【无线电史话】无线电信标是如何引导飞机降落的？1938年测试自动降落系统始末
从左到右：上尉O. J. Cram和G. V. Hallowman，以及土木工程师R. K. Stout，他们在测试飞机之前研发了空军自动降落系统。
无线电是如何引导飞机降落的？1938年8月《无线电新闻》杂志上的一篇文章解开了这个系统的内部原理，今天和电台小叔BG5WKP一起看！
1938年，大多数商用航空运输机在机电设备的控制之下。由电子伺服机构而不是人的手和脚驱动的舵，拉升，副翼和节气门对模拟计算机的信号做出响应，这些模拟计算机从机载气压计，加速度计，水准仪和指南针传感器以及地面无线电指向性波束提供数据。这些操作主要是从一个固定的航路点到另一个固定航路点的平直飞行。对矢量化飞行路径进行编程的能力在这之后出现。
这篇《无线电引导飞机降落》的文章讨论了全自动降落领域正在取得的进展。可以看出，现代仪器着陆系统的框架已经奠定。如今，惯性导航和GPS可以完成很多工作，并且精度和可靠性更高。与自动驾驶汽车一样，自动驾驶飞机的计划也在酝酿之中。
此处描述的新无线电控件，飞机可以在没有飞行员操控的情况下降落
文：哈里·威尔金·佩里（East Orange） N.J.
如果没有无线电的帮助，运输飞机的运行绝不可能达到现在的状态。当大地和天空被云层或大雾遮盖时，无线电信标会引导飞机越过陆地和海洋。它们毫不费力地将飞机引向看似辽阔的海洋，即使在晴朗的天气中，由于飞机的移动速度也难以导航，这会干扰观测和精确的计算。
机场和飞行中飞机之间的双向通信为飞行员带来了频繁的天气预报，防止空中碰撞的起降命令以及其他与飞行操作有关的信息。
设备齐全的运输机飞行员需要操作80台以上的仪器和控件，可以观看和操作。这些会造成精神紧张和身体疲劳，特别是在恶劣天气下，这对安全是不利的；因此，飞行员一直坚持要求简化控制。当大雾或大雪覆盖机场时，由于在这种情况下进行手动控制会带来危险，因此航班被取消。
这些事实导致了开发工作的开始（三年前），以通过使其自动化来简化在恶劣条件下的着陆。现在已经取得了显著成功。在各种条件下都进行了许多出色的降落，而飞行员没有触碰到控制装置。通过无线电和机器人驾驶员的组合使该方法成为可能。目前尚无法获得该设备的全部详细信息，因为该设备仍在开发中，尚未达到商业化阶段，也无法在常规运输机上应用，尽管它可能会在不久的将来使用。
但是，现在航空公司已经完成了四分之三的飞行里程（仅在平飞中），而机器人控制了飞机。这些机器人会自动操作舵，副翼和鳍状肢，以使飞机保持在所需高度的航线上并保持横向平衡。它们比飞行员保持更准确，更平稳的飞行，尤其是在颠簸，阵阵风的空气中，并且减轻了后者繁琐的精神和体力劳动。22家航空公司，包括世界上大多数主要航空公司，都在这些国家和国外的大约1000架飞机上使用这些自动驾驶仪。
但是，自动着陆所需要的不仅仅是维护方向和水平飞行，而且它几乎完全依赖无线电。采用了两种不同的实验方法，一种是俄亥俄州代顿市怀特菲尔德的陆军航空兵，另一种是联合航空运输公司。两者都利用机场的无线电发射设备和飞机上的接收设备结合机器人操控。空军军团采用的方法是完全自动的，无线电设备与自动驾驶员之间具有直接连接，而航空公司使用的方法则是手动调节机器人控制旋钮，以跟随无线电指示直至降落。
图1-与继电器（B）和信标接收器（D）连接的无线电罗盘（C）锁定定向陀螺仪。
航空兵系统采用一系列Z型无线电测距信标，其位置与跑道轴线成一直线，并且距港口延伸约5英里，如图6所示。每个测距信标都会在地面上发射波。频率与其他频率不同。飞机上有一个无线电罗盘（图1中的C），它接收来自机场的方向信号，并与一个继电器（图1中的B）连接，该继电器将其与定向陀螺仪联锁，以保持飞机直接驶向港口。与继电器B相邻的测距信标接收器D和一个频率选择器（图2中的E）协同工作，当飞机连续经过每个测距信标并操作高度控制装置时，会自动设置指南针（C）的频率（一种）。自动设置的正确性在频率选择指示器上指示（图3中的F）。
图2-信标接收器（D）和频率选择器（E）设置无线电罗盘的频率； 操作高度控制（A）。
图3-频率选择器指示器（F）显示无线电罗盘（C，图1）的自动设置的正确性。
当飞机到达机场二十英里或更短距离之内时，飞行员会将飞机置于选定的高度并关闭主着陆开关。然后由机器人自动保持高度，如果飞机没有直接驶向该港口，则航向会自动更改，使其朝着无线电着陆信标的方向飞行。到达该信标后，接收器和选择器会自动将罗盘的频率更改为下一个内部信标的频率，以此类推，直到最终的标记着陆信标，随后飞机进入平稳着陆状态。
图4-节气门控制（G）通过改变频率，控制节气门和降低速度来操作。
这些连续的频率变化将启动节气门控制（图4中的G），该控制将部分关闭飞机发动机的节气门，从而降低降落滑行的速度。该油门控制装置与高度控制装置相互连接，以便在整个滑行期间保持自动着陆所需的最小高度。每个相继的信标均致动油门，以控制滑行角和下降率，直到与地面接触为止。
最后，起落架上的开关与节气门控制装置相连。当将轮子放到跑道上时，它们会自动操作开关，并使飞机发动机的油门关闭，这样发动机将空转，同时还设置了轮子制动器以使飞机停止。
图5-着陆开关（1）和辅助复位开关（2、3、4、5）用于将无线电控制钩入机械飞行员。
当然，有必要对机器人进行一些补充，以通过无线电提供这些自动控制。在驾驶舱安装中（图5），机械飞行员显示在J位置，主着陆开关显示在1位置，辅助重置开关显示在2到5位置。
使用该系统时，飞机在接近机场时不必直接驶向跑道，因为即使设备应直接驶离港口，设备也会自动将其带入跑道。在每小时高达11英里的侧风和中等恶劣的空气条件下，已经成功进行了许多降落。
地面天线系统图，显示Z型标记信标以不同的频率运行，这些信标传输发送致动自动着陆装置的信号。
联合航空使用的弯曲波束系统已经完成了数百次平稳，精确的着陆，该系统利用了从机场发射的两个无线电束。一个特殊的发射器发出93,000 kc。在着陆点上，波沿跑道以理论上为5英尺宽，在场边界处为100英尺宽的定向波束传播。另一个工作在相同波长的发射器会发射一条弯曲的光束，该光束沿跑道定向并从着陆点逐渐上升到场边缘处的60英尺高度，因此遵循飞机的正常滑行角。
飞机上装有一个特殊的天线，用于接收定向和着陆脉冲，然后将其导向面板上的专用仪器，以操作水平和垂直针。垂直针指示飞机相对于跑道方向的位置，而水平针指示飞机在着陆光束中的滑行角。
两条光束都在距机场2000英尺的高度处相距5英里或更远的地方被截获，并且当两个指针指示飞机直接驶向跑道并且处于着陆光束的正确高度时，飞行员会节流发动机时速约80 mph然后将控制权交给机械先导然后，飞机沿着滑行道跟随着陆光束，该滑行道以相当大的角度开始并逐渐变平，以使飞机在跑道的进近端附近轻松地，水平地着陆。当后轮落到地面上时，飞行员会手动施加制动。在滑行过程中，飞行员会观察两个指针，并且如果其中一个指针显示偏离航向或角度，他会调节机械飞行员上的调节旋钮以校正飞行方向和角度。除这些调整外，着陆完全由无线电和机器人驾驶员完成，后者控制飞机的控制装置。
几乎无法抗拒的冲动会促使飞行员在进行自动着陆时进行操作，但是经验表明，无线电和机器人的结合可以使飞机更准确，更轻松地着陆，而不会受到任何人为干扰。
自动驾驶有利有弊，在恶劣飞行环境下，还是需要飞行员的经验进行人为判定，欢迎讨论！
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