Uçaklar hangi mesafe ölçme tekniklerini kullanıyor?

Uçuş planları yapmak ve bunun matematik hesaplarını yapmak tam bir mühendislik işidir. Kule ve uçak arasında konuşulan konuşmalar, aslında temelde matematik hesaplamaların kelimeye dökülmüş halidir. Yazımızda Uçaklar hangi mesafe ölçme tekniklerini kullanıyor? Uçakların iniş yaparken yada çıkış yaparken hangi ekipman ve hesaplama tekniklerini kullandığını göreceğiz. Ayrıca Mesafe ölçer ekipman (Distance Measuring Equipment) nasıl çalışır? Uçuş için hava-yer haberleşmesi nasıl yapılır? sorularının cevabını da bulabileceksiniz.

Uçaklar hangi mesafe ölçme tekniklerini kullanıyor?

Kule ile pilot arasındaki diyalogları hepimiz biliriz. İniş yada çıkış yaparken merkez tarafından kontrol edilmesi ise görüldüğü kadar basit bir şey değil. Uçak haberleşme konusunda biraz ayrıntıya gireceğiz.

Uçuşun planlanan şekilde ve güvenli olarak tamamlanması için Radyo frekans (RF) seyrüsefer yardımcıları ve hava-yer haberleşmesi çok önemli bir yer tutar.

Bölgesel uçuşlar için kullanılan RF seyrüsefer yardımcıları; ADF/NDB (Otomatik Yön Bulucu), VOR (VHF Omnidirectional Range), Mesafe Ölçer Ekipman (DME)’dir. Bu yazıda DME cihazının yapısı ve çalışma prensipleri hakkında bilgi verilecektir.

DME, hava platformunun belirli bir yer istasyonundan olan uzaklığını deniz mili (NM) cinsinden ölçen kısa ve orta mesafeli (200 NM’e kadar) bir RF seyrüsefer yardımcısıdır.

Genellikle hava platformu pozisyon düzeltimi için mesafe bilgisini DME’den, yön bilgisini ise VOR sisteminden alır, bu sebeple DME ve VOR sistemleri birlikte çalışır.

DME ve VOR sistemleri

DME sistemi ikincil Radar prensibiyle UHF bandında 962-1213 MHz aralığında çalışır. Bu aralıkta X ve Y modlarında 126’şar kanal olmak üzere toplam 252 kanal mevcuttur.

Soru ile cevap sinyali arasında X ve Y moduna bağlı olarak ±63 MHz fark vardır. Her yer istasyonu 1350 Hz’de mors kodunda tanıtım sinyali yayınlar.

İkincil Radar keşif gözetleme Radarına göre düşük güçlü sorgulama sinyalini belirli bir hedefe gönderir. Hedef hava platformu sinyali aldıktan sonra analiz ederek belirli formatta bir cevap sinyali üretir ve ikincil radara gönderir.(aşağıdaki fotoğraf 1. şekil)

İkincil Radar 2’nci Dünya Savaşında dost hava ve yüzer platformlarının düşman unsurlarından ayırt edilebilmesi için geliştirilmiştir. İkincil radarın pek çok uygulama alanı olmakla birlikte burada DME’ye temel teşkil etmesi yönüyle açıklanmıştır.

DME yer istasyonunda bir aktarıcı (transponder: alıcı (Rx) ve verici (Tx)’den oluşan) sistem ile gerekli sinyalleri oluşturacak ve gecikmeleri gerçekleştirecek bir işlemci ünitesi bulunmaktadır.

Hava platformunda ise yine bir alıcı ve verici sistem ile gerekli hesaplamaları yapacak ve sinyalleri üretecek bir işlemci ünitesi bulunmaktadır.

Etkileşim sürecini hava platformundaki verici yer istasyonuna RF enerji dalgaları göndererek başlatır.

DME yer istasyonu alıcısı tarafından alınan RF sinyali bir süre bekletildikten sonra (50 mikro saniye) vericisi tarafından hava platformuna farklı bir frekansta cevap sinyali olarak geri gönderilir.

Soru ile cevap sinyali arasında 63 MHz’lik bir frekans farkı vardır. Yer istasyonundan gönderilen sinyal hava platformunun alıcısı tarafından alınır. Hava platformundaki aktarıcı sistem tarafından gönderilen ve alınan sinyal zamanları belirlenir.

Daha sonra işlemci ünitesi tarafından gecikme zamanı da göz önüne alınarak sinyal gidiş-dönüş zamanından hava platformunun yer istasyonuna göre mesafesi hesaplanır.

Bu hesaplamada sinyalin hızı bilinmekte (ışık hızı: 300000 km/sn = 0.162 NM/μs) ve aşağıdaki eşitlik kullanılmaktadır. DME ile mesafe ölçüm prensibi aşağıdaki fotoğrafın 2. şeklinde verilmiştir.

Uçak haberleşme sistemleri

DME sistemi çalışma frekans bandının özelliği gereği

Görüş Hattı (LoS) prensibi ile çalışır, bir başka değiş ile DME yer istasyonu ile hava platformunun arasında bir engel olmaması, birbirlerini doğrudan görmeleri gerekir.

Bu sebeple hava platformunun irtifası ile mesafe ölçüm uzaklığı arasında doğrudan bir ilişki ve sınırlamalar bulunmaktadır. DME yer istasyonu ile hava platformu arasındaki maksimum LoS mesafesi aşağıdaki eşitlik kullanılarak hesap edilir.

DME yer istasyonunun anlık cevaplama kapasitesi vardır, bu sebeple her soru sinyaline cevap sinyali göndermez. Her bir
DME yer istasyonu yaklaşık 100 uçağa aynı anda hizmet verebilecek kapasitedir.

İstasyon, öncelikle en iyi kalitede aldığı soru sinyallerini değerlendirmeye alır, kapasitesinin üzerindeki soru sinyallerini değerlendirmeye almaz, yani cevap sinyali göndermez.

Hava platformu tarafından ölçülen mesafe, platform ile yer istasyonunu arasındaki direkt mesafedir, yeryüzündeki
izdüşüm mesafesi değildir. Bu sebeple hava platformu yer istasyonunun tam üzerinde olduğunda ölçüm “sıfır”ı değil platformun yüksekliğini gösterir. (Üstteki fotoğraf Şekil-3)

DME yer istasyonunun seyrüsefer haritalarındaki sembolü genellikle kare şeklinde olup, değişik seyrüsefer sistemleri ile birlikte çalışması durumunda oluşan sembol kombinasyonları Şekil-4’te gösterilmiştir.

Hava platformunda istenilen DME istasyonunun ayarlanması için seyrüsefer frekans seçim ünitesi kullanılır.

Genellikle DME kendisiyle birlikte aynı istasyonda bulunan VOR veya Aletli İniş Sistemi (ILS) frekanslarının ayarlanması ile seçilir. DME göstergesinde mürettebata seçili yer istasyonunun frekansı ve NM olarak mesafe bilgisi verilir.

Ayrıca bakınız

• Radyal Motor Nedir? Radyal (Yıldız Tipi) Motor Nasıl Çalışır?

Kaynaklar

1. Aircraft Communications and Navigation Systems, M.Tooley, and D.WYATT, First Edition 2007, Routledge, NY,USA.
2. Radyo Seyrüsefer Yardımcıları, Eğitim Notları, DHMİ, Seyrüsefer Daire Başkanlığı, Trafik Şb.Md.lüğü.
3. Seyrüsefer 2 – ATPL, THY A.O. Uçuş Eğitim Akademi Müdürlüğü, Eğitim Dokümanı.
4. Navigation Instrumentation – DME, IVAO HQ training department, 2014.