NDB Infografika

NDB (non directional beacon) nebo také Přívodní rádiová stanice, je nesměrový maják, jehož navigačním údajem je takzvaný KUR (kurzový úhel rádiové stanice).

NDB spolupracuje s palubním přijímačem ARK/ADF (automatický radiokompas/automatic direction finder).

Princip funkce mezi NDB a ARK si můžeme představit jako souvislost magnetického severu a klasického kompasu. Střelka magnetického kompasu nám díky fyzikálním zákonům ukazuje sever, podle kterého se orientujeme. Stejně tak, když "vyměníme" magnetický sever za maják NDB a magnetický kompas za ARK/ADF, získáme informaci o tom, jakým kursem letíme. Stejně jako u principu měření magnetického severu, dostáváme i při použití majáku pouze "kurs", ne azimut.(více o azimutu - maják VOR.

Dělení

NDB dělíme podle umístění v zájmovém prostoru na:

• Traťová - označují zájmové navigační body na letových cestách
• Přibližovací - v prodloužené ose dráhy, označené jako NDB (vzdálený polohový rádiový maják "Dálná") a L (locator - blízký polohový rádiový maják "Bližná")

Použití

Jak bylo popsáno výše, tak se NDB používá pro označení určitého navigačního bodu a to buď na letových cestách nebo při přiblížení na přistání. NDB se dá použit pro lety po trati, určení polohy v prostoru a nebo na přístrojové přiblížení na přistání.

Lety po trati

Při použití pro lety po trati můžeme použít buď "pasivní" metodu, kdy nasměrujeme letadlo k majáku a letíme, dokud k majáku nedoletíme. Problém nastává ve chvíli, kdy neeliminujeme snos větru (sice k majáku doletíme, ale také k němu v nejhorším případě můžeme doletět z druhé strany). Druhou možností je pak "aktivní" přlet, kdy eliminujeme snos větru za pomocí ARK a magnetického kompasu.

Určení polohy v prostoru

Určení polohy v prostoru (s nepřesností ±5°!) provedeme za pomoci 2 majáků NDB, kdy si vyneseme KURy±180° do mapy a průsečíky jsou s přesností ±5° naší polohou.

Přístrojové přiblížení

Poslední možností je pak použití při přistání, při přístrojovém přiblížení. Zpravidla se umisťují na 4 a 1 km v ose dráhy.

NDB v poloze "Dálná" musí být identifikován skupinou 2 morse znaků, rychlostí 6/7krát za minutu. Při letu z vedlejšího směru přistání se pořadí těchto písmen ve skupině obrací. Dále musí být zabezpečena optická a zvuková signalizace okamžiku přeletu NDB.
L, tedy maják NDB v poloze "Bližná" musí být identifikován 1 morse znakem, rychlostí 12krát za minutu. Dále musí být zabezpečena optická a zvuková signalizace okamžiku přeletu L.

V budoucnosti se s tímto prostředkem v žádné koncepci nepočítá a to z důvodu vysoké nepřesnosti. V současné době se v civilním letectví používají NDB sporadicky, zejména pro sportovní létání.

Výhodou NDB je použití dlouhých/sředních vln, díky jejichž vlastnostem je možné zabezpečit signál i v kopcovitém terénu a zvyšuje se dosah v nízkých výškách. Dále se pak využívá, pro svůj dosah, pro navigaci nad mořem. Dálší výhodou je jednostranné nouzové spojení HORMON.

Princip funkce

Princip funkce NDB je velice jednoduchý. V podstatě se jedná pouze o vysílač, který vysílá přes anténu nosný signál (ten je modulován identifikačním znakem NON A1A, NON A2A). Charakteristika signálu je anténou upravena do podoby toroidu ("pneumatiky"). Takto vyslaný signál je pak přijat ARK na palubě letounu a vyhodnocen ve formě "KUR".

ARK

ARK je přijímač na palubě letadla, který ve spolupráci s NDB vyhodnocuje a udává radionavigační veličinu – KUR. ARK může pracovat ve dvou módech, v módu "anténa" a "kompas". V módu "anténa" je pouze přijímačem AM signálu (slouží pro poslech identifikace nebo i radiorozhlasu) a v módu "kompas" pak vyhodnocuje KUR.

Princip funkce ARK

Magnetická složka indukuje ve vinutích antény napětí, ze kterého ARK vyhodnocuje směr příchozího signálu.


ARK má dvě antény (směrovou a všesměrovou), pomocí kterých určuje směr příchozího signálu. Jako směrová anténa se používá buď anténa feritová nebo rámová.

Z principu funkce těchto antén se příchozí signál zaměřuje na směrové anténě na minimum. Pokud příchozí signál „protne“ obě „části“ směrové antény současně, pak je rozdíl fází 0 a směrová anténa je zaměřená přímo na minimum, na zdroj signálu (NDB). Pokud však není směrová anténa natočená přesně na minimum, tak signál z NDB dorazí na každou „část“ antény v jiném čase a s jinou fází. Směrová anténa se snaží dotočit vždy tak, aby rozdíl fází na jednotlivých „částech“ antény byl 0, tedy zaměřen na minimum.

Vzhledem k tomu, že může vzniknout nejednoznačnost měření (zaměření na minimum může nastat pro dva případy, vzájemně otočené o 180°), doplňuje se směrová anténa o anténu všesměrovou. Výsledná charakteristika antén je pak takzvaná kardioida, která vyloučí nejednoznačnost zaměření na minimum.

(Při použití neautomatických rádiových zaměřovačů - DF - musel navigátor vědět v jaké poloze vůči majáku je, protože neměl žádnou anténu, která by eliminovala nejednoznačnost).

Používat na moderních letadlech otáčivou anténu je nepraktické, a proto se používá směrová a všesměrová anténa společně v jedné „instalaci“, umístěné na spodku letadla. Základem jsou na sebe dvě kolmé smyčkové antény, které detekují příchozí „směr“ elektromagnetických vln. Dále je tento systém tvořen goniometrem, jehož středová část se vždy dotáčí na minimum. Podle toho, na kterých smyčkách se detekuje signál, tak se na příslušných cívkách indukuje napětí a goniometr se zaměří na minimum. Samozřejmostí je i všesměrová anténa, která plní stejnou funkci jako u ADF popsaného výše.

Anténní jednotka

U NDB se používají v závislosti na vyzařovaném výkonu antény "deštníkové" (nízké výkony) a "T-Antény" (vysoké výkony).

TTD
Frekvence	190-1750kHz
Kmitočtový odstup	9/10kHz
Modulační frekvence	400-1020Hz
Hloubka modulace	95%
Stabilita kmitočtu	1.10-4 (nad 200W a nebo fr. 1606,5kHz 5.10-5)
Výkon	až 5000W
Anténa	Všesměrová
Prac. obast	360°,toroidní
Nav. veličina	KUR
Přesnost	±5°
Dosah	do 500km
Polarizace	vertikální
Identifikace	2-3 morse znak 7krát/min.

Pozn.: Rádiová vlna se skládá ze dvou složek elektromagnetického pole (elektrické složky E a magnetické H). Tyto složky jsou na sebe kolmé - pokud je H vertikálně a E horizontálně, tak se jedná o horizontální polarizace (pokud je E vertikálně, pak se jedná o polarizaci vertikální).

Pozn.: Rámová anténa, která má poměrovou velikost vůči provozní frekvenci pouze 5-30%, je výborná pro příjem nízkých frekvencí, ale špatná pro vysílání. Taková "malá" anténa má maxima na bocích antény. Naopak, pokud se použije takzvaná "plná/full" anténa, jsou tato maxima uprostřed. ARK používá právě "malou" anténu (dobrý příjem, maxima na bocích).