淺談戰術導航與穿降程序

2016-03-19|陳東龍

戰術導航儀又稱太康導航儀,原文為Tactical Air Navigation。「太康」兩字為譯音,其由來為當初設計這個導航系統時,為了識別與記憶,美國人特別將部分音節拉出而另命名為TACAN。


戰術導航儀是一種利用無線電極化特性,提供飛行器座標資料的導航系統。簡單的說,就是提供飛行器自行解算對歸航目標的角度資料,並答詢飛行器距距離解算的一種無線電導航設備。再由另一種方式來解釋,那就是,太康系統是一種將「無線電方位判別(Omni-directional Radio Range,ODR)」和「測距儀(Distance Measuring Equipment ,DME)」兩者功能合而為一的導航設備。

ODR是由一個地面上的多頻道發射機及一組特殊方位天線所組成,而飛行器本身也要裝備一套有方位解算能力的接收機。兩者相互接收同一組無線電信號,在相對的顯示器上顯示方向相反但距離讀數一致的儀器。

DME是由一個地面上的多頻道收發射機及飛行器必須具備的「距離解算訊問機(Inter-rogator)」所組成,如此才能稱為完整的太康導航系統。

DME工作在超高頻段,分成機載設備和地面設備兩大部分。其工作原理,是機載設備發射一個脈衝信號,地面設備接收到該信號後回覆給機載設備一個應答信號。機載設備根據發射信號和接收到應答信號的時間差,就可以結合無線電波的速度,正確算出飛行器與地面台站的距離。

進一步解釋,DME是利用計量無線電脈衝的往返時間乘以電波傳輸常數(C=3X108m∕sec)再除以二,即為相對距離的原理,作為距離量測的標準。

如果以數學概念來解釋太康,那就是一種極座標的概念,因為會出現的參數只有方位及距離這兩個數據組合。簡單且容易識別。

但科技進步的今天,這種導航方式對於軍事用途來說,出現一個無法克服的缺點,那就是缺乏對播送(輻射源)的隱形功能。換言之,太康導航雖然可以使飛機或船艦可以容易的找到基地或主要導航點,但是缺乏資訊加密,敵人可以用很簡單的方式進行干擾。例如以太康接收器擷取資訊後,就實施對同一波道的系統進行電子攻擊。

此外,有些太康系統採用900 RPM(每分鐘900轉)的旋轉天線。由於這是相當大功率的天線,而且必須全天候運轉,久而久之會因機械公差而減低精確度。而現代系統天線,使用的是電子旋轉,而不是機械轉動,接觸性的移動部件甚少,自我檢測能力也增加,因此,在在都顯示太康系統已面臨世代交替的汰換命運。

太康系統在美國已漸漸被「全球定位系統(GPS)」取代,但在臺灣,基於軍民共用及裝備得之不易的現實考量,未來十數年,太康系統仍然是必要的導航設備。

以臺灣當前所面對的威脅而言,未來戰爭將會遭受到敵人戰術飛彈的飽和攻擊,制空權及制空兵力的維持,將會是反擊作戰最重要的主戰兵力。為了要達到戰力保存,戰備跑道的經營成為國防重視的課題。但同時也帶出一個戰術導航如何執行機動部署的課題。

經過近年來「仁德操演」、「麻豆操演」、「佳冬戰備道啟用」等過程後,機動導航兵力的建置,也已經列入戰備跑道經營的項目中。但由於機動戰術導航儀並非正式的編組,而是由後勤第一指揮部臨時編組產生,由歷次演習,國軍各型戰機於高速公路戰備道實施起降戰備操演,所得經驗顯示出,現有機動戰術導航儀部署作業能力,距離滿足國軍使用高速公路戰備跑道作業程序規定的「要在6小時內完全整備,達到戰機能夠起降的標準」,尚有一段努力空間。因此,對於機動戰術導航儀部署作業,實在有改善的必要。

美軍在1958年3月公布了軍事規範MIL-STD-291A,同年的5月公布了太康測試信號軍事規範MIL-STD-287A,並且逐次更新規範。最新的軍事規範版本為1967年版本MIL-STD-291B,最新的測試信號軍事規範為1991年版本MIL-STD-287A(AS);此規範至今已成為國際航空器導航標準之一。

太康穿降

接著,經過淺顯的解釋戰術導航,也就是太康導航的粗略運作原理後,我們就要針對軍機的飛行規則做一個延伸。這一次,我們先來談談軍機利用太康導航設備,在真天氣下做的進場程序。

真天氣?難道還有假天氣不成?

其實,真天氣這是一個航空名詞,它代表著飛機飛行在雲、霧、大雨、大風或能見極差的情況。尤其在台灣,真天氣飛行對軍職飛行員而言還真是家常便飯。許多任務偏偏都是在能見度極差的情況下執行,而且任務的執行,完全是以目標區的天候狀況做為標準。對戰術戰鬥機而言,有時候海峽天候尚可,但基地上空雷雨交加、烏雲密布,戰機飛行員為了執行任務,仍要硬著頭皮起飛。

其實,起飛的感覺還好,因為爬升過程容易掌握,而且只要爬得夠高,一出雲就是大太陽了。

但問題是,如果本場天候狀況不改善,返場落地就會進入真天氣飛行而飛得一身汗!

在臺灣,人口密度極高,城市建物密度已排名世界前幾位,任何一個機場周邊全都被擁擠的人口與建築物所包圍。對於軍職飛行員,每一次的真天氣進場落地,面對多山又是人口稠密的地面狀況,尤其是戰機飛行員進行編隊進場來說,都是在和死神拔河,找不到機場而轉降到其他基地還算幸運,萬一撞山或衝撞住宅區,後果不勘設想!

所以,軍職飛行員都要接受以「戰術導航儀」為主要參考數據的落地程序,軍用術語成之為「太康穿降及進場」。

飛機進場分為非精確性進場及精確性進場。機場燈光、及太康進場歸類為非精碓性進場。GCA(Ground Controlled Approach,地面控制進場)、ILS(Instrument landing system,儀器降落系統)等則為精確性進場。

所以「太康穿降及進場」並不是一種高精確度的進場方式,而是運用太康飛一個事先設定好的航線,這個航線的設計不是固定的,而是依不同機場狀況及飛機速度而定。最重要的是,這個航線一定要向「國際民航組織(ICAO)」公告。

「太康穿降及進場」航線,太康台無線電波發射的位置,通常位於跑道一側的中央位置,也和GCA很近,外觀很好識別,因為一般的結構都是一個直立的圓桶狀,並有很多根水平向外的天線。

太康航線的設計是依機場及飛機速度而定的,在飛行術語裡所謂的「高太康」,指的就是給快速機使用的,和慢速機之間只有IP1的高度不同而已,其它的都大同小異。此外,穿降程序中對各類型飛機也做了劃分,不同機型有不同的太康穿降程序。

實施太康穿降與進場,所有航管與戰管均不會直接管制,而是屬於間接管制進場,所以飛行員要遵照程序按規定飛行。太康航線分為三個階段:

第一個階段稱之為「待命航線」,就是保持高度依一固定的跑馬航線飛行,其中有一個定點我們稱之為IP1,要進入這個跑馬航線要事先申請,進入時間如果有改變也要立即告知,因為地面人員已經為了你睜大雙眼,隨時監控你在雷達上的光點。

第二階段為穿降轉彎及攔截五邊的進場階段,在預定時間誤差正負3分鐘之內過通IP1不必申請可直接穿降,否則必須更改時間並得到許可後才可以實施穿降程序。

第三階段是最後進場階段,所以在到達五邊6浬時,一定要獲得塔台的許可才能繼續下降高度,如果沒有獲得許可,或發生不預期狀況而必須放棄落,則必須立即偏離五邊並依離場程序實施重飛。


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