نظام الملاحة الجوية التكتيكية
نظام الملاحة الجوية التكتيكية ، والذي يشار إليه عادة بالاختصار TACAN ، هو نظام ملاحي مصمم في البداية للطائرات البحرية للحصول على منصات هبوط متحركة (أي السفن) وتم توسيعه لاحقًا للاستخدام من قبل الطائرات العسكرية الأخرى. يوفر للمستخدم الاتجاه والمسافة (المدى المائل أو الوتر) إلى محطة أرضية أو محمولة على متن سفينة. إنه، من منظور المستخدم النهائي، نسخة أكثر دقة من نظام VOR / DME الذي يوفر معلومات الاتجاه والمدى للطيران المدني . يتوفر جزء DME من نظام TACAN للاستخدام المدني؛ في مرافق VORTAC حيث يتم دمج VOR مع TACAN، يمكن للطائرات المدنية تلقي قراءات VOR / DME. يمكن للطائرات المجهزة بأجهزة الطيران TACAN استخدام هذا النظام للملاحة أثناء الطريق وكذلك المناهج غير الدقيقة لحقول الهبوط. ومع ذلك، لا يمكن للطائرة المجهزة بنظام TACAN فقط تلقي معلومات الاتجاه من محطة VOR فقط.
تاريخ
نظام الملاحة TACAN هو تطور لأنظمة الملاحة الراديوية التي يعود تاريخها إلى نظام المزمار البريطاني في الحرب العالمية الثانية . في الولايات المتحدة، شاركت العديد من الشركات في تطوير TACAN للطائرات العسكرية. كان قسم مختبرات هوفمان التابع لشركة هوفمان للإلكترونيات - قسم المنتجات العسكرية [1] (الآن NavCom Defense Electronics) [2] رائدًا في تطوير نظام TACAN الحالي في الولايات المتحدة بدءًا من أواخر الخمسينيات.
عملية
يمكن وصف TACAN بشكل عام بأنه النسخة العسكرية من نظام VOR/DME، على الرغم من توفير معلومات مماثلة لنظيره المدني، إلا أن طريقة تشغيله مختلفة بشكل كبير. إنه يعمل في نطاق تردد UHF 962-1213 ميجا هرتز ، باستخدام نظام مرسل ومستجيب ثنائي النبضات لا يختلف كثيرًا عن نظام رادار المراقبة الثانوي . ترسل الطائرات المستجوبة في نطاق 1024-1150 ميجا هرتز، مقسمًا إلى قنوات 1 ميجا هرتز مرقمة من 1 إلى 126؛ تكون المحطة المستجيبة (أرضية أو سفينة أو طائرة أخرى) 63 ميجا هرتز (63 قناة) أعلى أو أسفل التردد الأصلي، اعتمادًا على القناة وطريقة التشغيل المحددة. يتم تحديد المسافة بين النبضات في زوج النبضات الفردي أيضًا من خلال وضع تشغيل TACAN.
تتراوح
إن معلومات المدى متطابقة وظيفياً مع الطريقة التي توفرها أجهزة القياس والقياسات الطبية المدنية: حيث يتم تكرار أزواج من النبضات التي تبلغ مدتها 3.5 ميكروثانية (يتم قياسها من الحافة إلى الحافة بقوة تعديل 50%) من الطائرة بواسطة المحطة التي يتم استجوابها، باستخدام وقت الرحلة ذهاباً وإياباً لحساب مسافة المدى المائل. تسمح المسافة العشوائية بين أزواج نبضات الاستجواب للمحقق بفصل إشارته الخاصة عن إشارة الطائرات الأخرى، مما يتيح للمستخدمين المتعددين الوصول إلى وظيفة تحديد المدى دون تداخل متبادل. تتم إضافة وقت تأخير ثابت ذهاباً وإياباً (يعتمد على وضع النظام) إلى كل زوج نبضات عند إعادة إرساله بواسطة محطته. سيولد المحقق ما يصل إلى 150 زوج نبضات في الثانية عند الحصول أولاً على محطة في المدى في وضع "البحث"، ثم ينخفض إلى ≈30 زوج نبضات في الثانية عند الحصول عليها في وضع "التتبع". تمكن دوائر الذاكرة في وظيفة تحديد المدى من إعادة إنشاء المسار بسرعة عندما يتم قمع نبضات تحديد المدى مؤقتًا بواسطة وظائف TACAN الأخرى (انظر أدناه).
تحمل
يتم الحصول على معلومات الاتجاه من التعديل السعوي (AM) لإشارات أزواج النبضات للمحطة المستجيبة، حيث يتم توليد إشارة التعديل السعوي من خلال الدوران المادي لهوائي اتجاهي للمحطة أو التوجيه الإلكتروني لنفس الإشارة باستخدام مجموعة هوائيات. يتم توليد إشارتين للتعديل السعوي: إشارة تعديل سعوي أساسية عند 15 هرتز، وإشارة تعديل سعوي مساعدة (يتم تنفيذها باستخدام عاكسات إشارة ثابتة في تركيبات هوائي دوار) عند 135 هرتز، التوافقية التاسعة للإشارة الأساسية. تتوافق هذه مع إشارة اتجاه "خشنة" و"دقيقة"، حيث تعمل الأخيرة على تحسين دقة الأولى. تتم مقارنة الوقت بين نقطة ذروة قوة الإشارة الإيجابية مع قطار مرجعي أو "اندفاع" لأزواج النبضات بمعدل تكرار ومدة محددين، يتم توقيتها للإرسال عند نقطة محددة في مسح الإشارة؛ تحل هذه محل جميع أنواع النبضات الأخرى عند الإرسال. يختلف نظام VOR المدني عن TACAN في استخدام إشارة تعديل 30 هرتز بموجة مستمرة واحدة، باستخدام فرق الطور بين مكون الطور الثابت والمكون المتغير (الدوار) لاستخلاص معلومات المحمل.
وظيفة القذف
ترسل محطات TACAN أزواج النبضات بمعدل مركب يبلغ 3600 زوج/ثانية: 900 منها عبارة عن نبضات مرجعية للمحامل، والـ 2700 الأخرى تتكون من نبضات تحديد المدى والتعريف. عندما تكون نبضات الاستجواب غير كافية من الطائرات، تستخدم المحطة دائرة قذف لحقن أزواج نبضات عشوائية إضافية للحفاظ على معدل النبض المطلوب. وهذا يضمن وجود إشارة كافية لدعم إشارات المحامل التي يتم فك تشفيرها.
تعريف
يتم تحديد محطات TACAN بواسطة شفرة مورس . تقوم محطة الإرسال بشكل دوري باستبدال أزواج النبضات العشوائية ذات المدى بأزواج متباعدة بانتظام والتي يتم خفض ترددها إلى نغمة 1350 هرتز، مع إدخال رمز تعريف مكون من ثلاثة أحرف بمعدل 6-7 كلمات في الدقيقة تقريبًا كل 40 ثانية. يُسمح بنبضات المدى والنبضات السريعة أثناء الفجوات بين النقاط والشرطات. لا توجد إمكانية لنقل الصوت في نظام TACAN فقط.
أوضاع التشغيل
تتوفر تكوينات أساسية للقناة: X (التنفيذ الأصلي) وY (تمت إضافتها في الستينيات لتوسيع القنوات المتاحة وتقليل التداخل المتبادل بين المحطات المتقاربة). تختلف هذه التكوينات في عرض زوج النبضات، وتأخير استجابة المستقبل الثابت، وقطبية إزاحة التردد عن قناة الاستجواب. يمكن لأجهزة استجواب TACAN العمل في أربعة أوضاع: الاستقبال (للاتجاه/التحديد فقط)، والإرسال/الاستقبال (للاتجاه، والمدى، والمعرف)، وإصدارات جو-جو من الوضعين السابقين.
تحتوي لوحة المستخدم النموذجية الموجودة على متن TACAN على مفاتيح تحكم لتعيين القناة (المقابلة للتردد المخصص للمحطة المطلوبة)، ووضع التشغيل إما للإرسال/الاستقبال (T/R، للحصول على كل من الاتجاه والمدى) أو الاستقبال فقط (REC، للحصول على الاتجاه ولكن ليس المدى). تمت ترقية القدرة لاحقًا لتشمل وضع جو-جو (A/A)، حيث يمكن لمستخدمين محمولين جوًا الحصول على معلومات النطاق النسبي المائل اعتمادًا على التركيبات المحددة، [3] على الرغم من أن وضع جو-جو يسمح بتحديد المسافة بين أجهزة الإرسال/الاستقبال.
| القناة/وضع التشغيل | تردد المحقق (ميجا هرتز)/القناة | إزاحة تردد الاستجابة (±63 ميجا هرتز) | عرض زوج نبضات المحقق (ميكروثانية) | تباعد تأخير الاستجابة (ميكروثانية) | عرض زوج النبضات الاستجابة (ميكروثانية) | طول نبضة المرجع الرئيسية/المساعدة (أزواج النبضات) | المسافة بين أزواج النبضات المرجعية الرئيسية/المساعدة (ميكروثانية) | نقطة مزامنة الانفجارات المرجعية الرئيسية/المساعدة |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| قنوات X، من الجو إلى الأرض | 1025-1150 (1-126) | سلبي (1-63) إيجابي (64-127) |
12 | 50 | 12 | 12/6 | 24/12 | ذروة إيجابية لإشارة AM تشير إلى الشرق تمامًا عند تشغيل الدفعة الرئيسية؛ الدفعة المساعدة متزامنة مع نفس الحدث، ولكن يتم قمعها أثناء إرسال الدفعة الرئيسية |
| قنوات Y، من الهواء إلى الأرض | إيجابي (1-63) سلبي (64-127) |
36 | 74 | 30 | 13/13 | 30/15 (كلاهما نبضة واحدة) | ||
| قنوات X، من الهواء إلى الهواء | 12 | 62 | نبضة واحدة | نفس الشيء مثل الجو إلى الأرض، إذا كان مدعومًا | ||||
| قنوات Y، من الهواء إلى الهواء | 24 | 74 | ||||||
الأداء والدقة
عند نشره في البداية، كان المقصود من TACAN توفير دقة تحمل تبلغ ±0.22 درجة، استنادًا إلى دقة إشارة المحمل الرئيسية البالغة ±2 درجة والتصحيحات المطبقة بواسطة إشارة المحمل المساعدة ذات التوافق التاسع. [5] من الناحية النظرية، يجب أن يوفر TACAN زيادة في الدقة بمقدار 9 أضعاف مقارنةً بـ VOR، لكن الاستخدام التشغيلي أظهر زيادة تقريبية بمقدار 3 أضعاف فقط. [6]
دقة التشغيل لمكون السمت 135 هرتز هي ±1 درجة أو ±63 مترًا عند 3.75 كم. [7]
يذكر مصنعو مجموعات TACAN القدرة على تتبع المحطات حتى 400 ميل بحري، على الرغم من أن هذه الأنظمة ستحد من إشارات نطاقها المجهزة بالأجهزة عند حوالي 200 ميل بحري. [8] وفقًا لمعلومات حجم خدمة FAA الرسمية، يمكن ضمان استقبال TACAN/DME بشكل موثوق حتى 130 ميلًا بحريًا تحت 45000 قدم فوق السطح لوحدة معتمدة على ارتفاعات عالية. [9]
في أول رحلة مكوكية فضائية ، أبلغ قائد طاقم كابكوم جوزيف ب. ألين الطاقم أن أجهزة TACAN الخاصة بهم تمكنت من التقاط إشارات القناة 111X في سانت بطرسبرغ بولاية فلوريدا على مسافة 250 ميلاً.
فوائد
_TACAN.jpg/1280px-USS_Raleigh_(LPD-1)_TACAN.jpg)
نظرًا لأن وحدات السمت والمدى مدمجة في نظام واحد، فإن هذا يوفر تركيبًا أبسط. يلزم مساحة أقل من VOR لأن VOR يتطلب موازنة كبيرة ونظام هوائي طوري معقد إلى حد ما. من الناحية النظرية، يمكن وضع نظام TACAN على مبنى أو شاحنة كبيرة أو طائرة أو سفينة، ويكون جاهزًا للتشغيل في فترة زمنية قصيرة. يمكن استخدام مستقبل TACAN المحمول جواً في وضع جو-جو لتوفير المسافة التقريبية بين طائرتين منسقتين من خلال اختيار قنوات بها 63 قناة فصل (على سبيل المثال، تقوم الطائرة رقم 1 بتعيين القناة 29 في TACAN الخاصة بها وتقوم الطائرة رقم 2 بتعيين القناة 92 في TACAN الخاصة بها.). لا يوفر اتجاهًا نسبيًا.
العيوب
بالنسبة للاستخدام العسكري، فإن العيب الأساسي هو الافتقار إلى القدرة على التحكم في الانبعاثات ( EMCON ) والتخفي. تم تصميم عمليات TACAN البحرية بحيث يمكن للطائرة العثور على السفينة والهبوط. نظرًا لعدم وجود تشفير، يمكن للعدو استخدام المدى والاتجاه المقدمين لمهاجمة سفينة مجهزة بـ TACAN. تتمتع بعض TACANs بالقدرة على استخدام وضع "الطلب فقط": الإرسال فقط عند استجواب طائرة على القناة. من المحتمل أن يتم استبدال TACAN بنظام GPS تفاضلي مشابه لنظام تعزيز المنطقة المحلية المسمى JPALS. يتمتع نظام النهج الدقيق المشترك والهبوط باحتمالية منخفضة للاعتراض لمنع اكتشاف العدو ويمكن استخدام نسخة حاملة الطائرات لعمليات الهبوط التلقائي .
تستخدم بعض الأنظمة المستخدمة في الولايات المتحدة الأمريكية هوائيًا دوارًا بسرعة 900 دورة في الدقيقة لتعديل الإشارة المرسلة. ونظرًا لأن هذا الهوائي كبير الحجم إلى حد ما، فيجب أن يدور 24 ساعة في اليوم، مما قد يتسبب في حدوث مشكلات تتعلق بالموثوقية. تحتوي الأنظمة الحديثة على هوائيات تستخدم الدوران الإلكتروني (بدلاً من الدوران الميكانيكي)، وبالتالي لا توجد أجزاء متحركة.
انظر أيضا
- معركة ليما الموقع 85 ( تم الاستيلاء على SAC TACAN في مارس 1968)
- أجهزة قياس المسافة
- فني الكترونيات
- نظام تحديد المواقع العالمي
- نطاق VHF متعدد الاتجاهات
- نظام توسيع المنطقة الواسعة
مراجع
- ^ الصواريخ والصواريخ، 20 يوليو 1959، المجلد 5، العدد 30، ص 127.
- ^ http://www.navcom.com/ NavCom الدفاع الإلكترونيات
- ^ Rockwell International (7 يوليو 1992). "التقاء الطائرات باستخدام معلومات نظام تاكان ثنائي الاتجاه بمعدل بيانات منخفض". مؤرشف من الأصل في 12 يونيو 2011.
- ^ "MIL-STD-291 C TACTICAL AIR NAVIGATION SIGNAL". everyspec.com . تم الاسترجاع في 2024-03-18 .
- ^ عملية TACAN - فيلم تدريبي للبحرية الأمريكية 1955، 11 سبتمبر 2021 ، تم استرجاعه في 2024-03-18
- ^ Helfrick, Albert D. (2007). Principles of Avionics (الطبعة الرابعة). Avionics Communications Inc. ص 62. ISBN 978-1-885544-26-1. تم الاسترجاع بتاريخ 2023-05-29 .
- ^ وزارة النقل ووزارة الدفاع (25 مارس 2002). "أنظمة الملاحة الراديوية الفيدرالية لعام 2001" (PDF) . تم الاسترجاع في 27 نوفمبر 2005 .
- ^ "TACAN+ | نظام الملاحة الجوية التكتيكية | L3Harris". www.l3harris.com . تم الاسترجاع في 2024-03-18 .
- ^ "مساعدات الملاحة". دليل المعلومات الجوية . إدارة الطيران الفيدرالية . تم الاسترجاع في 2024-03-17 .
روابط خارجية
- الملاحة الجوية التكتيكية - فيلم تدريبي للبحرية الأمريكية عام 1955 حول نظام الملاحة الجوية التكتيكية، بما في ذلك معلومات عن محطة AN/URN-3 الأرضية
- dB Systems, Inc. - الشركة المصنعة لهوائيات TACAN الممسوحة ضوئيًا ميكانيكيًا وإلكترونيًا والمحمولة على متن السفن والتكتيكية - ملف تعريف هوائي TACAN الكامل مع أوراق البيانات والصور
- Rantec Microwave Systems - الشركة المصنعة لهوائيات TACAN غير الدوارة - كاملة مع صور ومواصفات الهوائي الداخلية
- أنظمة الملاحة والمراقبة من شركة Moog أرشيف 2014-11-29 على موقع Wayback Machine - أنظمة TACAN الثابتة على متن السفن والمتحركة والمحمولة باليد
- ليوناردو لإدارة الحركة الجوية - أنظمة TACAN في الموقع الثابت
