søket etter Den savnede Malaysia Airlines flight 370 denne måneden har reist mange spørsmål om hvordan fly spores.En av de viktigste måtene å spore posisjonen til fly er via radar, et system som utviklet seg før Andre Verdenskrig og har blitt stadig raffinert siden da, forklarer Dr Graham Brooker, en radaringeniør Ved University Of Sydney ‘ S School Of Aerospace, Mechanical And Mechatronic Engineering.ORDET RADAR er et akronym for RAdio Detection And Ranging, og i sin enkleste form består DET av et overført radiosignal rettet mot en antenne i en bestemt retning, og en mottaker som oppdager ekkoene av objekter i signalets bane, sier han.senderen består av en elektronisk krets som osciallates ved en bestemt frekvens, vanligvis mye høyere enn de frekvensene som brukes til radio – eller TV-sendinger, sier Brooker. dette signalet sendes ut i korte utbrudd av elektromagnetisk energi, kalt pulser, gjennom antennen som produserer en smal stråle som en fakkel.

«Radar gjør det mulig å bestemme retningen til et objekt, generelt referert til som målet, basert på retningen antennen vender mot,» sier Brooker.

avstanden til målet bestemmes fra tiden mellom overføring av puls og mottak av ekko. Dette kan bestemmes nøyaktig fordi radarsignalet beveger seg med lysets hastighet, som er konstant.

^ til toppen

Air traffic control

for air traffic control radars er strålen formet som en vifte, smal i horisontal retning og bred i vertikal retning for å imøtekomme høytflygende fly.

denne strålen skanner rundt i en sirkel en gang hver to eller tre sekunder og ekko vises på en sirkulær skjerm kalt en plan-posisjon indikator.

flygelederen — eller en datamaskin-kan spore ekkoene eller’ blips ‘ på displayet for å finne ut hvor flyet er på vei. Dette kalles primærradar.

«Primærradar brukes sjelden mer isolert da det er for mange fly på himmelen,» sier Brooker. «i Disse dager brukes også sekundær radar, hvor en kodet pulssekvens sendes til flyet, og en transponder på flyet genererer en kodet retur, som inneholder mye informasjon om flyet. Dette pleide å bli kalt identifikasjon venn eller fiende, ELLER IFF.»

flygeledere bruker for det meste sekundær radar for å spore kommersielle fly og bruker bare ekte radar i tilfelle der transpondere ikke er montert, slått av eller er ødelagte. «det var et tilfelle noen tiår tilbake hvor en ung mann fløy et lett fly halvveis over USA uten å bli oppdaget da flygelederne enten hadde sine primære radarer slått av eller trodde ekkoet hans var fra en flokk fugler,» Sier Brooker.

hvis flytransponderen er slått av, kan det være vanskelig å identifisere hvilken av de mange primære radarene «blips» på flytrafikkontrolldisplayet som tilsvarer flyet du er interessert i, sier Brooker. «dette kan være grunnen til at transponderen på flight 370 tilsynelatende ble slått av på det området der overleveringen skjedde fra en flytrafikkontroll til en annen.

^ til toppen

Grenser til radar

De fleste vil ha hørt uttrykket ‘flyr under radaren’. Dette er oppkalt etter et sant fenomen, Forklarer Dr Brooker. «det er forårsaket av samspillet mellom radarstrålen og bakken, noe som resulterer i at strålen «løfter» av horisonten. Hvis et fly flyr lavt nok, lyser strålen knapt det og rekkevidden der det kan ses er begrenset.»

det er også grenser for avstanden over hvilken radar kan brukes. Hovedproblemet med radar for langdistanseoperasjon er at mengden strøm som kreves for å sende og motta signalet, er avhengig av avstanden til flyet hevet til kraften til fire, sier Brooker.

» Derfor, hvis du vil doble rekkevidden der du kan oppdage et fly, må mengden overført kraft øke med en faktor på 16.»

Typiske radarer som brukes til å spore fly ut til en rekkevidde på 100 kilometer eller mer, overfører toppkrefter i megawatt. Den overførte pulsen er imidlertid kort, typisk ett mikro sekund eller så, og de forekommer bare noen få hundre ganger per sekund, så gjennomsnittlig effekt er ganske lav.

for virkelig lang rekkevidde drift, peak makt som kreves for å sende ut radar pulser bli uoverkommelig stor.

dette har resultert i utviklingen av innovasjoner som fasede matriser som består av et stort antall mindre sendere og mottakere på en plan overflate som opererer i samklang og pulskompresjon, noe som gjør at lengre og lavere effektkodede pulser kan genereres samtidig som de opprettholder god rekkevidde nøyaktighet.

en annen begrensning for langtrekkende radar er forårsaket av demping gjennom atmosfæren – selv i klar luft, men verre i regnet. Dette er omvendt relatert til signalets bølgelengde, så langdistanse radarer opererer ved lav frekvens.

^ til toppen

Gjemmer seg fra radar

Elektromagnetiske bølger «spretter» av objekter som leder strøm, så gammeldags fly laget av tre og lerret produserte ikke store radarekkoer, sier Brooker. Det samme gjelder for moderne fly laget av karbonfiberkompositter. Aluminium flådd flyene gjøre de beste målene. «formen på flyet er også viktig,og metallfly laget av flate plater, skarpe hjørner og kanter produserer generelt sterke ekkoer, så hvis du vil gjøre et fly usynlig, kan du enten gjøre det fra flate plater eller fasetter som er justert på en slik måte at radarsignalene reflekterer bort fra mottakeren. F – 117 stealth attack aircraft er et eksempel på dette.»

Alternativt kan fly gjøres uten rette vinkler, slik at vingene blandes inn i kroppen og eksterne funksjoner elimineres. Å lage en flykropp som absorberer radarenergi ved hjelp av «radarabsorberende materialer» er en annen metode for å minimere ekkostørrelsen, sier han. «B – 2 stealth bomber er trolig state-of-the-art, som bruker de fleste av disse teknikkene, og gir et ekko omtrent like stort som det som produseres av en humlebi.»

Dr Graham Brooker en radar ingeniør Ved University Of Sydney School Of Aerospace, Mekanisk Og Mekatronisk Engineering. Han ble intervjuet Av Stephen Pincock.