飞行理论图解 · 无线电导航

NDB 与 ADF 图解

无方向性信标 · 自动定向机

电台在哪里,针尖说了算
针尖指的永远是电台

NDB · ADF · RMI · 相对方位

NDB(无方向性信标)在地面广播,机载 ADF(自动定向机)靠环形天线的方向特性测出电台相对飞机的方位角,再用一根针把方向指出来——这是最早的无线电导航系统,也是一套近程测角系统。这一页讲清地面台怎么发、机载设备怎么收、表盘怎么读、过台有什么怪现象,以及四个最常考的误差。

01 地面台与机载设备

地面 NDB · 机载 ADF

地面 NDB 台:无方向性信标 顶载天线 桅杆(拉线加固) 设备机房 向空间发射无方向性无线电信号 地波 主要以地波传送 · 可绕过高大障碍物 · 易受干扰 高大障碍物 典型频率 190~1750 kHz 航线定向定位用 · 有效距离 ≥150 km 着陆导航台 · 有效距离 ≤50 km 不同台不同识别码 · 以摩尔斯电码发送 地波 无方向性信号
NDB 台站实景:红白相间桅杆带拉线,台下有围栏与设备间
实景 · NDB 地面台——红白桅杆就是发射天线(带拉线加固),台下是设备间与围栏(Gagarin FK NDB;Wikimedia Commons,CC BY-SA 4.0)
机载自动定向机(ADF)组成 环形天线 垂直天线 自动定向接收机 测电台相对方位 425 ADF ANT 控制盒 频率调谐 方式选择 091827 方位指示器(指针 → 电台) ADF 方式:自动定向,指针指向电台 ANT 方式:可调谐识别电台、收听语音 但 ADF 指示器无指示
系统
自动定向仪(ADF)是最早的无线电导航系统,与地面 NDB 台配合组成近程测角系统
地面台
NDB 向空间发射无方向性无线电信号;典型频率 190~1750 kHz;主要以地波传送,可绕过高大障碍物,但易受干扰使指针晃动
用途距离
航线定向定位用:有效作用距离不少于 150 km;着陆导航台引导着陆:有效距离一般不超过 50 km
识别码
每个 NDB 台有相应识别标志及摩尔斯电码,应用时应识别摩尔斯电码;不同台用不同识别码,以摩尔斯电码发送
机载设备
自动定向接收机、控制盒、方位指示器、环形天线、垂直天线
方式
ADF 方式自动定向,指针指向电台;ANT 方式可调谐识别电台、收听语音,但 ADF 指示器无指示
ADF 接收机控制盒实景:R-346A,频率窗显示 972 kHz,带 OFF/ADF/REC/BFO/TEST 方式按钮
实景 · ADF 接收机(R-346A,Cessna 172 无线电堆栈)——频率窗显示 972 kHz,下方一排方式就是 ADF / REC / BFO / TEST 按钮(Wikimedia Commons,CC BY-SA 3.0)

注 · 记忆抓手:地面台叫 NDB(无方向性信标),机载仪表叫 ADF(自动定向机)——台发的是"无方向",机载靠环形天线把方向"找出来"。

02 ADF 指示器识读

两块都是 ADF 指示器 · 固定表盘 vs 旋转表盘 · RB / QDM / QDR

◇ 拖飞机=挪位置 · 拖那支航向箭头=转航向 · 拖电台=挪电台 —— MH / RB / QDM / QDR 四个读数实时跟着算,右上「↺ 复位」还原
方位角几何 ↺ 复位 磁北 N MH RB QDM 069° 磁北 N 电台 QDR 249° MH 045° · RB 024° · QDM 069° · QDR 249° ADF 指示器 ① —— 固定表盘 无航向旋钮 · 0° 在机头,只能读相对方位 03691215182124273033 RB 指针直接读 RB;要 QDM 得自己心算 表上没有航向刻度,也没有 QDM/QDR ADF 指示器 ② —— 旋转表盘 有航向旋钮 · 先对正航向,再读针尖针尾 NESW 36121521243033 航向旋钮(拖 / 滚轮) RB 针尖读 QDM 069° · 针尾读 QDR 249° 卡盘已按当时航向对正(自动跟着航向走) 方位随飞行变化(动画)· 飞机沿正北航线竖直飞过电台 ⏸ 暂停 从电台左边飞过 电台在飞机右侧 从电台右边飞过 电台在飞机左侧 第一层 · 相对方位 RB(黄弧:机头 → 电台) 电台 RB 001° 从机头量 0 固定表盘 ADF 电台 RB 001° 从机头量 0 固定表盘 ADF N 电台 QDM 021° 从磁北量 N E S W 旋转表盘 ADF N 电台 QDM 021° 从磁北量 N E S W 旋转表盘 ADF 第二层 · 电台磁方位 QDM(白弧:磁北 → 电台)= MH + RB 航线是竖直的(正北);机头因侧风修正偏在 MH 020°,所以每一格 QDM 都比 RB 大 20° 若机头正对正北(MH 000°),两个数就会相等——这是最容易混的地方
两块表
都是 ADF 指示器,只差卡盘:左固定、右可旋转。RMI 是另一种表,见 03
三者关系
QDM = MH + RB;QDR = QDM ± 180°

注 · 右上那块表的「航向旋钮」可以直接拖,也可以把鼠标放上去滚轮转。

03 RMI 识读

航向标线 · 细针粗针

◇ 左图可拖:飞机挪位置 · 机头箭头转航向 · 两个电台各自挪 —— 右侧 RMI 的卡盘与双针实时跟着变
飞机与电台(都能拖) ↺ 复位 磁北 N 细针 QDM 044° · QDR 224° · RB 064° 粗针 QDM 106° · QDR 286° · RB 126° 白弧 / 黄弧 = 磁北 → 电台,读作 QDM 表盘那一圈弧 = 航向标线 → 细针,读作 RB 台 1 台 2 N 3 6 E 12 15 S 21 24 W 30 33 航向标线 · 读当时航向 340° RMI · 无线电磁指示器 细针 = 第一部 ADF:针尖读卡片上的 QDM · 针尾读 QDR;粗针 = 第二部,同样读法 卡盘随航向转,航向压在标线下 —— 所以任一针尖与标线的夹角就是该台的 RB
刻度盘
随飞机航向转动,从航向标线可读飞机当时航向
指针
两根方位指针:细针、粗针分别指示第一部或第二部 ADF 或 VOR 接收机方位信号
读法
针尖指 QDM,针尾指 QDR,针尖与标线夹角即 RB
RMI 实景:波音 747-400 备用无线电磁指示器,刻度盘与双针
实景 · RMI(Boeing 747-400 备用表)——刻度盘随航向转动,绿/橙双针分指两个导航源,下角拨杆选 VOR 或 ADF 源(Wikimedia Commons,CC BY-SA 4.0)

注 · RMI 比普通 ADF 表盘更"省心":航向和电台方位在同一张盘上,针尖直接给出电台磁方位,不用自己加加减减。

04 静锥区与过台

静锥区 · 过台倒针

静锥区与过台(动画)· 高高度与低高度同时飞过同一座台 ⏸ 暂停 静锥区(越高越宽) NDB 台 高高度航迹(静锥区宽 → 失信号早、时间长) 低高度航迹(静锥区窄 → 失信号晚、时间短) 高高度 · ADF 指示器 0 RB 000° 收到信号 低高度 · ADF 指示器 0 RB 000° 收到信号
静锥区
进入 NDB 电台上空静锥区时收不到信号,ADF 指针停滞或摆动
大小
高度越高,静锥区越大
过台
过台后 ADF 指针迅速倒向后方电台

注 · 过台判断:指针从"指向前方"经过短时停滞或摆动,突然甩到"指向后方"——这一甩就是过台时刻。静锥区内别拿瞬时摆动当故障。

05 四大误差

干扰 · 夜间 · 山区 · 海岸

四大误差怎么看出来的 · 同一块 ADF 表,四种被带偏的样子 ⏸ 暂停 ① 静电干扰误差 放电噪声 NDB 台 雷暴云附近 · 中波长波受影响最大 指针偏差 +00° ② 夜间效应 电离层 NDB 台 地波(真方向) 夜间天波反射 白天 日落后 / 日出前 2 小时 · 误差 10°~15° 指针偏差 +00° ③ 山区效应 山峰 NDB 台 反射 / 绕射 低空 低空指针偏离摆动 · 爬高后影响减小 指针偏差 +00° ④ 海岸效应 海岸线 陆 海 夹角 90° 夹角越小误差越大 · 垂直跨越无误差 指针偏差 +00°
误差特征 / 条件克服
静电干扰大气放电 · 影响最大是中波、长波 · 雷暴云附近杂音最小、指针稳定瞬间读方位;选距离近、功率大的台
夜间效应日落后 2 小时和日出前 2 小时 · 误差一般 10°~15°选频率低、距离近的台;增加飞行高度;读平均值
山区效应山峰、丘陵、大建筑物反射绕射 · 低空时指针偏离或摆动选低频率台;提高飞行高度
海岸效应陆海交界导电系数改变 · 夹角越小误差越大垂直跨越海岸线时不产生误差

注 · 把四个误差当四件事记:打雷(静电)、天黑(夜间)、进山(山区)、跨海(海岸)——见什么条件,想什么误差。