探究无线电方位在无线电领航教学中的作用和意义

钟 山

（中国民用航空飞行学院，四川 广汉 618307）

无线电领航是空中领航学中的一次里程碑，深刻理解无线电方位是学生学习好无线电领航的前提[1]。无线电方位中关于方位角概念的学习是非常重要的，需要引导学生重点去理解学习无线电方位角的原因是什么，其中电台相对方位角、电台方位角以及飞机方位角这三个角度本身的意义是什么以及和什么因素有关系。可以在方位角度概念讲解中适当引入类比教学法[2]以及尝试教学法[3]使得学生更加清晰地理解方位角的意义。而只是单独介绍概念可能使得学生记不住三个方位角的概念或者是不能够清楚知道方位角的含义，文章通过多个图例形象地向学生展示了三个方位角的实际意义以及和什么因素有关系，图示中的举例可以让学生在课堂上多次练习进而理解无线电方 位角。

1 无线电方位的表示

在正式学习无线电方位的概念之前，应该清楚无线电方位线的概念。通常来说飞机机身和无线电导航台的连线就是无线电方位线，通过图1向学生形象地展示无线电方位线的例子。仔细观察图1可以发现飞机沿着一条无线电方位线移动对应的无线电方位线是相同的，而不沿着一条方位线移动的飞机位置对应着不同的无线电方位线。导航台一经修建完成，位置就不再发生改变。而飞机的位置随着飞机不断向前飞行是在不断发生改变的，相应的无线电方位线也在随时发生改变。学生可以看出无线电方位线是直接反应出飞机和导航台的位置关系，而如何量化无线电方位线反映的位置关系成了需要解决的问题。为了表示无线电方位，引出了三个和无线电方位线相关的角度。

图1 无线电方位线示意图

1.1 电台相对方位角

可以从最直观的角度思考，飞行员坐在驾驶舱首先想知道电台位置在飞行员正前方的前后左右哪个方向上。由此引出第一个角度电台相对方位角（RB），电台相对方位角是从飞机的航向线顺时针量到无线电方位线上[1]。对于电台相对方位角，学生应该关注的问题是电台相对方位角大小所带来的实际含义以及什么因素会影响电台相对方位角的大小。通过图2向学生形象展示电台相对方位角角度大小的意义。如图2所示，电台相对方位角是45°意味着电台位置在飞机纵轴的右前方，这就说明电台相对方位角的实际含义就是直观地表现了电台在飞行员前方的什么方向上。图2中不仅仅只有电台相对方位角45°时飞机和电台相对位置情形，还有电台相对方位角90°、135°、315°、270°和225°时飞机和电台的相对位置情形，通过举例不同电台相对方位角的情况让学生更加清晰地理解电台相对方位角的实际意义。

图2 电台相对方位角示意图

电台相对方位角是由航向线和无线电方位线两条边组成，即电台相对方位角和航向、无线电方位线有关。接着根据无线电方位线的概念可以知道无线电方位线是由电台位置和飞机位置决定的，而电台位置一经修建完成便不会改变。通过图3向学生形象展示了相同位置的飞机由于航向改变从而使得电台相对方位角发生变化，从45°变为135°。经过综合分析可以知道电台相对方位角的大小是与航向以及飞机的位置有关。

图3 电台相对方位角和航向的关系示意图

1.2 电台方位角

将飞机和电台的位置看做一个点，此时来描述飞机和电台之间的位置关系。首先从飞机的位置出发，去判断电台位置在飞机位置的何方。在无线电方位中，使用电台方位角来描述。电台方位角是指从飞机所在位置的经线北端顺时针量到无线电方位线上。在空中领航中通常使用磁经线北端，即通常使用电台磁方位角（QDM）来进行描述。通过图4向学生形象展示电台方位角角度的大小的意义，如图4所示电台磁方位角是135°意味着电台位置在飞机位置的东南方位，这就说明电台磁方位角的实际含义就是电台的实际位置在飞机机身位置的什么方位上，可以用东南西北来描述。图4中不仅仅只有电台磁方位角135°时飞机和电台相对位置情形，还有电台磁方位角180°、225°、45°、0°和315°时飞机和电台相对位置情形，通过举例不同电台磁方位角的情况让学生更加清晰地理解电台磁方位角的实际 意义。

图4 电台磁方位角示意图

电台磁方位角是由飞机所在位置的磁经线北端和无线电方位线两条边组成，即电台磁方位角和飞机所在位置的磁经线北端、无线电方位线有关，而飞机所在位置的磁经线北端只和飞机位置有关。接着根据无线电方位线的概念可以知道无线电方位线是由电台位置和飞机位置决定的，而电台位置一经修建完成便不会改变。通过图5向学生形象展示了相同位置的飞机航向改变电台磁方位角没有发生变化，一直是135°。经过综合分析可以知道电台方位角的大小是与航向无关而与飞机的位置有关。

图5 电台方位角与航向的关系示意图

1.3 飞机方位角

图6 飞机磁方位角示意图

和电台方位角对应仍然是描述飞机和电台之间的位置关系。换一个方向从电台的位置出发去判断飞机位置在电台位置的何方。在无线电方位中，使用飞机方位角来描述。在空中领航中通常使用磁经线北端对应的飞机磁方位角（QDR）。通过图6向学生形象展示飞机方位角角度的大小的意义。如图6所示电台磁方位角是315°意味着飞机位置在电台位置的西北方位，这就说明飞机磁方位角的实际含义是飞机机身的实际位置在电台位置的什么方位上，可以用东南西北来描述。图6中不仅仅只有电台磁方位角315°时飞机和电台相对位置情形，还有电台磁方位角0°、45°、225°、180°和135°时飞机和电台相对位置情形，通过举例不同飞机磁方位角的情况让学生更加清晰地理解飞机磁方位角的实际意义。

飞机磁方位角是由电台所在位置的磁经线北端和无线电方位线两条边组成，即飞机磁方位角和飞机所在位置的磁经线北端、无线电方位线有关，而电台所在位置的磁经线北端由于电台位置的固定不会发生改变。接着根据无线电方位线的概念可以知道无线电方位线是由电台位置和飞机位置决定的，而电台位置一经修建完成便不会改变。通过图7向学生形象展示了相同位置的飞机航向改变飞机磁方位角没有发生变化，一直是315°。经过综合分析可以知道飞机方位角的大小是与航向无关而与飞机的位置有关。

图7 飞机方位角和航向的关系示意图

2 无线电方位角之间的联系

在实际的空中领航过程中，会在不同的场景下使用对应的无线电方位角，涉及无线电方位角转换的问题。在引导学生思考无线电方位之间的联系过程中可以适当考虑一些教学的新思路让学生更好地思考[4]。同时学生也需要知道随着飞机飞行时，无线电方位角的变化趋势。

从无线电方位角的定义开始分析可以知道无线电方位中三个角度的定量关系。电台磁方位角的定义是从飞机所在位置的磁经线北端顺时针量到无线电方位线，磁航向角的定义是从飞机所在位置的磁经线北端顺时针量到航向线，电台相对方位角的定义是从航向线顺时针量到无线电方位线上。从三个角度的定义可以看出，电台磁方位角的范围包含了磁航向角和电台相对方位角，并且存在定量的等式关系。可以得出一个加法等式关系即磁航向角加上电台相对方位角等于电台磁方位角。通过图8向学生清晰地展示电台磁方位角、电台相对方位角和飞机磁航向角的等式关系。

图8 无线电方位角等式关系示意图(1)

接着观察电台磁方位角和飞机磁方位角的概念，可以发现电台磁方位角和飞机磁方位角正好相差半圈即180度，定量的等式关系即是电台磁方位角加上一百八十度等于飞机磁方位角，对应的电台磁方位角减去一百八十度也等于飞机方位角。通过图9向学生清晰地展示电台磁方位角和飞机磁方位角的等式关系。

图9 无线电方位角等式关系示意图(2)

知道上述无线方位角之间的等式关系之后，学生需要思考当飞机在航向不发生改变的情况下飞行三个方位角是否会发生变化，如果发生变化会怎样变化。第一种情况是电台位置在飞机航向线的右边，通过图10清楚地展示了此时电台磁方位角、电台相对方位角以及飞机磁方位角都会逐渐增加。

图10 无线电方位角变化趋势示意图(1)

第二种情况是电台位置在飞机航向线的左边，通过图11清楚地展示了此时电台磁方位角、电台相对方位角以及飞机磁方位角都会逐渐减小。学生在理解的过程中，也可以先观察相对方位角的变化，确定了相对方位角的变化趋势之后。根据电台相对方位角、电台磁方位角和飞机磁航向的等式关系可以知道当飞机磁航向不发生变化的情况下，相对方位角和电台磁方位角的变化趋势是一致的。接着根据电台磁方位角和飞机磁方位角的等式关系可以知道电台磁方位角和飞机磁方位角的变化趋势是一致的。因此可以知道电台磁方位角、飞机磁方位角和相对方位角的变化趋势是一致的。

图11 无线电方位角变化趋势示意图(2)

3 无线电方位的实际使用场景

在空中领航学中无线电领航需要通过无线电领航设备来实现[6]。常用的无线电领航设备中，自动定向仪的工作原理是测量电台相对方位角RB，甚高频全向信标的工作原理是测量飞机磁方位角QDR。由于空中领航学中有多个角度的概念，需要向学生强调各个角度之间的区别以及每个角度本身的意义[5]。在实际的使用过程中，自动定向仪指示器可以直接显示电台相对方位角，也可以手动调节出航向，由上面的定量等式可以知道自动定向仪指示器可以通过手动调节来显示电台磁方位角。无线电方位角是无线电领航的基础，最基本的指示器原理都是在测量无线电方位角。

在判断飞机飞行过程中是否偏航也需要熟练运用无线电方位角以及无线电方位角之间的关系。例如在飞机在向台飞行过程中，深刻理解无线电方位角可以发现可以通过不同的无线电方位角判断飞机是否偏航以及飞机偏航的具体情况。电台磁方位角是以飞机的位置为基准点判断无线电导航台的位置，如果飞机没有偏离航线可以知道电台磁方位角就等于磁航线角。相应的也可以根据预计的相对方位角和飞机实时位置测得相对方位角作对比来判断飞机是否偏航。

4 结语

通过具体分析可以知道在无线电领航过程中会大量使用无线电方位角，所以需要熟练掌握三个无线电方位角的含义以及三个无线电方位角之间的联系。