Groundschool: Základy radionavigace s DME

Měřič vzdálenosti, Distance Measuring Equipment, je nedílnou součástí většiny zařízení VOR (Very High Frequency Omnidirectional Range) i ILS (Instrument Landing System). Říkám záměrně většiny, nikoliv všech, protože zejména v Německu se na mnoha letištích setkáme se situací, kdy chceme letět ILS přiblížení, ale ILS není vybaven DME. To se nachází až na přilehlém VORu, takže musíme mít v letadle naladěnou frekvenci jak ILS, tak daného zařízení VOR. Zda je VOR vybaven i systémem DME zjistíme v mapě Jeppesen kromě použité symboliky i z uvedení písmene D u názvu zařízení:

Vezmeme to ale pěkně popořádku… DME funguje na podobném principu jako sekundární radar, tentokrát však v pozici dotazovače není pozemní stanice, ale letadlo vysílající dotaz: „Jak jsem daleko?“. Na ten DME odpovídá odesláním dotazu zpět k letadlu. Z doby, po kterou putování signálu k DME a zpět do letadla trvá, je pak spočítána vzdálenost letadla. Tato vzdálenost, již palubní indikace DME prozrazuje, je vzdálenost šikmá, nejedná se tedy o průmět přímé vzdálenosti mezi letounem a DME na zem. Odtud plynou ty oblíbené příklady z ATPL teorie. Když jsem mimochodem v době Covidu pracoval díky menšímu počtu letů na střední škole na plný úvazek jako učitel matematiky a se studenty prvního ročníku jsem opakoval Pythagorovu větu, měl jsem na jejich dotazy typu „Kde a kdy, proboha, využiju Pythagorovu větu?“ docela dobrou odpověď 🙂

S ohledem na tento fakt a výše uvedený obrázek je také zjevné, že při průletu nad DME bude hodnota indikované vzdálenosti rovna výšce letu letadla. Pro výpočet obdobných příkladů stačí jednoduchý přibližný převod, 1 NM = 6 080 ft. Vzhledem k tomu, že ve větších vzdálenostech je úhel, pod nímž je vzdálenost měřena, velmi malý, je rozdíl oproti přímé vzdálenosti minimální. Pokud bychom vzali například dvě letadla letící ve stejné výšce (třeba 35 000 ft), z nichž jedno se nachází 50 NM před DME a druhé 30 NM za DME, zjistili bychom výpočtem, že jejich vzájemná vzdálenost je 79 NM, což v porovnání s prostým součtem 30+50 není taková chyba:

DME dokáže obsloužit až 100 letadel. Pokud je stoprvní letadlo podle měření DME nejdále, DME ho automaticky odselektuje a informaci o jeho vzdálenosti mu přestane podávat. Pokud letadlo nedostává informace o vzdálenosti, je také možné, že už se dostalo mimo dosah DME, který se obvykle pohybuje kolem 275 NM.

Praktické použití za letu

DME můžeme použít v mnoha různých situacích, které nás v leteckém životě potkají:

Najít se!

Jak se najít v kooperaci se zařízením VOR, jsem psal v minulém článku. Pro určení polohy však můžeme použít i dvě DME (tzv. metoda Rho/Rho), kdy do mapy vyneseme kružnice s poloměrem odpovídajícím indikaci DME:

Jediným problémem však je, že když nám jedno DME indikuje kupř. vzdálenost 10 NM (tj. můžeme se nacházet kdekoliv na kružnici s poloměrem 10 NM kolem něj) a druhé indikuje kupř. 20 NM (tj. nacházíme se někde kolem něj na kružnici s poloměrem 20 NM), mohou se ty dvě na mapu vynesené kružnice protnout ve dvou bodech. Zjistit, ve kterém z nich se skutečně nacházíme, je pak otázka dalšího měření.

Zaletění DME ARC (oblouku)

Díky DME lze velmi sympaticky zaletět ne zcela neojedinělou proceduru arcus. Arcus znamená let po oblouku – tento fenomén byl rovněž zmíněn už v článku o NDB (Non-Directional Beacon) a zde si dovolím použít stejnou mapku z letiště LEPA:

Proceduru arcus můžeme s pomocí DME letět tak, že v momentě žádané indikace (v našem případě 15 NM od MJV) zahájíme pravotočivou zatáčku s takovým náklonem, aby indikovaná vzdálenost byla stále stejná (letíme v tu chvíli vlastně po kružnici s poloměrem 15 NM). Zmenšuje-li se, točíme příliš ostře a začínáme se k DME přibližovat. Zvětšuje-li se, jsme naopak v zatáčení příliš mírní a úhel náklonu je potřeba zvětšit. Není to úplně jednoduché a k chirurgické přesnosti to má daleko, ale využít se to takhle dá. Pomocníkem v indikaci správného letu po oblouku může být také hodnota relativní rychlosti (tedy rychlosti vůči DME), kterou jsou některé palubní přístroje vybaveny. Letíme-li po kružnici kolem DME, od DME se nevzdalujeme, ani se k němu nepřibližujeme, a tudíž je hodnota relativní rychlosti nulová.

Zaletět jakékoliv přiblížení

V dnešní době už si nedokážeme představit, že bychom jakékoliv ILS, VOR nebo NDB přiblížení zaletěli bez měřiče vzdálenosti. V minulosti jsme třeba takové ILS přiblížení létali s pomocí markerů, které však již nějakou dobu postupně mizí a jsou nahrazovány právě DME. Zatímco tyto markery (česky též nazývané polohová návěstidla) oznámily letadlu jeho polohu pouze při přeletu nad nimi, hlavní výhoda DME oproti markerům tkví v kontinuální informaci o aktuální poloze letadla. Ač je DME v případě ILS jeho součástí – nachází se u antény sestupové roviny, v úrovni dotykové zóny, cca 300 m za prahem dráhy – pracuje zpravidla se vzdáleností tak, aby vzdálenost 0 NM byla indikována na prahu dráhy.

Je však potřeba dát si pozor na jednu věc – nepřesná přiblížení lze zaletět někdy s pomocí vícero různých DME. Na RWY 24 v Praze lze přiblížení LOC (Localizer) zaletět s pomocí DME PR (DME zařízení ILS RWY 24), PH (DME zařízení ILS RWY 06) nebo OKL (DME zařízení VOR OKL). Indikace vzdálenosti pak budou o dost rozdílné a řídit se nesprávnou tabulkou by mohlo dopadnou dost nešťastně.

A jaké skýtá zákeřnosti toto jednoduché zařízení v teoretických zkouškách ATPL? V podstatě žádné, možná jednu jedinou… Příkladů o DME totiž mnoho není a zpravidla se omezují na výpočet indikované vzdálenosti v závislosti na čase, za jaký se vrátil dotaz vyslaný letadlem zpátky k letadlu. Běžná hodnota, za niž dostane letadlo odpověď na svůj dotaz, se pohybuje v řádu mikrosekund. Pokud bychom zanedbali technické zpoždění na vysílači, stačí využít vzoreček, který známe ze studií na ZŠ: s = v × t, kde v je rychlost světla (ve vzduchu přibližně 300 000 km/s). Ovšem pozor na jeden chyták – protože zadavatelé příkladů udávají dobu, kterou signál urazí od letadla k vysílači a zpět, tak ona vzdálenost, která nám vyjde, odpovídá cestě signálu od letadla k vysílači a zpět. Pokud tedy chceme znát indikovanou vzdálenost mezi letadlem a DME, musíme výsledek vydělit dvěma. Jooo, kolik se nás na tomhle nachytalo a zvolilo tu možnost nevydělenou dvěma… 🙂