DME

D.M.E. ή DME. Ακρωνύμιο των λέξεων Distance Measuring Equipment. Συσκευή Μέτρησης Απόστασης.

Ανήκει στην κατηγορία των αεροναυτιλιακών ραδιοβοηθημάτων και αποτελείται από το σταθμό εδάφους και το σταθμό του αεροσκάφους.

Ο σταθμός εδάφους μπορεί να λαμβάνει και να εκπέμπει ηλεκτρονικά σήματα δηλαδή είναι πομποδέκτης. Αυτός ειδικά λέγεται ερωτω-ανταποκριτής (Transponder από τις λέξεις Transmitter, Responder)

Το ίδιο συμβαίνει και με το σταθμό που είναι εγκατεστημένος στο αεροσκάφος. Αποκαλείται interrogator, (ερωτών) αυτός που ρωτάει, που υποβάλει ερωτήσεις στον Transponder.
Το DME μετράει την απόσταση του αεροσκάφους από το σταθμό βάσης.
Η μονάδα μέτρησης της απόστασης στην αεροναυτιλία είναι το ναυτικό μίλι (1852 μέτρα) και έχει επικρατήσει η ορολογία το DME να ταυτίζεται με το ναυτικό μίλι.

Δηλαδή όταν λέμε ένα αεροσκάφος απέχει 15 DME από το αεροδρόμιο εννοούμε 15 ναυτικά μίλια και το αντίθετο.
Η απόσταση αυτή είναι επικλινής και σχετική με τη θέση και το ύψος του αεροσκάφους και το σταθμό DME.

Μιλώντας με όρους γεωμετρίας, όταν λέμε επικλινής εννοούμε ότι η απόσταση του αεροσκάφους είναι η υποτείνουσα ενός ορθογωνίου τριγώνου που σχηματίζεται με κορυφές (Α) το ίδιο το αεροσκάφος, (Β) την (κάθετη) προβολή του στο έδαφος πάνω από το οποίο υπερίπταται και (Γ) το σταθμό εδάφους του DME.
Αυτός ο τρόπος μέτρησης παρόλο που δίνει αξιόπιστα αποτελέσματα σε κάποιες ειδικές περιπτώσεις, αυτά δεν είναι αξιοποιήσιμα.
Ένα παράδειγμα:

Ένα αεροσκάφος πετάει στα 30.000 πόδια (1 πόδι = 30 εκατοστά περίπου), άρα είναι σε ύψος 9.000 μέτρα από το έδαφος. Η απόσταση που δείχνει ο Transponder του DME είναι υποθετικά 10 μίλια, άρα 18.420 μέτρα από το σταθμό DME. Όταν το αεροσκάφος φτάσει πάνω ακριβώς από το σταθμό DME, o Transponder θα δείχνει 4,85 μίλια (9.000 μέτρα / 1.842 [μίλι] = 4,85 μίλια) απόσταση η οποία όμως δεν είναι σωστή.

Η σωστή απόσταση είναι μηδέν (0) μίλια από το σταθμό, σε επίπεδο εδάφους.
Αυτό βέβαια το γνωρίζουν οι αεροναυτιλόμενοι και δεν τους προξενεί σύγχυση.
Συνεργάζεται πάντα με VOR (είναι εγκατεστημένα στον ίδιο χώρο και συζευγμένα -coupled-) και οι "πληροφορίες" που δίνουν μαζί είναι επαρκείς για την ασφαλή πλοήγηση των αεροσκαφών.

Τρόπος λειτουργίας

Ο interrogator του αεροσκάφους στέλνει μια παλμοσειρά (ηλεκτρομαγνητικά κύματα) προς το σταθμό εδάφους (transponder).
Αυτή η παλμοσειρά είναι κωδικοποιημένη και περιέχει στοιχεία που μόνο ο συγκεκριμένος interrogator γνωρίζει. (στον ίδιο σταθμό trasponder απευθύνουν ερωτήματα πολλά αεροσκάφη ταυτόχρονα – έχει δυνατότητα να εξυπηρετεί μέχρι 100 – και αυτός είναι ο τρόπος για να αναγνωρίζει κάθε αεροσκάφος τη δική του απάντηση).
Ο transponder λαμβάνει την παλμοσειρά και την εκπέμπει ξανά, με μια ακριβή καθυστέρηση χρόνου.
Ο ineterrogator αφού την λάβει και αναγνωρίσει ότι είναι η δική του, μετράει το χρόνο που πέρασε από τη στιγμή της εκπομπής μέχρι το χρόνο που την έλαβε πίσω.
Από αυτόν το χρόνο αφαιρεί 50 μικροδευτερόλεπτα (μsec) που είναι ο χρόνος που χρειάζεται ο transponder για να λάβει, επεξεργαστεί και επανεκπέμψει την παλμοσειρά και είναι διεθνής κανόνας.
Το χρόνο που περισσεύει, τον διαιρεί με το δύο (γιατί ο μισός καταναλώθηκε στην διαδρομή της εκπομπής και ο άλλος μισός στη διαδρομή της λήψης) και το πηλίκο της διαίρεσης (πραγματικός χρόνος), το χρησιμοποιεί για να υπολογίσει την απόσταση, δεδομένου ότι η ταχύτητα διάδοσης των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων είναι γνωστή (300.000.000 μέτρα ανά δευτερόλεπτο).
Είναι περίπου σαν το φαινόμενο της ηχούς (αντήχησης) που όλοι, λίγο ως πολύ, γνωρίζουμε πως λειτουργεί.
Το DME λειτουργεί στη περιοχή συχνοτήτων 960 έως 1215 MHZ. Μέσα σε αυτή υπάρχουν 126 συχνότητες (λέγονται κανάλια όπως στην τηλεόραση) στις οποίες εκπέμπουν οι interrogators και 126 συχνότητες στις οποίες εκπέμπουν οι transponders. Οι συχνότητες εκπομπής του ενός είναι συχνότητες λήψης του άλλου.
Ίσως κάποιος αναρωτηθεί: γιατί αφού υπάρχουν 126 κανάλια εκπομπής και λήψης πιο πάνω αναφέρεται ότι εξυπηρετεί μέχρι 100 αεροσκάφη; Και τι γίνεται αν σε ένα DME συμβεί να απεθυνθούν περισσότερα των 100 αεροσκαφών;
Η απαντήσεις είναι οι ακόλουθες:
Για λόγους αξιοπιστίας και καλής λειτουργίας ποτέ δεν φέρνουμε ένα μηχάνημα στην οριακή λειτουργία του.
Υπάρχει μηχανισμός που μειώνει την ευαισθησία λήψης του DME όταν τα ερωτήματα ξεπεράσουν τον αριθμό 100. Έτσι μειώνεται και ο αριθμός των απαντήσεων που έχει να δώσει και αυτοπροστατεύεται.
Τα αεροσκάφη που δεν παίρνουν απάντηση στο ερώτημά τους δεν έχουν ενδείξεις απόστασης.

Βλέποντάς το ο κυβερνήτης του αεροσκάφους, αντιλαμβάνεται ότι είναι εκτός εμβέλειας (απόσταση στην οποία μπορεί να πάρει ενδείξεις) και συντονίζει το δέκτη του σε κάποιο κοντινότερο DME.
Τα DME είναι – κατά κανόνα – συζευγμένα (εργάζονται μαζί) με VOR και όταν συντονίζει ο κυβερνήτης στη συχνότητα ενός συγκεκριμένου VOR τότε αυτομάτως έχει και ενδείξεις DME.
Κατά συνέπεια οι εμβέλειά τους είναι 40-60 μίλια για τερματικά συστήματα και 150-200 για συστήματα διαδρομής.