Введение маршрутов зональной навигации в верхнем воздушном пространстве Республики Узбекистан

Размещено на http://www.allbest.ru/

Республика Узбекистан

Введение маршрутов зональной навигации в верхнем воздушном пространстве Республики Узбекистан

Шукурова С.М., Сайдумаров И.М., Муродов М.М.

Abstract

The paper studies the routes of zonal navigation in the upper airspace of the Republic of Uzbekistan, which will increase the efficiency of flight operations by reducing the flight paths of aircraft, as well as reduce the workload for ATC controllers by reducing the number of ground-to-air communications.

As well as the introduction of the proposed SID for runway 08L/08R at the Tashkent- Southern airfield will allow unloading the air zone of the airfield area by direct access to the flight route for aircraft traveling in the northern, north-western and north-eastern directions.

Keywords: zonal, route, analysis, implementation, navigation.

Аннотация

ВВЕДЕНИЕ МАРШРУТОВ ЗОНАЛЬНОЙ НАВИГАЦИИ В ВЕРХНЕМ ВОЗДУШНОМ ПРОСТРАНСТВЕ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

Шукурова С.М.1, Сайдумаров И.М.2, Муродов М.М.3 (Республика

Узбекистан)

Аннотация: в работе изучены маршруты зональной навигации в верхнем воздушном пространстве Республики Узбекистан, которые позволят увеличить экономичность производства полетов путем сокращения путевых траекторий ВС, а также снизить загруженность диспетчеров УВД путем уменьшения количества выходов на связь типа «земля - воздух».

А также введение предлагаемого SID для ВПП 08L/08R на аэродроме «Ташкент- Южный» позволит разгрузить воздушную зону района аэродрома путем прямого выхода на маршрут полета для ВС, следующих в северном, северо-западном и северовосточном направлениях.

Ключевые слова: зональный, маршрут, анализ, внедрения, навигация.

Прежде чем приступать к разработке новой концепции воздушного пространства, важно получить представление о текущей ситуации в воздушном пространстве. Исходный сценарий представляет собой описание практики производства полетов в воздушном пространстве, где планируется введение PBN, и цель его рассмотрения заключается в установлении основы разработки новой концепции воздушного пространства. Он включает в себя все маршруты ОВД, схемы вылета и захода на посадку, зоны воздушного пространства, секторы УВД, а также данные о воздушном движении. Описание и проведение анализа исходного сценария являются важнейшими элементами процесса разработки. Анализируя исходный сценарий в совокупности с показателями характеристик воздушного движения, можно получить представление об эффективности существующей структуры воздушного пространства. Также можно определить элементы воздушного пространства, требующие улучшения.

Любая концепция воздушного пространства должна обеспечивать выполнение критериев безопасности полетов. Критерии безопасности полетов могут выражаться качественными или количественными характеристиками, однако чаще всего используется их комплексное сочетание. Важно определить имеющиеся эксплуатационные утверждения существующего оборудования RNAV, а также фактические возможности и характеристики установленных и модернизируемых систем. От принятых допущений в отношении сценария воздушного движения зависит успех разработки концепции воздушного пространства. Для прогнозирования параметров воздушного движения могут использоваться различные модели с учетом различных характеристик, таких как сезонные, недельные или ежедневные колебания спроса, изменения времени пиковой интенсивности воздушного движения, а также соотношение потоков прибытия и вылета. Все эти характеристики необходимо учитывать в концепции воздушного пространства.

Этап разработки начинается с планирования маршрутов ОВД и схем вылета и захода на посадку. Оно представляет собой аналитический процесс, берущий свое начало на концептуальном уровне и трансформирующийся в детальное и строгое построение структуры воздушного пространства. Требуемое разделение маршрутов и имеющаяся наземная инфраструктура помогают определить, будет ли выбранная навигационная спецификация обеспечивать использование предлагаемой структуры маршрутов. PBN позволяет выбрать наиболее оптимальное расположение маршрутов при обеспечении необходимой зоны действия наземных радионавигационных средств. Маршруты можно будет расположить таким образом, чтобы обеспечить:

оптимизации пропускной способности за счет исключения конфликтных ситуаций между потоками воздушного движения;

повышение эффективности полетов за счет сокращения длины маршрутов;

использование вертикальных окон для полетов в режиме постоянного снижения или постоянного набора высоты, позволяющее реализацию более эффективных профилей полета и уменьшения воздействия на окружающую среду; зональный навигация воздушный полет

обхождение чувствительных к шуму районов;

повышение безопасности полетов.

PBN позволяет эффективно увязать сети полетов по маршрутам и полетов в районе аэродрома, обеспечивая тем самым цельную систему маршрутов. Разделение маршрутов, которое играет важную роль в определении пропускной способности воздушного пространства, во многом зависит от наземной инфраструктуры, обеспечивающей производство полетов. С точки зрения органа УВД структура воздушного пространства должна учитывать взаимодействие потоков, прибывающих и вылетающих ВС. Существуют три различные подели ОрВД, используемые при построении структуры воздушного пространства районов аэродрома:

использование нескольких зон ожидания для постоянной запитки системы схем прибытия и захода на посадку прибывающими воздушными судами из организованной в зоне ожидания очереди таких воздушных судов;

исключение режима ожидания в районе аэродрома путем организации более длинных маршрутов прибытия к посадочной ВПП;

заблаговременное планирование очередности путем использования ручного или автоматизированного управления прибытием для согласования времени вылета или полета по маршруту и поддержания сбалансированного потока ВС в установленных пунктах прибытия в районе аэродрома.

Разработка предполагаемых схем вылета и захода на посадку включает в себя четыре этапа:

анализ структуры воздушного пространства с целью подтверждения навигационных характеристик, необходимых для реализации планируемой структуры;

анализ инфраструктуры навигационных средств с целью определения достаточности зоны действия навигационных средств для обслуживания планируемой структуры;

анализ предлагаемых маршрутов и схем с целью определения возможности их практического использования.

После построения структуры воздушного пространства концепция воздушного пространства потребует проведения комплексных работ по ее проверке. Это называется этапом апробации. Концепция воздушного пространства обычно апробируется в ходе разработки структуры и затем снова после завершения структуры воздушного пространства, а маршруты ОВД - после завершения процесса их разработки. Основные задачи апробации концепции воздушного пространства:

подтверждение обоснованности структуры воздушного пространства с точки зрения ОрВД;

определение потенциальных слабых звеньев концепции и разработку соответствующих профилактических мер;

подтверждение оценки безопасности полетов.

Методы апробации могут приводить к количественным или качественным результатам. Оба вида таких результатов являются необходимыми, и работы по апробации двумя методами проводятся одновременно, поскольку в каждом случае требуется информация, получаемая другим методом. Важно рассматривать такие результаты как единое целое, даже если они получены существенно разными методами. В целом, количественная оценка относится к численным методам апробации и основывается на количественном представлении данных. Эти методы предусматривают использование инструментов, которыми обычно являются устройства моделирования на основе компьютеров. Качественная оценка основывается не на данных, а в большей степени на объективном анализе, логических выводах, доказательствах и обосновании. Однако данные количественной оценки также не могут быть приняты без проведения анализа, и таким образом окончательный результат зависит от эффективного использования инструментов качественной оценки. Большинство инструментов апробации на основе компьютеров предполагает завышенные навигационные характеристики воздушных судов, однако это обычно не влияет на основную цель апробации, которая заключается в проверке пригодности ОрВД и безопасности предлагаемой концепции воздушного пространства. Количество и характер используемых методов апробации и их продолжительность непосредственно связаны со сложностью концепции воздушного пространства и сценария воздушного движения. Чем больше количество изменений и сильнее их влияние на безопасность полетов и практику эксплуатации, тем выше предъявляемые требования к точности и детальности исследования в целях подтверждения эксплуатационных преимуществ и выполнения критериев безопасности полетов [1].

При построении маршрутных схем полетов на основе RNP применяются общие критерии маршрутов, основанных на VOR. В данном процессе стандартными допущениями являются:

зона допуска на контрольную точку, определяющую точку пути, представляет собой окружность с радиусом, равным значению RNP полета по маршруту;

система обеспечивает информацию, которую пилот контролирует и использует для вмешательства в управление;

схемы полетов маршрутов основываются на предварительно выбранной навигационной спецификации.

Для маршрутов RNP предусмотрены следующие виды разворотов:

разворот в точке пути типа FLY-BY;

управляемый разворот с радиусом в 15 м. миль для полетов на эшелонах FL 190 (19000 фут) и ниже, и с радиусом 22,5 м. миль для полетов на эшелонах выше FL 200 (20000 фут).

Контрольная точка облета (FLY-BY) - точка, в которой упреждение разворота разрешено. В переходе типа FLY-BY ВС проходит на некотором расстоянии от контрольной точки по внутренней траектории, определяемой путевой скоростью и углом между участками. Контрольная точка пролета (FLY -OVER) - точка, в которой упреждение разворота не предполагается. Точки FLY-OVER могут обозначать изменение траектории при переходе от одного участка заданного пути к другому.

Магнитный азимут для участка маршрута PBN основывается на значении истинного путевого угла и магнитного склонения в основной точке начала участка маршрута PBN. Пилотам следует использовать магнитный азимут только в качестве ориентира, поскольку их навигационная схема будет обеспечивать полет от одной основной точки к другой по истинному путевому углу. зональный навигация воздушный полет

Разработка схемы полетов по приборам или маршрута ОВД на основе использования RNP включает ряд последовательных этапов от получения исходных аэронавигационных данных и данных о препятствиях до окончательного опубликования схем. Для выполнения полета по схеме на основе RNP система RNAV должна быть утверждена для опубликованного ЯКР, и при этом предполагается, что все навигационные средства, на которых основывается схема для ЯМР, являются работоспособными. Маршрут может включать участки, на которых применяются различные значения ЯКР. Следует иметь в виду, что участок с наименьшим значением ЯКР предъявляет наиболее строгие требования к выполнению полета. До начала полета пилоту необходимо проверить, что воздушное судно будет отвечать критериям ЯКР, указанным по каждому участку полета. В некоторых случаях это может потребовать, чтобы пилот вручную обновил данные бортовой навигационной системы непосредственно перед вылетом. В ходе полета пилоту необходимо контролировать соответствие системы требованиям ЯКР на соответствующем участке. Необходимо также, чтобы пилот, в частности, контролировал изменения ЯКР по маршруту полета. Пилот использует информацию системы для вмешательства в управление, удерживая таким образом погрешность, обусловленную техникой пилотирования, в пределах допусков, установленных в процессе сертификации системы [2].

Решение о внедрении новой концепции воздушного пространства с предложенной навигационной спецификацией должно основываться на совокупности следующих факторов:

удовлетворение маршрутов и схем потребностям воздушного движения и производства полетов;

выполнение требований к обеспечению безопасности полетов и навигационных характеристик;

завершенность процессов автоматизации, необходимой для обеспечения внедрения;

выполнение требований, касающихся процесса обучения пилотов и диспетчеров.

Для обеспечения диспетчеров необходимой информацией о ВС, маршрутах и

схемах при внедрении новой концепции воздушного пространства могут потребоваться изменения в интерфейсе системы УВД. Потребуется также пересмотреть процедуры УВД. Методы УВД, используемые в воздушном пространстве РВМ, могут существенно отличаться от существующих методов. Например, система УВД должна распознавать ВС, которые используют либо не используют РВМ, для представления каждому ВС надлежащего обслуживания и эшелонирования. Также внедрение РВМ предусматривает процесс разработки значительного объема учебного и информационного материала. В зависимости от выбранной навигационной спецификации воздушного пространства следует разработать учебные планы по подготовке диспетчеров к использованию РВК

Успешность внедрения РВМ является результатом комплексного планирования и тщательного анализа всех критических факторов. Внедрение РВМ основывается на выполнении критериев безопасности полетов и характеристик, осуществления соответствующих изменений в системе ОрВД и в наземных навигационных системах. При принятии решения о внедрении необходимо контролировать этот процесс и при необходимости фиксировать проблемы, которые могут возникнуть при внедрении.

Основными преимуществами внедрения РВМ в воздушном пространстве Республики Узбекистан являются:

снижение количества задержек в воздушном пространстве с помощью внедрения маршрутов КЫАУ и дополнительных точке прилета и вылета в районах аэродромов;

снижение загруженности летного и диспетчерского состава путем уменьшения количества выходов на связь «земля-воздух» и «воздух-земля»;

повышение эффективности полетов путем сокращения длины линий пути маршрутов, схем выхода из района аэродрома и захода на посадку;

повышение пропускной способности воздушного пространства путем сокращения распределения полетных траекторий в пространстве;

повышение уровня безопасности полетов в связи с увеличением точности навигации;

уменьшение экологических последствий деятельности авиации за счет снижения уровня шума над населенными пунктами [3].

На рис. 1 представлена схема предлагаемых маршрутов PBN в верхнем воздушном пространстве Республики Узбекистан (подробное расположение маршрутов по районным центрам см. в Приложении №4). Данная схема построена на основе использования всемирной системы геодезических координат WGS-84 с учетом расположения существующих маяков VOR/DME и их технических характеристик.

Рис. 1. Предлагаемые трассы зональной навигации в верхнем воздушном пространстве

Республики Узбекистан.

Следующим шагом модернизации существующей системы УВД, в частности, снижающем загруженность авиадиспетчера, является введение схем вылета (SID) и захода на посадку (STAR), основанных на возможности применения навигационной спецификации RNP-1 в нижнем воздушном пространстве. На основе изучения схем, построенных с использованием навигационной спецификации RNP-1, предлагается к использованию схема (см. рис. 2.), на которой рассматривается возможность изменения SID для ВПП 08L/08R аэродрома «Ташкент-Южный» для ВС, вылетающих в северном, северо-западном и северо-восточном направлениях (выход из района аэродрома через навигационную точку BAMUT). При соблюдении требований навигационной спецификации RNP-1, у ВС появляется возможность выйти на навигационную точку BAMUT по прямой после первого разворота, пройдя между запретной зоной UT(P)103 и зоной ограничения полетов UT(R)134. Также, при использовании предлагаемой схемы выхода из района аэродрома, путь ВС до навигационной точки BAMUT сократится на 10,4 м.миль (с 58,7 до 48,3); количество разворотов уменьшится с 4 до 1.

Рис. 2. Предлагаемая схема стандартного вылета по приборам BAMUT Ш (ВПП 08Л/08П).

Список литературы

1. ICAO Doc 9992. Руководство по использованию навигации, основанной на характеристиках (PBN), при построении воздушного пространства. Монреаль: ИКАО, 2013.

2. ICAO Doc 9168. Производство полетов воздушных судов. Том I: Правила производства полетов. Монреаль: ИКАО, 2006.

3. Резолюция ИКАО № А39-1. Сводное заявление о постоянной политике и практике ИКАО в области охраны окружающей среды. Общие положения, авиационный шум и качество местного воздуха. Монреаль: ИКАО, 2016.

Размещено на Allbest.ru