圖 7.7-2 ADF的功能
典型的 ADF系統(tǒng)的接收機(jī)位于電子設(shè)備艙,天線(xiàn)位于機(jī)身頂部。接收機(jī)的調(diào)諧既可以由 FMS自動(dòng)完成,也可以在 ADF控制板上完成。ADF接收機(jī)輸出的相對(duì)方位角在導(dǎo)航顯示器(ND)上顯示,大多數(shù)直升機(jī)上還安裝有無(wú)線(xiàn)電磁指示器(RMI)。在 ACP上選擇 ADF系統(tǒng),可以收聽(tīng)地面臺(tái)的音頻識(shí)別信號(hào)。如圖 7.7-3所示。
圖 7.7-3 ADF系統(tǒng)的組成與功能框圖
ADF系統(tǒng)利用兩部天線(xiàn)接收來(lái)自地面臺(tái)的電磁波。環(huán)形天線(xiàn)接收電磁波的磁場(chǎng)部分,感應(yīng)天線(xiàn)(垂直天線(xiàn))接收電磁波的電場(chǎng)部分,并將信號(hào)傳送到 ADF接收機(jī)。 ADF接收機(jī)利用這兩個(gè)信號(hào)計(jì)算出相對(duì)方位信號(hào),并且驅(qū)動(dòng) ND和 RMI上的指針指示出相對(duì)方位。
我們知道,將普通收音機(jī)旋轉(zhuǎn) 360°時(shí),可以感受到接收信號(hào)的強(qiáng)度發(fā)生變化。具體來(lái)說(shuō),在旋轉(zhuǎn) 360°時(shí),有兩個(gè)方向上得到的聲音最小,有兩個(gè)方向上得到的聲音最大。而普通收音機(jī)內(nèi)部安裝是磁棒天線(xiàn),它類(lèi)似于環(huán)形天線(xiàn),因此,利用環(huán)形天線(xiàn)可以找到電臺(tái)的方位。其方向性圖為 “8”字形。如圖 7.7-4(a)所示。
環(huán)形天線(xiàn)接收電磁波的磁場(chǎng)部分。當(dāng)線(xiàn)圈軸垂直于電磁波來(lái)向時(shí),線(xiàn)圈上感應(yīng)的信號(hào)最強(qiáng)。當(dāng)線(xiàn)圈軸平行于電磁波來(lái)向時(shí),線(xiàn)圈上感應(yīng)的信號(hào)最弱,ADF正是利用接收信號(hào)的最弱點(diǎn)現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)定向的。因?yàn)樾盘?hào)在最弱點(diǎn)附近的變化比在最強(qiáng)點(diǎn)附近的變化更明顯,所以 ADF定向也稱(chēng)為 “啞點(diǎn) ”定向。
但環(huán)形天線(xiàn)有兩個(gè)方向信號(hào)最弱,環(huán)形天線(xiàn)在相差 180°的方向上接收信號(hào)的效果一樣,這樣給定向帶來(lái)一個(gè)模糊點(diǎn),如圖 7.7-4(b)所示。為了去掉這一模糊定向點(diǎn),則需要使用第二部天線(xiàn),該天線(xiàn)稱(chēng)為感應(yīng)天線(xiàn),感應(yīng)天線(xiàn)的方向性圖為圓形,它沒(méi)有方向性。如圖 7.7-4(c)所示。
如果將兩種類(lèi)型的天線(xiàn)接收信號(hào)混合在一起,可以得到一個(gè)心臟形的輻射圖形,可見(jiàn),在該圖中僅有一個(gè)最弱點(diǎn),這樣就解決了單值定向的問(wèn)題。如圖 7.7-4(d)所示。
圖 7.7-4 ADF基本原理 ADF系統(tǒng)有兩個(gè)工作方式,即:ADF和 ANT,可人工選擇,其控制板如圖 7.7-5(a)所示。
在 ADF工作方式,系統(tǒng)具備所有的功能。它能計(jì)算出相對(duì)方位角,并且通過(guò)音頻系統(tǒng)可以聽(tīng)到地面臺(tái)發(fā)出的莫爾斯識(shí)別碼。在 ANT工作方式,只有感應(yīng)天線(xiàn)工作。因此,不能計(jì)算出相對(duì)方位。但是,收聽(tīng)識(shí)別信號(hào)更清晰一些。這一方式用于臺(tái)識(shí)別信號(hào)較弱的情況下。
相對(duì)方位角顯示在 ND上。在直升機(jī)上有兩套 ADF系統(tǒng),在 ND上可以看到兩個(gè)指針。ADF 1是單線(xiàn)的指針,ADF 2是帶雙線(xiàn)的指針。其標(biāo)準(zhǔn)顏色是蘭色。磁航向(MH)是以磁北為基準(zhǔn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到機(jī)頭方向形成的角度。它也在 ND上顯示。如果接收到的地面臺(tái)信號(hào)太弱,指針將消失。如果系統(tǒng)探測(cè)到故障,警告旗將出現(xiàn)。在 ND上的警告旗是一個(gè)琥珀色的矩形框,如圖 7.7-5(b)所示。
相對(duì)方位角和航向信息也在 RMI上顯示,。其背景盤(pán)指示出磁航向(MH),指針指示出相對(duì)方位。RMI有兩個(gè)選擇鈕,它用于選擇顯示 ADF或 VOR角度。當(dāng)信號(hào)太弱時(shí),其指針總是顯示在 3點(diǎn)鐘的位置,并且紅色 ADF警告旗出現(xiàn)。如圖 7.7-5(c)所示。
圖 7.7-5 ADF控制板和 ND/RMI顯示器
2.甚高頻全向信標(biāo)(VOR)系統(tǒng)
VOR的含義是甚高頻全向信標(biāo)機(jī),它利用地面臺(tái)發(fā)射的 VHF頻段的全向和方向性信號(hào)進(jìn)行定向。其頻率范圍為 108.00-117.95MHz,其作用距離與直升機(jī)高度等有關(guān),其最大作用距離為 300-500公里,因此,它屬于甚高頻近程無(wú)線(xiàn)電導(dǎo)航系統(tǒng)。VOR系統(tǒng)接收來(lái)自地面發(fā)射臺(tái)的信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行譯碼處理輸出 VOR方位角。VOR方位角(VORB)是以直升機(jī)所在位置的磁北方位為基準(zhǔn),順時(shí)針轉(zhuǎn)到直升機(jī)與 VOR臺(tái)連線(xiàn)之間的夾角。如圖 7.7-6所示。
圖 7.7-6 VOR基本功能
VOR的工作原理與燈塔的工作相似。燈塔由閃亮和以一定速度旋轉(zhuǎn)的光束兩個(gè)可視信號(hào)組成。閃亮信號(hào)在每個(gè)方位都可以看到,而旋轉(zhuǎn)光束只有在照射到某個(gè)方位上時(shí),該方位上的光強(qiáng)度才最強(qiáng)。假設(shè)在旋轉(zhuǎn)光束指向磁北時(shí),閃亮信號(hào)閃爍。那么,將閃亮與旋轉(zhuǎn)光束直射到某點(diǎn)時(shí)所用的時(shí)間測(cè)量出來(lái),就可以確定該點(diǎn)相對(duì)于燈塔的方位。
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直升機(jī)全方位講述