|
A
világháború utáni navigációs követelmények |
A polgári repülés navigációs
követelményei a II. világháború után
Habár a világháború
végén a rádiónavigáció és az asztrometria közül ideiglenesen az asztrometriai
navigáció került ki győztesen, végül a nagy sugárháború teljesen
megváltoztatta a polgári repülést, és az angol fejlesztésű CONSOL rádiónavigációs rendszer alapja lett. A
’40-es évektől kezdődően a repülőipar és az űripar
robbanásszerű fejlődésen ment keresztül. A polgári légi közlekedés
elsősorban három területen fejtette ki erőteljesen a hatását. A radar
elterjedésével eleinte úgy tűnt, hogy a pilótákat légiforgalmi irányítók
csapata képes lesz a helyes irányokba navigálni, azonban hamar kiderült, hogy a
robbanásszerűen növekedő légiforgalom szabályos közlekedési
folyosókba terelése óriási feladatot jelent a viszonylag kis létszámú
légiforgalmi irányító csapatoknak, így a légiforgalmat újból szabályozott légifolyosókba
kellett irányítani. Bár az RDF rendszerrel, mint azt később látni
fogjuk lehetséges egy hozzávetőleges folyosó kijelölése, de a rendszer tulajdonságaiból
fakadóan nem lehet teljesen pontos irányokat tartani pusztán irányítatlan
jeladókhoz képest. Mindehhez tehát elengedhetetlenül szükséges volt olyan
hosszútávon is működő és kielégítő pontosságú rádiónavigációs
hálózat kifejlesztése, amelyről a pilóták rögtön meg tudták állapítani,
hogy hol vannak.
Probléma:
A szaporodó számú, egymást is keresztező légifolyosókon az RDF navigáció már nem
kielégítő pontosságú
Ezzel párhuzamosan a nagyobb repülőterek
is egyre túlzsúfoltabbak lettek. Mivel a repülőterek a légiközlekedés
csomópontjai, ezért itt különösen nagy az esélye, hogy két repülőgép
összeütközik. A légiforgalmi irányítók természetesen a radarjuk alapján meg
tudják mondani hozzávetőlegesen mindegyik gépnek az elhelyezkedését
egymáshoz képest horizontálisan, azonban radarral egy gép magasságát csak
nagyon pontatlanul lehet megállapítani. Mindemellett a légiirányítókra
különösen nagy terhet rótt a repülőterek környékének folyamatos megfigyelése.
Ekkor kezdték kialakítani a repülőterek környékén hatályban levő
repülési eljárásokat, azonban ahhoz, hogy a pilóták ezeket pontosan
betarthassák legalább rövidtávon nagy pontosságú fixpontokra volt szükségük a
repülőtér közelében.
Probléma:
A repülőterek forgalmának növekedésével a légiirányítás már nem tud
megbirkózni. Ahhoz, hogy a repülőgépek semmiképpen se ütközzenek olyan
navigációs rendszer kialakítása szükséges, ami a repülőtér körzetében mérföldön belüli
pontossággal tájékoztatja a pilótát a helyzetéről
A harmadik problémát
elsősorban a repülőgépek karakterisztikájának megváltozása
jelentette. A kétfedelű repülőgépek világában még nem jelentett
problémát az, hogy a repülőgépnek leszállnia és repülnie is kell, hiszen
maguk a repülőgépek voltak viszonylag lassúak. Azonban a motorok
teljesítményének növekedésével nem járt együtt a sebesség növekedése, ugyanis a
kétfedelű repülőgépek szerkezeti elemei túl nagy légellenállást
okoznak. A megoldást a monoplánok megjelenése jelentette, ami azonban rögtön
magával hozta a cirkálósebesség és a leszállási sebesség problémáját. Ahhoz,
hogy a repülőgép a lehető leggyorsabb sebességén menjen egy bizonyos
szárnykialakítás alkalmas, mely kellően vékony ahhoz, hogy ne fejtsen ki
nagy légellenállást. Ahhoz viszont, hogy le tudjon szállni egy kis reptéren
kellően le kell csökkentenie a sebességét ahhoz, hogy ne guruljon túl
leszállás után a kifutón. Azonban a nagy sebességre tervezett szárnyak alacsony
sebességnél már nem biztosítanak kellő felhajtóerőt, így a gép átesik
mielőtt elérné a leszállási sebességet. Az első megoldást a
fékszárnyak bevezetése jelentette. Cirkálósebességen a fékszárnyak behúzott
állapotban vannak, így nem zárnak be szöget a szárny többi részével, a
repülő gyorsan képes haladni. Leszállási sebességnél a fékszárnyakat
kiengedik, ezáltal nő a gép légellenállása, de a szárnyfelület mérete is,
így alacsony sebességnél több felhajtóerő keletkezik a szárnyon. A
fékszárnyak kifejlesztése egészen a második világháború végéig kiválóan
szolgálta a repülést, és mind a mai napig alaprendszer minden repülőgépen.
Azonban a sebesség hajszolásában
tovább nőtt a tét, megjelentek a sugárhajtású repülőgépmotorok. A
repülés kezdetén 
úgy sejtették, hogy a vékony szárnyprofilú
gépek alkalmasabbak a repülésre, mint a vastagabbak. Ez a nézet egészen az
első világháborúig tartotta magát. Ekkor azonban a német
repülőgéptervezők rádöbbentek, hogy a szárnyprofil vastagsága
viszonylag alacsony sebességeknél még nem játszik jelentős szerepet a
repülőgépre gyakorolt felhajtóerőben, e zzel szemben a
vastagabb szárnyprofil éppenhogy több felhajtóerőt képes adni a gépnek
nagyon alacsony sebességeknél, ezáltal a gép könnyebben irányíthatóvá
válik a leszállási
műveletek közben. A felismerés a következő 40 évre meg is határozta a
repülőgéptervezést, és a légcsavaros gépek mind a mai napig vastag
szárnyprofillal készülnek. A probléma akkor jelentkezett, amikor megjelentek az
első sugárhajtású repülőgépek, illetve amikor a gépek sebessége már
megközelítette a hanghatárt. A hanghatárhoz közelítve a vastag szárnyprofilú
repülőgépek belépőélein torlóhullámok alakulnak ki, amik extrém
feszültség alá helyezik az egész szárnyszerkezetet, és végső soron akár
katasztrofális repedésekhez is vezethetnek. A megoldást a századelőn már
felfedezett vékony szárnyprofil jelentette megerősített
belépőélekkel. Mivel azonban ez a szárnyprofil alacsony sebességnél nem
generál kellő mértékű felhajtóerőt, ezért a repülőgép leszállási
sebessége nőtt meg jelentősen. Persze nagyobb sebességhez hosszabb
kifutópályára van szükség, azonban végtelenül hosszú kifutópályát nem lehet
építeni. Ebből következően a leszállásnak már pontossági
követelményei is voltak, azaz a pilótának maximálisan törekednie kellett arra,
hogy a gépet a kifutópálya legelején tegye le. Ez azonban rossz látási
viszonyok között, különösen éjszaka teljességgel lehetetlen valamilyen
műszeres leszállítórendszer segítsége nélkül. A Lorentz képes volt a
kifutópálya középvonalán rajtatartani a gépeket, viszont arról nem
tájékoztatott, hogy a gép az ideális siklópálya alatt vagy felett
tartózkodik-e. Alapvető követelménnyé vált tehát egy leszállítórendszerrel
szemben, hogy pontosan adja meg a repülőgép helyzetét a kifutópálya
középvonalához, illetve a siklópályához képest. Egy olyan leszállítórendszert
kellett kidolgozni, ami a Lorentz féle leszállítórendszerrel ellentétben
nemcsak a pálya középvonalát adja meg a pilótának, hanem azt is hogy a
repülőgép hol tartózkodik éppen a siklópályán.
Probléma:
a repülőgépek sebességének és aerodinamikai tulajdonságainak
megváltozásával pontosabb leszállások kivitelezésére volt szükség, ami azonban
rossz látási viszonyok között szabad szemmel lehetetlen feladat
Ez a három igény
együttesen vezetett el a mai napig használt ADF, VOR, ILS, TACAN és LORAN, valamint a minden repülőgépbe
kötelező jelleggel beépített transzponderegység a SQUAWK majd később a GPS rendszer
kifejlesztéséhez.
A háttérkép a Magyarország feletti
légifolyosóhálózatot ábrázolja Budapest Ferihegy (LHBP) környékén
