Distance Measuring Equipement e Tactical Air Navigation.  

Il principio di funzionamento del DME.
Il DME (Distance Measuring Equipment) è il sistema che offre al pilota la possibilità di leggere direttamente da bordo la distanza fra l'aereo e una stazione DME a terra. La determinazione della distanza è resa possibile dal "dialogo" Continuo fra il trasmettitore di bordo, chiamato interrogatore, e il transponder, o risponditore, della Stazione a terra. L'interrogatore di bordo emette da un minimo di 5 a un massimo di 150 coppie di impulsi al secondo opportunamente spaziate, che innescano la risposta del transponder nel momento in cui vengono ricevute dalla stazione a terra La risposta, trasmessa con un ritardo fisso di 50 microsecondi e ricevuta dall'apparato di bordo, viene elaborata da un calcolatore che, tenuto conto del ritardo fisso di 50 microsecondi, e considerata costante al valore e (velocità della luce) la velocità di propagazione degli impulsi, trasforma il tempo impiegato a ricevere il segnale di ritorno in distanza espressa in miglia nautiche fra l'aereo e la stazione al suolo. Sia l'apparato di bordo sia la stazione a terra trasmettono e ricevono attraverso un'unica antenna. Quella dell'apparato di bordo ha di solito la forma di una piccola pinna, in genere installata sotto il ventre dell'aereo, mentre quella della stazione a terra è un'antenna omnidirezionale. Ogni 30 secondi, le stazioni al suolo emettono il proprio segnale di riconoscimento, costituito da tre lettere in alfabeto Morse modulate sulla frequenza di 1.350 Hz. Lo standard minimo di precisione garantito dal sistema nel raggio di 200 miglia nautiche intorno alla stazione è di circa 0,5 miglia nautiche o 3% della distanza, quale delle due grandezze è maggiore. Il sistema è comunque normalmente in grado di fare molto meglio, lavorando con un'approssimazione di circa 0,2 miglia nautiche o 0,25% della distanza, quale delle due è maggiore, per almeno il 95% del tempo di funzionamento.
I dati forniti dal DME.
La distanza mostrata dall'indicatore DME di bordo esprime la lunghezza in miglia nautiche della linea diretta seguita dalle onde radio nel loro doppio percorso fra l'aereo e la stazione, ed è perciò chiamata distanza obliqua (slant range). Come illustra la fig.36, la distanza offerta dal DME è sempre maggiore della distanza sul terreno. La differenza è comunque trascurabile quando l'aereo non si trova nelle immediate vicinanze della stazione, o quando non vola ad altissima quota. Indicativamente, la differenza fra le distanze, considerata come errore dello strumento, è trascurabile, in quanto minore dell'1%, quando la distanza in miglia nautiche dell'aereo dalla stazione è pari o maggiore della quota dell'aereo stesso espressa in migliaia di piedi. Per esempio, volando a 10.000 piedi di altezza, la differenza fra le distanze può essere trascurata finché l'aereo si trova a 10 miglia nautiche o più dalla stazione. Nel momento in cui l'aereo transita sulla verticale della stazione, l'errore diventa massimo in quanto la lettura del DME è pari alla quota dell'aereo, mentre la distanza sul terreno è zero. Oltre alla distanza dalla stazione, il calcolatore del DME misura anche la velocità di variazione di tale distanza, e la traduce in velocità al suolo espressa in nodi. Naturalmente il valore della GS (Gruond Speed - velocità al suolo) mostrata dal DME corrisponde alla velocità al suolo reale solo quando l'aereo si sta allontanando o avvicinando direttamente alla stazione. Nei casi limite in cui l'aereo vola al traverso o in cerchio intorno alla stazione (come quando deve eseguire una procedura che comporta un arco di DME), la velocità al suolo indicata dal DME è zero, in quanto la distanza non subisce alcuna variazione. Una terza funzione svolta dal DME, consequenziale alle prime due, è il calcolo del tempo in minuti primi necessario a giungere sulla stazione (TTS = Time To Station). Questa indicazione è ovviamente valida solo quando l'aereo si muove direttamente verso la stazione. La fig.37 mostra un moderno indicatore DME a display digitale, che offre simultaneamente l'indicazione della distanza in miglia nautiche, della velocità al suolo in nodi, e del tempo alla stazione in minuti primi. L'indicatore può essere alternativamente commutato sui ricevitori NAV l o NAV 2, oppure sulla funzione HOLD. Mentre in NAV l e NAV 2 il DME fornisce indicazioni di distanza, GS e tempo di volo dalle stazioni sintonizzate rispettivamente su uno o sull'altro dei due ricevitori, in HOLD continua a dare indicazioni di distanza, GS, e tempo di volo dall'ultima stazione VOR o LOC selezionata prima del passaggio in HOLD, anche quando entrambi i ricevitori NAV 1 e NAV 2 vengono poi sintonizzati su stazioni prive di DME.

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Il tacan.
Il sistema TACAN (Tactical Air Navigation) è una derivazione del sistema DME, che, oltre a informazioni di distanza, fornisce anche informazioni di azimut alla stregua del VOR. Sviluppato principalmente per soddisfare esigenze specifiche dell'aviazione militare, sia di terra che di marina, il TACAN ha trovato larga applicazione specialmente nei Paesi della NATO. La progettazione e realizzazione del TACAN in campo militare, parallelamente a quella del VOR in campo civile, si rese necessaria sia per le limitazioni che il VOR presenta durante il funzionamento in vicinanza di ostacoli, sia per l'impossibilità di farlo funzionare da piattaforme non perfettamente orizzontali, e quindi dal ponte delle portaerei. La banda di frequenze di funzionamento, i canali, e le spaziature degli impulsi sono gli stessi usati per il DME, cosicché il sistema TACAN è perfettamente compatibile con le apparecchiature di bordo DME. Grazie a ciò, dalla coubicazione delle emittenti TACAN e VOR nascono le stazioni VORTAC, dalle quali gli aerei civili ricevono informazioni azimutali mediante i lVOR e informazioni di distanza mediante il DME, mentre gli aerei ricevono tutte le informazioni necessarie mediante il TACAN. Ovviamente gli aerei civili ricevono dalle stazioni TACAN solo informazioni di distanza tramite il DME, e non ricevono alcuna indicazione di azimut.I volumi di servizio entro i quali viene assicurata la ricezione delle stazioni DME e TACAN sono rappresenteti in fig.34 (gli stessi che troviamo anche nel VOR).

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