通过菜鸟篇和笨鸟篇的学习，模拟飞⾏员们已经学习了简要的空⽓动⼒学基本原理，并在此基础上掌握了如何在基本的6⼤仪表辅助下以⽬视飞⾏规则进⾏平直飞⾏，爬升、下降和转向的基本飞⾏控制，并且能够在机场区域完成⼀个机场五边起降飞⾏。本⼿册选择的新加坡，在X-Plane中就有6个机场总计7条跑道，模拟飞⾏员们在晴朗的⽓象条件下，完全可以基于VFR在这些机场之间⾃由地穿梭飞⾏。但是，如果要长途飞⾏，例如从新加坡飞到巴厘岛，⼀路上都是茫茫⼤海，就算是⼀开始的航向是正确的，也很难保证能够顺利飞到⽬的地。如同在地⾯长途⾏车需要导航⼀样，飞机长途飞⾏也需要导航，⽽导航飞⾏就要进⼊本篇介绍的IFR“仪表飞⾏规则”的学习了。 仪表飞⾏规则(Instrument Flight Rules，IFR)就是指完全或者部分地按照航⾏架驶仪表，判定航空器飞⾏状态及其位置的飞⾏。除了笨鸟篇介绍过的6⼤基本仪表和转速仪以外，IFR还包含了导航仪表⽤于飞⾏航线和飞⾏位置的确定。飞鸟篇要学习的就是在Cessna 172SP中，如何根据仪表进⾏导航飞⾏。地⾯课程将会⽐较简单，主要是了解⼀下飞机导航的⼀些基本术语，对于飞机导航的技术原理不做深⼊探讨，重点是在空中课程中通过实际飞⾏了解和掌握导航仪表的使⽤⽅法，从⽽可以最终实现远距离飞⾏。
飞机导航系统经历了多代的发展，限于篇幅限制，本⼿册就不介绍飞机导航的发展历史了，⽽只介绍⽆
线导航系统中的NDB和VOR-DME，另外还将介绍基于⽆线导航系统设计的仪表着陆系统（ILS）。NDB/VOR-DME/ILS也是包括⼤型客机在内的⼤多数飞机都在使⽤的⽆线导航系统，因此也是⼊门模拟飞⾏员必备的知识。更先进的GPS导航等也超出了本⼿册的计划范围，所以请有兴趣的模拟飞⾏员在其它参考资料中查学习。
化纤抽丝
⼀、NDB及其地⾯台
NDB是⽆指向性⽆线电信标（Non-Directional Beacon）的缩写，是现今仍在使⽤的最古⽼的飞⾏导航设施。NDB是设置于地⾯上的⽆线信号发射装置，使⽤190-1750KHz频带向信号台360度⽅向发射⽆线信号，引导飞机飞⾏。NDB地⾯站的有效⼯作距离为50～150公⾥（约30～80海⾥），每⼀个NDB导航台都有⼀个由最多3个字母组成的标识号。飞机上⽤于接收NDB信号的对应设备叫做ADF（Automatic Direction Finder：⾃动定向机）。⾃动定向仪并不仅仅⽤于NDB 导航，也可以作为⽆线电紧急定位信标等的定位⼯具。
所谓“⽆指向性”的意思是，NDB台发射的信号是没有⽅向性的，即NDB台向360度⽅向发射的信号完全⼀样，对于飞机来说，⽆论飞机航向如何，只要保证飞机机头航向正对NDB台就算导航正确。也就是说，基于NDB导航，只要飞机从某⼀个起点出发最终能够飞到NDB导航点就好了，⾄于飞机沿着哪个磁⽅向飞并不重要，在飞⾏过程中，就算飞机改变了磁⽅向，只要最终能够再次按照NDB台的指⽰
信号重新朝向NDB台飞就好了。所以NDB完全是⼀种被动设备，在飞机端的ADF机只负责接收，⼏乎没有什么设置要做。
NDB导航的详细过原理和仪表设置介绍在空中课程时再深⼊讨论，地⾯课程只要记住NDB和ADF这两个名词就够了。图3.1. 01就是⼀个NDB台的图⽚。
⼆、VOR-DME及其地⾯台站银触点标准
VOR是甚⾼频全向⽆线电信标Very High Frequency Omnidirectional Radio Range的缩写，是⼀种⽤于航空的⽆线电导航系统，其⼯作频段为108.00 兆赫- 117.95 兆赫的甚⾼频段，故此得名。VOR地⾯站的⼯作距离⼤约50～360公⾥（约25~200海⾥）。DME是距离测量设备DistanceMeasuring Equipment 的缩写，是国际民航组织批准的近程导航系统之⼀，它由机载DME询问器和地⾯DME台应答器组成的。
VOR发射机发送的信号有两个：⼀个是相位固定的基准信号；另⼀个信号的相位随着围绕信标台的圆周⾓度是连续变化的，也就是说各个⾓度发射的信号的相位都是不同的。向 0度/360度(指向磁北极)发射的与基准信号是同相的（相位差为0），⽽向180度(指向磁南极)发射的信号与基准信号相位差180度。飞⾏器上的VOR接收机根据所收到的两个信号的相位差就可以计算出⾃⾝处于信标台向哪⼀个⾓度发射的信号上。VOR通常与测距仪(DME)同址安装，在提供给飞⾏器⽅向信息的同时，还能提供飞
⾏器到导航台的距离信息，这样飞⾏器的位置就可以唯⼀的被确定下来。
简单点说，就是VOR与NDB最⼤的不同VOR台就在360度⽅向发射的信号是不同的，因此在VOR导航的时候，不仅要求飞机机头航向指向VOR地⾯站，⽽且还要求飞机按照设定好的磁⽅向从导航起点飞向VOR地⾯站，⽽VOR地⾯站是固定在地⾯不动的，所以从飞机当前位置经由某个确定的磁⽅向飞往这个VOR地⾯站的航线也就唯⼀确定下来
了，VOR导航就是要求飞机要沿着这条航线飞向VOR地⾯站，如果飞机中途变换航向，就算飞机机头指向了VOR台，只要飞机的磁⽅向与设定的磁⽅向不同，也认为飞机偏离了航线。
VOR-DME导航的详细原理和仪表设置介绍在空中课程时再深⼊讨论，地⾯课程只要记住VOR和DME这两个名词就够
机器人模型制作VOR-DME导航的详细原理和仪表设置介绍在空中课程时再深⼊讨论，地⾯课程只要记住VOR和DME这两个名词就够了。图3.1. 02就是机场VOR台的⼀个参考图⽚。
三、ILS及其地⾯台站
ILS是仪表着陆系统Instrument Landing System的缩写，⼜译为仪器降落系统，盲降系统，是应⽤最为⼴泛的飞机精密进近和着陆引导系统。它的作⽤是由地⾯发射的两束⽆线电信号实现航向道和下滑 道指引，建⽴⼀条由跑道指向空中的虚拟路径，飞机通过机载接收设备，确定⾃⾝与该路径的相对位置，使飞机沿正确⽅向飞向跑道并且平稳下降⾼度，最终实现安全着陆。
仪表着陆系统通常由⼀个甚⾼频（VHF）航向信标台、⼀个特⾼频（UHF）下滑信标台和⼏个甚⾼频（VHF）指点标组成。航向信标台给出与跑道中⼼线对准的航向⾯，下滑信标给出仰⾓2.5°—3.5°的下滑⾯，这两个⾯的交线即是仪表着陆系统给出的飞机进近着陆的准确路线。指点标沿进近路线提供键控校准点即距离跑道⼊⼝⼀定距离处的⾼度校验，以及距离⼊⼝的距离。
图3.1.03就给出了⼀个樟宜国际机场RW02C的ILS虚拟路径⽰意图。中间红⾊的射线就代表了ILS信号构建的下降虚拟路径，飞机在ILS系统的引导下应该沿着这条路径进近下降，最终降落在跑道上；⽽上下两条黄⾊的射线则代表了虚拟路径允许的合理变化范围，也就是说，虽然飞机的下降路径不是笔直地沿着红⾊路线⾛，但是只要上下误差在黄⾊射线范围内都是可以接受的；如果超过上⾯⼀条黄⾊射线，说明飞机下降⾼度偏⾼；如果超过下⾯⼀条黄⾊射线，说明飞机下降⾼度太低。当时实际上空中是没有这⼏条射线存在的，全部要靠ILS仪表来指导进近下降全过程。
⼀个完整的仪表着陆系统包括⽅向引导、距离参考和⽬视参考系统。⽅向引导系统 ：航向台(Localizer, LOC/LLZ)，位于跑道进近⽅向的远端，波束为⾓度很⼩的扇形，提供飞机相对与跑道的航向道(⽔平位置)指引；下滑台(Glide Slope, GS 或Glide Path,GP)，位于跑道⼊⼝端⼀侧，通过仰⾓为
3度左右的波束，提供飞机相对跑道⼊⼝的下滑道(垂直位置)指引；距离参考系统 ：指点标，(MarkerBeacon)，距离跑道从远到近分别为外指点标(Outer Marker,OM)，中指点标(Middle Marker,MM)和内指点标(Inner Marker,IM)，提供飞机相对跑道⼊⼝的粗略的距离信息，通常表⽰飞机在依次飞过这些信标台时，分别到达最终进近定位点(Final Approach Fix,FAF)、I类运⾏的决断⾼度、II类运⾏的决断⾼度。⽬视参考系统：精密进近轨迹指⽰器(Precision Approach Path Indicator, PAPI)，提供飞⾏器相对正确的下滑道的位置的⽬视参考；进近灯光系统(Approach Light System, ALS)，供夜间或者低能见度进近情况下提供跑道⼊⼝位置和⽅向的醒⽬的⽬视参考。
ILS盲降的作⽤在天⽓恶劣、能见度低的情况下显得尤为突出。它可以在飞⾏员⾁眼难以发现跑道或标志时，给飞机提供⼀个可靠的进近着陆通道，以便让飞⾏员掌握位置、⽅位、下降⾼度，从⽽安全着陆。根据盲降的精密度，盲降给飞机提供的进近着陆标准不⼀样，因此盲降可分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类标准。Ⅰ类盲降：在前⽅能见度不低于800m的条件下或跑道视程不⼩于550⽶，以⾼的进场成功概率，
能将飞机引导⾄60m的决断⾼度（中指点标上空）；Ⅱ类盲降：在前⽅能见度不低于400m的条件下或跑道视程不⼩于350⽶，以⾼的进场成功概率，能将飞机引导⾄30m的决断⾼度（内指点标上空）：Ⅲ类盲降：Ⅲa类设施的性能：没有决断⾼度限制，在跑道视距不⼩于200m的条件下，着陆的最后阶段外界⽬视参考，引导飞机⾄跑道表⾯．因此⼜叫“看着着陆”(see to land)。Ⅲb类设施的性能：没有决断⾼度限制和不依赖外界⽬视参考，⼀直到跑道表⾯，并在跑道视距50m的条件下，凭外界⽬视参
考滑⾏，因此⼜叫“看着滑⾏”(see taxi)。Ⅲc类设施的性能：⽆决断⾼度限制，不依靠外界⽬视参考，能沿着跑道表⾯着陆和滑⾏。
在Cessna 172SP上ILS与VOR使⽤同⼀套接收设备，基本⼯作原理也差不多，最⼤的不同是VOR只显⽰⽔平⽅向上的航线，⽽ILS还显⽰垂直⾼度上的航线。从仪表上来说就是VOR只有⼀个竖直⽩⾊指针在⼯作，⽽ILS竖直和横向两个⽩⾊指针都在⼯作。
图3.1. 03是⼀个机场ILS 系统天线图。
四、X-Plane航空地图
在前两篇的演⽰飞⾏计划中，X-Plane中的航空地图已经多次使⽤过了，可以看到机场以及演⽰飞⾏的航程线路。那么在X-Plane中如何打开当前飞机所在位置的航空地图呢？⿏标移动到窗⼝（或屏幕）最上⽅，就会⾃动弹出菜单，如图3.1.04：
选择“Location”—>“Local Map”，就会弹出当前飞机位置所在的航空地图了，如图 3.1.05：
网络视频传输
X-Plane 10中的航空地图窗⼝可以5个部分：
1、功能菜单区域；这⾥提供了⼀些功能菜单，可以选择飞机、机场、起飞跑道、设定⽓象环境和航油载重等信息。这些跟导航关系不⼤，所以本⼿册不做介绍。
2、地图区域；图3.1.05显⽰了新加坡的地图，可以清楚地看到新加坡的所有机场，樟宜国际机场和樟宜军⽤机场就在最右侧，图上有⼀个橙黄⾊的⼩飞机，就是我们要飞的Cessna 172SP的飞机标识。在地图区域上⽅有多个选项卡，当前选项卡为“Textured”。其它选项卡看到的地图效果完全不⼀样，⽤于不同的⽤途。本篇将⽤到的除了“Textured”选项卡以外，还有旁边的”Sectional”选项卡，选择了”Sectional”选项卡可以查看在新加坡的地⾯导航台/点信息。太阳能灶
3、参数显⽰区域；在地图上选择机场、飞机等不同物体，在参数显⽰区域可以显⽰该物体的⼀些参数信息，还可以选择是否在地图上（主要是在其它选项卡的地图中）显⽰各种地⾯导航台/点等信息。
4、仪表区域；这⾥显⽰了6个仪表，从上到下分别是空速仪，姿态仪，⾼度仪，垂直速度仪，航向仪和导航仪
（VOR/NDB集成的仪表）。可以通过勾选地图上⽅的“Inst”选择框来选择是否显⽰仪表区域。这6个仪表跟实际选择的飞机型号⽆关，就算选择⼤型客机，也还是这么6个仪表。这⾥仪表的作⽤主要是在飞⾏过程中查看地图时，帮助模拟飞⾏员确定当前飞⾏姿态。
5、ISL区域；这⾥显⽰了降落机场的ILS引导图，横坐标是地⾯距离，纵坐标是垂直⾼度，从右上⽅向左下⽅斜着的扇区就是每个机场ILS控制的最佳进近和着陆飞⾏区域，这个具体到ILS部分会详细介绍。当然，这⾥是否有内容显⽰完全取决于飞机实际的ILS设置，如果降落机场没有ILS，那么这⾥就
不会有任何显⽰。另外，通过勾选地图上⽅
的“Scope”选择框可以选择是否显⽰ILS区域。
图3.1.06显⽰了勾选去掉仪表区域和ILS区域，并且选择了”Sectional”选项卡的地图：
在X-Plane地图中的”Sectional”选项卡显⽰的地图中，不同的导航台/站⽤不同的图标表⽰，这些图标与⼤多数航图所使⽤的图标基本⼀致，从⽽⽅便模拟飞⾏员们识别不同类型的导航台/站。NDB的图标如图3.1.07所⽰，是⼀个周围有许多⼩点环绕的⼩圆点，然后在旁边有⼀个说明框，说明了该NDB的信息，包括名称为“Sembawang Singapore NDB”，标准代码为“AG”，飞机ADF接收频率为325。
VOR/DME的图标如图3.1.08所⽰，VOR/DME站看起来向⼀个仪表仪的，外⾯⼀个圆包含有⼩刻度，中间⼀个是⼩多边型。同样，在图上标出了该VOR/DME的名称（PAPA UNIFORMSingapore VOR-DME），标准代码为“PU”，⼯作频率为115.10。另外还可以看到⼀个粉红⾊的线段从中⼼向外伸出，这个就是表⽰设定的导航⽅向。在Cessna 172SP的VOR仪上进⾏设置时，这条粉红⾊的线段就会绕着图标转。
最后是ILS在地图上的显⽰。ILS显⽰⽐较特殊，在图3.1.09中显⽰了3条ILS图⽰，从左到右是巴耶利峇机场跑道ILS和樟宜国际机场两条跑道的ILS图⽰。ILS图⽰是从跑道中⼼向跑道两个⽅向发射出去的类似三⾓光柱的图形，在每个跑道⽅向上都标出了ILS站的名称、标准编号和⼯作频率，
正交编码器
例如樟宜国际机场跑道02L(RW 02L)的ILS站名称为“WSSS 02L ILS-CAT-II”，标准代码为“ICW”，⼯作频率为110.90。
最后，在地图区域上⽅还有⼀个“Edit”选择框，点选了这个选择框，将把左侧的功能菜单区域换成地图编辑菜单，可以在地图中添加或修改的导航台/站的在地图中的位置信息。如果模拟飞⾏员使⽤了⼀些第三⽅的机场地景时，有时候就需要⼿⼯添加或修改导航台/站的信息。参考图3.1.10:
五、Cessna 172SP导航仪表盘
在Cessna 172SP飞机上的导航仪表位于6⼤仪表的右侧，如图3.1.08所⽰。导航仪表盘⼜分为左右两个⼩区域，左边区域为3个导航显⽰仪表，前两个⽤于VOR/ILS，完全⼀样；最后⼀个⽤于NDB，具体如何读取这3个仪表的显⽰信息将在后续空中课程中学习。
导航仪表盘的右边区域则是输⼊仪表类，主要是⽤于选择和输⼊与导航有关的信息，这⾥逐⼀简单介绍⼀下。
最上边的仪表属于开关仪表（图3.1.09），⽤于选择下边的导航仪表⼯作状态，COM1和COM2⽤于在2个通信⽆线电收发机中进⾏选择；NAV1和NAV2⽤于打开或者关闭VOR导航接收机⼯作状态；ADF1和ADF2⽤于打开或关闭ADF接收机。
第⼆排是FMC(Flight Management & Guidance Computer，飞⾏管理和导航计算机)（图3.1.10），⽤于⾃动化管理飞机的整个飞⾏状况。Cessna 172SP配置的FMC是Garmin公司的GNS430，也被叫做FMS(Flight Management & Guidance System)。第四篇将详细介绍如何操作FMC⾏飞⾏计划管理。当然除此之外，FMC还有很多其它功能，模拟飞⾏员们可以⾃⼰慢慢熟悉。
接下来的3个接收仪(图3.1.11)是对应于左边3个显⽰仪表的，从上到下两个⽤于VOR/ILS信号接收，最后⼀个就是ADF ⾃动定向仪，⽤于NDB信号接收。这3个接收仪与左边3个显⽰仪表是共同配合使⽤的，具体的操作使⽤将在空中课程详细介绍。
剩下两个是应答机和⾃动驾驶仪，本⼿册暂时先不介绍，兴趣的模拟飞⾏员可以上⽹查询其它教程进⾏学习。
