Comment les pilotes utilisent la navigation aérienne pour voler
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- L'estime et le pilotage
- Méthodes de radionavigation pour les aéronefs
- Navigation GPS
- Comment les pilotes utilisent les aides à la navigation
La navigation aérienne est accomplie par diverses méthodes. La méthode ou le système qu'un pilote utilise pour naviguer dans les système d'espace aérien dépendra du type de vol qui aura lieu (VFR ou IFR), des systèmes de navigation installés sur l'avion et des systèmes de navigation disponibles dans une certaine zone.
Voici quelques-uns des principaux outils et techniques que les pilotes utilisent pour la navigation.
L'estime et le pilotage
Au niveau le plus simple, la navigation est accomplie grâce à des idées connues sous le nom d'estime et de pilotage. Le pilotage est un terme qui fait référence à la seule utilisation de références visuelles au sol. Le pilote identifie les points de repère, tels que les rivières, les villes, les aéroports et les bâtiments et navigue entre eux. Le problème avec le pilotage est que, souvent, les références ne sont pas facilement visibles et ne peuvent pas être facilement identifiées dans des conditions de faible visibilité ou si le pilote s'écarte même légèrement de la trajectoire. Par conséquent, l'idée de l'estime a été introduite.
L'estime implique l'utilisation de points de contrôle visuels ainsi que des calculs de temps et de distance. Le pilote choisit des points de contrôle facilement visibles depuis les airs et également identifiés sur la carte, puis calcule le temps qu'il faudra pour voler d'un point à l'autre en fonction de la distance, de la vitesse et des calculs de vent. Un ordinateur de vol aide les pilotes à calculer les calculs de temps et de distance et le pilote utilise généralement un journal de planification de vol pour suivre les calculs pendant le vol.
Méthodes de radionavigation pour les aéronefs
Avec des aéronefs équipés d'aides à la radionavigation (NAVAIDS), les pilotes peuvent naviguer avec plus de précision qu'avec l'estime seule. Les aides à la navigation radio sont utiles dans des conditions de faible visibilité et constituent une méthode de secours appropriée pour les pilotes de l'aviation générale qui préfèrent l'estime. Ils sont aussi plus précis. Au lieu de voler d'un point de contrôle à un autre, les pilotes peuvent voler en ligne droite vers un « repère » ou un aéroport. Des aides à la navigation radio spécifiques sont également requises pour les opérations IFR.
Il existe différents types d'aides à la navigation radio utilisées dans l'aviation :
Radiogoniomètre automatique et balise radio non directionnelle
La forme la plus élémentaire de radionavigation est la CAD/NDB paire. Un NDB est une radiobalise non directionnelle qui est stationnée au sol et émet un signal électrique dans toutes les directions. Si un avion est équipé d'un radiogoniomètre automatique (ADF), il affichera la position de l'avion par rapport à la station NDB au sol.
L'instrument ADF est essentiellement un pointeur fléché placé sur un affichage de type boussole. La flèche pointe toujours dans la direction de la station NDB, ce qui signifie que si le pilote pointe l'avion dans la direction de la flèche dans une situation sans vent, il volera directement vers la station. L'ADF/NDB est une NAVAID obsolète, et c'est un système sujet aux erreurs.
Étant donné que sa portée est en visibilité directe, un pilote peut obtenir des lectures erronées en volant en terrain montagneux ou trop loin de la station. Le système est également soumis à des interférences électriques et ne peut accueillir qu'un nombre limité d'avions à la fois. Beaucoup sont mis hors service à mesure que le GPS devient la principale source de navigation.
Portée omnidirectionnelle VHF (VOR)
À côté du GPS, le système VOR est probablement le NAVAIDS le plus couramment utilisé dans le monde. VOR, abréviation de VHF Omnidirectional Range, est une NAVAID radio qui fonctionne dans la gamme des très hautes fréquences. Les stations VOR sont situées au sol et transmettent deux signaux : un signal de référence continu à 360 degrés et un autre signal directionnel de balayage.
L'instrument de l'avion (OBI) interprète la différence de phase entre les deux signaux et affiche les résultats sous forme de radiale sur l'OBI (indicateur omni-incidence) ou HSI (indicateur de situation horizontale), selon l'instrument utilisé par l'avion. Dans sa forme la plus basique, l'OBI ou le HSI indique sur quelle radiale de la station se trouve l'avion et si l'avion vole vers ou loin de la station.
Les VOR sont plus précis que les NDB et sont moins sujets aux erreurs, bien que la réception soit toujours sensible à la ligne de visée uniquement.
Équipement de mesure de distance (DME)
L'équipement de mesure de distance (DME) est l'une des aides à la navigation les plus simples et les plus utiles à ce jour. Il s'agit d'une méthode de base utilisant un transpondeur dans l'avion pour déterminer le temps nécessaire pour qu'un signal se déplace vers et depuis une station DME. Le DME transmet sur les fréquences UHF et calcule la distance oblique. Le transpondeur de l'avion affiche la distance en dixièmes de mile nautique.
Une seule station DME peut gérer jusqu'à 100 aéronefs à la fois, et ils coexistent généralement avec des stations au sol VOR.
Système d'atterrissage aux instruments (ILS)
Un système d'atterrissage aux instruments (ILS) est un système d'approche aux instruments utilisé pour guider les aéronefs jusqu'à la piste à partir de la phase d'approche du vol. Il utilise à la fois des signaux radio horizontaux et verticaux émis à partir d'un point le long de la piste. Ces signaux s'interceptent pour donner au pilote des informations de localisation précises sous la forme d'une pente de descente - une trajectoire de descente stabilisée à angle constant jusqu'à l'extrémité d'approche de la piste. Les systèmes ILS sont largement utilisés aujourd'hui comme l'un des systèmes d'approche les plus précis disponibles.
Navigation GPS
Le système de positionnement global est devenu la méthode de navigation la plus précieuse dans le monde de l'aviation moderne. Le GPS s'est avéré extrêmement fiable et précis et est probablement la NAVAID la plus couramment utilisée aujourd'hui.
Le système de positionnement global utilise 24 satellites du département américain de la Défense pour fournir aux pilotes des données de localisation précises, telles que la position, la trajectoire et la vitesse de l'avion. Le système GPS utilise la triangulation pour déterminer la position exacte de l'avion au-dessus de la terre. Pour être précis, un système GPS doit avoir la capacité de recueillir des données d'au moins trois satellites pour le positionnement 2-D et quatre satellites pour le positionnement 3-D.
Le GPS est devenu une méthode de navigation privilégiée en raison de sa précision et de sa facilité d'utilisation. Bien qu'il existe des erreurs associées au GPS, elles sont rares. Les systèmes GPS peuvent être utilisés partout dans le monde, même en terrain montagneux, et ils ne sont pas sujets aux erreurs des NAVAIDS radio, telles que la visibilité directe et les interférences électriques.
Comment les pilotes utilisent les aides à la navigation
Les pilotes voleront selon les règles de vol à vue (VFR) ou les règles de vol aux instruments (IFR), selon les conditions météorologiques. Dans des conditions météorologiques visuelles (VMC), un pilote peut voler en utilisant uniquement le pilotage et l'estime, ou il peut utiliser des techniques de radionavigation ou de navigation GPS. La navigation de base est enseignée dans les premiers stades de la formation en vol.
Dans des conditions météorologiques de vol aux instruments (IMC) ou en vol IFR, un pilote devra se fier aux instruments du poste de pilotage, comme un VOR ou un système GPS. Parce que voler dans les nuages et naviguer avec ces instruments peut être délicat, un pilote doit gagner un Qualification aux instruments de la FAA voler en conditions IMC légalement.
Actuellement, la FAA met l'accent sur une nouvelle formation pour les pilotes de l'aviation générale dans avion technologiquement avancé (TAA) . Les TAA sont des aéronefs dotés de systèmes embarqués hautement techniques, tels que le GPS. Même les avions de sport légers sortent de l'usine avec des équipements de pointe ces jours-ci. Il peut être déroutant et dangereux pour un pilote d'essayer d'utiliser ces systèmes de cockpit modernes en vol sans formation supplémentaire, et les normes de formation actuelles de la FAA n'ont pas suivi ce problème.
La FAA a mis à jour Programme FITS a finalement abordé la question, bien que le programme soit toujours volontaire.