¶ Introduction
Un NDB (Non Directional Beacon) est une balise de radionavigation non directionnelle. Cela signifie que l'émetteur au sol émet le même signal, avec la même force, dans toutes les directions. Pour pouvoir connaître la direction vers laquelle se trouve un NDB, il faut que l'aéronef soit équipé d'un ADF (Automatic Direction Finder) qui n'est autre qu'un système de réception utilisant les principes de la radiogoniométrie.
Ne pas confondre NDB (station au sol) et ADF (équipement à bord de l'aéronef)
Les avantages du NDB sont les suivants :
- Installation et maintenance peu onéreuse
- Son utilisation est possible à basse hauteur
- La matérialisation de la position de l’avion par rapport à la balise est simple
Les inconvénients du NDB sont les suivants :
- L’ADF est très sensible aux parasites atmosphériques tels que les orages
- Les ondes peuvent être réfléchies par le relief
- La précision angulaire est médiocre, de l’ordre de 5 à 10°
- Le pilote ne dispose pas d’alarme indiquant automatiquement au pilote que la réception n’est pas possible
- L’ADF peut recevoir de nuit une onde directe de surface et une onde réfléchie par les couches ionosphériques. Dans certain cas, les interférences entre ces ondes rendent l'ADF inutilisable
- La conductibilité des ondes radio changent entre la mer et la terre. Il en résulte des déviations d’ondes et donc de direction quand l’avion est au dessus la mer
Jusqu'ici, les approches NDB étaient parfois les seuls disponibles sur beaucoup de petits aérodromes. Elles sont progressivement désinstallées au profit des approches RNP.
¶ Station au sol (NDB)
¶ Principe de fonctionnement
Il existe deux types de stations :
- Les balises NDB de faible portée que l’on appelle «Locator» ayant une portée de 25NM. Ces balises servent à effectuer des percées IFR et/ou à définir des circuits attentes. Leur indicatif est généralement composé de 2 lettres (TY 320)
- Les balises NDB à longue portée. Elles font parties, le plus souvent, des voies aériennes. Leur indicatif est en général à 3 lettres (HOL 315)
Les fréquences exploitées sont comprise entre 190 KHz et 1750 Khz (avec un espace libre entre 495kHz et 505kHz, afin de protéger la fréquence d'appel de détresse internationale maritime de 500kHz).
Cette longueur d'onde possède l'avantage particulier de permettre au signal de suivre la courbure terrestre et ainsi, d'offrir un rayon d'action relativement étendu. Cependant, elle est très sensible aux perturbations climatiques, ainsi qu'à l'environnement géographique. De nuit, elle est sujette à des phénomènes de propagation ionosphérique.
La porteuse est émise en continu, seulement interrompue à intervalles réguliers par l'identification en code Morse de la balise. Ceci impose alors la présence d'un oscillateur interne au récepteur ("BFO" : Beat Frequency Oscillator) qui va créer la «note» de cette identification par «battement» de phase avec la porteuse. L'identité peut aussi être transmise par un signal de 400 ou de 1020Hz modulant la porteuse en amplitude. Dans ce cas, le BFO n'est pas nécessaire à l'identification du code Morse de la balise.
¶ Représentation sur les cartes
Le symbole utilisé afin de représenter un NDB sur les cartes du SIA est le suivant :
Selon les cartes, sont indiqués :
- indicatif
- fréquence
- code Morse
Carte VAC
Carte IAC
Carte de navigation à l'échelle 1:500 000
¶ Récepteur (ADF)
¶ Principe de fonctionnement
Pour exploiter le signal d'un NDB, l'aéronef doit être équipé d'un récepteur ADF (Automatic Direction Finder).
Le récepteur utilise deux antennes. L'une, de type « cadre » (ou loop), hautement directive, orientée par un moteur et une seconde, fixe, omnidirectionnelle et appelée « antenne de levée de doute ». Alors qu'une antenne "classique" utilise principalement la composante électrique d'une onde électromagnétique, une antenne cadre sera plutôt sensible à sa composante magnétique. La réception est maximale quand les spires de l’antenne cadre sont alignées dans l'axe de direction de l'émetteur et nulle dans le plan du cadre. Un synchro-transmetteur, solidaire du cadre, transmet sa position à l'indicateur qui affiche la direction vers laquelle se trouve l'émetteur.
Les ADF modernes n'utilisent plus de cadre rotatif, mais des groupes de petits dipôles ou d'uni-pôles, dont on analyse la phase ou l'amplitude des signaux reçus. La direction est calculée et transmise à l'indicateur par le biais de microprocesseurs. Ne plus avoir de pièces en mouvement apporte un avantage conséquent sur la fiabilité.
¶ Instrumentation de bord
Le boitier de commande ADF permet la mise en route, la sélection de la fréquence et des différents modes.
Relèvement magnétique : Route magnétique nécessaire pour rejoindre la station
Cap magnétique : Angle entre l'axe longitudinal de l'aéronef et le nord magnétique
Gisement : Angle que fait l'axe longitudinal de l'aéronef avec la station
Il existe plusieurs instruments permettant l'affichage, en voici quelques un :
- Carte fixe ou «RBI» (Relative Bearing Indicator)
L'aiguille indique le gisement, c'est-à-dire la direction de la station au sol par rapport à l'axe longitudinal de l’avion.
L’instrument est entouré d’une carte de directions magnétiques, non mobile, graduée de 0 à 359°. Pour déterminer le relèvement magnétique, il faut alors effectuer le calcul suivant : Relèvement magnétique = cap magnétique + gisement
- Carte mobile ou «RMI» (Relative Magnetic Indicator)
Afin d'éviter les calculs en vol, la carte est une rose des vents mobile et une molette (HDG) permet de faire coïncider la carte avec le cap actuel de l'aéronef. La lecture donne alors directement le relèvement magnétique de la balise au sol
- EHSI (Electronic Horizontal Situation Indicator)
L’ADF est inclus dans un EHSI, qui est un afficheur électronique qui permet de cumuler les réception des ILS, VOR, NDB, DME, la route suivie par l'aéronef et le cap de ce dernier.
¶ Utilisation
¶ Positionnement
Pour utiliser un ADF afin de se diriger sur vers NDB, il faut :
- Allumer le récepteur ADF
- Régler la fréquence de l’ADF sur la fréquence du NDB choisi
- Vérifier l'identification audio de la station en écoutant de code Morse
- Ajuster le cap de l'aéronef jusqu'à ce que l'aiguille de l'ADF pointe dans la même direction
Un ADF pointe toujours en direction de la balise quelque soit le cap de l’aéronef
Le schéma suivant présente l’affichage de l’ADF tel que le pilote peut le voir en fonction de l’emplacement de l’aéronef et du NDB :
Notez que la flèche de l’ADF suit exactement la trajectoire directe vers la balise. Le point noir représente le haut de l’instrument dans le cockpit.
Lors du survol du NDB, l'aiguille de l'ADF va tout simplement pivoter d’avant vers l’arrière
¶ Distance à la station
Il peut arriver qu'un NDB soit associé à un DME. Ceci est assez rare et concerne principalement les approches NDB/DME. Néanmoins il est possible de calculer la distance qui sépare l'aéronef d'un NDB.
- Placer l'aéronef à 90° avec la balise et voler dans cette direction durant quelques minutes,
- Noter le temps de vol effectué : t en minutes
- Noter le nombre de degrés d'angle franchis : N en degré
D (Nm) = t * vitesse sol / N
Le temps nécessaire pour rejoindre le NDB peut être calculé avec la formule suivante :
Temps = 60 * t / N