Tổng kết lợi ích của hệ thống hệ thống giám sát mới

4: Giám sát – Surveillance

4.5. Tổng kết lợi ích của hệ thống hệ thống giám sát mới

- Mức trách nhiệm cao hơn của KSVKL với những thay đổi chuyến bay - Tiết kiểm chi phí

- Hỗ trợ khẩn cấp

- Giảm lỗi trong các báo cáo vị trí - Theo dõi chất lượng

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ DẪN ĐƯỜNG HÀNG KHÔNG CNS/ATM

1: Các Khái Niệm Cơ Bản 1.1. Khái niệm về NDB

NDB trong tiếng anh là Non Directional Radio Beacon có thể được hiểu như là Đài dẫn đường vô tuyến vô hướng. NDB là hệ thống thiết bị được lắp đặt tại mỗi sân bay và một số địa điểm cố định để giúp máy bay xác định hướng bay và hướng sân bay cần đến.

Tín hiệu NDB đi theo đường cong của bề mặt trái đất nên có thể truyền đi ở khoảng cách xa( ở vĩ độ thấp), lợi thế hơn VOR. Nhưng tín hiệu NBD lại bị ảnh hưởng nhiều bởi khí quyển, địa hình đồi núi, khúc xạ ven biển, sấm sét, đặc biệt là ở tầm xa.

Hình 21: Một số đài dẫn đường vô hướng NDB

1.2. Cấu tạo của đài NDB

Cấu tạo NDB gồm 2 đài nhằm mục đích phù trợ không vận trong hai chế độ:

Hình 22: Đài NDB sử dụng phục vụ hạ cánh

+ Dẫn đường( En-router)

Hình 23: Đài NDB sử dụng phục vụ dẫn đường

Hình 24: Mô hình của đài NDB

- Anten: Máy phát có

+ Công suất nhỏ hơn 1kW thì dùng anten hình chữ T. + Công suất lớn hơn hoặc bằng 1kW thì dùng anten trụ.

- Trang thiết bị đặt trên máy bay gồm: + Máy thu ADF (Automatic Direction Finder) + Anten vô hướng: có 1 sợi dây dài.

+ Anten định hướng: Anten khung có thể hình tròn, hình vuông hoặc chữ nhật.

1.3. Chức năng của đài dẫn đường NDB

Máy bay được trang bị một hệ thống ADF (Automatic Direction Finder) sẽ xác định hướng của đài NDB và hiển thị trên bộ chỉ thị hướng tương đối RBI (Relative Bearing Indicator), đồng thời phi công sẽ giải mã tín hiệu Morse thu được để xác định đài NDB cần đến để định đường bay phù hợp.

Hình 25: Minh họa xác định hướng của đài NDB

1.4. Nhiệm vụ của đài dẫn đường NDB

B1. Khi NDB làm nhiệm vụ đài gần, đài xa (Locator) : Nó giúp cho tàu bay xác định được trục tâm (Center line) đường CHC kéo dài (chế độ Landing) (xem lại hình vẽ 2-1).

- Đài TD, đài GV xác định trục tâm đường CHC 25R (TSN) - Đài SG, Đài GN xác định trục tâm đường CHC 25L (TSN) - Đài BU, đài HT xác định trục tâm đường CHC 09 (BMT)

B2. Khi NDB làm nhiệm vụ đài điểm cho một sân bay: Nó giúp cho tàu bay xác định được hướng bay về sân bay sau đó hạ cánh theo phương thức bằng mắt.

Hình 26: Bay về đài NDB

B3. Khi NDB làm nhiệm vụ đài điểm cho một đường bay (chế độ Enroute): Nó được đặt nơi giao điểm giữa các đường hàng không (Airway) hay giữa một đường hàng không, giúp tàu bay bay đúng đường hàng không đó. Đài NDB cũng có thể xác định vị trí tàu bay như hình vẽ dưới đây

+ Giúp cho tàu bay xác định được trục tâm (Center line) đường CHC kéo dài.  Làm nhiệm vụ đài điểm cho một sân bay.

 Nó giúp cho tàu bay xác định được hướng bay về sân bay sau đó hạ cánh theo phương thức bằng mắt.

 Làm nhiệm vụ thời điểm cho một đường bay.

 Nó được đặt nơi giao điểm giữa các đường hàng không (Airway) hay giữa một đường hàng không, giúp tàu bay bay đúng đường hàng không đó .

2: Các Phương Thức Khai Thác NDB

2.1. Đài NDB được sử dụng cho dẫn đường trung cận:

- Các đài NDB được bố trí dọc theo đường bay. - Tầm phủ sóng phải thoả mãn tiêu chuẩn ICAO. - Có độ chính xác cho phép ± 10°.

2.2. Đài NDB được sử dụng cho dẫn đường tiếp cận và vùng chờ.

- Sử dụng tối thiểu hai đài NDB, cho một hướng tiếp cận. - Vùng chờ có thể sử dụng một hoặc hai đài NDB.

- Tầm phủ sóng phải thoả mãn tiêu chuẩn ICAO. - Phương thức tiếp cận không linh hoạt.

3: Tiêu chuẩn của cục Hàng Không Việt Nam về đài dẫn đường NDB

Đài dẫn đường vô tuyến vô hướng NDB là một phần không thể thiếu trong hoạt động hàng không.

Ở Việt Nam, các đài dẫn đường NDB làm nhiệm vụ đài điểm phải có bán kính trung bình của tầm phủ sóng danh định từ 25 đến 125 hải lý và từ 10 đến 25 hải lý cho các đài phụ trợ tiếp cận hạ cánh.

Giá trị cường độ trường tối thiểu trung bình trong vùng phủ sóng danh định là 70 dBµV/m. Công suất bức xạ không vượt quá 2dB so với giá trị cần thiết để để tạo ra một vùng phủ sóng danh định theo yêu cầu .

Bức xạ vô tuyến tại đầu ra anten sẽ được phát vô hướng lên tục trong không gian nhằm giúp máy bay nhận diện đài phát không bị gián đoạn (khi máy bay bay qua đài NDB hướng chỉ thị sẽ thay đổi 1800).

Thông thường luôn luôn có hai máy phát được lắp đặt trong cùng một đài NDB và sử dụng nhiều nguồn điện khác nhau để đảm bảo hoạt động không gián đoạn của hệ thống.

3.1. Đường hàng không

 Đường hàng không nội địa:

Là đường hàng không có điểm đầu và điểm cuối nằm trong lãnh thổ Việt Nam; chiều rộng là 20 km, trong trường hợp đặc biệt đến 30 km; giới hạn thấp là độ cao bay an toàn thấp nhất. Đường hàng không nội địa được ký hiệu bằng chữ W và đánh số thứ tự bằng chữ số Ả Rập.

 Đường hàng không quốc tế

Là đường hàng không trong vùng trời Việt Nam có chiều rộng là 30 km, trong phần vùng thông báo bay trên biển quốc tế do Việt Nam quản lý là 90 km; giới hạn thấp là độ cao bay an toàn thấp nhất. Đường hàng không quốc tế được ký hiệu bằng chữ A, B, G, L, M, N, P, R và đánh số bằng chữ số Ả Rập.

3.2. Tiêu chuẩn dựa trên đường hàng không

- Nhu cầu giao lưu hàng không quốc tế - Yêu cầu hoạt động bay nội địa

- Yêu cầu, khả năng cung cấp các dịch vụ bảo đảm hoạt động bay, bảo đảm an ninh, an toàn hàng không

- Yêu cầu, khả năng quản lý và bảo vệ vùng trời, bảo đảm quốc phòng và an ninh quốc gia

- Phù hợp quy hoạch phát triển ngành hàng không dân dụng Việt Nam và kế hoạch không vận của Tổ chức Hàng không dân dụng quốc tế.

3.5. Hệ thống đài NDB khu vực TCT cảng HKMT

4: Tiêu chuẩn của tổ chức Hàng Không dân dụng Quốc Tế về NDB (ICAO)

Đài chỉ mốc (Locator): là đài NDB làm việc trong giải tần LF/MF được sử dụng cho mục đích tiếp cận hạ cánh.

Máy thu ADF: Có giải thông bằng 6 KHz.

4.1. Giải tần số làm việc (Radio frequencies)

Giải tần làm việc của các đài NDB nằm trong khoảng từ 190KHz đến 1.750KHz. Với sai số tần số cho phép ∆f ≈ 0,01% so với tần số làm việc. Trong trường hợp đài NDB có công suất phát lớn hơn 200W và tần số làm việc lớn hơn 1.606,5KHz thì ∆f yêu cầu là 0,005 % .

Với các đài Locator làm nhiệm vụ kết hợp bổ trợ cho hệ thống ILS thì tần số làm việc giữa hai đài phải cách nhau một khoảng ∆fcr và được qui định: 15 KHz < ∆fcr < 25 KHz.

4.2. Công suất phát (Coverage)

Công suất phát của đài NDB phải được đảm bảo phủ sóng ứng với một cự ly nhất định tùy thuộc vào nhiệm vụ của đài.

- Trong chế độ “landing” : Từ (10 - 25) nautical mile. - Trong chế độ “en-route”: Từ (25 - 150) nautical mile.

- Công suất phát của một đài NDB không được vượt quá 2dB so với mức cần thiết để đảm bảo tầm phủ sóng của cự ly cho phép.

4.3. Điều chế (Modulation)

Tín hiệu âm tần điều chế của đài NDB thoả mản các tiêu chuẩn sau: - Tần số âm thanh điều chế (The Modulating tone):

+ Tiêu chuẩn 1.020 Hz - 50 Hz . + Tiêu chuẩn 400 Hz - 25 Hz .

- Độ sâu điều chế (The depth of modulation)  95%

4.4. Tín hiệu nhận dạng (Identification)

- Sử dụng mã Morse quốc tế . - Tốc độ 7 Ident / 1 phút .

- Thời gian được phép mất Ident : Không quá 60s.

Hình 28: Bảng mã Morse quốc tế

4.5. Hệ thống giám sát và điều khiển (Monitoring)

Tiêu chuẩn tối thiểu của hệ thống giám sát và điều khiển của một đài NDB gồm: - Công suất: Khi công suất giảm -3 dB phải tự động chuyển máy (hoặc tắt máy). - Mất tín hiệu nhận dạng: Phải tự động chuyển máy (hoặc tắt máy).

- Hệ thống Giám sát có sự cố: Phải tự động chuyển máy (hoặc tắt máy).

4.6. Hệ thống cấp nguồn (Power supply)

Hệ thống cấp nguồn đầy đủ cho một đài NDB gồm ba dạng theo thứ tự ưu tiên sau: - Điện mạng công nghiệp (AC)=> Điện máy nổ (AC)=> Ắc-quy (DC).

- Khi mất nguồn, thời gian chuyển đổi từ nguồn này sang nguồn khác tùy thuộc vào nhiệm vụ của thiết bị (thông thường từ 8”- 20”).

- Hệ thống chuyển đổi lý tưởng là hệ thống chuyển đổi tự động. Mô hình hoạt động của hệ thống được chỉ ra ở hình vẽ dưới đây

Hình 29: Sơ đồ chuyển đổi hệ thống nguồn

4.7. Ăng-ten (Antenna)

Thông thường các đài NDB sử dụng các dạng Ăng-ten sau : + Ăng-ten chữ “T”.

+ Ăng-ten chữ “I”.

+ Ăng-ten có hệ số phẩm chất cao - Polestar.

Ăng-ten được đánh giá qua một tham số gọi là hệ số bức xạ của ăngten. Hệ số đó được định nghĩa :

công su tấ b cứ xạra không gian công su tấ đ uầ vào c aủ ăng ten

Hệ số bức xạ của ăng-ten phụ thuộc vào công suất đầu vào của ăngten (tức công suất của máy phát). Công suất đầu vào càng lớn đòi hỏi hệ số bức xạ của ăng-ten càng lớn tức phẩm chất của ăng-ten càng cao.

Input power to antenna Radiation efficiency of antenna 5KW 20% (-7 dB) 5KW 10% (-10 dB) 1KW 8% (-11 dB) 500KW 5% (-13 dB) 100KW 3% (-15 dB) 50KW 2% (-17 dB) 10KW 1% (-20 dB) 10KW 0,3% (-25 dB)

Bảng 1: Sự phụ thuộc giữa công suất đầu vào của ăng-ten và hệ số bức xạ.

4.8. Vị trí đặt đài (Siting)

- Khi NDB làm nhiệm vụ đài locator kết hợp bổ trợ cho hệ thống ILS thì vị trí của nó đặt ở vị trí của đài Outer và Middle marker và nằm về cùng 1 phía của trục tâm đường hạ cánh.

- Khi NDB là đài điểm :

+ Nếu trong chế độ Enroute thì nó là giao điểm của hai Airway hoặc nằm trên một Airway và là tâm của Airway đó. Chiều cao của Anten được tính toán phù hợp với công suất của máy

+ Nếu trong chế độ Landing thì nó được đặt tại sân bay ở một vị trí thuận lợi cho việc phát sóng, chiều cao Anten không được vi phạm vào qui định về chướng ngại vật của sân bay.

-Khi NDB là đài gần, đài xa :

+ Nếu là đài xa, chiều cao Ăng-ten tối thiểu 18 m, vị trí đài cách điểm chạm bánh trên đường CHC từ 6.500 m đến 11.100 m .

+ Nếu là đài gần, chiều cao Ăng-ten tối đa 12 m, vị trí đài cách điểm chạm bánh trên đường CHC 900 m đến 1.200 m .

CHƯƠNG 3: THIẾT BỊ NDB SA 1000 1: Các Khái Niệm Cơ Bản

1.1. Mô tả tổng quát về máy phát SA1000

 SA1000 là một máy phát AM, có công suất sóng mang điều chỉnh được từ 200w đến 1000w. Máy phát dùng công nghệ switching ở các tầng công suất và các khối điều chế,ổn áp, làm cho hệ thống đạt được hiệu suất cao trong một kích thước nhỏ gọn.  Phần kích thích RF gồm một mạch tổng hợp tần số từ 190 đến 535khz, điều khiển

bằng thạch anh, một mạch dao động ra 2 tần số âm tần 1020hz hoặc 400hz dùng cho đài hiệu,một bộ tạo mã đài hiệu theo mã Morse có thể được cài đặt bằng công tắc, môt mạch kiểm tra và một mạch xử lý thoại ( tùy chọn).

 Phần công suất của máy phát gồm 4 hệ thống 250w độc lập nhau.Mỗi hệ thống có một bộ lọc ngõ ra, một tầng khuếch đại công suất switching, bộ điều chế/ổn áp switching. Ngõ ra RF của mỗi hệ thống được kết nối lại và cung cấp tín hiệu 1000w đến bộ ghép ante.

 Đài NDB gồm 2 máy phát SA1000 và một bộ chuyển đổi tự động đưowjc đặt trong một tủ máy duy nhất.

1.2. Đặc tính của máy phát SA1000

 Chất lượng: Thõa mãn các đòi hỏi của ICAO và FCC.

 Tần số: 190÷535khz, tổng hợp tần số điều khiển bằng thạch anh,lựa tần số bằng cách thay đổi công tắc với các bước cách là 500hz. Độ ổn định tốt hơn 0,005%( nhiệt độ từ -40ᵒC÷70ᵒC).

 Công suất sóng mang trên tải 50Ω chỉnh được liên tục từ 200w đến 1000w.

 Điều chế: Mạch điều chế / ổn áp cung cấp mức điều chế từ 0÷95%.Âm tần 400hz hoặc 1020hz trong may được lựa chọn bằng cách đặt jumper.

 Nguồn điện vào: 115/230 VAC ± 10%, 50/60hz 1 pha và 144VDC. Công suất tiêu thụ danh định là 1800w với 1000w công suất sóng mang phát ra và điều chế ở mức 95%.

 Nguồn điện bình: khi sử dụng điện bình vào lúc mất điện, cần phải có 2 loại điện thế 144VDC và 24VDC. Công suất đòi hỏi cho 144V là 8A và 2,5A cho 24V. Công suất ra giảm khoảng 15% hoặc nhỏ hơn.

cấp cho tầng công suất, dòng điện công suất, phần trăm biến điệu, mức âm tần ngõ vào( khi dùng thoại).

 Đài hiệu: Bộ keyer bằng bán dẫn cung cấp cho 95 công tắc để đặt các khoảng tương đương. Trong mã Morse, một khoảng này chỉnh được từ 63ms đến 1666ms.

 Bảo vệ mạch: Các cầu chì riêng biệt được dùng để bảo vệ các mạch AC và DC. Một mạch sóng dội VSWR vượt quá một giá trị chỉnh trước.

 Điều kiện hoat động: Nhiệt độ từ -50ᵒC÷ +70ᵒC, độ ẩm từ 0÷100%.

 Kiểm tra giám sát: máy phát sẽ ngưng hoạt động khi bị mất đài hiệu, điều chế xuống thấp hơn mức chỉnh trước, tone đài hiệu bị dính, công suất xuống thấp hơn mức chỉnh trước, sóng phản xạ tăng lên hơn mức đã chỉnh trước. Với hệ thống có máy dự phòng, tín hiệu ngưng máy sẽ khởi động máy dự phòng làm việc.

 Ngõ vào ( tùy chọn ): Cân bằng, 600Ω±20%, -17dbm, dòng DC không vượt quá mức 3mADC

1.3. Mô tả tổng quát bộ ghép anten PC-1kilo

 Bộ ghép anten dùng để ghép công suất ra của máy phát có trở kháng 50Ω với anten hoặc chữ T,hoặc anten trụ.

 Bộ ghép gồm có một biến thế phối hợp trở kháng, một cuộn dây lớn có các đầu ra với một vòng điều chỉnh cộng hưởng quay được do mạch tự động điều chỉnh cộng hưởng điều khiển bằng motor hoặc quay bằng tay.

 Bộ ghép được lắp đặt trong một hộp bằng nhôm, có bảo vệ tác động của thời tiết và được thiết kế để lắp đặt ngoài trời.

1.4. Đặc tính bộ ghép anten PC-1 Kilo

 Trở kháng vào :50Ω.

Trở kháng tải: 2Ω÷25Ω điện trở,700pF÷1500pF điện dung. Tần số: 190KHZ ÷535KHZ với tải 700pF ÷1500pF.

Công suất RF ngõ vào: 2000W trung bình,4000w đỉnh.

Đồng hồ đo: dùng anten, công suất sóng dội, một đồng hồ công tắc 4 vị trí: OFF,công suất sóng dội, 0-20A,0-10A.

 Cộng hưởng: Cuộn dây lớn với các đầu chọn thô, các đầu chọn tinh và một vòng chỉnh cộng hưởng quay được. Các đầu chọn thô và chọn tinh được lựa chọn bằng các mối hàn phía sau bảng thao tác .Hệ thống tự động điều chỉnh sẽ điều khiển vòng cộng hưởng đến vị trí cộng hưởng chính xác.

4000m. Bộ ghép anten được thiết kế để lắp đặt ngoài trời.

 Nguồn điện vào: 12VDC, 50mA,do máy phát cung cấp hoặc 110/220VAC( tùy chọn) khi dùng với các máy phát khác.

Kích thước: dài 120cm,đường kính 76cm.