SEYRÜSEFER VE YARDIMCILARI
BİLGİLENDİRME 25 Ekim 2016 Tarihi 1. Quiz
BU SUNUMUN İÇERİĞİ Seyrüsefer Yöntemleri Radyo Seyrüsefer Yardımcıları Elektromanyetik Dalga Modülasyon
SEYRÜSEFERİN TANIMI Seyrüsefer, havacılıktan önce denizcilikte kullanılan gemilerin bir noktadan diğer bir noktaya gidişine verilen ifadedir. Havacılığın gelişmesi ile birlikte seyrüsefer kelimesi havacılık terimleri içinde yer almıştır. Kelime anlamı olarak bir uçağın kalkış aşamasından iniş aşamasına kadar takip edeceği güvenli ve en kısa yolu ifade eden terim olarak kullanılmaktadır.
SEYRÜSEFER YÖNTEMLERİ Havacılıkta temel olarak 4 farklı seyrüsefer yöntemi kullanılmıştır. Bunlar; Harita Okuma Tekniği (Kara Seyrüseferi): Pilot konum ve pozisyon bilgisini üzerinde uçtuğu konumu harita ile karşılaştırma yaparak bulmaktadır. Bu sayede ulaşmak istediği noktayı, görerek uçuş şartlarında ve harita ile yer şekillerini karşılaştırarak gerçekleştirmektedir.
Gökyüzü Cisimleriyle (Celestial) Seyrüsefer: Belirgin gökyüzü cisimlerini (güneş, gezegen, ay, yıldızlar) kullanarak yapılan seyrüseferdir. Ufuk ile cisim arasında yer alan açının ölçülmesi prensibiyle gerçekleştirilir. Seyrüsefer sırasında en çok kullanılan gökyüzü cismi ise güneştir. Ayrıca özel olarak belirlenmiş 57 yıldız ile de gerçekleştirilir.
Hesaplamalı Seyrüsefer (Dead Reckoning): Mesafe, hız, yön, zaman, rüzgâr gibi faktörlerin bilinerek hiçbir seyrüsefer yardımcısı kullanılmadan bilinen bir noktadan belirli bir süre sonra istenilen noktaya gitmeyi hedefleyen seyrüsefer türüdür. Bu yöntem ilk olarak pusulanın icadı ile denizcilikte kullanılmaya başlanmış olup havacılığın gelişmesi ile hava araçlarında da kullanılmaya başlanmıştır.
Radyo seyrüseferi: Hava aracının yer tabanlı (VOR, NDB, DME, VDF) ve uzay tabanlı (GPS, GLONASS, Galileo) sistemlerden aldığı radyo sinyalleri aracılığıyla yaptığı seyrüsefer tipidir. Günümüzde aktif olarak kullanılan yer tabanlı seyrüsefer yardımcılarının yerine uzay tabanlı seyrüsefer yardımcılarının kullanılması için gerekli çalışmalar devam etmektedir.
RADYO SEYRÜSEFER YARDIMCILARI Radyo seyrüsefer yardımcıları uçuşun her aşamasında (kalkış, düz uçuş, yaklaşma, iniş vb.) hava aracının emniyetli bir şekilde hareket etmesini sağlayan radyo dalgaları ile çalışan elektronik sistemlerdir. Hava şartlarının kötü olduğu durumlarda, yüksek irtifada hassas uçuşlarda, yaklaşma ve inişin hassas yapılması gereken durumlarda seyrüsefer yardımcıları kritik önem taşımaktadır.
RADYO SEYRÜSEFER YARDIMCILARI AMAÇLARI Hava trafiğinin düzenlenmesi (aynı doğrultulu uçakların irtifalarının ayarlanması), Uçulan bölgenin engebe durumunun belirlenmesi, Havada görüş sıfır bile olsa bu sistemler sayesinde piste iniş yapılabilir ve yön bilgisi verilebilir.
RADYO SEYRÜSEFER YARDIMCILARI ELEKTROMANYETİK DALGA Radyo seyrüsefer yardımcıları; vericinin (Emitter - E) gönderdiği radyo elektromanyetik dalgalarının alıcı (Receiver R) tarafından alınması prensibiyle çalışırlar. Verici Anten: Elektrik akımının belirli bir yere yollanması için elektrik akımını, verici anten, elektromanyetik dalgalara dönüştürür ve boşluğa gönderir. Alıcı Anten: Buna karşılık alıcı anteni, boşluktaki elektromanyetik dalgaları alıp elektrik enerjisine çevirir ve bunu elektronik aygıtlara göndererek bilgiyi orijinal formuna dönüştürür (müzik, görüntü, yazı).
Sinüzoidal dalganın (belli frekanslarla tekrar eden, belli genlikler arasında gidip gelen dalgalar) herhangi bir noktasından başlamak üzere yine aynı noktaya ulaşıncaya kadar geçen süreye peryod (T) denir. Birim zamandaki (1 sn) peryod sayısına ise frekans (f) denir. f= 1/T dir. Frekans birimi Hertz (Hz) dir. 1 KHz = 1.000 Hz 1 MHz = 1.000.000 Hz 1 GHz = 1.000.000.000 Hz dir.
Bir radyo dalgasının bir periyodunda kat edilen yol dalga boyunu (ƛ) verir. Birimi m dir. c = ƛ.f ve ƛ =c/f dir. Düşük frekanslı elektromanyetik dalgalar uzun dalga boyuna sahip iken, kısa dalga boylu olanlar ise büyük frekanslıdır.
Radyo Frekans Kategorileri
SES DALGALARI (SD) VE RADYO DALGALARI (RD) SD 30 Hz ile 3 KHz arasındadır, SD nı kulak duyabilir iken RD nı kulak işitemez, RD rının frekansları 3 KHz dan büyüktür, SD nın menzili çok düşük iken RD nın menzili çok uzundur, SD rı ses hızıyla yayılırken (340 m/sn), RD rı ışık hızıyla yayılır (300.000 KM/sn), RD rı yansıma,kırılma, kırınım özelliklerine sahiptir, RD rı emilebilir veya enerji kaybedebilirler.
Havacılıkta radyo seyrüseferi, Birden çok frekans bandında (LF, MF, HF, VHF), Birden çok dalga tipinde (yer dalgası, gök dalgası, uzay dalgası) Birden fazla yayılım yöntemiyle (kırılma, yansıma, kırınım ve emilim) yayılım gerçekleştirebilmektedir. Ayrıca seyrüsefer yardımcıları kullanım alanına yayınlar yapmaktadır. göre yönsüz ve yönlü VHF yön bulucu, ADF, ILS, VOR, DME, Radar ve MLS hava araçlarında kullanılan temel seyrüsefer yardımcılarıdır.
MODÜLASYON Ses Dalgaları nın Radyo Dalgaları nın üzerine bindirilip uzak menzillere iletilmesi sağlanır. Uzak menzillere gönderilmek istenen ses veya görüntü bilgisinin bir taşıyıcı RD sı üzerine bindirilmesi işlemine modülasyon denir. Bu işlemde ses veya resim bilgisini içeren dalgaya modüle eden dalga, yüksek frekanslı taşıyıcı RD sına ise modüle edilen veya taşıyıcı dalga adı verilir.
Radyo Dalgalarında Kırılma, Yansıma, Kırınım ve Emilme Özellikleri Kırılma (Refraction): Yoğunluğu farklı 2 ortam söz konusu iken, RD nın bir ortamdan başka bir ortama geçmesi özelliğidir. Dalga frekansı yüksek ise kırılma düşük olur. Yüksek frekanslı dalgalar bulundukları doğrultuyu koruma eğilimindedirler. Yansıma (Reflection): RD nın ortam değiştirmeden sadece yön değiştirmesidir. Yansıma olabilmesi için RD nın dalga boyunun yansıyacağı engelin boyutlarından küçük olması gerekir. Kırınım (Diffraction): Keskin bir yansıma değildir. RD nın dalga boyu ile engel boyutları aynı mertebede olursa kırınım olacaktır. Kilometrik dalgalar yeryüzünü yalayarak yollarına devam ederlerken hektometrik dalgalar ev, bina gibi engelleri yalayarak yollarına devam ederler. Bu yüzeylerden yansıma söz konusu olamaz.
Emilme (Absorbtion): Gönderilen sinyal alıcıya ulaşıncaya kadar sinyal gücünde zayıflama olur. Bunu etkileyen faktörler; RD nın yayıldığı ortam, yüzey önemlidir (toprak yüzeyi, su yüzeyi). Deniz üzerinde yayılan dalgaların menzili çok fazla olacaktır. Toprağın da nemli olması tercih edilir, Frekans arttıkça menzil düşer, emilme artar, E ve R arasındaki mesafe ne kadar yüksek ise emilmeden kaynaklanan zayıflama artar, Verici (E) gücü ile menzil doğru orantılı olarak artar. Örneğin E ve R arasındaki mesafeyi iki kat arttırmak için E nin gücünü dört kat arttırmak gereklidir.
DALGA TİPLERİ 1. Yer Dalgaları 2. Gök Dalgaları 3. Optik Dalgalar
YER DALGALARI Yavaş yavaş zayıflayıp tamamen sönünceye kadar yeryüzü eğrisini takip eden dalgalardır. Yeryüzüne paralel olarak yayılırlar. Yer dalgalarının yayılmalarını etkileyen faktörler: Toprağın tipi (toprak ne kadar nemli ise menzil o kadar artar), Frekans (frekans azaldıkça menzil artar), Verici gücü (vericinin gücü ne kadar yüksek ise menzil de o oranda artar), yer dalgalarının etkili olduğu iki seyrüsefer sistemi vardır ki bunlar okyanus üzeri uzun menzilli seyrüseferlerde kullanılan OMEGA ve LORAN sistemleridir.
GÖK DALGALARI Atmosferin iyonosfer katlarına çarpıp yansıyarak tekrar yeryüzüne dönen dalgalardır. İyonosfer atmosferin en dış katmanıdır ve yerden yaklaşık 70-90 KM arasında bir mesafededir. Bu katmanın yüksekliği sabit olmayıp zamana ve mevsime göre değişkenlik gösterir. Gündüzleri ise geceye göre daha alçak seviyededir.
OPTİK DALGALAR Doğrusal olan ve iyonosfer tabakasından yansımaksızın iyonosfer tabakasını delip geçerek uzaya ulaşan yüksek frekanslı dalgalardır. Frekans değeri 30 MHz den büyük olan dalgalardır. Optik dalgaların alıcılar tarafından alınabilmesi irtifaya bağlıdır.
RADYO DALGALARININ YAYILIMINDA ORTAYA ÇIKAN PROBLEMLER 1. Fading Olayı 2. Sessiz Bölge 3. Direk Dalgaların İrtifaya Bağlı Olarak Alınması 4. Sessizlik (Belirsizlik) Konisi
FADİNG OLAYI Aynı enerjili ve frekanslı iki dalga alıcıya aynı anda ulaşırsa, alıcıda alınan işaretin gücünde zaman içerisinde artma ve azalma yani bir dalgalanma meydana gelir. Aynı anda bir dalganın maksimum, digerinin minimum degerine ulasması (aynı fazda olması durumu) ise sinyalin güçlenmesine neden olur. Örneğin, direkt olarak uçağa ulaşan yer dalgası ile iyonosferden yansıyıp daha uzun bir yol kat ederek uzaktaki alıcıya ulaşan gök dalgasının aynı anda alınması fading olayına sebep olur. Özellikle geceleri, MF bandında yayın yapan vericilerde ortaya çıkar. Bu nedenle NDB gibi MF bandında yayın yapan radyo seyrüsefer yardımcılarının geceleri gönderdikleri bilgiye güvenilmemelidir.
SESSİZ BÖLGE Özellikle HF (Yüksek Frekans) bandında yayın yapan vericilerde ortaya çıkar. HF bandında yer ve gök dalgaları hakimdir. Genelde etkili olan ise gök dalgalarıdır: Frekans: Verici frekansı ne kadar düşük ise özelikle yer dalgalarının ulaşacağı menzil o kadar artacak ve sessiz bölge küçülecektir. Toprağın Tipi: Toprağın nemli olması oranında yer dalgalarının menzili artar. Bu da sessiz bölgeyi daraltacaktır. Zaman: Özellikle geceleri gök dalgalarının menzili daha yüksektir. Bu durumda sessiz bölgesi küçülecektir.
DİREK DALGALARIN İRTİFAYA BAĞLI OLARAK ALINMASI Anlaşılacağı gibi direk dalgaların alınması uçağın konumuna ve irtifasına bağlı olarak değişmektedir. SESSİZLİK (BELİRSİZLİK) KONİSİ Genelde tüm yer istasyonlarında görülen bir problemdir. İstasyonda dikey eksenden ± 40º - 45º lik koni seklindeki bölge içerisinde bulunan uçaklar istasyonun gönderdiği sinyalleri sağlıklı olarak alamazlar.
Frekans Bantlarının Özellikleri ELEKTROMANYETİK DALGA
VLF (Very Low Frequency): Ticari telgraf çekimleri, radyo yayınları LF (Low Frequency): NDB, LORAN MF (Mediurn Frequency): NDB, LORAN, yerden yere veya nadiren havadan yere haberleşme HF (High Frequency): Uzun menzilli yerden yere ve havadan yere haberleşme VHF (Very High Frequency): VOR, ILS Localiser, Markers, VDF, FM radro ve televizyon yayını, telsiz haberleşmesi. UHF (Ultra High Frequency): DME, ILS Glide Path, TACAN, askeri haberleşme, GPS SHF (Super High Frequency) ve EHF (Extremely High Frequency): MLS, Radyo altimetre, tüm radar sistemleri
SUNUMDA KULLANILAN KAYNAKLAR ÖZER Haluk, Seyrüsefer ATSEP Temel Eğitimi/Seyrüsefer Yardımcı Sistemleri, 2010. Seyrüsefer Dairesi Başkanlığı Radyo Seyrüsefer Yardımcıları Eğitim Notları Devlet Hava Meydanları İşletmesi Hava Seyrüseferi Ders Notları
Bir sonraki derste görüşmek dileğiyle Öğr.Gör. Gülaçtı ŞEN İstanbul Aydın Üniversitesi Havacılıkta Yer Hizmetleri Bölümü