倆是配合使用的,NDB叫無方向性信標,它就像個非常大的磁鐵,360度各個方向都在吸引著各路ADF(發信號),飛機上的ADF有個指針,感到有人「勾引」它了,它就朝著那個方向罵,這樣,飛機就知道NDB台相對於飛機的方位角了。

大家明白了吧,飛行員只要順著一個個NDB台的方向飛,就能到達目的地,可是還有問題,飛行員怎麼通過NDB知道自己在哪呢?

這個問題我打算用我練(丟)了20年的畫功來解釋一下:

一般飛機上有兩台ADF,分別指向兩個不同的NDB,這樣是不是就有兩條相交的直線啦,交點就是飛機的位置,所以,有時在老電影里看到飛機上有人拿個地圖和尺子畫啊畫的,就是用這個方法定位飛機位置的。

再說說VOR,VOR和NDB效果類似,但是原理完全不同,VOR會發送兩個信號,一個信號是基準信號,360度發射,另外一個信號是相對於基準信號有「相變」的信號,從0到360度,相變依次增加,飛機上的設備收到這倆信號,一對比,就知道自己的方位了。

VOR和DME經常住在一個地方,這倆也是一對couple。DME中文名叫測距機,測量距離唄,很簡單,飛機向DME發個信號,DME收到後立馬回個信號,飛機上的設備根據時間差就算出來距離了。

有距離了,那就比ADF+NDB這對couple牛逼很多了,為什麼呢?看圖:

你看,現在有了飛機和DME1的距離R1,那麼飛機就可以確定自己是位於以DME1為中心,半徑為R1的圓上了,如果再給出跟DME2的距離R2,那飛機肯定是位於這兩個圓的交點上,可兩個圓交點有倆啊?所以這時再給出跟DME3的距離R3,那是不是就可以給出唯一的交點啦?飛機也就知道自己當前的位置了。

另外DME和VOR配合也可以定位,如圖:

DME給出距離,先確定了一個圓,飛機知道自己在半徑為R的圓上,VOR呢給出方位角,於是就確定了唯一的一點。

除了上面這些方法,還有一種方法也可以只根據距離定位,叫做雙曲定位,高中數學書翻到第20頁!(敲黑板)

高中幾何課上講了:「一動點至兩定點的距離差為常數的點的軌跡是以這兩定點為焦點的一條雙曲線」。

雙曲線的描述方程我就不寫了,怕你後悔高中幾何沒學好。看下圖吧:

同樣三個DME,如果給出飛行器距離這三個DME的距離就可以擬合出兩條雙曲線,兩條雙曲線的交點即飛機的位置,飛機也就定位了。

好了,其實說的這兩對couple就是傳說中的無線電導航,其實是比我爺爺年紀還大的老技術了,不過現代的飛機上還在使用,隨著PBN的推廣,NDB等將逐漸淘汰,GNSS逐漸成為主流的導航手段…

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最原始的靠地標羅盤領航

儀錶飛行的時候可以用NDB VOR 導航台 在高級一點的設備有慣導啊

GPS RNAV GNSS RNP都是近十年來發展的新領航技術


可以目視也可以儀錶,儀錶有羅盤、無線電、慣性等多種,即使沒有GPS,無線電沒信號,也可以做到每小時誤差不過幾公里


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