Suar nirarah

Suar nirarah (bahasa Inggris:non-directional beacon atau NDB) atau suar radio nirarah adalah suar radio yang tidak memiliki informasi arah bawaan. Suar radio merupakan pemancar radio yang berada di lokasi yang telah diketahui dan digunakan sebagai alat bantu navigasi penerbangan atau pelayaran. NDB berbeda dengan suar radio berarah dan alat bantu navigasi lainnya, seperti radio jangkauan frekuensi rendah, jangkauan segala arah VHF (VOR), dan sistem navigasi udara taktis (TACAN).

Sinyal NDB mengikuti kelengkungan Bumi sehingga dapat diterima pada jarak yang jauh lebih besar ketika berada pada ketinggian rendah, yang menjadi keunggulan utama dibandingkan VOR. Namun, sinyal NDB juga lebih banyak dipengaruhi oleh kondisi atmosfer, medan pegunungan, pembiasan di wilayah pesisir, dan badai listrik, terutama pada jarak yang jauh. Sistem ini dikembangkan oleh Kapten Albert Francis Hegenberger dari Korps Udara Angkatan Darat Amerika Serikat (USAAC) dan digunakan untuk melakukan pendekatan instrumen pertama di dunia pada 9 Mei 1932.^[1]

Jenis

NDB yang digunakan dalam penerbangan distandardisasi oleh Organisasi Penerbangan Sipil Internasional (ICAO) melalui Lampiran 10, yang menetapkan bahwa NDB harus beroperasi pada frekuensi antara 190 kHz dan 1.750 kHz. Namun, umumnya semua NDB di Amerika Utara beroperasi pada frekuensi antara 190 kHz dan 535 kHz. Setiap NDB diidentifikasi dengan tanda panggil berupa kode Morse yang terdiri atas satu, dua, atau tiga huruf. Di Kanada, identitas NDB yang dimiliki secara pribadi terdiri atas satu huruf dan satu angka.

NDB nirarah di Amerika Utara diklasifikasikan berdasarkan daya pancarnya: daya "rendah" kurang dari 50 watt; daya "sedang" antara 50 W dan 2.000 W; dan daya "tinggi" lebih dari 2.000 W.

Terdapat empat jenis suar nirarah dalam layanan navigasi penerbangan:

• NDB dalam perjalanan, yang digunakan untuk menandai jalur udara
• NDB pendekatan
• suar pelokalisasi
• suar penentu lokasi

Dua jenis terakhir digunakan bersama dengan sistem pendaratan instrumen (ILS).

Peralatan pencari arah otomatis

Navigasi NDB terdiri atas dua bagian, yaitu peralatan pencari arah otomatis (ADF) di pesawat yang mendeteksi sinyal NDB dan pemancar NDB. ADF juga dapat menemukan lokasi pemancar pada pita siaran gelombang menengah AM standar, yaitu 530 kHz hingga 1.700 kHz dengan interval 10 kHz di Benua Amerika[a], serta 531 kHz hingga 1.602 kHz dengan interval 9 kHz di wilayah dunia lainnya.

Peralatan ADF menentukan arah atau baringan menuju stasiun NDB relatif terhadap pesawat dengan menggunakan kombinasi antena berarah dan antena nirarah untuk mendeteksi arah yang menghasilkan sinyal gabungan terkuat. Baringan ini dapat ditampilkan pada indikator baringan relatif (RBI). Tampilan ini menyerupai kartu kompas dengan sebuah jarum di atasnya, tetapi kartu tersebut tidak bergerak dan posisi 0 derajatnya berimpit dengan garis tengah pesawat. Untuk terbang menuju NDB dalam kondisi tanpa angin, pesawat diterbangkan sedemikian rupa sehingga jarum menunjuk ke posisi 0 derajat. Dengan demikian, pesawat akan terbang langsung menuju NDB. Sebaliknya, pesawat akan terbang langsung menjauhi NDB jika jarum dipertahankan pada tanda 180 derajat. Jika terdapat angin silang, jarum harus dipertahankan di sebelah kiri atau kanan posisi 0 atau 180 derajat sebesar sudut yang sesuai dengan hanyutan akibat angin silang.

Rumus untuk menentukan haluan kompas menuju stasiun NDB dalam kondisi tanpa angin adalah dengan mengambil baringan relatif antara pesawat dan stasiun, kemudian menambahkannya dengan haluan magnetis pesawat. Jika hasilnya lebih dari 360 derajat, 360 derajat harus dikurangkan dari hasil tersebut. Hasilnya adalah baringan magnetis yang harus diikuti: (RB + MH) mod 360 = MB.

Saat terbang menuju atau menjauhi NDB, pesawat biasanya juga mengikuti baringan tertentu. Untuk melakukannya, pembacaan RBI perlu disesuaikan dengan haluan kompas. Setelah hanyutan ditentukan, pesawat harus diterbangkan dengan haluan kompas yang merupakan baringan yang diinginkan setelah disesuaikan dengan hanyutan, sementara pembacaan RBI berada pada 0 atau 180 derajat setelah disesuaikan dengan hanyutan. NDB juga dapat digunakan untuk menentukan posisi di sepanjang jalur penerbangan pesawat saat ini, misalnya pada jalur radial dari NDB kedua atau VOR. Ketika jarum menunjukkan pembacaan RBI yang sesuai dengan baringan yang diinginkan, pesawat berada pada posisi tersebut. Namun, jika menggunakan RBI dan kompas secara terpisah, cara ini memerlukan perhitungan mental yang cukup rumit untuk menentukan baringan relatif yang sesuai.

Untuk menyederhanakan proses tersebut, sebuah kartu kompas yang digerakkan oleh kompas magnetis pesawat ditambahkan ke RBI sehingga membentuk indikator magnetis radio (RMI). Jarum ADF kemudian langsung mengacu pada haluan magnetis pesawat sehingga kebutuhan untuk melakukan perhitungan mental dapat dikurangi. Banyak RMI yang digunakan dalam penerbangan juga memungkinkan perangkat tersebut menampilkan informasi dari radio kedua yang disetel ke stasiun VOR. Dengan demikian, pesawat dapat terbang langsung di antara stasiun-stasiun VOR, yang disebut rute "Victor", sambil menggunakan NDB untuk melakukan triangulasi posisi pesawat di sepanjang jalur radial tanpa memerlukan stasiun VOR yang dilengkapi peralatan pengukur jarak (DME) di lokasi yang sama. Tampilan ini, bersama dengan indikator baringan segala arah (OBI) untuk informasi VOR/ILS, merupakan salah satu instrumen navigasi radio utama sebelum diperkenalkannya indikator situasi horizontal (HSI) dan kemudian tampilan digital yang digunakan pada kokpit kaca.

Prinsip kerja ADF tidak terbatas pada penggunaan NDB. Sistem semacam ini juga digunakan untuk mendeteksi lokasi sinyal siaran untuk berbagai keperluan lain, seperti menemukan suar darurat.

Penggunaan

Jalur udara

Baringan adalah garis yang melewati suatu stasiun dan menunjuk ke arah tertentu, misalnya 270 derajat (tepat ke barat). Baringan NDB menyediakan metode yang tercantum pada peta dan konsisten untuk menentukan jalur yang dapat dilalui pesawat. Dengan cara ini, NDB, seperti VOR, dapat menentukan jalur udara di angkasa. Pesawat mengikuti rute yang telah ditentukan tersebut untuk menyelesaikan rencana penerbangan. Jalur udara diberi nomor dan distandardisasi pada peta.

Jalur udara berwarna digunakan untuk stasiun berfrekuensi rendah hingga menengah, seperti NDB, dan ditampilkan dengan warna cokelat pada peta penerbangan sectional. Jalur udara hijau dan merah digambarkan dari timur ke barat, sedangkan jalur udara kuning dan biru digambarkan dari utara ke selatan. Hingga September 2022, hanya tersisa satu jalur udara berwarna di wilayah kontinental Amerika Serikat, yang terletak di lepas pantai Carolina Utara dan disebut G13 atau Green 13. Alaska merupakan satu-satunya negara bagian lain di Amerika Serikat yang masih menggunakan sistem jalur udara berwarna.^[2] Pilot mengikuti rute-rute tersebut dengan mengikuti baringan di antara berbagai stasiun navigasi dan melakukan perubahan arah pada titik-titik tertentu. Meskipun sebagian besar jalur udara di Amerika Serikat didasarkan pada VOR, jalur udara NDB umum digunakan di wilayah lain, terutama di negara-negara berkembang dan daerah berpenduduk jarang di negara-negara maju, seperti Arktik Kanada, karena NDB dapat memiliki jangkauan yang jauh dan biaya pengoperasiannya jauh lebih rendah daripada VOR.

Semua jalur udara standar dicantumkan pada peta penerbangan, seperti peta sectional Amerika Serikat yang diterbitkan oleh Administrasi Kelautan dan Atmosfer Nasional (NOAA).

Titik posisi

NDB telah lama digunakan oleh navigator udara dan sebelumnya juga oleh navigator laut untuk membantu menentukan titik posisi geografis mereka di permukaan Bumi. Titik posisi ditentukan dengan memperpanjang garis melalui titik-titik acuan navigasi yang telah diketahui hingga garis-garis tersebut berpotongan. Untuk titik acuan visual, sudut garis-garis tersebut dapat ditentukan menggunakan kompas, sedangkan baringan sinyal radio NDB ditentukan menggunakan peralatan pencari arah radio (RDF).

Penggambaran titik posisi dengan cara ini memungkinkan awak pesawat menentukan posisi mereka. Penggunaan ini penting dalam situasi ketika peralatan navigasi lainnya, seperti VOR yang dilengkapi peralatan pengukur jarak (DME), mengalami kegagalan. Dalam navigasi laut, NDB masih dapat berguna apabila penerimaan Sistem Pemosisi Global (GPS) mengalami kegagalan.

Menentukan jarak dari stasiun NDB

Untuk menentukan jarak ke stasiun NDB, pilot menggunakan metode berikut:

1. Memutar pesawat sehingga stasiun berada tepat di sisi salah satu ujung sayap.
2. Mempertahankan haluan tersebut sambil mengukur waktu yang diperlukan untuk melewati sejumlah baringan NDB tertentu.
3. Menggunakan rumus: Waktu menuju stasiun = 60 × jumlah menit penerbangan derajat perubahan baringan {\displaystyle {\text{Waktu menuju stasiun}}={\frac {60\times {\text{jumlah menit penerbangan}}}{\text{derajat perubahan baringan}}}} .
4. Menghitung jarak pesawat dari stasiun menggunakan rumus waktu × kecepatan = jarak {\displaystyle {\text{waktu}}\times {\text{kecepatan}}={\text{jarak}}} .

Pendekatan NDB

Landasan pacu yang dilengkapi NDB atau VOR, atau keduanya, sebagai satu-satunya alat bantu navigasi disebut landasan pacu dengan pendekatan nonpresisi. Jika landasan pacu tersebut dilengkapi ILS, landasan tersebut disebut landasan pacu dengan pendekatan presisi.

Sistem pendaratan instrumen

NDB paling sering digunakan sebagai penanda atau "penentu lokasi" untuk pendekatan menggunakan sistem pendaratan instrumen (ILS) atau pendekatan standar. NDB dapat menandai area awal suatu pendekatan ILS atau menentukan jalur yang harus diikuti untuk rute kedatangan terminal standar (STAR). Di Amerika Serikat, NDB sering dipadukan dengan suar penanda luar dalam pendekatan ILS, yang disebut locator outer marker (LOM). Di Kanada, NDB berdaya rendah telah sepenuhnya menggantikan suar penanda. Suar penanda pada pendekatan ILS kini secara bertahap dihentikan penggunaannya di seluruh dunia dan digantikan oleh jangkauan DME atau sinyal GPS untuk menentukan batas berbagai segmen pendekatan.

Penggunaan operasional angkatan laut

Kapal selam U-boat Angkatan Laut Jerman selama Perang Dunia II dilengkapi dengan suar pemandu Telefunken Spez 2113S. Pemancar ini dapat beroperasi pada frekuensi 100 kHz hingga 1.500 kHz dengan daya 150 W. Perangkat tersebut digunakan untuk mengirimkan lokasi kapal selam kepada kapal selam atau pesawat lain yang dilengkapi penerima pencari arah (DF) dan antena loop.

Karakteristik antena dan sinyal

NDB umumnya beroperasi pada rentang frekuensi 190 kHz hingga 535 kHz, meskipun frekuensi yang dialokasikan untuk NDB berada pada rentang 190 kHz hingga 1.750 kHz, dan memancarkan gelombang pembawa yang dimodulasi dengan frekuensi 400 Hz atau 1.020 Hz. NDB juga dapat ditempatkan bersama DME dalam instalasi yang serupa dengan penanda luar pada ILS. Namun, dalam konfigurasi ini NDB berfungsi sebagai penanda dalam. Pemilik NDB sebagian besar merupakan lembaga pemerintah dan otoritas bandar udara.

Radiator NDB memiliki polarisasi vertikal. Antena NDB biasanya terlalu pendek untuk mencapai resonansi pada frekuensi pengoperasiannya. Panjangnya umumnya hanya sekitar 20 meter, sedangkan panjang gelombangnya sekitar 1.000 meter. Oleh karena itu, antena memerlukan jaringan pencocokan yang sesuai, yang dapat terdiri atas induktor dan kapasitor untuk "menyetel" antena. Antena NDB vertikal juga dapat menggunakan antena-T yang dijuluki top hat, yaitu struktur menyerupai payung yang dirancang untuk menambahkan pembebanan pada ujung antena dan meningkatkan efisiensi pancarannya. Biasanya, bidang tanah atau penyeimbang dihubungkan di bawah antena.

Informasi lain yang dipancarkan oleh NDB

Selain identitas dalam kode Morse pada frekuensi 400 Hz atau 1.020 Hz, NDB dapat menyiarkan:

1. layanan informasi terminal otomatis (ATIS);
2. layanan informasi cuaca otomatis (AWIS), atau, dalam keadaan darurat seperti kegagalan komunikasi udara-ke-darat, pengatur lalu lintas udara dapat memodulasi gelombang pembawa dengan suara menggunakan fungsi tekan untuk berbicara (PTT). Pilot menggunakan penerima ADF untuk mendengarkan instruksi dari menara pengawas;
3. sistem pengamatan cuaca otomatis (AWOS);
4. sistem pengamatan permukaan otomatis (ASOS);
5. VOLMET, yaitu informasi meteorologi untuk pesawat yang sedang dalam penerbangan, atau siaran informasi meteorologi;
6. siaran cuaca yang ditranskripsikan (TWEB);
7. pemantauan PIP. Jika NDB mengalami masalah, misalnya daya pancarnya lebih rendah dari normal, terjadi kegagalan pasokan listrik utama, atau pemancar cadangan sedang digunakan, NDB dapat diprogram untuk memancarkan "PIP" tambahan berupa satu titik kode Morse. Sinyal ini memberi tahu pilot dan pihak lainnya bahwa suar tersebut mungkin tidak dapat diandalkan untuk navigasi.

Pemantauan NDB

Selain digunakan untuk navigasi pesawat, NDB juga populer di kalangan penggemar radio jarak jauh (DXer). Karena NDB umumnya berdaya rendah, biasanya sekitar 25 watt dan beberapa di antaranya dapat mencapai 5 kW, sinyalnya biasanya tidak dapat terdengar dari jarak yang jauh. Namun, kondisi yang mendukung di ionosfer dapat memungkinkan sinyal NDB merambat jauh lebih jauh daripada biasanya. Oleh karena itu, penggemar DX yang tertarik menangkap sinyal dari jarak jauh senang mendengarkan NDB yang berada jauh dari lokasi mereka. Selain itu, pita frekuensi yang dialokasikan untuk NDB bebas dari stasiun penyiaran dan gangguan yang terkait dengannya, sementara sebagian besar NDB tidak melakukan lebih dari sekadar memancarkan tanda panggil dalam kode Morse. Hal ini membuat NDB sangat mudah diidentifikasi dan menjadikan pemantauan NDB sebagai salah satu kegiatan khusus yang aktif dalam hobi DXing.

Di Amerika Utara, pita frekuensi NDB berada pada 190–435 kHz dan 510–530 kHz. Di Eropa, terdapat pita siaran gelombang panjang pada 150–280 kHz sehingga pita NDB Eropa berada pada 280–530 kHz, dengan celah antara 495 dan 505 kHz karena frekuensi 500 kHz merupakan frekuensi marabahaya maritim internasional (darurat).

Suar yang memancarkan sinyal antara 510 kHz dan 530 kHz terkadang dapat terdengar melalui radio AM yang dapat disetel di bawah batas awal pita siaran gelombang menengah (MW). Namun, penerimaan NDB umumnya memerlukan penerima radio yang dapat menerima frekuensi di bawah 530 kHz. Radio gelombang pendek "cakupan umum" sering kali dapat menerima seluruh frekuensi dari 150 kHz hingga 30 MHz sehingga dapat disetel ke frekuensi NDB. Untuk menerima sinyal yang sangat lemah dari suar yang berada jauh, diperlukan teknik khusus, seperti prapemilih penerima, pembatas derau, dan penyaring.

Waktu terbaik untuk mendengarkan NDB yang berada sangat jauh adalah tiga jam terakhir sebelum matahari terbit. Penerimaan NDB juga biasanya lebih baik selama musim gugur dan musim dingin karena pada musim semi dan musim panas terdapat lebih banyak derau atmosfer pada pita LF dan MF.

Penutupan suar

Seiring meningkatnya penggunaan sistem navigasi satelit seperti GPS, beberapa negara mulai menonaktifkan instalasi suar seperti NDB dan VOR. Kebijakan ini menimbulkan kontroversi dalam industri penerbangan.

Airservices Australia mulai menutup sejumlah alat bantu navigasi berbasis darat pada Mei 2016, termasuk NDB, VOR, dan DME.

Di Amerika Serikat, pada 2017 terdapat lebih dari 1.300 NDB, dengan kurang dari 300 di antaranya dimiliki oleh pemerintah federal. FAA telah mulai menonaktifkan NDB yang berdiri sendiri. Hingga April 2018, FAA telah menonaktifkan 23 alat bantu navigasi berbasis darat, termasuk NDB, dan berencana menutup lebih dari 300 lainnya pada 2025.^[3] FAA tidak memiliki sistem pemeliharaan ataupun pengadaan untuk NDB dan berencana menghapus NDB yang masih ada secara bertahap melalui pengurangan alami, dengan alasan bahwa ketergantungan pilot terhadap NDB menurun seiring semakin banyak pilot menggunakan navigasi VOR dan GPS.^[4]

Referensi

Bacaan lanjutan

• International Civil Aviation Organization (2000). Annex 10 — Aeronautical Telecommunications, Vol. I (Radio Navigation Aids) (5th ed.).
• U.S. Federal Aviation Administration (2004). Aeronautical Information Manual, § 1-1-2.
• Remington, S., KH6SR (1987–1989). "On the Art of NDB DXing". The Longwave Club of America. Diarsipkan dari asli tanggal 9 Desember 2002. Diakses tanggal 6 Januari 2008.{{cite web}}: Pemeliharaan CS1: Banyak nama: daftar penulis (link) Pemeliharaan CS1: Nama numerik: daftar penulis (link)
• Appleyard, S.F.; Linford, R.S.; Yarwood, P.J. (1988). Marine Electronic Navigation (Edisi 2nd). Routledge & Kegan Paul. hlm. 68–69. ISBN 0-7102-1271-2.
• Godfrey Manning (Desember 2007). "Sky High: ADF and NDBs". Radio User. 2 (12). PW Publishing Ltd: 25. ISSN 1748-8117.{{cite journal}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link)
• Godfrey Manning (Januari 2008). "Sky High: NDB/ADF". Radio User. 3 (1). PW Publishing Ltd: 24–25. ISSN 1748-8117.{{cite journal}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link)
• Richard Gosnell (April 2008). "An Introduction to Non Directional Beacons". Radio User. 3 (4). PW Publishing Ltd: 28–29. ISSN 1748-8117.{{cite journal}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link)
• Robert Connolly (Agustus 2009). "NDB DXing – Understanding the basics". Radio User. 4 (8). PW Publishing Ltd: 40–42. ISSN 1748-8117.{{cite journal}}: Pemeliharaan CS1: Tanggal diterjemahkan otomatis (link)