Inne odpowiedzi wydają się czynić prostą sprawę zbyt skomplikowaną. Tak, istnieją DME lub TACAN, które są czasami używane do uzyskania prędkości względem ziemi, ale są one dokładne tylko wtedy, gdy śledzisz dokładnie do lub od niej. I z pewnością nie był używany do obliczania prędkości w trasie, chyba że jedna z twoich pomocy nawigacyjnych była VOR / DME lub równoważna. Zamiast używać DME, używaliby INS, który dostarcza dane bardziej podobne do GPS.

Obliczanie prędkości względem ziemi w przeszłości (przed INS lub w samolotach bez niego) było wykonywane przy użyciu prostej metody punkty kontrolne na trasie. Te punkty kontrolne, w których pomoc nawigacyjna lub przecięcia są określane przez wiele pomocy nawigacyjnych. Tak czy inaczej, ich lokalizacja była znana, podziel odległość przez czas spędzony na podróży między nimi i uzyskasz swoją prędkość względem ziemi.

Jest jedna metoda, która była z powodzeniem stosowana od czasu pojawienia się lotów długodystansowych - wyjąłeś mapę i próbowałeś dopasować ją do obiektów pod samolotem. Umożliwiło to skorygowanie kursu i uzyskanie informacji o średniej prędkości względem ziemi. Oczywiście to nie działa nad oceanem - to kolejny powód, dla którego loty oceaniczne zawsze były co najmniej trudne.

Nie zrozum mnie źle - nie jest to zbyt niezawodne, to działa tylko wtedy, gdy rzeczywiście widzisz ziemię i musisz zachować dokładność informacji nawigacyjnych (jeśli nawigator zasypia przez godzinę, ponowne znalezienie aktualnej lokalizacji może być trudne!), ale przez długi czas w lotnictwie był to jedyna rzecz, którą miałeś. Bombowce strategiczne z II wojny światowej nadal stosowały tę metodę, gdy nad ziemią wroga (gdzie nie miały pomocy przyjaznego radaru naziemnego).

Ponieważ komunikacja radarowa i radiowa stały się powszechne, śledzenie pozycji samolotów stało się dość trywialne. i prędkości - to wszystko w „pongu”, który dostajesz z sygnału radiowego. Ponownie, podczas II wojny światowej, było to używane z wielkim skutkiem podczas bitwy o Anglię, a nawet później - ale działa tylko wtedy, gdy masz zasięg radarowy, co zwykle oznacza tylko nad twoim własnym lądem i obszarami granicznymi.

GPS stał się dostępny do użytku komercyjnego dopiero w 1983 roku, po tym, jak koreański Boeing zboczył z kursu i został zestrzelony nad ZSRR - GPS czyni taki błąd znacznie mniej prawdopodobnym, zwłaszcza nad oceanem (ponownie oceany są trudne - zwykle nie ma radaru i / lub funkcje do śledzenia na mapie; zanim koreański lot mógł poprawić ich kurs, były już zestrzelone).

Według historii, którą czytałem o SR71, samoloty mogły prosić ATC o „sprawdzenie prędkości względem ziemi”, tj. „Jaka jest moja prędkość na ziemi?” ATC mierzy to za pomocą radaru naziemnego i przekazuje pilotowi za pomocą głosu / radia.

Jeśli możesz dostarczyć nam więcej materiałów do przeczytania, byłoby wspaniale .

Oto film przedstawiający pilota opowiadającego historię: Brian Shul, jeden z nielicznych pilotów SR71, opowiada historię prędkości w LA Center

Oto wersja pisemna (zapis z książki): Ostateczna kontrola prędkości względem ziemi - Opowieści z kosa

Słuchaliśmy roztrzęsionego głosu samotnego Pilot Cessny poprosił Centrum o odczytanie jego prędkości względem ziemi. Centrum odpowiedział: „Listopad, Charlie 175, pokazuję ci dziewięćdziesiąt węzłów na ziemi”.

[...]

Chwilę po zapytaniu Cessny, Twin Beech włączył się na częstotliwości raczej wyższym tonem, prosząc o jego prędkość względem ziemi. „Mam cię na stu dwudziestu pięciu węzłach prędkości względem ziemi”.

. ... itd ...

W jaki sposób samoloty mierzyły prędkość w stosunku do ziemi przed GPS?

Zakładając, że poprosisz o określenie prędkości za pomocą instrumentów pokładowych.

Prędkość względem ziemi najlepiej ocenia się za pomocą systemu nawigacji bezwładnościowej. INS wie, gdzie aktualnie znajduje się samolot (szerokość, długość, wysokość). Łącząc dwie miary, można łatwo obliczyć prędkość samolotu. IRS (inercyjny system odniesienia) zastąpił INS. Podczas gdy INS polegał na żyroskopach mechanicznych, IRS opiera się na żyroskopach laserowych.

Problem z jednostkami inercyjnymi polega na tym, że dryfują one w czasie z powodu niedoskonałości żyroskopów, pętla Schulera i Przyspieszenie Coriolisa. Doprowadziło to w przeszłości do wypadków, zanim można było je ponownie wyrównać poprzez określenie pozycji GPS.

^{Uwaga Pozycja TK / GS przełącznika obrotowego, aby wyświetlać tor i prędkość względem ziemi zamiast szerokości i długości geograficznej ( źródło)}

IRS są teraz zawarte w większych jednostkach przetwarzających inne sygnały wejściowe czujników, takie jak ADIRU.

ADIRU (i INS / IRS) są w stanie obliczyć kierunek i intensywność wiatru, porównując kurs statku powietrznego z jego rzeczywistym przemieszczeniem. Ta informacja o dryfcie jest zwykle wyświetlana pilotowi.

^{Prędkość względem ziemi i dryf samolotu w lewym górnym rogu ( źródło)}

Pamiętaj, że określenie prędkości względem ziemi nie jest krytyczną potrzebą dla załogi, samolot musi latać z uwzględnieniem względnej prędkości lotu i powietrza właściwości (temperatura, ciśnienie, gęstość). Jednak prędkość względem ziemi jest przydatna do przewidywania czasu przybycia do następnego punktu raportowania lub celu.

Inne sposoby:

• Loran-C był systemem używanym do obliczania pozycji i prędkości względem ziemi nad oceanami, gdzie nie są dostępne żadne DME ani inne pomoce VHF / UHF.

• Załoga polegała na sekstancie i niebiańskiej nawigacji w czasach „starożytnych”, tak jak robili to statki.

Twoje obawy są bardzo ważne.

Samoloty używają dwóch zasadniczo różnych prędkości: prędkości powietrznej i prędkości względem ziemi. (Każdy z nich ma swój podgatunek, ale na razie nie ma to znaczenia). Praktycznie nie ma między nimi nic wspólnego, a zależnie od wiatru, faktycznie możesz mieć zerową, a nawet ujemną prędkość względem ziemi, lub możesz latać „ponaddźwiękowo” na zwykłym samolocie lub wspinać się podczas próby zniżania. Urządzenia do pomiaru tych prędkości są również zasadniczo różne.

W przypadku prędkości lotu samolot używa zasadniczo barometru, którego komora jest przymocowana do rury skierowanej do przodu ( rurka Pitota) .

I to było to przez jakiś czas. Zmierzona w ten sposób prędkość to wszystko, czego potrzebujesz, aby latać samolotem. W końcu samolot leci w powietrzu i nie dba o ziemię (dopóki nie uderzy :) Pilot nawigowałby wtedy wizualnie, dopasowując mapę do krajobrazu.

Na samolocie bez GPS i sprzęt nawigacyjny (powiedzmy 50 lat temu), możesz uzyskać wyobrażenie o prędkości względem ziemi,

• Znajomość prognozy pogody, a tym samym wiatru w każdym punkcie zamierzonej trasy;
• Obliczanie prędkości lotu na ziemi na podstawie wskazanych pomiarów. W tym celu należy wziąć pod uwagę wysokość i / lub temperaturę. Piloci mają do tego specjalne narzędzia i instrumenty.

Tak, to nie jest łatwy spacer po parku, ale to część zawodu pilota. Wczesne samoloty często zawierały wyznaczone stanowisko nawigatora do wykonywania takich obliczeń na trasie. Ogólnie rzecz biorąc, nadal jest to uważane za przydatną umiejętność i musisz wykonać podobne obliczenia podczas planowania trasy.

Następnym krokiem jest użycie naziemnych pomocy nawigacyjnych i / lub systemu pokładowego, który mierzy prędkość na podstawie Przesunięcie dopplerowskie sygnału radiowego odbitego od ziemi. W niektórych samolotach radar może wykonać tę pracę.

I wreszcie mamy GPS, który ... nie, tak naprawdę nie mierzy prędkości względem ziemi. Ale oblicza ją na podstawie dokładnie znanych prędkości i pozycji (w odniesieniu do grouondu) wielu satelitów.

Chociaż jest to dość niezwykłe, niektóre samoloty (np. KC-135) są wyposażone do nawigacji na niebie. Obsługuje to obliczenia prędkości względem ziemi bez wsparcia zewnętrznego (np. LORAN / VOR / GPS).

Z drugiej strony jest to trochę czasochłonne i wymaga zarówno sprzętu nieobecnego w większości samolotów, jak i umiejętności nieobecnych w repertuar większości pilotów.

Miernik dryfu był używany przez długi czas do pomiaru prędkości względem ziemi.

https://en.wikipedia.org/wiki/Drift_meter

Zwykłą metodą jest obliczenie rzeczywistej prędkości powietrza (TAS), a następnie obliczenie wiatru w celu obliczenia prędkości względem ziemi (GS). Obliczanie TAS rozpoczyna się od pomiarów Pitota / statycznego ciśnienia powietrza i bierze pod uwagę wysokość oraz temperaturę powietrza. Musisz uzyskać przez radio Winds Aloft od kogoś na ziemi.

Było tam co najmniej jedno urządzenie do pomiaru prędkości względem ziemi, o którym MYŚLĘ używałem Dopplera niskiego i dolnego radar, kiedy pracowałem nad systemem radionawigacyjnym Tracor 7800 Omega / VLF, w późnych latach siedemdziesiątych.

W sensie „jak szybko jedziemy teraz po ziemi?”, jest to wymierne wyzwanie. Wymagane są pewne środki pomiaru kolejnych odległości do punktu na ziemi lub jakieś środki pomiaru postępu między punktami na ziemi. Przed GPS radar dopplerowski mógł bezpośrednio odczytywać prędkość względem ziemi. DME, urządzenie do pomiaru odległości, może podawać odległość względem stałego punktu. Kolejne lokalizacje umożliwiają obliczanie prędkości względem ziemi względem punktu stałego. Urządzenia radionawigacyjne dalekiego zasięgu LORAN umożliwiły określenie położenia nad ziemią bez obserwacji gwiazd lub słońca. Na przykład w chmurach.

Przed narzędziami elektronicznymi, nawigacja niebieska mogła wskazywać lokalizację nad ziemią, kolejne lokalizacje i czasy, dając prędkość względem ziemi. Obserwowanie obiektów na ziemi i mierzenie do nich kątów lub ustalanie kąta i przebiegu czasowego między kolejnymi obiektami było możliwe, jeśli nie bardzo atrakcyjne.

Wszystko to daje dobre i uczciwe odpowiedzi na pytanie „jak szybko lecimy nad ziemią?” "

Wystarczy dodać, że przed GPS istniały pomoce radionawigacyjne (obszarowe), które można było wykorzystać do określenia prędkości nad ziemią (ręcznie lub za pomocą komputera).

System nawigacji hiperbolicznej O rany był używany podczas drugiej wojny światowej, a później przez RAF. Decca Navigator był używany komercyjnie (głównie do statków, ale także do samolotów, pojazdów i do jednej pracy, nad którą pracowałem, biegaczy).

Systemy te działają w podobny sposób jak GPS mierząc różnicę w czasie propagacji między sygnałami z dwóch stacji - w naziemnej nawigacji hiperbolicznej stacje są stałe, a lokalizacją pojazdu jest elipsa. GPS działa na tej samej zasadzie, z wyjątkiem tego, że stacje poruszają się i znajdują się na większej wysokości.

Zobacz także Loran, Omega i różne systemy bliskiego zasięgu.

Koncepcja jest bardzo prosta. W samolocie mamy analogowy miernik prędkości. Prędkość powietrza +/- wiatr to prędkość względem ziemi + jeśli wieje tylne, - jeśli wiatr czołowy

Leć dowolną radialną w kierunku VOR. Skręć w lewo o 90 stopni, aż przechwycisz kolejne promieniowe +5 stopni i zmień czas na skrzyżowanie nogi. Ponownie skręć w stronę przychodzącą. Oblicz odległość od VOR. Leć 6 minut. Powtórz powyższą procedurę, ale skręć w prawo z powrotem do oryginalnego radialnego. Oblicz nową odległość od VOR. Wykorzystując 2 odległości i 6 minut dolotu, oblicz prędkość względem ziemi.

Na kilka sposobów, ale żaden z nich nie jest tak dokładny jak obliczenie prędkości względem ziemi za pomocą GNSS.

PRAWDZIWA PRĘDKOŚĆ POWIETRZA, WIATR ALOFT I TRYGINOMETRIA. Używając starych, niezawodnych komputerów pokładowych E6B lub ręcznych kalkulatorów, możesz określić swoją prawdziwą prędkość lotu, a używając składowych wiatru czołowego lub tylnego wiatru w górze, możesz na tej podstawie obliczyć prędkość względem ziemi.

ŚLEDZENIE RADAROWE - ARTCC może Śledź podróż samolotu za pomocą systemu radaru dopplerowskiego. To, wraz z azymutem anteny radaru, może posłużyć do obliczenia prędkości naziemnej dla twojego samolotu.

INS - Inercyjne systemy nawigacyjne są szeroko stosowane w lotnictwie cywilnym i wojskowym, gdzie nie są dostępne naziemne pomoce nawigacyjne. Często używają one okresowej aktualizacji GPS, aby odświeżyć błędy, które powoli wkradają się do ich działania, chociaż pierścieniowe żyroskopy laserowe są dość dokładne i niezawodne.

DME - użycie sprzętu do pomiaru odległości na pokładzie może obliczyć odległość do VORTAC lub stacji VOR / DME, a także prędkość względem ziemi. Ponieważ DME oblicza odległość skośną, jest to dokładne tylko wtedy, gdy odległość od klimatyzacji do stacji naziemnej była znacznie większa niż wysokość klimatyzacji nad stacją. Na dokładność prędkości względem ziemi miało wpływ również to, że samolot nie leciał bezpośrednio do lub bezpośrednio ze stacji.

LORANS - Ach, późne lata siedemdziesiąte i wczesne osiemdziesiąte, kiedy GA był w sile wieku, a mężczyźni byli mężczyznami - i wszyscy jednak że LORAN był falą przyszłości. Cóż, nie było; ale LORAN nadal jest popularny w żegludze morskiej i nadal jest bardzo dokładny, chociaż jest powoli wycofywany. Czasami można znaleźć starsze samoloty GA z odbiornikiem LORAN, zwykle z etykietą „INOP”.