今月行方不明のマレーシア航空370便の検索は、航空機がどのように追跡されているかについて多くの疑問を提起

航空機の位置を追跡する重要な手段の一つは、レーダー、第二次世界大戦前に進化し、それ以来、常に洗練されたシステムを介して、博士グラハムBrooker、航空宇宙、機

レーダーという言葉は、無線検出と測距の頭字語であり、最も単純な形式では、特定の方向のアンテナによって目的とされた送信された無線信号と、

送信機は、特定の周波数でosciallates電子回路で構成され、通常はラジオやテレビ放送に使用される周波数よりもはるかに高い、とBrooker氏は述べています。

この信号は、トーチのような狭いビームを生成するアンテナを介して、パルスと呼ばれる電磁エネルギーの短いバーストで送信されます。

“レーダーは、アンテナが直面している方向に基づいて、一般的にターゲットと呼ばれるオブジェクトへの方向を決定することを可能にする、”Brooker氏は述べて

ターゲットまでの距離は、パルスを送信してからエコーを受信するまでの時間から決定されます。 これは、レーダー信号が一定の光速で移動するため、正確に決定することができます。

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航空管制

航空管制レーダーの場合、ビームはファンのような形をしており、水平方向に狭く、垂直方向に広く、高空飛行の飛行機に対応しています。

このビームは、二、三秒ごとに一度円で周りをスキャンし、エコーは、計画位置インジケータと呼ばれる円形のディスプレイに表示されます。

航空管制官またはコンピュータは、ディスプレイ上のエコーまたは”ブリップ”を追跡して、航空機がどこに向かっているかを判断することができます。 これは主レーダーと呼ばれます。

“空には飛行機が多すぎるため、プライマリレーダーは孤立して使用されることはほとんどありません”とBrooker氏は言います。

“最近では、二次レーダーも使用されており、コード化されたパルスシーケンスが航空機に送信され、平面上のトランスポンダが航空機に関する多くの情報 これは、識別の友人や敵、またはIFFと呼ばれるために使用されます。”

航空管制官は、主に民間航空機を追跡するために二次レーダーを使用し、トランスポンダーが装着されていない場合、オフになっているか、壊れている場合

“数十年前、航空管制官が主要なレーダーをオフにしていたか、彼のエコーが鳥の群れからのものだと思っていたので、若い男が米国の半分の道を軽飛行機

航空機トランスポンダーがオフになっている場合、航空管制ディスプレイ上の多くの主要レーダー”ブリップ”のどれが興味のある航空機に対応している

“これは、370便のトランスポンダーが、ある航空管制から別の航空管制にハンドオーバが発生した範囲で明らかにオフになっていた理由かもしれません。

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レーダーへの制限

ほとんどの人は”レーダーの下を飛ぶ”という表現を聞いたことがあるでしょう。 これは真の現象にちなんで命名された、博士Brookerは説明しています。

“これは、レーダービームと地面との相互作用によって引き起こされ、ビームが地平線から”持ち上げる”ことになります。 航空機が十分に低く飛行している場合、ビームはほとんどそれを照らすことはなく、それが見ることができる範囲は限られている。”

レーダーを使用できる距離にも制限があります。 長距離運転のためのレーダーの主な問題は、信号を送受信するために必要な電力の量は、4の電力に上昇した航空機までの距離に依存しているという事で、Brooker氏は述べています。 “したがって、航空機を検出できる範囲を2倍にしたい場合、送信電力の量は16倍に増加する必要があります。

“このため、航空機を検出できる範囲を倍にしたい場合は、送信電力の量を16倍に増加させる必要があります。”

メガワットで100キロ以上の範囲に飛行機を追跡するために使用される典型的なレーダーは、ピークパワーを送信します。 しかし、送信されるパルスは短く、典型的には1マイクロ秒程度であり、毎秒数百回しか発生しないため、平均電力は非常に低い。

本当に長距離動作のために、レーダーパルスを送信するために必要なピーク電力は法外に大きくなります。

これにより、平面上に多数の小型の送信機と受信機で構成されるフェーズドアレイのような技術革新が開発され、均一に動作し、パルス圧縮され、良好な範囲精度を維持しながら、より長く、より低い電力の符号化パルスを生成することができる。

長距離レーダーへのもう一つの制限は、大気中の減衰によって引き起こされます-澄んだ空気でも、雨の中では悪化します。 これは信号の波長と逆に関係しているため、長距離レーダーは低周波で動作します。

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レーダーから隠れる

電磁波は電気を伝導する物体から”跳ね返る”ので、木とキャンバスで作られた昔ながらの航空機は大きなレーダーエコーを生成しなかった、とBrooker氏は述べている。 同じことが、炭素繊維複合材料から作られた現代の飛行機にも当てはまります。 アルミニウムの皮を剥がれた平面は最もよいターゲットを作ります。

“航空機の形状も重要であり、平板、鋭い角、エッジから作られた金属航空機は、一般的に強いエコーを生成するので、航空機を不可視にしたい場合は、レーダー信号が受信機から反射するように整列した平板またはファセットから作ることができます。 F-117ステルス攻撃機は、この例です。”

翼が本体にブレンドされ、外部の特徴が排除されるように、代わりに航空機は、任意の直角なしで作ることができます。 「レーダー吸収材料」を使用してレーダーエネルギーを吸収する航空機の皮膚を作ることは、エコーサイズを最小限に抑える別の方法である、と彼は言う。

“B-2ステルス爆撃機は、おそらくこれらの技術のほとんどを使用し、バンブルビーによって生成されたものと同じくらい大きなエコーを提供する最”

博士グラハムBrookerシドニー大学航空宇宙、機械およびメカトロニクス工学の学校でレーダーエンジニア。 スティーヴン-ピンコックにインタビューされた。