søgningen efter den manglende Malaysia Airlines flight 370 denne måned har rejst mange spørgsmål om, hvordan fly spores.

et af de vigtigste midler til at spore flyets position er via radar, et system, der udviklede sig før Anden Verdenskrig og er blevet konstant raffineret siden da, forklarer Dr. Graham Brooker, en radaringeniør ved University of Sydneys School of Aerospace, mechatronic Engineering.ordet RADAR er et akronym for RAdio Detection And Ranging, og i sin enkleste form består det af et transmitteret radiosignal rettet mod en antenne i en bestemt retning og en modtager, der registrerer ekkoerne fra alle objekter i signalets vej, siger han.

senderen består af et elektronisk kredsløb, der osciallater ved en bestemt frekvens, normalt meget højere end de frekvenser, der bruges til radio-eller TV-udsendelser, siger Brooker.

dette signal sendes ud i korte udbrud af elektromagnetisk energi, kaldet pulser, gennem antennen, der producerer en smal stråle som en fakkel.

“Radar gør det muligt at bestemme retningen til et objekt, generelt benævnt målet, baseret på den retning, antennen vender mod,” siger Brooker.

afstanden til målet bestemmes ud fra den tid, der er taget mellem transmission af pulsen og modtagelse af ekkoet. Dette kan bestemmes nøjagtigt, fordi radarsignalet bevæger sig med lysets hastighed, som er konstant.

^ til toppen

lufttrafikstyring

for lufttrafikstyringsradarer er bjælken formet som en ventilator, smal i vandret retning og bred i lodret retning for at rumme højtflyvende fly.

denne stråle scanner rundt i en cirkel en gang hvert andet eller tredje sekund, og ekkoer vises på et cirkulært display kaldet en plan-positionsindikator.

flyvelederen — eller en computer — kan spore ekkoer eller ‘blips’ på displayet for at bestemme, hvor flyet er på vej. Dette kaldes primær radar.”primær radar bruges sjældent mere isoleret, da der er for mange fly på himlen,” siger Brooker.

“i disse dage bruges også sekundær radar, hvor en kodet pulssekvens sendes til flyet, og en transponder på flyet genererer en kodet retur, der indeholder en masse information om flyet. Dette plejede at blive kaldt identifikation ven eller fjende, eller iff.”

flyveledere bruger for det meste sekundær radar til at spore kommercielle fly og bruger kun ægte radar i tilfælde, hvor transpondere ikke er monteret, er slukket eller er brudt. “der var et tilfælde par årtier tilbage, hvor en ung mand fløj et let fly halvvejs over USA uden at blive opdaget, da flyvelederne enten havde deres primære radarer slukket eller troede, at hans ekko var fra en flok fugle,” siger Brooker.

Hvis flytransponderen er slukket, kan det være svært at identificere, hvilken af de mange primære radar “blips” på flyvekontroldisplayet svarer til det fly, du er interesseret i, siger Brooker.

“dette kan være grunden til, at transponderen på flight 370 tilsyneladende blev slukket i det interval, hvor overdragelsen fandt sted fra en flyvekontrol til en anden.

^ til toppen

grænser for radar

de fleste mennesker vil have hørt udtrykket ‘flyver under radaren’. Dette er opkaldt efter et sandt fænomen, forklarer Dr. Brooker.

“det er forårsaget af interaktionen mellem radarstrålen og jorden, hvilket resulterer i, at strålen “løfter” ud af horisonten. Hvis et fly flyver lavt nok, lyser strålen næppe det, og rækkevidden, hvor det kan ses, er begrænset.”

der er også grænser for den afstand, over hvilken radar kan bruges. Hovedproblemet med radar til langdistancedrift er det faktum, at mængden af strøm, der kræves for at sende og modtage signalet, afhænger af afstanden til flyet hævet til kraften på fire, siger Brooker.

“derfor, hvis du vil fordoble det interval, hvor du kan registrere et fly, skal mængden af transmitteret effekt øges med en faktor på 16.”

typiske radarer, der bruges til at spore fly ud til en rækkevidde på 100 kilometer eller mere, transmitterer spidskræfter i megavatterne. Imidlertid er den transmitterede puls kort, typisk et mikrosekund eller deromkring, og de forekommer kun et par hundrede gange i sekundet, så den gennemsnitlige effekt er ret lav.

for virkelig langtrækkende drift bliver den maksimale effekt, der kræves for at sende radarimpulserne, uoverkommeligt stor.

dette har resulteret i udviklingen af innovationer såsom fasede arrays, der består af et stort antal mindre sendere og modtagere på en plan overflade, der fungerer sammen og pulskomprimering, hvilket gør det muligt at generere længere og lavere effektkodede impulser, mens de stadig opretholder god rækkevidde nøjagtighed.

en anden begrænsning til langdistanceradar er forårsaget af dæmpning gennem atmosfæren-selv i klar luft, men værre i regnen. Dette er omvendt relateret til signalets bølgelængde, så radarer med lang rækkevidde fungerer ved lav frekvens.

^ til toppen

skjul fra radar

elektromagnetiske bølger “hopper” af genstande, der leder elektricitet, så gammeldags fly fremstillet af træ og lærred producerede ikke store radarekkoer, siger Brooker. Det samme gælder for moderne fly fremstillet af kulfiberkompositter. Aluminium flået fly gør de bedste mål. “flyets form er også vigtig, og metalfly fremstillet af flade plader, skarpe hjørner og kanter producerer generelt stærke ekkoer, så hvis du vil gøre et fly usynligt, kan du enten gøre det fra flade plader eller facetter, der er justeret på en sådan måde, at radarsignalerne reflekterer væk fra modtageren. F-117 stealth angreb fly er et eksempel på dette.”

alternativt kan fly fremstilles uden rette vinkler, så vinger blandes ind i kroppen og eksterne funktioner elimineres. At lave en flyhud, der absorberer radarenergi ved hjælp af “radarabsorberende materialer”, er en anden metode til at minimere ekkostørrelsen, siger han. “B-2 stealth bombefly er sandsynligvis den nyeste, der bruger de fleste af disse teknikker og giver et ekko, der er lige så stort som det, der produceres af en humlebi.”Dr. Graham Brooker, radaringeniør ved University of Sydneys School of Aerospace, mechatronic Engineering. Han blev afhørt af Stephen Pincock.