Hold øje med FLARM-systemets funktion.

Link to automatic translation

For nyligt blev DM 2023 i fem klasser afsluttet med ikke mindre end 7 – 8 dages spændende flyvning.

Sikkerhed er blevet et fast punkt til briefing med gode indlæg fra Uffe Edslev og fin respons fra piloterne.

Som en del af sikkerheden er FLARM-systemet nu obligatorisk ved DM og andre konkurrencer i bestræbelserne på at mindske risikoen for sammenstød i luften.

En fin sideeffekt ved FLARM-systemet er, at vi på jorden kan følge med i flyenes ruter på opgaverne og lommefilosofere lidt over, hvad piloterne oplever. Det er meget spændende, nogle gange grænsende til det ulidelige.

Men sporene, der viser flyenes ruter, afslører, at ikke alle fly udsender FLARM-signaler lige godt.
Det viser sig ved, at der på nogle flys ruter er ”udfald” i korte eller længere perioder. Det til trods for, at områderne, der flyves DM i, er godt dækket ind med FLARM-modtagestationer.

Disse udfald er ikke kun til gene for os tilskuere.

Vigtigere er det, at disse udfald vidner om at FLARM-signalerne ikke udsendes eller modtages optimalt mellem flyene. Det betyder for piloterne kortere afstand til andre fly, inden der gives en FLARM-advarsel og dermed kortere tid til at reagere.
Hvis to fly med dårlig FLARM-funktion mødes, vil FLARM-systemernes funktion i værste fald være illusorisk.

Da man jo ikke på forhånd, som f.eks. med en fly-radio, kan checke FLARM-systemets signalkvalitet eller rækkevidde, må man ty til en anden metode for at få information om det enkelte flys FLARM-funktion.
Og der er hjælp at hente til at få et billede af det enkelte flys FLARM signalforhold.

Eksempler på analyse af FLARM-performance

Nedenfor ses eksempler på målt udstråling fra tre fly som deltog i DM.
Information om flyenes FLARM ID er fjernet.

Analyse af FLARM-performance i 3 forskellige fly (fra venstre 1-2-3): Forskellen mellem et dårligt (1) og de bedre fungerende FLARM-systemer (2 og 3) er tydelig. Det viste meget dårlige resultat (1) yderst til venstre skyldes en særdeles uheldig indbygning af antennen i flyet, herom senere

I de øverste kurvesæt viser den blå kurve de målte signalniveauer i forhold til afstanden til flyet. Til sammenligning viser den grønne linje middelværdien for alle målte fly. Signalniveauet er angivet i en dB skala, en logaritmisk skala som anvendes ved visning af signalstyrke.
De nederste kurvesæt viser, hvordan udstrålingen fordeler sig omkring flyene.

Den midterste måling er fra en Classic FLARM, som sender med 10mW, målingen til højre er fra en Power FLARM, som sender med 100mW. Den øgede sendeeffekt giver i princippet 3 gange større rækkevidde.

Målingerne bygger på de målte signalniveauer ved passage af 15 til 20 FLARM-modtagestationer hovedsageligt i det Midtjyske, men også på Fyn og i det sydlige Jylland.
Det er således ikke absolutte opmålinger, men de giver trods alt et billede af signal-udstrålingen og er sammenlignelige, da der indgår data fra mange modtagestationer i de gennemfløjne områder.

FLARM-antennen bruges både til at sende og modtage signaler. Følsomhedskarakteristikken ved modtagelse er meget lig sendekarakteristikkens udformning.

Det er nemt at udføre den viste analyse

Man skal blot kende koden, som flyets FLARM-system er identificeret ved.
Den kan findes enten her: https://www.flarmnet.org/flarmnet/ eller her: http://www.airframes.org/.
Koden fremgår også i nogle IGC-filer. Ved LX Nav-instrumenter ser linjen med FLARM koden således ud:  LLXVFLARM:LXV,7.0.9,DDF0XX (falsk kode).

Når man kender FLARM-koden for flyet, kan man her: https://ktrax.kisstech.ch/flarm-liverange indsætte den og trykke på ”Range/SAR report”.
Rapporten indeholder de viste diagrammer og bl.a. information om hvilke modtagestationer der indgår i målingerne.
For at opnå et dækkende resultat, skal flyet have fløjet mindst en time, 50 km og være registreret af mindst tre FLARM-modtagestationer.

Lidt om antenner

Da sendeeffekten er begrænset til 10mW eller 100mW, er det afgørende, at FLARM-antennerne fungerer godt.
Til indbygning (eftermontering) i fly anvendes normalt to typer antenner: Dipol eller Ground-plane antenne.

Antennetyper – Ground Plane-antenne (t.v.) – og Dipol-antenne (t.h.)

Antennerne findes i andre udformninger end de viste.

For at antennen skal virke effektivt på sin resonansfrekvens må der ikke være metaldele eller andre ledende materialer tæt på antennen. Tæt på er i denne sammenhæng ca. 35cm eller mere, de lærde er lidt uenige. På længere afstand vil ledende materialer virke som afskærmning for udstrålingen. Antennen skal monteres lodret.

En dipolantenne har et udstrålingsfelt, som ligner en doughnut med antennen placeret lodret i centrum. Det vil sige, at den kræver megen friplads for at fungere effektivt. I praksis er det måske ikke muligt at opnå en helt ideel montage, men man skal være opmærksom på at få størst mulig afstand til kabler, instrumenthuse, stødstænger o.l.
Bemærk at kulfiber-materialer, som anvendes i nogle flys fuselage og/eller instrumentbræt, også er ledende. For at minimere effekten af kulfiberens afskærmning, skal antenne monteres så højt som muligt.

En ground-plane antenne består af en antenne-pisk monteret på en metalplade med en diameter på 15 – 20cm. (Den ovenfor viste plade er for lille i forhold til antennens længde!) Udstrålingsfeltet ligner tilnærmelsesvis den øverste halvdel af en på den flade led gennemskåret doughnut med antennen i centrum med pisken opad. Da ledende dele under metalpladen har mindre eller ingen indflydelse på antennes resonans eller udstrålings-karakteristik, er denne antenne type ofte nemmere at finde plads til, f.eks. over instrumentpanelets afdækningsplade. Metalpladen kan monteres under afdækningspladen. Ulempen ved ground-plane antennen er den begrænsede udstråling nedad. I praksis er der dog nogen udstråling i denne retning også, især hvis man er nødt til at bøje metalpladen lidt nedad ud mod kanterne, så den kan følge en afdækningsplades kontur.

Lidt om kabel:
Det ses ofte, at det tynde coax-antennekabel, som findes på færdigkonfektionerede antenner, rulles sammen i noget der kan ligne en spole. Det tynde antennekabel har noget signaltab på grund af den høje frekvens, som FLARM anvender. Tabet øges yderligere, når kablet rulles op i en spole.
Ideelt burde kablet kortes op til den nødvendige længde, men det kræver at man kan montere et nyt SMA stik korrekt. Man kan ikke blot klippe coax-kablet over og samle det igen.
Hvis coax-kablet skal forlænges, kan man med fordel samtidigt afkorte det tynde kabel, kaldet RG174, og i stedet bruge RG58 til at forlænge med.

Flarm-installation i det “dårlige” fly.

Om den dårlige FLARM måling

I det pågældende fly er der anvendt en dipolantenne af den type, hvor antennen sidder i forlængelse af coax-kablet. Antennen ligger på skrå langs kanten af instrumentpanelets bagside. Overskydende kabel er viklet op og ligger tæt på antennen. Endelig sidder antennen meget tæt på et instrumenthus og nogle messingdele.
Så der er her en åbenbar forklaring på den dårlige udstråling.

Afsluttende bemærkninger

Som det fremgår af ovenstående, er det en forholdsvis simpel sag at kontrollere FLARM-systemets funktion. Jeg skal derfor opfordre flyejere og klubber til at bruge den tid, det tager at udføre analysen som beskrevet ovenfor. Den er givet godt ud.
Hvis analysen falder dårligt ud, skyldes det med stor sandsynlighed enten et dårligt valg af antenne, en defekt ved antennen / kablet eller en uheldig indbygning af antennen i flyet.

Oluf Mauritsen

Om forfatteren Oluf Mauritsen

Klub Sønderjysk Flyveklub 1978 – 2008 og Flyvestation Skydstrup Svæveflyveklub 2015 –

Antal flyvetimer ca. 1.500

Alder 73 år

Job Tidligere elektroniktekniker, nu pensioneret

Flyver ASK21, Ka8, ASW 28, Discus, Discus 2 og DG1000T