AVİYONİK SİSTEMLER Sunan: Mustafa Ümit ÖNER

Transkript

1 AVİYONİK SİSTEMLER Sunan: Mustafa Ümit ÖNER 1

2 1. Uçuş Kontrol 1.1. Uçağın 3 Temel Hareketi 1.2. Temel Uçuş Kontrol Yüzeyleri 1.3. İkincil Uçuş Kontrol Yüzeyleri 2. Aviyonik nedir? 2.1. İlk Uçuşun Özellikleri 2.2. Gece Uçuşu 3. Haberleşme Sistemleri 3.1. Frekans Atama Çizelgesi 3.2. Frekans/Genlik Kipleme 3.3. VHF Haberleşme 3.4. HF Haberleşme 3.5. UHF Haberleşme 3.6. İç Haberleşme Sistemi (ICS/Intercom) 3.7. Uydu Haberleşme (Satellite Communications-SatCom) 3.8. Hava Aracı Haberleşme ve Raporlama Sistemi (ACARS) 3.9. Acil Durum Yer Tespit Ünitesi (ELT) 4. Seyrüsefer Sistemleri 4.1. Cayrolar 4.2. İvme Ölçer 4.3. Eylemsizlik Temelli Seyrüsefer Sistemi 4.4. Durum ve Baş Açısı Referans Sistemi 4.5. Manyetik Pusula 4.6. Pito-Statik Sistem ve Hava Veri Bilgisayarı 4.7. Radyo Seyrüsefer 4.8. Transponder 4.9. IFF Radar Altimetre Uydu Seyrüsefer (GPS/SatNav) 5. Gösterge, Kayıt ve Kontrol Sistemleri 5.1. Elektronik Uçuş Ekipman Sistemi (EFIS) 5.2. CDU 5.3. UFCP 5.4. Kokpit Ses Kaydedici ve Uçuş Bilgisi Kaydedici (CVR and FDR) 5.5. Hava Durumu Tespiti (Weather Detection) 5.6. Trafik Uyarı Sistemi ve Çarpışma Önleyici Sistem (TCAS) 6. Aviyonik Sistem Mimarileri 6.1. Aviyonik Mimari Çeşitleri 7. Aviyonik Mimarilerde En Çok Kullanılan Arayüzler 7.1. ARINC MIL-STD 1553B 8. Kaynakça 2

3 3

4 Sapma (Yaw) Hareketi: Uçağın düşey ekseni (sarı eksen) etrafındaki dönme hareketidir. Yatma (Roll) Hareketi: Uçağın uzunlamasına ekseni (kırmızı eksen) etrafındaki dönme hareketidir. Yunuslama (Pitch) Hareketi: Uçağın yanal ekseni (mor eksen) etrafındaki dönme hareketidir. 4

5 Hava akımına karşı durarak hava akımını bozan ve böylece iki yüzeyi arasında oluşan basınç farkıyla uçağa yön veren hareketli yüzeylerdir. Birincil Etkiler: Dümen (Rudder): Sağa ve sola hareketiyle uçağa sapma hareketi yaptırır. İrtifa Dümeni (Elevator): İki adet irtifa dümeni birlikte yukarı ve aşağı hareket ederek uçağın yunuslama hareketini kontrol ederler. Kanatçık/Yatırgaç (Aileron): Kanatçıklar birbiriyle zıt yukarı aşağı hareket ederek yatma hareketini kontrol ederler. 5

6 Kanatçıkların Hareketlerinin İkincil Etkileri Kanatçıklar uçağın kanatlarındaki kaldırma kuvvetini değiştirerek uçağa yatma hareketi sağlar. Bunu sağlarken uçak aynı zamanda ters yönde bir direnç hisseder ve bu direncin etkisiyle oluşan dönme momenti burnu ters yönde saptırır. Bu olay hafif ve uzun kanatlı uçaklarda daha etkili olur. Dümen Hareketinin İkincil Etkileri Dümen hareket ettirildiğinde kanatların biri diğerine göre daha hızlı hareket eder ve kanatlara etkiyen kaldırma kuvveti değişir. Dümenin genellikle uçağın ağırlık merkezinden yukarda olması da dönme momentini kuvvetlendirir ; bu da uçağın yatmasına sebep olur. Özellikle hafif uçaklarda bu etkiyi azaltmak için dümen ve yatırgaçlar birlikte kullanılır. 6

7 Uçak Fren Kanadı (Spoiler): Uçak kanadında hava akışını bozarak sürtünmenin artmasını ve uçağın çok hızlanmadan irtifa kaybetmesini sağlar. Flap (Flap): Kanat eğimini arttırarak maksimum taşıma katsayısını yükseltirler. Özellikle inişlerde hızı düşürürken uçağa etkiyen kaldırma kuvvetinin yetersiz kalıp düşmesini (stall) engellemek için ve kalkışı kolaylaştırmak için kullanılırlar. Hücum Çıtası (Slat): Kanadın hücum kenarında bulunan ve kanat yüzey alanı ile eğimini arttırarak daha fazla taşıma sağlayan kanat elemanlarıdır. Özellikle stall hızına yakın hızlarda hareket ederken kullanılırlar. İnişlerde ve kalkışlarda yardımcı elemanlardır. 7

8 Avionics = Aviation + Electronics (Havacılık elektroniği) Hava araçlarında kullanılan haberleşme, seyrüsefer, göstergekayıt-kontrol sistemleri gibi sistemleri oluşturan elektronik ekipman ve sistemlerin tümüne aviyonik denir. Aviyonik sistemleri çeşitli şekillerde sınıflandırmak mümkündür. Kabul gören sınıflandırmalardan birisi de ATA (Air Transport Association)-100 kırılımıdır. 8

9 9

10 İlk motorlu ve kontrollü uçuş İlk gösterge panosu Anemometre Rüzgar hızını ölçen bir alettir. Kronometre Devir-dakika saati İlk uçuşta kullanılan anemometre 10

11 Turn and bank indicator Uçağın sağa/sola dönüş ve yatışını gösterir Earth inductor compass Uçağın belli bir yönden sapmasını gösterir Turn and bank indicator 11

12 12

13 13

14 Kipleme (modulation): Taşıyıcı sinyalin bazı özelliklerinin aktarılmak istenen bilgiyi kodlayacak şekilde işlenmesi işidir. Aktarılmak istenen veri bir taşıyıcı sinyal üstüne kodlanır. Taşıyıcı sinyalin frekans seçimi: Sinyalin ortamdaki yayılma koşullarına Frekans bandının kullanım kısıtlarına Aktarılacak veri ile ilgili kısıtlara (veri aktarım hızı ve güvenilirliği) bağlıdır. Sinyal kipleme çeşitli şekillerde yapılabilir. Analog-Analog Dönüşüm AM (Amplitude Modulation) Dijital-Analog Dönüşüm ASK (Amplitude Shift Keying) FM (Frequency Modulation) FSK (Frequency Shift Keying) PSK (Phase Shift Keying) 14

15 Sinyal kipleme yöntem seçimini etkileyen faktörler: Verinin aktarılacağı mesafe Çalışılan frekans ve yayılım özellikleri Spektral verimlilik Ekipman ve bütçe kısıtlamaları Veri hızı Düzenlemelerin getirdiği kısıtlamalar PSK Kipleme Örneği 15

16 İletilmek istenen sinyalin yüksek frekanslı bir taşıyıcı üstüne taşıyıcının genliğini değiştirerek kodlanmasına genlik kipleme (AM) denir. Genellikle radyo sinyallerinin İletiminde kullanılır. İletilmek istenen sinyalin yüksek frekanslı bir taşıyıcı üstüne taşıyıcının frekansı değiştirerek kodlanmasına frekans kipleme (FM) denir. Genellikle radyo ve televizyon sinyallerinin iletiminde kullanılır. 16

17 Genlik Kipleme Genlik üzerinden kodlama yapılır Uygulanması basittir Hava koşullarından (genlik) çok etkilenir Sinyal kalitesi düşüktür Frekans Kipleme Frekans üzerinden kodlama yapılır Uygulanması daha karmaşıktır Hava koşullarından (frekans) daha az etkilenir Sinyal kalitesi daha yüksektir Katedilen yol arttıkça sinyal kalitesi düşer Katedilen yol sinyal kalitesini çok etkilemez 17

18 Deniz aşırı yolculuklarda VHF in haberleşme alanı yeterli olmadığı için HF haberleşme kullanılır Frekans aralığı:2 30 MHz Yaklaşık 3000 km dahilinde haberleşme sağlar 18

19 Denizaşırı yolculuklarda iyon küreyi kullanarak haberleşme sağlar Yeryüzü koşullarından çok etkilenmez Ses kalitesi VHF haberleşmeye göre daha düşüktür 19

20 İyonkürenin değişkenliğinden ve hava şartlarından çok etkilenir Dalgaboyu uzun olduğu için uzun anten kullanılır, kullanımı zordur Değişik frekanslarda sistemin empedansı değiştiği için anten eşleştirme (antenna coupling) gerekir Antenna Coupling: Maksimum güç transferi için, girilen frekansta anten empedansının almaç/göndermeç (transceiver) ünitesinin empedansına eşlenmesi işidir 20

21 Tek yan bant HF radyo sinyalleri genlik kipleme (AM) yöntemiyle iletilir Genlik kiplemeli göndermeç 3 ana parça üretir Taşıyıcı Üst yan bant (USB) Alt yan bant (LSB) Gönderilecek olan bilgi taşıyıcıdan bağımsız olarak sadece yan bantlarda bulunur. Taşıyıcı sadece yan bantların oluşturulmasından sorumludur. Yan bantlar oluşturulduktan sonra taşıyıcıdan bağımsız olarak yayılabilirler. 21

22 Yan bantlar (sidebands) taşıyıcıdan bağımsız hareket ederler ve aynı bilgiyi taşırlar. Haberleşmenin sağlanması için bir banttaki bilginin aktarımı yeterlidir Bütün gönderici gücünün tek bant üstünde yoğunlaştırılması sonucu güçlü bir sinyal elde edilir (Tek yan bantta 400 watt /Çift yan bantta 125 watt) Bu sinyal en kötü hava koşullarında bile iyi bir haberleşme sağlar 22

23 Okyanus ötesi uçuşlar esnasında yer istasyonları ile iletişim HF haberleşme sistemleri ile sağlanmaktadır. HF sistemler gürültülü ses iletimi yaptığı için ve gönderilen mesajların çoğu başka hava araçlarınına yönelik olduğundan pilot sürekli bu rahatsız edici seslere maruz kalmamak için ses çıkışını kapatır. Uçağa yönelik mesajların ise dinlenebilmesi gerekir. Bu sesleri ayırt edip yabancı sesleri engelleyen sistem SELCAL sistemidir. SELCAL Kabul edilmez A Uçağına Mesaj B Uçağına B Uçağı C Uçağına Kabul edilmez 23

24 Uçakların gelen mesajın kendilerine ait olup olmadığını anlamaları için kendilerine ait 4 harften oluşan (A dan S e kadar I,N,O hariç) SelCal kodları bulunur.bu harfler ses tonları ile kodlanır ve ikili çiftler halinde aralarında 0.2 saniye arayla birer saniye boyunca gönderilirler. NOT: Aynı SelCal kodu birden fazla uçağa atanabilir fakat karışıklıkları önlemek amacıyla bu atama birbirinden uzak uçaklara veya farklı frekansta kanallar kullanan uçaklara yapılır. Eğer pilot başka uçağa ait bir mesaj aldığını anlarsa bunu yer istasyonuna bildirmekle yükümlüdür. 24

25 SelCal-I SelCal-II Reset SelCal Kontrol Paneli Sesli Uyarı Cihazı SelCal çözümleyici uçağa ait kodu aldığı zaman SelCal kontrol panelindeki SelCal lambasını yakar ve pilota sesli uyarı verir. Pilot bu uyarının farkına vardıktan sonra sistemi bir sonraki uyarıya hazır hale getirmek için reset tuşuna basar ve sistem bir sonraki uyarıya hazırlanır. 25

26 Hava Trafik Kontrol (ATC) amaçlı konuşmalarda ve Hava Aracı Haberleşme ve Raporlama Sistemi (ACARS) amaçlı operasyonlarda kullanılır Kanal Aralığı (Channel Spacing): Frekans bandındaki kanal sayısının arttırmak amacıyla iki kanal arasındaki frekans aralığının belirlenmesidir. Line of sight (görüş alanı) haberleşme yaklaşık 200 km Frekans Bandı (MHz) Kipleme Türü Kanal Aralığı (khz) FM AM (Sadece Alıcı) AM 8.33/ AM FM (Denizcilik) 25 26

27 numaralı uçak her iki istasyonun da görüş alanında olduğu için ikisinden (A ve B) de alabilir. 2 numaralı uçak sadece A istasyonundan veri alırken 3 numaralı uçak hiç veri alamamaktadır. 27

28 VHF HABERLEŞME Avantajları Hava koşullarından HF haberleşmeye göre daha az etkilenir HF haberleşmeye göre daha temiz bir ses sağlar Dezavantajları Yeryüzü koşullarından HF haberleşmeye göre daha çok etkilenir Haberleşme mesafesi HF haberleşmeye göre daha kısadır Elektrikli aletlerle etkileşimi daha azdır 28

29 Squelch: Kokpite aktarılacak minimum ses seviyesini belirlemek için kullanılır PTT (Push to Talk ): Bas konuş özelliği sağlar Audio Control Panel ICS ile ortak olarak kullanılır. 29

30 VDR (Vhf Data Radio) Dijital veri iletimini sağlar Daha etkili iletişim sağlar Yanlış anlaşılmaları engeller VDL (Vhf Datalink) Hem ses hem de dijital veri aktarımını sağlar Radio Management System CDU (Control Display Unit) aracılığı ile pilotun uçaktaki bazı araçların frekanslarını kontrol etmesini sağlar VOR, ADF, DME, Transponder Pilot sadece CDU ile etkileşim halindedir. 30

31 UHF Bandı: MHz UHF haberleşme askeri uçaklarda MHz frekans aralığında yaygın olarak kullanılan bir haberleşme çeşididir. 25 khz kanal aralığı kullanılır. AM veya FM kullanılabilir. Hava-hava ve hava-yer haberleşmelerinde kullanılır. 31

32 Alıcı ile verici arasında engel olmamalıdır. Bu yüzden menzili düşüktür ve verici gücüne bağlı olarak değişir. Atmosferik gürültüden HF ve VHF haberleşmeye göre daha az etkilenir. Bundan dolayı hassas haberleşmeler için uygundur. İyonosfer yansımaları yok denecek kadar azdır. Bu yüzden menzili kısadır. Elektronik karıştırmaya karşı önlemli sistemlerde kullanılmaktadır. 32

33 «Have Quick» UHF sesli haberleşmelerde sistemi dışardan etkilere karşı koruma amaçlı bir güvenlik sistemidir. Bu sistemde haberleşme frekansı hem alıcı hem de verici ucunda saniyede birkaç kez rastgele değiştirilerek sistem dış etkilere karşı korumaya alınır. Bir frekansta kalınan süre de rastgele değiştirilerek daha fazla güvenlik sağlanır. Bu sistemde frekans atlamalı korumalı iletişimin sağlanması için hem alıcı kısmının hem de verici kısmının bazı bilgilere sahip olması gerekir: WOD (Word of Day) TOD (Time of Day) Net Number 33

34 WOD (Word of Day) Sisteme frekans atlama şablonunu, hangi frekansta ne kadar kalınacağını ve frekans değişim sıklığını belirten kodtur. Elle veya elektronik sistemler aracılığıyla yüklenebilir TOD (Time of Day) Günün değişik zaman dilimlerinde değişik frekanslar kullanıldığı için kullanıcılar arasında zaman bilgisinin tutarlı olması gerekir. Yaygın olarak kullanılan zaman referans sistemi UTC (Coordinated Universal Time) dir Net Number WOD numarasına göre takip edilecek olan frekans tablosunu ve bu tabloya girişin hangi frekansla yapılacağını belirleyen numaradır. NOT: «Have Quick» sistemler konferans özelliğine de sahiptir. Aynı bilgilere sahip üçüncü bir radyo terminali bu sisteme dahil olabilir. 34

35 Pilotlar arasında ve pilot ile yer görevlisi arasındaki iletişimi sağlayan sistemdir. Ses Kontrol Seçici Paneller (Audio Control Selector Panel) vasıtasıyla bu iletişim sağlanır. ICS sistemi aslında bu panellerin çift yönlü INPH (interphone) kablolarıyla birbirine bağlanmasından oluşur. 35

36 Kokpitteki ses kontrolünü sağlayan paneldir. Sadece iç haberleşmeyi sağlamaz; aynı zamanda kokpite bağlanan diğer radyo cihazlarının da ses kontrolünü sağlar. Pilotların kulaklık ve mikrofon fonksiyonlarını sağlar. Pilotun mikrofonu, iş yükünü azaltacak şekilde ses aktive özelliğe sahiptir. Kokpit ses kaydediciye veri sağlar. 36

37 Dynamic VOX (DVOX) Fonksiyonu İç iletişim sistemine karışan gürültünün belli bir seviyenin altında tutulmasını sağlamaktadır. Seçilen eşik değerin altındaki sesleri sisteme aktarmamaktadır. VOX kontrol butonunun saat yönünde tam çevrilmesine VOX-Hot (Hot- MIC); saat yönünün tersine tam çevrilmesine VOX-Cold (Cold-MIC) pozisyonu denir. Hot-MIC: Gürültü eşik değerinin en düşük seviyeye çekildiği pozisyondur. Neredeyse her ses sisteme aktarılmaktadır. Cold-MIC: İç haberleşme artık otomatik olarak sesle aktive olmaz bas-konuş (PTT) özelliği kazanır. NOT: Pilotun yerle olan diğer radyolar üzerindeki haberleşmeleri de bas-konuş özelliktedir. Call Fonksiyonu İç haberleşme ses seviyesini yükseltip diğer alıcılardan gelen ses seviyesini düşürerek iç haberleşmeyi ön plana çıkarır. 37

38 Atmosferik etkileşim gözlenmez Kısıtlı bant genişliği söz konusu değildir Elektriksel gürültü ve hava koşullarından etkilenmez Dijital sinyaller kullanılır Hem bilgi hem ses aktarımına elverişlidir Ses sinyallerinin şifrelenmesini desteklemektedir HF / VHF haberleşmelere alternatif gösterilmektedir 38

39 39

40 4 adet Inmarsat uydusu bulunmaktadır Pacific Ocean Region (POR) Indian Ocean Region (IOR) Atlantic Ocean Region-West (AOR-W) Atlantic Ocean Region-East (AOR-E) Yörüngelerde 4 adet de yedek uydu bulunmaktadır. Herhangi bir arıza durumunda kesintiyi önlemek amacıyla ana uydunun işlevlerini yüklenir Uydulara enerji güneş pilleri ve akülerle sağlanmaktadır 40

41 41

42 Satellite Data Unit (SDU) Antenleri konumlandırmak, uydu seçmek ve ATC ye rapor vermek için seyrüsefer sistemlerinden bilgi alır Her türlü bilginin ve protokollerin işlenmesini, dijital kodlamaların ve çözümlemelerin yapılmasını sağlar Radio Frequency Unit (RFU) Gönderime hazır bilginin frekansının orta sınıftan L-banda yükseltilerek HPA ya (High Power Amplifier) iletimini sağlar Gelen sinyallerin de yüksek frekanstan orta sınıfa indirgenmesini sağlar Low Noise Amplifier Antenden gelen zayıf radyo sinyallerinin güçlendirilmesini sağlar Beam Steering Unit (BSU) Antenin sürekli uyduya dönük konumlandırılmasını sağlar 42

43 Uydu Haberleşme Anteni Low Gain Antenna Düşük veri transfer hızlarında (600 bits per second) çalışır (Ör: Hava Trafik Kontrol (ATC) ) Maliyeti ucuzdur High Gain Antenna Çok kanallı ses, veri, faks ve internet erişimi sağlar Veri aktarım hızı yüksektir (64 kbits per second) Yüksek kazanım anten dizgilerinden oluşan sistemin uyduya yönlendirilmesi ile elde edilir 43

44 Yer istasyonu anteni 4-6 GHz frekans aralığında Sat-Com bandında çalışır Ses dijital kodlama ile yollanır. Böylece hataların önüne geçilir ve yüksek ses kalitesi elde edilir. 44

45 Hava aracı ile havacılık şirketi arasındaki haberleşmeyi sağlar (AOC: Airline Operational Control) Hava trafik kontrol üniteleri ile de bilgi alışverişinde bulunabilir (ATC: Air Traffic Control) Hava trafik kontrol, aynı hava sahasında uçan uçakların güvenli bir şekilde dizilimlerini sağlayacak rota, irtifa, radar takip, hava durumu gibi bilgileri uçaklara ileten ve uçaklardan bazı bilgiler alan birimdir. 45

46 Bu sistem aracılığıyla motorların uçuş anındaki performansı gibi havacılık şirketini ilgilendiren ekstra veriler de aktarılabilmekte ve problemler daha önceden farkedilip önlemler alınabilmektedir. Bu sistemi destekleyen uzay ve yer istasyonları ARINC (Kuzey Amerika) ve SITA (Avrupa) organizasyonları tarafından işletilmektedir. Bu sistem sensörler sayesinde otomatik veri gönderimi sağlayarak pilotun iş yükünü azaltmaktadır. 46

47 Adres Mesaj Dizin Kontrol Adres: Hava aracının adres bilgisini içerir. Adres bilgisi uçağın uçus numarası veya kuyruk numarası olabilir. Mesaj: Rutin raporların ve serbest konuşmaların kodlandığı bölümdür. Dizin Kontrol: Bu kısımdaki kodlar sistemin doğru çalışıp çalışmadığını kontrol edip doğru çalışıyor ise ACK (acknowledge); hatalı çalışıyor ise NAK (negative acknowledge) uyarısı verir. NOT: Mesajı oluşturan karakterler dijital olarak kodlanmakta fakat aktarımı analog olarak uçağın VHF haberleşme sistemi vasıtasıyla iki farklı tonda ses sinyali ile aktarılmaktadır. Karşı tarafta tekrar çözümlenerek dijital forma dönüştürülüp kullanılmaktadır. 47

48 Hava araçlarının, kaza anında kazayı algılayan ve acil durum sinyalleri gönderen acil durum yer tespit üniteleri bulundurmaları yasalar tarafından belirlenmiştir. Cihazın yılda bir kez bakımının yapılması düzenlemelerce belirlenmiştir. Bu bakımda yüklemelerin doğruluğu, batarya ve çarpışma sensörlerinin durumu kontrol edilir. NOT: Cihazın üzerindeki ok işareti cihazın hava aracının hareketi yönünde takılması gerektiğini belirten bir işarettir. Cihazın belirtilen yönde takılması doğru bir şekilde çalışması için önemlidir. Helikopterlerdeki kaza algılama sensörleri 6 farklı yönde cevap verirler. 48

49 Acil durum ses sinyali frekansı: MHz Sivil Havacılık* *2009 da terk edilmiştir MHz Askeri Birimler MHz Daha sonra geliştirilmiş ve diğer iki acil durum ses sinyallerinin verdiği bilgiyi de kapsayan dijital veri taşıyan acil durum sinyal frekansıdır. Acil durum belirten bu sinyaller Cospas-Sarsat uydu sistemi tarafından algılanır. Bu uydu sistemi aynı zamanda yer istasyonları, görev kontrol ve kurtarma koordinasyon merkezleri tarafından desteklenmektedir. 49

50 Yer tespiti Cospas-Sarsat uydu sistemini oluşturan Geosar (Geosynchronous Orbit Search and Rescue) ve Leosar (Low Earth Orbit Search and Rescue) uyduların kullanımı ile yapılmaktadır. Leosar Uyduları: Doppler Shift yöntemiyle kaza yerinin tespitini sağlarlar. Sinyal kaynağına yaklaşıldıkça ölçülen frekans sinyal frekansından daha yüksek olurken; sinyal kaynağından uzaklaşıldıkça ölçülen frekans daha düşük olacaktır. Böylece birkaç yönde yapılan geçişler sonrası kaza yeri tespit edilebilir. Bütün dünyayı kapsayan bir görüş alanına sahiptirler. Kaza yerini gördüğü anda yer istasyonunu görmesi gerekmez. Kaza yerini kaydedip yer istasyonunu gördüğünde iletebilirler. Cospas-Sarsat Uydu Sistemi Doppler Shift 50

51 Geosar Uyduları: Leosar uyduları tüm dünyayı kapsamalarına rağmen her noktada sürekli bir izleme oluşturamazlar. Bunu sağlayan dünyaya göre sabit Geosar uydularıdır. NOT: Kapsama alanı daha kısıtlıdır. Sabit oldukları için Doppler Shift kullanamazlar. Bundan dolayı ELT üzerindeki GPS ten veya uçak üzerindeki harici bir GPS ten bilgi almaları gerekmektedir. Yer tespitindeki hata payları İlk sistemler (121.5 ve 243 MHz) 25 km 406 MHz (Doppler Shift kullanarak) km 406 MHz (GPS kullanarak) 0.1 km ve 243 MHz ses sinyalleri ile yapılan yer tespitlerinde kesin bilgiye ulaşılmadan harekete geçilmezken; 406 MHz sistemindeki kayıt sistemi sayesinde kimlik bilgileri dijital mesaj olarak iletilmekte, böylece yanlış alarmların önüne geçilerek zaman kaybı en aza indirilmektedir. 51

52 52

53 Cayroların temel özellikleri: Dönme ekseni uzayda sabittir, hep aynı doğrultuyu işaret eder (sürtünmenin olmadığı varsayımı ile). Dışardan bir kuvvet uygulandığında bu kuvvete dönme eksenini koruyacak şekilde tepki verir ve yalpalayarak eski halini alır. NOT-1: Yer çekimi ve dünyanın dönme prensipleri de dikkate alınarak havacılık sektöründe yaygın olarak kullanılan aviyoniklerin temelini oluşturan cayrolar geliştirilmiştir. NOT-2: Cayrolar sürtünmesiz olmadıkları için saparlar ve hava yolculukları dünya yüzeyi boyunca (küresel) yapıldığı için düzeltmeler yapılması gerekir. Bundan dolayı rutin olarak uçak düzken elle veya otomatik olarak düzeltmeler yapılmalıdır. 53

54 Açısal Momentum Cayrolar (Angular momentum gyros): En eski cayro tipleridir Suni ufuk gösteriminde ve yatma bilgisi (Turn and Bank Indicator) veren göstergelerde kullanılır 54 Suni Ufuk

55 Parçacık Titreşimli Cayrolar (Micro-mechanical vibrating mass gyros): Yüksek doğruluk payı ile çalışırlar. Seri üretim yapılabilmesi üretim maliyetlerini düşürmektedir. Boyutları daha küçüktür. Sadece havacılıkta değil diğer sektörlerde de kullanılır. (ÖR: otomobil denge sistemleri, antenleri konumlandırma sistemleri, elektronik cihazlar; video kameralar,cep telefonları) 55

56 Optik Cayrolar: i) Optik Cayroların Çalışma Prensibi: Optik cayroların temel çalışma prensibi kapalı bir yörünge üzerinde zıt yönlerde hareket eden lazer ışık dalgalarının girdi dönme hareketi sonucu algılama ünitesine farklı zamanlarda ulaşmasıdır (Sagnac Effect). Bu zaman farkından yararlanarak optik cayrolar açısal dönme oranını tespit ederler. Bu oran girdi dönme oranına bağlıdır. 56

57 ii) Optik Cayro Çeşitleri: Halka Lazer Cayrolar (Ring Laser Gyros) Yüksek doğruluk oranı ile ve birkaç yıl kalibrasyon gerektirmeden çalışabilir Eylemsizlik temelli seyrüsefer sistemlerinde (INS) yaygın olarak kullanılır. Aktif çalışmaya başlamak için belli bir kurulum süresi istemezler. Fiber Optik Cayrolar (Fibre Optical Gyros) Temel çalışma prensibi ışığın girişimidir. Durum ve baş açısı referans sistemlerinde (AHRS) yaygın olarak kullanılır. Titreşim ve ivmelenmeden etkilenmez Yüksek doğruluk oranlarında (Hata payı:0.01 derece /saat) çalışır. Küçük boyutlarda üretim mümkündür. 57

58 Sisteme çalışma doğrultusunda etki eden kuvvetten yararlanılarak ivme bilgisinin elde edildiği cihazlardır. Bu bilgiler diğer birimlere aktarılarak çeşitli bilgilere ulaşılabilir. Değişik çalışma prensipleri kullanan çeşitleri vardır: Kapasitans değişimi Yay - kütle sistemleri Yarı iletken teknolojisi 58

59 Önceden belirlenmiş kontrol noktaları vasıtasıyla oto pilotun uçuşu gerçekleştirmesini sağlar ve aynı zamanda uçağın durum bilgileri gibi bazı diğer bilgileri de sağlayarak seyrüsefere yardımcı olur. Her başlatıldığında otomatik olarak kendi kalibrasyonunu yapar ve sistemini düzenli kontrol ederek uyarı sinyalleri verir. Uçak dışından herhangi bir bilgi ve sistemle bağlantı gerektirmez. NOT: Günümüzde GPS ile birlikte çalışarak koordinat güncellemesi yapmaktadır. Böylece daha doğru seyrüsefer imkanı sunar. Kesin koordinatları belli noktalar yüklendiğinde daha iyi bir uçuş sağlayabilir. 59

60 INS de hatalara sebep olan girdiler sisteme kaynaklık eden seyrüsefer bilgileridir. Konum bilgisi: Elle girilir veya radyo seyrüsefer, GPS gibi birimlerden alınabilir. Bu elemanlardaki hata payları sistem hatasına eklenir. Pito-Statik sistem: Bu sistemden alınan hız bilgisindeki hata payları sistem hatasına katkıda bulunur. Cayrolar ve ivme ölçerler: Durum bilgisinin alındığı bu elemanlardaki hata payları da sistem hatasına eklenir. 60

61 Bilinen bir noktadan bilinen durum bilgisi ile başlayarak uçağın ivmelenme ve durum bilgileri aracılığıyla seyrüsefer yapmasını sağlayan sistemdir. Bu sistemde, uçağın doğru veriler elde etmesi için ivme ölçerlerin bulunduğu platformun her zaman yeryüzüne paralel olması gerekir. Bu da platformda bulunan cayrolar aracılığı ile platform motorlarına aktarılan veri ile sağlanır. Böylece uçağın sadece yatay ivmesi ölçülmüş olur. Ayrıca uçağın düşey ivmesini de ölçen başka bir ivme ölçer vardır. 61

62 Cayrolar ve İvme Ölçerler Sistem elemanlarının temel fonksiyonu doğrusal ivme ve açısal dönme oranlarını belirlemektir. Sistemde bulunan cayrolar yatma, sapma ve yunuslama bilgilerinin elde edilmesinde; ivme ölçerler ise doğrusal ivmelerin hesaplanmasında kullanılır. INS Bilgisayarı Sürekli değişen seyrüsefer verilerini ve düzeltme faktörlerini kullanarak yüksek doğruluk dereceli durum, baş açısı vb. bilgiler üreten INS sistemi elemanıdır. Hesaplanan veriler HSI da ve diğer başka ekranlarda görüntülenebilir. 62

63 Eylemsizlik temelli açısal değişim sensörleri kullanarak uçağın durum bilgisi, baş açısı gibi bilgileri kokpit göstergelerine, uçuş kontrol ünitelerine ve diğer aviyonik sistemlere sağlayan sistemdir. Teknolojinin gelişmesi ile geleneksel yönlü cayro platformların ve ivme ölçerlerin yerine yeni sensör sistemleri (strapped down sistemler) üretilmiştir. Geleneksel sistemlerden daha hızlıdır. Sensörlerden elde edilen veriler bilgisayarda işlenerek aviyonik sistemlerin kullanabileceği hale getirilir ve gerekli sistemlere aktarılır. 63

64 Akı Vanası (Flux Valve): Dünyanın manyetik alanından sapmayı ölçer. Genellikle manyetik etkileşimden etkilenmeyecek yerlere kanat veya kuyruk kısmına yerleştirilir. Kontrol Ünitesi (Controller): Akı vanası için düzeltme bilgisi sağlar. Kokpite konur. Durum ve Baş Açısı Referans Ünitesi (AHRU): Eylemsizlik Veri Ölçüm Ünitesi (IMU): Açısal değişim cayroları, ivme ölçerler ve yardımcı elektroniklerden oluşur. Uçağın dinamik bilgisini sağlar. İşlemci (CPU): Durum ve baş açısı ile ilgili bilgileri elde etmek için gerekli olan hesaplamaları yapar. Girdi/Çıktı Ünitesi (Input/Output): Dijital-analog ve analog-dijital dönüşümleri yapar. Güç Kaynağı Dönüştürücü (Power Supply Converter): Uçağın sağladığı enerjiyi sistemin kullanacağı hale dönüştürür. 64

65 Histeresiz Eğrisi ve Ferromanyetik Maddeler Histeresiz eğrisinin eğimi bir maddenin manyetik geçirgenliğini belirler. Manyetik geçirgenliği yüksek olan cisimler (demir) manyetik alan çizgilerini bozarken; geçirgenliği düşük olanlar (tahta) manyetik alan çizgilerini etkilemez. Ferromanyetik (manyetik geçirgenliği yüksek madde) maddelerin manyetik özelliklerini arttırdığında geçirgenlikleri düşmeye başlar ve alan çizgilerini etkilememeye başlarlar. 65

66 Merkezdeki sarımlara bağlı 400 Hz kaynak sayesinde akı vanasının etki ile manyetik özellikleri değiştirilir. Dönen akı vanasının manyetik özelliklerinin değişmesi, geçirgenliğinin sıfır ile yüksek değerler arasında gezinmesini sağlar. Böylece cisim manyetik akıyı bir üstünde toplayıp bir etkilemeyecek şekilde davranır. Dünyanın manyetik kuzeyi ile vana kollarının yaptığı açıya bağlı olarak kollardan geçen akı değişir. Değişen manyetik akı kollardaki sarımlarda elektrik akımı oluşturur. Bunların karşılaştırılmasıyla manyetik kuzeyden sapma bulunur. 66

67 Manyetik pusulalar dünyanın manyetik kuzeyini işaret eden aletlerdir. Bunun için manyetik alan çizgilerinin yatay bileşenlerini kullanırlar. Ekvatorda manyetik alan çizgileri yeryüzüne paralel olduğu için doğru yönü gösterirler. Kutuplara doğru gidildikçe alan çizgileri dikleşir ve kullanım amacının dışına çıkar. Dünyanın manyetik kuzeyi ile coğrafik kuzeyi arasında bir açı bulunur. Bölgesel olarak yön bilgisi düzeltmesi gerektirir. Bu zorluklar cayro-stabil pusula sistemleri (electrical remote reading, gyro-stabilized compass) ile aşılmıştır. 67

68 Seyrüsefer esnasında irtifa, hava hızı, sıcaklık ve tırmanma açısı gibi bilgilerin elde edilmesi amacı ile pito-statik sistem tarafından elde edilen hava basıncı ve termometreden alınan sıcaklık bilgilerinin birlikte işlendiği aviyonik sistemdir. Yerel hava basıncı ve ortam sıcaklığının algılanması amacı ile sıcaklık sensörleri ve hava basınç sensörleri kullanılmıştır. Sensörler dış ortama açık olduğu için donmaya ve su buharı gibi sensörler için risk oluşturan etmenlere karşı bazı önlemler geliştirilmiştir. Donmaya karşı sistemler ısıtılmaktadır. Isıtmalar yapılan ölçümlerde hatalara yol açmaktadır; fakat hesaplamalar dahilinde düzeltilirler. Su buharı ve su damlalarına karşı da sistemlere giren damlaların atılacağı borular bırakılmıştır. 68

69 Statik Port: Statik hava basıncının, sadece havanın ağırlığından dolayı oluşan basınç, ölçüldüğü sensördür. Hava basıncının uçağın hareketinden etkilenmediği yerlere yerleştirilerek doğru ölçümler yapılmaya çalışılır. Pito Portu: Statik hava basıncına uçağın hareketinden kaynaklanan basıncın eklenmesiyle oluşan toplam hava basıncını ölçmek için kullanılır. NOT: Bu portların buzlanmasını önlemek için portlar ısıtılır. Isıtmadan kaynaklı hatalar hava veri bilgisayarında işlenirken dikkate alınır. Ayrıca portlara giren su damlacıklarının atılması için su giderleri de oluşturulur. 69

70 Ortamdan iki çeşit hava sıcaklık bilgisi alınır: Durağan Hava Sıcaklığı: Hava aracını çevreleyen durağan havanın sıcaklığıdır. Toplam Hava Sıcaklığı: Uçağın hareketi sonucu hava moleküllerinin sürtünmeleri etkisiyle sensörlerde oluşan sıcaklık artışının da hesaba katıldığı sıcaklık bilgisidir. Termometre Çeşitleri Hava Akımından İzole Termometreler: Durağan hava sıcaklığını ölçen termometrelerdir. Hava Akımının İçindeki Termometreler: Toplam hava sıcaklığını ölçerler. 70

71 Pito-statik sistemden ve termometrelerden elde edilen verileri alıp işleyen ve diğer aviyonik ekipmanlar ile pilot için kullanışlı hale getiren hava aracı ekipmanıdır. Hesaplama kabiliyetleri ile hata paylarını en aza indirerek mekanik göstergelere kıyasla daha doğru ve kullanışlı bilgiler sunmaktadır. Mekanik göstergelerin iş yükünü ve kalibrasyon zorluklarını ortadan kaldırmıştır. Diğer ekipmanlar için veri oluşturarak kaynaklık eder. 71

72 Hesaplanan Veriler: İrtifa Barometrik İrtifa: Deniz seviyesi standart basıncı baz alınarak hesaplanır. Barometrik Düzeltilmiş İrtifa: O günkü hava basıncı baz alınarak hesaplanır. Hava Hızı Gösterilen Hava Hızı: Toplam hava basıncı ile statik hava basıncının farkından elde edilen ham bilgidir. Düzeltilmiş Hava Hızı: Pito ve statik portların geometrisinden ve yerleşiminden kaynaklanan hataların düzeltildiği hava hızıdır. Eş Hava Hızı: Havanın bazı özellikleri dikkate alınarak yapılan düzeltmeler sonrası elde edilen bilgidir. Teorik bir bilgidir. Yüksek irtifa uçaklarında direk kullanılabilmektedir. Doğru Hava Hızı: Sıcaklık etkisinin de eklenmesiyle elde edilen hız bilgisidir. Mach Sayısı: Uçağın doğru hava hızının bulunduğu ortamdaki ses hızına oranıdır. NOT: Ses hızı sıcaklık ve hava yoğunluğunun bir fonksiyonudur. 72

73 Hava veri bilgisayarı tarafından hesaplanan bilgiler hava aracındaki diğer aviyonik sistemlerle de paylaşılmaktadır. Hesaplanan Veri Barometrik İrtifa Paylaşılan Aviyonikler Transponder, TCAS, Altimetre, Oto-pilot, FADEC Barometrik Düzeltilmiş İrtifa Elektronik göstergeler, Altimetre, Oto-pilot, FADEC Doğru Hava Hızı Mach Sayısı Düşey Hız Hava hızı göstergesi, Oto-pilot, FADEC Mach Metre, Oto-pilot, FADEC Düşey hız göstergesi, Anlık düşey hız göstergesi, TCAS, Oto-pilot, FADEC 73

74 74

75 Hava aracının referans verici kulesine göre açısal konumunu bildiren aviyonik sistemdir MHz frekans aralığında çalışır. Yayın alanı: VOR Tipi Altitude (Feet) Range (NM) T (Terminal) VOR L (Low Altitude) VOR H (High Altitude) VOR

76 VOR kuleleri iki sinyal yayarlar Referans sinyali (Frekans kiplemeli ve saniyede 30 kez yayılır) Değişken sinyal (Genlik kiplemeli ve saniyede 30 tur atar) Çalışma prensibi: Değişken sinyal manyetik kuzeyi her işaret ettiğinde referans sinyali her yönde yayılır. Yayın alanı içindeki her hava aracı bu referans sinyalini alır. Bu sinyalden belli bir süre sonra da değişken sinyali alır. İki sinyal arasındaki faz farkından hava aracının manyetik kuzeye göre kule ile kaç derece açı yaptığını belirtir. 76

77 VOR bilgisi durum göstergesi üstünde gösterilebilir. Bu göstergeden okunabilecek bilgiler şunlardır: VOR kulesine göre gidilecek yer (Course) Gidilecek yerden sapma (Deviation Indicator) VOR kulesine doğru (TO) veya VOR kulesinden öte (FRO) gittiğimize dair bilgi NOT: VOR kulesinin yeri (Bearing) de gösterilebilir VOR kuleleri seyrüsefer sinyallerinden başka kule tanımlaması için 2 sinyal daha gönderirler: Mors kodlamalı ses sinyali Normal ses iletimi 77

78 Kötü hava koşullarında hava araçlarının iniş yapmasını sağlayan aviyonik sistemdir. Güçlü ışıklandırılmış şehirlerde pistin bulunmasında pilotlara yardımcı olur. Uçakların piste doğru şekilde Yaklaşmalarını sağlayarak sağlıklı bir inişe yardımcı olur. 78

79 Karar İrtifası (Decision Height/DH): Pilotun inmek için gerekli olan tüm koşulların sağlanıp sağlanmadığına bakarak inişe devam veya kaçış kararı verdiği irtifadır. Pist Görüş Mesafesi (Runway Visual Range/RVR): Pist üzerinde görüş mesafesinin ne kadar olduğu bilgisidir. 79

80 ILS Kategori DH (Feet) RVR (Feet) Uçak Üzerinde Gerekli cihazlar CAT-I Localizer Alıcısı Glideslope Alıcısı Marker Beacon Alıcısı ADF *DME (* Bazı hava alanlarında istenmektedir) CAT-II CAT-I için gerekli cihazlar İkinci Localizer Alıcı İkinci Glideslope Alıcı Radar Altimetre CAT-IIIa CAT-II için gerekli cihazlar Otomatik pilot CAT-IIIb CAT-IIIa için gerekli cihazlar Otomatik iniş sistemi CAT-IIIc 0 0 Tamamen kör iniş Otomatik pilot uçağı indirse bile pilot uçağı taksi yoluna çıkaramaz 80

81 Konumlandırıcı (Localizer): Konumlandırma vericisi pistin orta çizgisi boyunca radyo sinyalleri yayarak uçağın pisti ortalamasını sağlayacak olan sağ ve sol komutlarını pilota verir. Bu radyo sinyalleri istasyonu tanımlayıcı kodlar da içermektedir. VHF bandında, konumlandırıcılar için ayrılmış MHz frekans aralığında tek ondalık kısımlardan oluşan 40 kanal bulunur. ÖR.:108.1MHz; MHz; MHz; Konumlandırıcı frekans aralığı VOR frekans aralığına düşmektedir. Konumlandırıcı frekanslarının tek ondalık kısımlardan oluşması bu sinyallerin VOR alıcılarında işlenip kendi dedektörlerine aktarılmasını sağlar. Konumlandırıcı frekansı girildiğinde alıcı otomatik olarak konumlandırıcı işlemlerine yönelmiş olur. 81

82 İniş Açısı (Glideslope): İnişlerde pilotlara iniş açısıyla ilgili rehberlik etmek amacıyla tipik 3 derece açıyla radyo sinyalleri yayarak pilotun iniş patikasını yakalamasını sağlar. Konumlandırıcı kanallarıyla eşlenmiş 40 adet kanal bulunur ve bu kanallar konumlandırıcı kanalı ayarlandığında otomatik olarak ayarlanır. Bu kanallar MHz frekans aralığında UHF bandında sıralanır. ILS alıcısı uçağın pistin orta çizgisi boyunca piste yaklaşmasını ve doğru iniş açısını yakalamasını sağlarken gelen radyo dalgalarının genlik şiddetini karşılaştırarak bilgi verir. (Difference in depth of Modulation-DDM) 82

83 İşaret Sinyali (Marker Beacon): Pilota hava alanına uzaklığı hakkında bilgi veren sesli ve görsel işaretler sunan iniş sistemi elemanıdır. Uçuş için kritik noktalarda konumlandırılmışlardır. Uçuşun önemli evrelerini işaretlerler. Pilota iniş açısını yakalama noktası, karar irtifası ve son kaçış noktası gibi bilgileri sunarlar. İşaret sinyallerinin bir diğer önemli özelliği de pilota dış işaretleyicide doğru iniş açısı hakkında bilgi vermesidir. Dış işaretleyicide irtifa kontrolü yaparak pilot doğru açıda olup olmadığını anlayabilir. 83

84 ILS e alternatif daha güvenilir bir sistem olarak sunulmuştur; fakat GPS konumlandırma sistemlerinin gelişimi kullanımını kısıtlamıştır. MLS in ILS üzerindeki avantajları: Daha fazla kanala sahip olması ile yoğun trafiği destekleyebilir. MLS 200 kanal / ILS 40 kanal Frekans Bandı: MHz ILS tek iniş yolu desteklerken MLS bir pistte birden çok yönden inişi destekler ILS güçlü FM istasyonlarından etkilenirken MLS de böyle bir sorun yoktur. ILS yeryüzü şekillerinden çok etkilenirken MLS daha az etkilenir. 84

85 Mikrodalga antenler daha küçük ve uygulanabilirliği daha yüksektir. MLS sistemlerin çeşitli koşullarda kurulumu ve inişe hazır hale getirilmesi kolay ve hızlıdır; değişken hava koşullarında süreklilik sağlarlar. MLS, ILS ten farklı olarak 3 boyutlu konumlandırma bilgisi sunar Azimuth Elevation P-DME (Precision DME) Yatay konum Düşey konum Pistten uzaklık Bu bilgilerle MLS basamaklı inişi ve kavisli inişleri desteklemektedir. 85

86 Yatay Tarayıcı (Azimuth): Düşey Tarayıcı (Elevation): Azimuth ile aynı prensipte çalışır. Hava aracının düşeydeki konumunu belirler. Ancak, yataydakinden 3 kat daha kesin bilgi verir. Azimuth 13.5 tarama/saniye Elevation 40.5 tarama/saniye ILS teki iniş açısı (Glideslope) ile eşdeğerdir; fakat daha geniş bir açıda çalışır. Yatayda konum bilgisi veren bileşendir. Yatayda sağa ve sola dönüşler ( TO ve FRO ) esnasında bir sinyal yayılır. Alıcı iki yönde geçerken de sinyali alır ve aradaki süre farkından hava aracının pistin merkez çizgisine göre konumunu belirler. ILS teki konumlandırıcıyla (Localizer) aynı işi fakat daha geniş bir alanda yapar. 86

87 khz frekans aralığında, düşük ve orta frekans bantlarında çalışır. AM kullanılır. Yer istasyonu: NDB (Non-Directional radiobeacon) Alıcı: İki tane alıcı anten kullanılır; Spiral (Loop) ve Algı (Sense) antenleri. Spiral Anten ADF kulesinin bulunduğu çizgiyi tespit eder Algı Anteni ADF kulesinin bu çizginin hangi ucunda olduğunu belirler 87

88 NOT: Ekranın «smart» veya «dump» olmasına bağlı olarak sembol üretici ve ekran tek birim veya iki ayrı birim olabilir. Quadrantal Error Corrector: Uçağın metal kısımlarından dolayı sinyalde oluşan bozulmaları düzeltmek için kullanılır. Goniometer: Spiral antenden alınan sinyalleri karşılaştırarak sinyalin doğrultusu hakkında bilgi verir. 88

89 NDB istasyonları güçlerine göre sınıflandırılır: Kullanım Alanı Güç (Watt) Menzil (mile) Şehirlerarası Kıyı şeridinde 1000 ve üstü NDB istasyonları, taşıyıcı sinyalleri ses sinyalleri ile işleyerek kendilerini tanımlayan Mors kodları (2 ya da 3 harf) yayımlarlar. NOT: ADF kontrol panelinde «tone» ya da «BFO» (Beat Frequency Oscillator) seçeneği bulunur. Bu seçenek kodlanmış taşıyıcı sinyali ses sinyaline dönüştürür. ADF in dezavantajları: Düşük frekansta çalıştığı için elektriksel etkileşim yüksektir. Geceleri iyon kürede uzun yollar kateden ADF sinyalleri yanıltıcı olabilirler. ADF sinyalleri çoğunlukla yer sinyalleri olarak taşındıkları için kıyı kesiminde kırılmalara uğrayıp yanlış bilgi verebilirler. Uçağın metal kısımlarındaki dağılım spiral antenin düzgün sinyal almasına engel olmaktadır. 89

90 Bir DME istasyonuna olan uzaklığı belirtir. Uzaklığın ne kadar hızlı değiştiği bilgisinden yer hızı (Ground Speed) ve istasyona varmak için gerekli süre (Time to Station) hesaplanabilir. Bu bilgi sadece istasyona doğru uçarken veya istasyondan uzaklaşırken doğru sonuçlar verir. DME frekansları VOR frekansları ile eşleştirilmiştir. VOR frekansı girildiğinde DME frekansı ( MHz / UHF Bandı) otomatik ayarlanır. Her DME istasyonunun kendine özgü 3 harfli Mors kodu bulunur.yer istasyonu bu kodu 30 saniyede bir yayımlar. Bu kodlar otomatik olarak algılanır ve tanınır. 2 ve üzeri DME istasyonundan alınan veri ile yer tespiti yapmak mümkündür. 90

91 Hava aracı kendine özgü bir sinyali («jitter») yer DME istasyonuna gönderir. Yer istasyonu standart 50 mikrosaniye bekletmeden sonra bu sinyali cevaplar. Hava aracı tarafından alınan bu cevap ile birlikte, gönderilen sinyal ile alınan sinyal arasında geçen süreden mesafe hesaplanır. Jitter: Her uçağın kendine özgü rasgele aralıklarla ürettiği sorgulama sinyalidir. Yer istasyonu bu sinyale aynı aralıklı sinyalle cevap verir. Bu hava aracının kendi sinyalini algılayıp doğru bilgiler elde etmesini sağlar. NOT: Gönderilen ve alınan sinyal arasında karışıklığı önlemek amacıyla 63 MHz frekans farkı bulunur. Ayrıca sinyaller karışıklığı önlemek amacıyla pulse çiftleri halinde gönderilirler. 91

92 Eğik Ölçüm (Slant Range): Hava aracı gönderilen ve alınan sinyal arasında geçen süreye göre mesafe ölçtüğü ve sinyalin düz bir yol izlediği kabul edilerek ölçüm yapıldığı için yatay uzaklık ölçümü değil eğik ölçüm yapılır. Eğimden kaynaklı bir ölçüm hatası söz konusudur. Söz konusu hata uzun mesafelerde ihmal edilebilir. Bir DME yer istasyonuna aşırı yüklenme (100 sorgulama) olduğu zaman yer istasyonu kendini korumaya almak için hassasiyetini düşürüp menzilinin ucundaki araçları görmezden gelmeye başlar. 92

93 Pilota yer istasyonuna göre konum ve uzaklık bilgilerini sunmak üzere tasarlanmış askeri seyrüsefer sistemidir. Sivil havacılıktaki VOR ve DME sistemlerinin birleştirilmiş halidir. İki bölümden oluşur: Yer İstasyonu Bölümü Hava Aracı Bölümü Pilota yer istasyonuna göre konum ve uzaklık bilgisi sunar. Sorgulama ve cevaplamalar MHz aralığında yapılır deniz mili menzile sahiptir. 93

94 Gönderilen sorgulama sinyali ve buna cevap olarak geri gönderilen sinyalin hava aracına ulaşması arasında geçen süre ve gecikme (50 µs) göz önüne alınır, sinyalin hızı (ışık hızı) da kullanılarak mesafe hesaplanır. Sivil hava araçları da TACAN istasyonlarının mesafe ölçüm (DME) özelliğini kullanırlar. 94

95 Yer kulesi çok yönlü anten aracılığıyla her yönde bir sinyal yayar. Bir yansıtıcı yardımıyla bu sinyal bir lob üzerinde (cardioid) yoğunlaştırılır ve bu lob 15 Hz frekansta saat yönünde döner. 8 kutuplu (8+1=9 kutup) sinyal kullanılarak daha kesin konum bilgisi elde edilir. Işık lobu doğuyu işaret ettiğinde her yönde bir ışık sinyali (Main Reference Burst-MRB) yayılır. TACAN alıcısı alınan bu iki sinyali karşılaştırarak konum bilgisine ulaşır. 95

96 Transponder yer istasyonu tarafından yapılan sorgulamalara otomatik cevap veren hava trafik kontrol birimi üyesidir. Uçak yerdeyken radarda oluşan görüntü kalabalığını önlemek için transponder standby modunda, hazır fakat cevap vermez vaziyette, tutulur. Her transponder kendine has hava trafik kontrol tarafından atanan 4 haneli bir koda sahiptir (Toplam 4096 kod). Şimdi daha yaygın olarak 24 bit adresli Mode-S Transponder kullanılır. Transponder sinyalleri uçağın kimliğini, irtifasını ve çeşitli bilgileri içerebilir. Transponder 1030 MHz sinyaller alıp;1090 MHz sinyaller ile cevap verir. NOT: DME frekansı ile transponder frekansı birbirine yakın olduğu için DME çalışırken transponder sinyali; transponder çalışırken DME sinyali baskılanır. 96

97 Birincil Gözetim Radarı (Primary Surveillance Radar) sadece sinyal gönderip uçağın yüzeyinden yansıyan sinyale bakarak herhangi bir şey olup olmadığı bilgisine ulaşır. Dönen sinyal çok zayıftır ve başka bilgi taşımaz. Asıl sorgulama İkincil Gözetim Radarı (Secondary Surveillance Radar/SSR) tarafından yapılır. Bu radar tarafından yayılan sinyaller uçağa ulaştığında transponder tarafından güçlendirilip geri yollanır. Bu sinyaller uçağın radar ekranında görülmesinin yanında uçağın kimlik bilgisi, transponder kodu ve yer hızı gibi bilgiler de taşır. 97

98 0.8 mikrosaniye P1 P2 P3 P1 ve P3 arasındaki 8 mikrosaniyelik boşluk transponder a bunun bir Mode-A sorgulaması olduğunu belirtir ve transponder kimlik bilgisini gönderir. P2 radar sinyalinin yanlarında oluşan yan kulakçıkların (sidelobe) etkisini kaldırmak için kullanılır. Transponder P1 ve P2 yi karşılaştırır; P1 P2 den büyükse cevap verir aksi halde cevap vermez. 98

99 Transponder kimlik kodlamasını bir iskelet üstüne yayılmış çeşitli noktalarda oluşturulan «pulse» ile yapmaktadır. Kodlar 0-7 arasındaki rakamlardan oluşan 4 basamaklı kodlardır ve toplam 4096 kod oluşturulabilir. NOT: Mode-S transponder kullanımı ile bu kısıtlama ortadan kalkacak ve 24-bitlik adresler kullanılacaktır. NOT: *Yukarıda kodlanmış Transponder kodu:1642 *En sonda görülen Ident Pulse yer istasyonun talebi üzerine IDENT tuşuna basılarak gönderilir ve hava aracının ekranda parlak olarak görünmesini sağlar. Sadece yer istasyonu istediğinde IDENT tuşuna basılmalıdır. 99

100 21 mikrosaniye P1 P2 P3 P1 ve P3 arasındaki 21 mikrosaniyelik boşluk, bunun bir Mode-C sorgulaması olduğunu belirtir ve transponder tarafından irtifa bilgisi gönderilir feet ile feet arasında yüzer feetlik adımlarla irtifa bilgisi verir. NOT: İrtifa bilgisi ölçülen hava basıncı bilgisiyle deniz seviyesindeki hava basıncı (29.92 inç-civa) baz alınarak hesaplanır. Deniz seviyesindeki hava basıncı değişken olduğundan pilot doğru ölçüm yapmak için deniz seviyesindeki basıncı elle girebilir. Fakat transponder dan gönderilen veri karışıklıkları önlemek için daima standart deniz seviyesindeki basınç baz alınarak hesaplanır. ATC tarafından gerçek değer girilerek doğru irtifa bilgisine ulaşılır. 100

101 ATCRBS (Air Traffic Control Radiobeacon System): Mode-A ve Mode-C sorgulamalarını destekler. Yapılan her sorgulamaya cevap verdiği için gereksiz kirliliğe neden olmaktadır. Birebir sorgulamaları desteklemez. Bir sorgulamaya birden çok cevap vererek kısıtlı bandı işgal etmektedir. Aynı hat üstündeki iki araçtan alınan sinyaller ayırt edilemez ve karışıklıklara yol açar. (Synchronous Garble) Trafik kontrol ve çarpışma önleyici sistemi (TCAS) desteklemez. 101

102 Mode-S Transponder Her Mode-S transponder havacılık otoriteleri tarafından belirlenen kendine özgü 24-bitlik adrese sahiptir. (Toplam 16,777,214 adres) Bu adresler kullanılarak Seçici Adresleme (Selective Addressing) ile birebir sorgulama yapılabilmektedir. Gereksiz sorgulamaların önüne geçilerek sinyal kirliliğinin önüne geçilmiş olur. Çarpışma önleyici sistem ile uyumlu çalışabilmektedir. Mode-S Sorgulama Çeşitleri Mode-S ATCRBS All Call: Kapsama alanındaki bütün transponder ekipmanları tarafından cevaplanır. Mode-S Discrete All Call: Sadece Mode-S transponder ekipmanları cevap verir. Mode-S Selective Address: Sadece adresi girilen transponder cevap verir. 102

103 Hava kuvvetleri alarm ve uyarı sistemidir. Ülke geneline yayılmış radar sistemlerine sahip Hava Kontrol Üniteleri (Aerial Control Units-ACU) hava araçlarının tanımlanmasını sağlar. Bu radar sistemleri çeşitli bilgiler sağlar: Hedef kimliği Alınan kimlik bilgisi IFF sistemi tarafından dost-düşman olarak tanımlanır. Hedef konumu Hedef irtifası Hedef uzaklığı Hedef hızı Hava araçlarındaki en önemli sistemlerden biridir. Hava aracında bu sistemin bulunmaması halinde hava aracı düşman ilan edilir. 103

104 Radar ve IFF sistemi eş zamanlı olarak birlikte çalışırlar. Radar gönderdiği sinyalin yansımasına bakarak hava aracı olup olmadığını; eğer varsa bu hava aracına ait bilgileri sisteme sağlar. Radarın görüş açısı dar bir alana yoğunlaştırılarak nesnenin hangi bölgede olduğu anlaşılır. Bazı veriler hesaplanır: Konum (Heading): Radar konumundan hesaplanır. Zaman Aralığı (Time İnterval): Sinyalin gönderim ve alım zamanından hesaplanır. İrtifa (Altitude): Sinyalin gönderim açısından hesaplanır. Hız (Velocity): Hedefin konum değişiminden hesaplanır. 104

105 IFF sorgulaması iki vuruştan (pulse) oluşur. Vuruş uzunluğu sabit 8µs iken iki pulse arasındaki süre «T» sorgulamanın türünü belirler. Sorgulama sinyali 1030 MHz sinyal üstüne kodlanır. NOT: TACAN ile olan frekans çakışması, Tranponder-DME gibi, biri çalışırken diğerinin sinyali baskılanarak sorun olmaktan çıkar. Kodlanan sinyal anten aracılığı ile hava aracına ulaştırılır. 105

106 Sorgulama sinyalindeki iki vuruş arasındaki zaman farkı sorgulama türünü belirler. Tür T (Süre) Amaç Kullanım 1 3 µs Güvenlik Kodu (Security Code) 2 5 µs Filo ve Hava Aracı Numarası (Squadron & A/C Number) 3/A 8 µs Sivil/Askeri ATC (Mission Role) Askeri Askeri Sivil ve Askeri C 21 µs İrtifa Askeri *4 - Askeri Tanımlama (Secure Military IFF) Askeri * Askeri Tanımlama modu (Secure Military Mode) daha karmaşık bir sorgulama sinyal yapısı kullanır. 106

107 Sorgulamayı cevaplayacak ünite sorgulama sinyalini algıladığında sorgulama türünü belirler ve buna uygun cevabı oluşturarak cevaplar. Cevap sinyali 1090 MHz sinyal üstüne kodlanır. Sorgu sinyali ve cevap sinyali arasındaki frekans farkı etkileşimi önleme amaçlıdır. Cevap sinyali 0.45 µs uzunluğundaki 15 vuruştan (pulse) oluşur. İki vuruş arasındaki uzaklık 1.45 µs dir. NOT: X vuruşu (pulse) pilotun uçaktan fırlatıldığını gösterir. 107

108 Radar altimetre -20 feet ile 2500 feet yerden yükseklik mesafelerinde kullanılır. Barometrik altimetreler sadece deniz seviyesinden yüksekliği ölçer ve doğru sonuç için sürekli deniz seviyesindeki değişken basınç değerleri girilmelidir. Radar altimetre ise deniz seviyesinden değil yerden yüksekliği ölçer. Hata Payları: Barometrik Altimetre feet Radar Altimetre 2 feet NOT: Çok düşük görüş mesafesinde 6 feet üstündeki hata payları uçağın sert bir iniş yapmasına veya daha kötüsüne yol açabilir. 108

109 Alçak karar irtifasi ve görüş mesafesi olan Cat-II ve Cat-III inişlerinde gereklidir. Radar altimetre veya diğer bazı sistemler önceden seçilmiş belli irtifalarda sesli uyarı verebilir. Uçak iniş için alçalmış ve iniş takımları açılmamış ise radar altimetre uyarı verir. Radar altimetrenin çeşitli aviyonik ekipmanlarla da bağlantısı vardır. Yere yakınlık uyarı sistemi (Ground Proximity Warning System) Uçuş bilgisi kaydedici 109

110 Radar altimetrenin temel bileşenleri: Alıcı Verici NOT: Alıcı ve verici antenleri ayrıdır. Böylelikle gönderilen ve yansıyan sinyallerin girişimi önlenmiş olur. Radar altimetre durgun frekansı 4300 MHz olan radyo taşıyıcı sinyalleri üretir. Her bir saniyede, üretilen dalganın frekansı 50 Hz arttırılır (Frekans Kiplemeli Sürekli Dalga (FMCW) Prensibi). Üretilen sinyal yere ulaşıp geri geldiğinde yansıyıp gelen sinyal ile o an üretilen sinyalin frekansı karşılaştırılarak geçen süre hesaplanır. Buradan da yerden yükseklik hesaplanır. 110

111 Yer istasyonları temelli seyrüsefer sistemlerinin gelecekte yerini alacak olan seyrüsefer sistemleridir. Uydu seyrüsefer sistemleri yer istasyonları temelli seyrüsefer sistemlerinin üstünde: Bilinçli hata karıştırılmadığı zaman daha doğru ve güvenilir bilgi sunarlar Daha geniş kapsama alanına sahiptirler Basit radyo dalgalarının ötesinde yoğun bilgi paketlerini kodlayarak uydular aracılığı ile aktarabilirler. Sistemde 24 adet uydu bulunur. 21 i aktif diğer 3 ü yedektir. Bir turu 12 saatte tamamlarlar. Her GPS uydusu en az 2 tane atomik saat içerir. Zaman konum belirlemede kesinlik açısından çok kritiktir. 111

112 GPS Frekansları: L5 L2 L MHz MHz MHz Sivil Havacılık Askeri/Sivil* Askeri / Sivil Havacılık *Sivil fakat havacılık amaçlı değil GPS Sistem Bileşenleri: Uydular (Space Segment) Bir turu 12 saatte tamamlarlar. Dünya üzerinde herhangi bir noktada 10 taneye kadar uyduyla bağlantıya geçmek mümkündür. Kontrol Merkezi (Control Segment) Uyduların performansı ve durumları bu merkez tarafından izlenmektedir. Ayrıca kullanıcılara aktarılacak olan yörünge ve saat doğrulama faktörleri günde birkaç kez bu merkez tarafından güncellenmektedir. Kullanıcı Bileşeni (User Segment) Hava araçları, gemiler, diğer araçlar harici kullanıcılar bu bileşeni oluşturmaktadır. 112

113 Konum belirlemede uydudan gönderilen sinyalin çıkış saati ile alıcı tarafına ulaştığı saat arasındaki süre farkı kullanılarak uyduya olan uzaklık belirlenir. Birkaç uyduya olan uzaklığın belirlenmesinden sonra yer tespiti yapılır. Süre Farkı Uydudan yayılan kod GPS alıcısında kaydedilen kod Her uydu önceden alıcı tarafından da bilinen kendine has kimlik kodunu (pseudorandom code) gönderdiği koda ekler. Alıcı, kodu aldığında kodun geliş saati ve kodlanmış olarak gelen gönderilme saatine bakarak uyduya olan uzaklığını belirler. 113

114 Birinci Uydu: Birinci uydudan alınan sinyalle alıcının hayali bir kürenin yüzeyinde bir yerde olduğu anlaşılır. İkinci Uydu: İkinci uydudan alınan sinyalle birlikte alıcının bulunabileceği yer bir çemberin üzerine indirgenir. Üçüncü Uydu: Üçüncü uydudan alınan sinyalle birlikte alıcının bulunabileceği iki nokta belirlenir. NOT: Alıcı aynı anda iki yerde bulunamayacağından alıcı noktanın birini eler ve tek nokta kalır. Ancak; dört uydudan alınan sinyalle alıcının kesin yeri, iki noktadan dördüncü hayali küreye yakın olanı, belirlenir. 114

115 Uydu sinyali çeşitli evrelerden oluşmaktadır. Bu evrelerde yalnızca bu uyduya ait bilgiler değil aynı zamanda diğer uydulara ait bilgiler de bulunmaktadır. 115

116 Aletli iniş sistemine alternatif olması amacıyla geliştirilmiş bir sistemdir. Çalışma Prensibi: 1) Yerde kurulu konumları kesin olarak bilinen bir yer istasyonları ağı mevcuttur. Uçağın veri aldığı uydudan yerdeki bu istasyonlarda veri alır. 2) Bu veriden elde edilen konum bilgisi gerçek konum ile karşılaştırılarak hata payı hesaplanır. 3) Bu hata payı bilgileri yer merkez istasyonuna iletilir. 4) Merkez de bu bilgiyi GPS sinyalleri olarak haberleşme uyduları aracılığı ile uçaklara ulaştırır. Böylece hata payı düşürülmüş olur. 116

117 Yer İstasyonu Temelli Yerel GPS Sistemi (LAAS): WAAS ile aynı prensipte çalışır. Farkı yer istasyonunun pistin yanında olması ve hata payını VHF istasyonu vasıtasıyla uçağa iletmesidir. İstasyonun pistin yanında olması hata payını iyice azaltarak Cat-I koşullarının üzerinde bir kesinlik sağlar. (Differential GPS) RAIM (Receiver Autonomous Integrity System): GPS alıcısını destekleyen bir sistemdir. İniş için toplanacak bilginin alınabileceği yeterli sayıda ve uygun geometride uydu olup olmadığını kontrol eder. En iyi veriyi almak için uydu seçimlerini yapar ve inişten önce GPS sisteminin iniş koşullarını karşılayacak bilgiyi sağlayıp sağlayamayacağı bilgisini verir. 117

118 118

119 Eski mekanik ve elektro-mekanik göstergelerin yerini elektronik ekranlarının almasıyla birlikte «Cam Kokpit» olarak da adlandırılmaktadır. Avantajları: Yüzlerce göstergeyi bir ekranda toplamayı mümkün kılmıştır. Herhangi bir gösterge birden fazla ekrana kolaylıkla aktarılabilir. Birbiriyle bağlantılı verileri tek karede uygun bir şekilde gösterebilir Oluşan arızalar hakkında uyarı mesajları verebilir 119

120 Bu dört göstergenin yerleşimi standardize edilerek pilotların uçuş için gerekli temel bilgilerde uçaklar arası uyum sorunu çekmelerinin önüne geçilmiştir. 120

121 Genel kullanım amacı hava aracının durumunu kontrol etmek ve seyrüsefer yapmaktır. Temel uçuş ekranında gösterilebilecek öğeler: Durum bilgisi Baş doğrultusu İrtifa bilgisi Hava hızı Düşey hız Seçilmiş hedef Otomatik pilot/uçuş yöneticisi 121

122 Çeşitli aviyonik sistemlerden gelen verilerin görüntülendiği ekrandır. Görüntülerin hazır olarak gelmesi (Dump MFD) veya görüntünün ekranda verilerin işlenip oluşturulmasına (Smart MFD) bağlı olarak iki sınıfa ayrılırlar. Dump MFD: Veriler merkezi bilgisayarda işlenip ekrana sadece grafikler aktarılır. Smart MFD: Ekipmanlardan alınan bilgileri işler ve görüntüyü oluşturup ekrana yansıtır. Veri işleyebildiği için çeşitli hesaplamalar ile gerekli başka veriler oluşturabilir. 122

123 Ekran parlaklığı, aydınlatması otomatik olarak ayarlanabilir. Ekran aydınlatması aynı zamanda gece görüşü uyumlu da olabilir. Ekran dokunmatik özelliğe sahip olabilir. Ekranın içine yerleştirildiği çerçeve üzerinde kontrol tuşları bulunur. Bu tuşlara çeşitli görevler atanabilir. Ayrıca çerçevenin aydınlatması ekrandan bağımsız olarak yapılır. Dump MFD seri arayüzler ile merkezi bilgisayara bağlanarak kontrol düğmelerine çeşitli yetenekler kazandırılabilir. MFD de gösterilebilecek öğeler: PFD Radyo yönetimi Hava aracı sistemleri Motor ekipmanları Kontrol listesi Hareketli harita Uçuş planı Tablolar Pist diyagramları Uyarılar Trafik bilgisi Rüzgar yönü ve hızı 123

124 Veri yolları aracılığı ile uyumlu sistemlerin kontrolünü ve bu sistemlerden veri ve durum bilgisi alıp görüntüleyebilen sistemdir. Kontrolü sağlanabilen sistemler: FMS (Flight Management Systems) RMS (Radio Management Systems) CMS (Cabin Management Systems) CMU (Communication Management Unit /ACARS) Satellite Communication System Bir klavye ve çok fonksiyonlu ekrandan oluşur. Ekran gece görüşü uyumlu olabilir. İşlemcisi sayesinde mesaj ve grafik oluşturma yeteneklerine sahiptir. Ekipman özel yazılım koşturmayı destekler. 124

125 Kullanıcı girişi ve ekran kullanılabilirliğinin ayarlanması amacıyla kontrol tuşları bulundurur. Klavye ile sayısal ve yazınsal veri girişini sağlar. Gösterilecek verinin kaynağını seçmek için hat seçim tuşları bulunur. Özel yetenekler atanmış bazı tuşlar bulunabilir. Klavye ve ekran aydınlatması ayrı olarak yapılır. 125

126 UFCP pilota bazı kontrol ve veri giriş yetenekleri sunan cihazdır. Bu yeteneklerden bazıları: Çalışma modunu seçebilme Seri bağlantılardan gelen veriyi gösterebilme Görev bilgisayarına (Mission Computer-MC) sayısal veri girişi yapabilme Sistem durum ve performans testlerini başlatabilme Haberleşme, seyrüsefer gibi veri almaç/göndermeç ayarlarını yapabilme Görev bilgisayarına veri girişi önemli görevlerindendir. Görev bilgisayarı ile bağlantısı seri bir bağlantı arayüzü ile sağlanır. Ön ve arka kokpitte bulunmasına göre R-UFCP veya F-UFCP olarak adlandırılır. Ön kokpitteki genellikle HUD (Head up Display) üzerinden çalışır. 126

127 Değişik çalışma modları bulunur: Normal Mod: Görev bilgisayarı ve HUD ile ilgili veri alışverişi ve kontrol özellikleri kullanılabilir. Test Modu: SHUD tan gelen komutla bu moda girebilir. Normal moddan farklı olarak, gösterilen son verinin kaydı tutulur ve tekrar görüntülenebilir. Off Mod: UFCP nin güç bağlantısı kesilir. Sistemlerle bağlantıyı sağlayan tuş takımları bulunur. Hat seçim tuşları Sayısal tuşlar Fonksiyonel tuşlar 127

128 Uçuş esnasında yapılan kayıtlar kazaların sebeplerinin tespitinde çok büyük önem taşır. Yapılan kayıtlar aynı zamanda ortaya çıkabilecek olan problemlerin de ön habercileridirler. Böylelikle hem önlem alınabilmekte hem de bakım onarım masrafları düşürülmektedir. İlk zamanlarda kayıtlar banda kaydedilirken teknolojinin gelişmesi ile birlikte dijital belleklere kaydedilmeye başlanmıştır. 128

129 Temel Özellikleri: 30 dakika süreyle kayıt yapmaları yasalarca belirlenmiş bir gerekçedir. Otuzuncu dakikadan sonra ilk dakikadan başlayarak eski bilgiyi silip yenisini kaydetmeye devam eder. 30 dk Amerikan yasalarınca belirlenmiştir. Bazı ülkelerde bu gereklilik 120 dakikadır. Sistem yerde veri silinmesini de desteklemektedir; ancak uçuş esnasında veri silinemez. Bu weight-on-wheels özelliği ile garanti altına alınmıştır. Dijital belleklerle birlikte, ses kaydediciler birkaç parçası dışında çok sık bakım gerektirmez. 129

130 Eylemsizlik Anahtarı (İnertial Switch): Uçağın kazadan sonra ses kaydına devam edip kaza öncesi kayıtları silmesini önlemek amacıyla kaza anındaki yüksek G-kuvvetini algılayan ve kaydedicinin güç kaynağı ile bağlantısını kesen sistemdir. Ses Kanalları: Kokpit ses kaydedici 4 adet ses kanalını desteklemektedir. Kaptan Pilot (Captain): Kaptan pilot tarafından kullanılan bütün mikrofonların ses kaydediciye aktarıldığı kanaldır. Haberleşme görüşmelerinin kayıt altına alınmasını sağlar. Yardımcı Pilot (Co-pilot): Kaptan pilot sisteminin aynısıdır. Kokpit Mikrofonu (Cockpit Area Mike): Kokpitteki seslerin kaydedilmesini sağlar. Yolcu Kanalı (Public Address/PA): Mürettebat tarafından yolculara yapılan duyuruları ses kaydediciye aktarır. 130

131 Temel Özellikleri: Büyük hava araçlarında dijital uçuş bilgisi kaydedicilerinin bulundurulması bir gerekliliktir. Uçakların büyüklüğüne göre bu uçaklarda kaydedilen parametre sayısı da değişmektedir den önce üretilen uçaklarda parametre kaydedilirken, sonrakilerde 88 parametrenin kaydının yapılması kararlaştırılmıştır. Kaydediciler gelen analog sinyalleri dijital sinyallere çevirerek dijital belleklere (solid-state memory) kaydederler. Dijital bellekler kullanıldığı için bakım sıkıntısı yoktur. Ortalama 25 saatlik uçuş bilgisi kaydederler ve kazadan sonra saat bu bilgiyi saklayabilirler. 131

132 Su altında ses ve uçuş bilgisi kaydedicilerin yer tespitini sağlayacak olan, kaydedicilere takılan cihazdır. Her kaydedicide bir tane bulunur; ancak iki kaydedici bir arada ise ve kaza sırasında ayrılması mümkün değilse bir tane de yeterli olur. Cihaz ıslandıktan sonra aktive olur ve 37.5 khz frekanslı ultrasonik bir ton yayar. Cihazın su altına girdikten sonra 4 saat içinde bu tonu yaymaya başlaması ve bunu en az 30 gün boyunca sürdürebilmesi gerekmektedir feet derinliğe kadar işlevini yerine getirebilmelidir. 132

133 Hava araçları açısından tehlike oluşturan hava unsurları: Türbülans: Genellikle fırtına bulutlarının arasında oluşur. İki hava akımının farklı hızlarda akması sınırda türbülans oluşturmaktadır. Özellikle hava aracı inerken ve kalkarken çok tehlikelidir.(windshear) Fırtına (Thunderstorms): Fırtınalar şimşek çakmasıyla birlikte geldiği için şimşek çakmaları fırtınaların bir habercisi olarak görülmektedir. 133

134 Hava Radarı Ticari uçuşlarda bulundurulması gereken bir ekipmandır. Gönderilen sinyalin yansıması temelli bir çalışma prensibi vardır. Radar anteninden gönderilen bir sinyal bulutlardaki su damlacıklarına çarparak geri yansır. Radar alıcısı tarafından alınan bu yansıların şiddetine ve yönüne göre radar ekranında fırtına bölgelerinin renkli bir taslağı çıkarılır. Radar ekranındaki renk kodları: Renklendirme için 5 renk kullanılır. Renklendirme ölçütü saatte düşen yağmur miktarıdır. Tehlike şiddetine göre artan sıralamada: siyah, yeşil, sarı, kırmızı ve magenta. Yeşil alanlarda uçulabilir, sarı bölgelerden kaçınılmalı, kırmızı ve magenta olan bölgelerin civarında çok dikkatli uçulmalıdır. 134

135 Türbülans tespit sistemi: İlk radarlar yağmur damlalarının düşey hareketini algılarken daha sonraları yataydaki hareketler de algılanmaya başlamıştır. Yağmur damlalarının yataydaki hareketi kuvvetli rüzgarların güçlü bir sinyalidir. Yataydaki hareket, Doppler Shift metoduyla (Yansıların frekansı yağmur damlalarının hareket yönüne göre değişmektedir) çalışan türbülans tespit sistemleriyle algılanmaktadır. 135

136 Şimşek Çakması Tespit Yöntemi Güçlü hava akımlarının hareketleri sırasında sürtünmenin etkisiyle oluşan statik elektriğin eşik değeri geçmesi ile bulutlar arasında veya bulutlarla yer arasında elektriksel boşalma olur. Bu esnada hava ısınır ve genişler, bunun sonucu olarak gök gürültüsü ve radyo sinyalleri yayılır. Oluşan bu radyo dalgaları türbülans noktasının göstergeleridir. Stormscope Radar anteni gerektirmediği için özellikle tek motorlu uçaklarda kullanılır. Stormscope şimşek çakmasından dolayı oluşan radyo dalgalarının yoğunlaştığı frekans olan 50 khz civarına ayarlanır. Elektronik ekranda her şimşek çaktığında bir nokta işaretlenir ve fırtına bölgeleri oluşturulur. Şimşeğin yeri belirlenirken gelen radyo dalgalarının şiddetine bakılır. Uzakta ve şiddetli fırtına belirtisi olan dalgalar ile yakında ve zayıf olanların ayrımı ise dalgaların sıklığı ile anlaşılır. Büyük fırtınalar birim zamanda daha fazla şimşek çakması oluşturur. 136

137 137

138 Veri Aktarımı (Datalink) Hava durumu tespitine yeni bir ekleme olan veri aktarımı yöntemiyle hava durumu yer istasyonlarından uydular aracılığı ile hava araçlarına hava durumu bilgileri aktarılır. Gerekli olan sadece bir alıcı ve bilginin görüntüleneceği ekrandır. 138

139 Bu sistem rüzgar makaslarını pilottan önce fark edip ona göre rüzgar makasından nasıl geçileceği bilgisini pilota sunar. Temel çalışma prensibi hava hızı, yer hızı ve eylemsizlik kuvvetlerini ölçüp bunlardaki aşırı sapmaları tespit etmektir. Sıcaklık gibi bazı yardımcı öğelerin de ölçümlerini gösterir. (Rüzgar makasları çoğunlukla ani sıcaklık değişikliklerine sebep olurlar.) 139

140 Temel bileşenlerinden olan transponder ile birlikte çalışır. Ama en önemli bileşeni TCAS işlemcisidir. İşlemci sistem yazılımını koşturur. Yaklaşık 40 mil menzilindeki uçakların bilgisini alıp, hareketlerini izleyip çok kısa sürede işleyerek uygun komutları pilota iletir. Hava trafik kontrolden (ATC) bağımsız olarak iki uçak arasındaki koordinasyonu sağlar. NOT: TCAS a alternatif olarak GPS ve Uydu tabanlı çarpışma önleyici sistemler geliştirilmektedir. 140

141 Saniyede bir kez TCAS ın transponder ı otomatik olarak bir sorgulama yayımlar. Yayımlanan sinyal trafik gözetim radarının (SSR) yayımladığı sinyalin aynısıdır. Menzildeki uçaklar sorgulamaya yanıt verir. Birinci uçak gönderilen ve alınan sinyal arasındaki süre farkından diğer uçağa olan uzaklığını, sorgulama sonucu gelen bilgiden uçağın irtifasını ve yönlü antenlerle de yönünü belirler. NOT: Eğer karşıdaki uçak Mode-S transponder a sahip ise uçağın adres bilgisi de öğrenilebilir. Alınan bilgiler işlendikten sonra uzaklık değişim oranı hesaplanır ve buna göre çarpışma tehlikesi olup olmadığı belirlenir; eğer var ise uygun manevralar her iki uçağın pilotuna da iletilir. Koordinasyon bilgileri diğer uçağa datalink ile aktarılır. 141

142 Kontrol paneli: TCAS ve Transponder fonksiyonlarını kontrol eder Alt ve üst anten: Transponder için geniş kapsama alanı oluşturur. TCAS Bilgisayarı: Toplanan verileri işler ve karar verir. Yönlü Antenler: Diğer uçağın yönünü belirler. TA/RA Ekranı: TCAS bilgisayarı tarafından verilen uyarıları gösterir. 142

143 Trafik Önerileri (Traffic Advisory): 45 saniye mesafede muhtemel bir tehdit unsuru olduğunu belirtir. Pilotun tehlikenin farkında olmasını sağlar. Çözüm Önerileri (Resolution Advisory): Tehlikenin arttığının işaretidir. Tehdit unsurunun 30 saniye mesafede olduğunu belirtir. Pilota çarpışmayı önleyecek komutlar verir. 143

144 TCAS-I Sadece trafik önerileri sunar. Semboller, uyarılar ve ekran TCAS-II ile aynıdır TCAS-II Büyük ölçekli uçaklarda kullanılır. Çarpışma önleme yazılımı tam olarak koşmaktadır; hem trafik (TA) hem de çözüm (RA) önerileri oluşturmaktadır TCAS-III Diğer sistemlerden farklı olarak yatayda da kaçma hareketleri sunmaktadır; fakat bu hareketler yeni çarpışma patikaları oluşturabileceği için kullanılmamaktadır. 144

145 Whisper-Shout Transpoder, sorgulamalarını düşük güçte (2 watt) yapmaya başlar (Whisper). Bu sorgulamalar yakında bulunan ve transponder hassaslığı yüksek olan uçaklar tarafından cevaplanır. Daha uzaktaki uçaklara sorgulama yollamak için transponder gücünü yavaş yavaş arttırır. Bunu yaparken daha önce sorgulanan araçlardan gelen cevapları bastıracak bir sinyal de yayımlar. Böylece sadece uzaktaki araçların cevapları alınır. Güç 250 watt kadar olabilir (Shout) Yönlü Sorgulama (Directional Interrogation) Sorgulamalar yönlü antenler aracılığıyla yapılmaktadır. Antenler 90 derecelik dilimler halinde sorgulama yaparak sadece aktif dilimdeki araçlar cevap vermekte, böylece aşırı yüklenme önlenmektedir. 145

146 146

147 Sistem: Belirli amaçlar ve görevler setini yerine getirmek üzere bir arada bulunan elemanlar setidir. Mimari: Uluslararası sistem mühendisliği konseyi (INCOSE) altındaki sistem mühendisliği çalışma grubuna göre, mimari; işlevlerin sistem isterlerini karşılayacak şekilde elemanlara ve alt sistemlere atanmasıdır. 147

148 Dağınık (Federe) Mimariler Çeşitli aviyonik ekipmanların birbirine direk bağlandığı mimari çeşididir. Dağınık Mimarilerin Temel Özellikleri: Sistem içerisindeki her bir alt sistem ve ekipman birbirinden bağımsız olarak çalışır; örneğin verici ünitesi karşıdaki alıcı ünitesinin çalışmasından bağımsız olarak veri göndermeye devam eder. Sistem elemanlarının tek bağlantısı veri aldıkları kaynak ve güç kaynağı bağlantısıdır. Küçük ölçekli çözümler geliştirmekte yaygın olarak kullanılır. Dağınık Mimari Gerçekleştirebileceğimiz işlevler alıcı ünitenin yetenekleri ile sınırlıdır. 148

149 Tümleşik (Entegre) Mimariler İşlem yükünün mümkün olduğunca bir merkez üzerinde toplandığı mimari çeşididir. Tümleşik Mimarilerin Temel Özellikleri: Merkezi ünite genellikle bir bilgisayardır. Gerekli tüm hesaplamalar bu ünite üzerinde gerçekleştirilir. Dağınık mimariye göre daha modern ve karmaşık sistemlerde kullanılır. Bu tip mimarinin kullanıldığı sistemlere «yazılım yoğun» (software-intensive) sistemler de denir. Çeşitli vericilerden alınan veri, merkezi bilgisayarda koşturulan yazılım ile işlenerek çok daha karmaşık bilgiler elde edilebilir. Merkezi mimariler merkezi veri yolları ile birlikte gerçekten işlevsellik kazanır. 149

150 Karma Mimariler Tümleşik mimarilere dağınık mimari öğelerinin de eklendiği sistemlere karma mimariler denir. Karma Mimarilerin Temel Özellikleri: Tümleşik mimarilerde bazı işlemleri merkezi bilgisayar üstünde yapmak çok masraflı veya gereksiz olabilir. Bu durumda dağınık mimari kullanılır. En uygun ve en yaygın modern mimari biçimidir. Çözümlerin etkinliğinin arttırılmasında ve iş yükü dağılımında önemli kazançlar sağlar. 150

151 151

152 Standart dijital veri aktarım arayüzlerinin gelişmesi ile birlikte hava aracı sistemleri arası iletişim oldukça gelişmiştir. Standart arayüzlerle birlikte: Ekipmanlar arası iletişimi sağlayan kablo miktarı önemli derecede azalmıştır. Sistem elemanlarının değişik marka ve yenileri ile değişimi mümkün kılınmıştır. Yaygın veri aktarım arayüz çeşitleri: Tek kaynak, tek hedef Ekipmanlar arası birebir bağlantı sağlayan bu teknik, sistem entegrasyonlarında günümüzde tercih edilmemektedir. Tek kaynak, çoklu hedef Tek kaynaktan çıkıp birden çok hedefe veri götürülen bir aktarım çeşididir. ARINC-429 arayüzü bu türün bir örneğidir. Sivil havacılıkta ve özel jetlerde yaygın olarak kullanılır. Çoklu kaynak, çoklu hedef Birden çok kaynaktan birden çok hedefe veri iletimi yapılmaktadır. Genellikle askeri kullanıcılar tarafından tercih edilmektedir. MIL-STD-1553B bir örneğidir. 152

153 ARINC-429 tek kaynak-çoklu hedef modunda çalışan bir veri aktarım arayüzüdür. Sadece tek yönde veri akışını desteklemektedir. Uygulamada manyetik girişimi ve gürültüyü engellemek için genellikle topraklanmış korumalı, çiftlenmiş kablolar (screened, twisted wire pair with the screen earthed) kullanılır. Veri iki kabloda aktarılır ve biri diğerinin tersi veriyi taşır; kablonun birindeki voltaj sıfırdan +5 volta çıkıyorsa diğerinde ise sıfırdan -5 volta düşmektedir. 153

154 Bir verici ünitesi 20 tane alıcıya kadar destek vermektedir. Veri aktarımı düşük hızda, kbits/s; veya yaygın olarak yüksek hızda,100 kbits/s, yapılır. Bir verici birden fazla veri sağlayabilir; ancak her alıcı sadece kendi işine yarayan veriyi algılar. 154

155 Aktarılan mesajlar eş zamanlı mesajlar değildir. Veri akışı her an olabilir. Veri akışı olmadığı zaman sistem kendini boşa (null state) alır, sistemde voltaj yoktur. Mesaj aktarılacağı zaman mesaj tanımlayıcı bir bit gönderilir ve alıcı mesaj almaya hazır hale getirilir. Veri paketler halinde aktarılır ve ilk uyarıcı bit ile veri bitleri arasında karışıklığı önlemek için 4 bitlik boşluk (idle) bırakılır. Sistemde oluşabilecek kayıplardan dolayı sinyallerde belli bir tolerans aralığı vardır. 155

156 ARINC-429 sisteminde 3 adet durum söz konusudur: logic-1, null state, logic

157 Veri kodlanırken her biti tanımlamak için periyodun ortasında voltaj null seviyesine düşer ve periyot sonunda tekrar işlenen veriye göre yüksek voltaj veya düşük voltaj seviyesine sıçrar. Bir veri paketi 32 bitten oluşur. Ve paketler arasında 4 bit süresi bir boşluk bırakılır. Zamanlama otomatik ayarlanmış olur (self-clocking signal). İki kutuplu sıfıra dönümlü kodlama: ARINC sinyali bir kablo çiftinde birbirinin tersi olan iki sinyal olarak taşınır ve bu sinyalleri oluşturan her bir biti kodlayan voltaj seviyeleri bit periyodunun ortasında sıfıra döner. Buna iki kutuplu sıfıra dönümlü kodlama denir. 157

158 Parametre Yüksek Veri Hızı Düşük Veri Hızı Bit Hızı 100 kbit/s kbit/s Bit Süresi (Y) 10 µs ± 2.5 % 1/(Bit Hızı) µs ± 2.5 % Yarı Süre (X) 5 µs ± 5 % Y/2 µs ± 5 % Yetişme Hızı 1.5 ± 0.5 µs 10 ± 5 µs 158

159 ARINC mesajları temelde 5 bölümden oluşur: Eşitleme Biti (Parity): 32 bitlik dizinin 32. biti eşitleme bitidir. Bazı testler dışında, 32 bitlik dizindeki tek bit kodu sayısının («1») tek olması sağlanır. Bunu sağlayan bit 32. bittir. İlk 31 bitte tek sayıda «1» varsa son bit boş kalır; eğer çift sayıda bit varsa eşitleme bitine «1» atanarak tek sayıda «1» olması sağlanır. İşaret/Durum Dizini (Sign/Status Matrix-SSM): 30. ve 31. bitlerdir. Donanımların durumu, çalışma modu ve verinin geçerliliği konusunda bilgi taşır. Veri (Data): bitleri arası aktarılacak verinin kodlandığı yerdir. Bu kodlama çeşitli şekillerde olabilir. Bazen veri SDI bölümüne de taşabilir. Bu durumda SDI kullanılmaz. Kaynak/Hedef Tanımlayıcı (SDI): 9. ve 10. bitler. Gönderilen verinin hangi alıcıya hedeflendiğini belirtir. Çoklu vericili sistemlerde verinin kaynağını belirtir. Etiket (Label): 1-8 arası bitlerdir. Veri tipini ve onunla ilgili parametreleri belirtir. Ayrıca verinin kodlanma çeşidini belirterek okunmasını sağlar. NOT: Veri Aktarım Sırası: 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 9, 10, 11,..., 29, 30, 31,

160 Çoklu kaynak, çoklu hedef bir veri aktarım arayüzüdür. ARINC-429 a göre daha hızlı bir arayüzdür. Veri hızı 1Mb/s. Çift yönlü iletişim ile güvenilirlik artmıştır. Gönderilen bilginin alındı bilgisi yöneticiye iletilir. Bir hat üstünde birden fazla gönderici ve alıcı bulunabilir. ARINC- 429 da sadece bir alıcı bulunabilmektedir. 160

161 Standartta tanımlanan dört tane donanım elemanı bulunmaktadır: Veri Yolu (Data Bus) Terminaller (Remote Terminal) Veri Yolu Yöneticisi (Bus Controller) Veri Yolu Gözetleyicisi (Bus Monitor) 161

162 Korumalı çiftlenmiş kablolar veri yolunu oluşturur. Veri yoluna bağlanan her terminal için bir bağlantı noktası bulunur. Kablo çiftleri her bağlantı noktasında kendi karakteristik empedanslarına eşit bir direnç görmelidir. Bu sağlandığında veri yolu elektriksel olarak sonsuz bir veri iletim hattı gibi davranacak ve veri kaybı en aza indirilmiş olacaktır. Terminal Bağlantıları: Direk Bağlantı Transformatör Arayüzlü Bağlantı Veri yoluna direk bağlanır. Bağlantı mesafesi kısadır. Kablo yükünü arttırır. Veri yoluna transformatör aracılığıyla bağlanır. Bağlantı mesafesi uzundur. Kablo yükünü azaltır. Empedans uyumsuzlukları daha sık görülür. Empedans uyumsuzlukları daha az görülür. 162

163 Veri yolu, veri yolu yöneticisi ve veri yolu gözetleyicisi dışında kalan elektronik terminallerdir. Veri yolu ve alt sistemler arasındaki veri akışını sağlayan ekipmanlardır. Almaç/göndermeç ünitesi, kodlayıcı/çözümleyici, protokol kontrolcüsü, hafıza ünitesi ve alt sistem arayüzleri. 163

164 Veri akışını yönetmekten sorumlu sistem elemanıdır. Bir veri yolu üstünde birden fazla yönetici olabilir; fakat sadece biri aktif olarak çalışabilir. Veri yolunda yönetim komutlarını verme yetkisi olan tek ünitedir. Üç çeşit veri yolu yöneticisi vardır: Kelime Seviyesi Yönetici (Word Controller) Mesaj Seviyesi Yönetici (Message Controller) Dizin Seviyesi Yönetici (Frame Controller) 164

165 Veri yolundaki veri akışını gözetleyen sistem elemanıdır. Alınan bilgi devre dışı elemanlar için ve yedek yöneticiye gerekli bilgileri sağlamak için kullanır. Akan bütün bilgi alınabileceği gibi, seçilmiş bilgiler de alınabilir. İki çeşit gözetleyici bulunur: Test için veri kaydedici Yedek veri yolu yönetici destekçisi 165

166 Sözcük Tipleri: Kontrol, veri akışı, durum raporu ve veri yolu yönetimi 3 çeşit kelime (word) denen kendine özgü formatları olan iletişim birimleri kullanılarak yapılır. Emir Sözcükleri (Command Words) Terminal ekipmanlarını görevlendirir. Veri Sözcükleri (Data Words) Mesaj içindeki verinin kodlandığı birimdir. Durum Sözcükleri (Status Words) Gelen mesaja cevap olarak terminallerden gönderilen durum bilgisi taşıyan birimdir. 166

167 Sözcük tiplerinin ortak özellikleri 20 bit uzunluktan oluşur. İlk 3 bit senkronizasyon birimidir Sonraki 16 bit verinin kodlandığı alandır. Her sözcük tipinde değişik dizilim görülür. Son bit ise «parity» dir. ARINC-429 ile aynıdır. Kodlama her üçünde de ortak olarak Manchester-II formatında yapılır. «Selfclocking» bu formatta da görülür. Not: Veri işlenmesi voltaj seviyesine göre değil null seviyenin çaprazlanma kutbuna göre yapılır. Voltaj seviyesindeki değişim veri kaybına sebep olmaz. 167

168 Mesaj Formatı: Standartta tanımlanan 10 adet mesaj transfer formatı bulunmaktadır. Bu formatları iki ana grupta toplamak mümkündür. Veri Transfer Formatları (Information Transfer Formats) Gönderilen hatasız mesajlar terminaller tarafından algılanarak mesajların alındığına dair veri yolu yöneticisine durum bilgisi gönderilir. Yayınsal Veri Transfer Formatları (Broadcast Information Transfer Formats) Mesajlar bir defada birden çok alıcı terminale gönderilir. Mesajlar alındığında alıcı terminal durum bilgisi cevabını baskılar. Durum sorgulaması her alıcı için veri yolu yöneticisi tarafından daha sonra yapılır. 168

169 ARINC-429 ve MIL-STD-1553B den başka çeşitli aviyonik veri yolları bulunmaktadır. Bunlardan bazıları: CANbus: Mesaj tabanlı bir arayüz olup yaygın olarak otomotiv sektöründe kullanılmaktadır. Ayrıca endüstriyel otomasyon ve tıbbi cihazlarda da kullanılmaktadır. AFDX: Güvenlik kritik uygulamalarda kullanılan veri ağıdır. Hava aracı veri üniteleri arasındaki iletişimi sağlamak için kullanılır (Aircraft Data Network-ADN). ARINC-629: ARINC-429 un ötesinde çoklu vericiyle tek veri yolunu kullanan veri arayüzüdür. 169

170 Buckwalter, L., 2005, Avionics Training: Systems, Installation and Troubleshooting, Avionics Communication Inc., USA. Collinson, R.P.G., 2003, Introduction to Avionics Systems 2nd Ed., Kluwer Academic Publishers, U.K. Helfrick, A., 2002, Principles of Avionics 2nd Ed., Avionics Communication Inc., USA. Honeywell, 1988, Avionics Past & Present, USA. Moir, I., Seabridge, A., 2001, Aircraft Systems: Mechanical, Electrical, and Avionics Subsystems Integration, American Institute of Aeronautics and Astronautics Inc., USA. Stacey, D., 2008, Aeronautical Radio Communication Systems and Networks, John Wiley & Sons, England. United Airlines, Avionics Fundamentals, Jeppesen Sanderson Inc., California. 170

171 171