Taktický letecký navigační systém - Tactical air navigation system

Typická stránka amerického letectva TACAN používající anténu TACAN dB Systems Model 900E

A taktický letecký navigační systém, běžně označovaný akronym TACAN, je navigace systém používaný vojenskými letadly. Poskytuje uživateli směr a vzdálenost (šikmý dosah nebo přepona) k pozemní nebo lodní stanici. Je to přesnější verze VOR /DME systém, který poskytuje ložisko a rozsah informace pro civilní letectví. Část DME systému TACAN je k dispozici pro civilní použití; na VORTAC zařízení, kde je VOR kombinovaný s TACAN může civilní letadlo přijímat údaje VOR / DME. Letadlo vybavené TACANem avionika může tento systém použít pro navigaci na trase i pro nepřesné přístupy na přistávací pole. The raketoplán je jedno takové vozidlo, které bylo navrženo pro použití navigace TACAN, ale později bylo upgradováno na GPS jako náhrada.[1]

Typický palubní uživatelský panel TACAN má ovládací spínače pro nastavení kanálu (odpovídající přiřazené frekvenci požadované povrchové stanice), provozní režim buď pro vysílání / příjem (T / R, aby se dosáhlo jak směru, tak dosahu) nebo pouze pro příjem (REC, ložisko, ale ne dosah). Funkce byla později upgradována tak, aby zahrnovala režim vzduch-vzduch (A / A), kde dva uživatelé ve vzduchu mohou získat informace o relativním sklonu dosahu. V závislosti na instalaci může režim vzduch-vzduch poskytovat rozsah, uzavření (relativní rychlost druhé jednotky) a ložisko,[2] ačkoli ložisko vzduch-vzduch je znatelně méně přesné než ložisko země-vzduch. Letadlo vybavené pouze TACAN nemůže přijímat informace o ložisku ze stanice pouze pro VOR.

Dějiny

Symbol TACAN zapnutý letecké mapy

Navigační systém TACAN je evolucí systému rádio transpondér navigační systémy, které sahají až k Britům Hoboj systém z druhá světová válka. Ve Spojených státech se na vývoji TACANu pro vojenská letadla podílelo mnoho společností. Hoffman Laboratories Div. z Hoffman Electronics Corp. – divize vojenských produktů[3] (nyní NavCom Defence Electronics)[4] byl lídrem ve vývoji současného systému TACAN v USA od konce 50. let.

Úkon

TACAN lze obecně popsat jako vojenskou verzi systému VOR / DME. Působí v frekvence pásmo 960-1215 MHz. Ložisková jednotka TACAN je přesnější než standardní VOR, protože využívá dvoufrekvenční princip se součástmi 15 Hz a 135 Hz a protože UHF přenosy jsou méně náchylné k ohýbání signálu než VHF.

Součást měření vzdálenosti TACAN pracuje se stejnými specifikacemi jako civilní DME. Proto, aby se snížil počet požadovaných stanic, jsou stanice TACAN často umístěny společně se zařízeními VOR. Tyto společně umístěné stanice jsou známé jako VORTAC. Jedná se o stanici složenou z VOR pro civilní informace o ložisku a TACAN pro vojenské informace o ložisku a vojenské / civilní informace o měření vzdálenosti. Transpondér TACAN vykonává funkci DME bez nutnosti samostatného společně umístěného DME. Protože rotace antény vytváří velkou část azimut (směrový) signál, pokud selže anténa, azimutová složka již není k dispozici a TACAN přejde na režim pouze DME.

Přesnost

A VORTAC instalace v Německu; anténa TACAN je nejvyšší anténa ve středu.

Teoreticky by měl TACAN poskytnout 9násobné zvýšení přesnost ve srovnání s VOR, ale provozní použití ukázalo pouze přibližné 3násobné zvýšení.[5]

Přesnost azimutové složky 135 Hz je ± 1 ° nebo ± 63 m na 3,47 km.[6] Přesnost části DME musí být podle FAA 9840.1 1982 926 m (0,500 nmi) nebo 3 procenta vzdálenosti sklonu, podle toho, která hodnota je větší.[6] a FAA N8200.121

Stanice TACAN mohou poskytovat vzdálenost až 390 námořních mil.[Citace je zapotřebí ]

Moderní TACAN jsou mnohem přesnější. Nyní je potřeba mít přenosný TACAN, který je certifikovatelný podle IFR, a to jak pro stanice, tak pro přenosné systémy. Nejnovější moderní verze systému TACAN byla testována a může být proveditelnou zálohou pro budoucí systémy řízení letového provozu a může být dokonce integrována do systémů pro bezproblémové zálohování.

Minulé TACAN se spoléhaly na vysoký výstupní výkon (až 10 000 W), aby zajistily dobrý signál ve vesmíru, aby překonaly nuly přítomné v designu antény a poskytly jejich požadované[Citace je zapotřebí ] Dosah 200 mil. S pokrokem v technologii se zlepšila konstrukce antén s anténami s vyšším ziskem, mnohem mělčími nulovými hodnotami a lehčí konstrukcí. Nyní je možné mít rozsah 200 nmi s 400 W vysílačem TACAN DME, díky čemuž je balíček TACAN mnohem menší, přenosnější a spolehlivější (snížení výkonu také snižuje teplo, což prodlužuje životnost elektroniky).

Na prvním Raketoplán let, Capcom Joseph P. Allen hlásili posádce, že se jejich TACANové uzamkli na signály kanálu 111 v Petrohrad, FL v dosahu 250 mil.

TACAN se zmenšuje: plné pokrytí TACAN lze nyní zajistit v systému, který lze přepravovat na jediném přívěsu o hmotnosti méně než 4 000 liber a nastavit ho dvěma lidmi za méně než hodinu. Vysílače a přijímače TACAN mohou být nyní malé jako krabičky na oběd (s plným pokrytím a dosahem) a antény lze snížit z 800 liber na méně než 100 liber.

Výhody

Palubní anténa TACAN je zapnutá USS Raleigh (LPD-1) s bleskosvod táhnoucí se nad ním

Protože jednotky azimutu a rozsahu jsou kombinovány v jednom systému, zajišťuje jednodušší instalaci. Je zapotřebí méně místa než VOR, protože VOR vyžaduje velkou protiváhu a poměrně složitý fázovaný anténní systém. Systém TACAN by teoreticky mohl být umístěn na budově, velkém kamionu, letadle nebo lodi a mohl by být funkční v krátkém časovém období. Vzdušný přijímač TACAN lze použít v režimu vzduch-vzduch, který umožňuje dvěma spolupracujícím letadlům najít jejich vzájemná orientace a vzdálenost.

Nevýhody

Pro vojenské použití je hlavní nevýhodou nedostatek schopnosti kontrolovat emise (EMCON ) a tajnost. Námořní operace TACAN jsou navrženy tak, aby letadlo mohlo najít loď a přistát. Nejde o žádné šifrování, nepřítel může jednoduše použít dosažený dosah a směr k útoku na loď vybavenou TACANem. Některé TACAN mají schopnost využívat režim „Pouze na vyžádání“, kdy budou vysílat pouze při dotazování letadlem na kanálu. Je pravděpodobné, že TACAN bude nahrazen diferenciálním systémem GPS podobným systému Systém lokálního rozšíření s názvem JPALS. The Systém společného přesného přiblížení a přistání má nízkou pravděpodobnost zachycení, aby se zabránilo detekci nepřátel, a lze použít verzi letadlové lodi autoland operace.

Některé systémy používané ve Spojených státech modulují vysílaný signál pomocí rotující antény s 900 ot./min. Protože je tato anténa poměrně velká a musí se otáčet 24 hodin denně, může to způsobit problémy se spolehlivostí. Moderní systémy mají antény, které používají elektronickou rotaci (místo mechanické rotace) bez pohyblivých částí.

Budoucnost

Stejně jako všechny ostatní formy pozemní radionavigace letadel, které se v současnosti používají, je pravděpodobné, že TACAN bude nakonec nahrazen nějakou formou vesmírného navigačního systému, jako je GPS.[7]

Viz také

Reference

  1. ^ Goodman, J.L .; Propst, C.A. (2008), „Provozní využití GPS navigace pro vstup do raketoplánu“, Sympozium o poloze, poloze a navigaci, IEEE / ION 2008 (zveřejněno květen 2008): 731–743, doi:10.1109 / PLÁNY.2008.4570031, hdl:2060/20080014095, ISBN  978-1-4244-1536-6
  2. ^ Rockwell International (7. července 1992). „Setkání letadel využívající informace o obousměrném přenosu dat TACAN s nízkou přenosovou rychlostí“. Archivovány od originál 12. června 2011.
  3. ^ Rakety a rakety, 20. července 1959, v. 5, č. 30, str. 127.
  4. ^ http://www.navcom.com/ NavCom Defence Electronics
  5. ^ Albert Helfrick (2009). „Princip avioniky 5. vydání“ (kniha). Chybějící nebo prázdný | url = (Pomoc)
  6. ^ A b Ministerstvo dopravy a obrany (25. března 2002). „Federální radionavigační systémy z roku 2001“ (PDF). Citováno 27. listopadu 2005.
  7. ^ Ministerstvo dopravy a obrany (25. března 2002). „Federální radionavigační plán z roku 2001“ (PDF). Citováno 2. srpna 2006.

externí odkazy