Vrp точки в авиации что это
Точки пути и фиксированные точки в системе RNAV
ИКАО в Приложении 11 [11] и в Doc 8168 [12] определяет термин Waypoint (WPT, WP, W/P) как термин, применяемый для описания маршрутов и процедур зональной навигации. В Приложении 11 определен также термин ‘significant point’, используемый для описания географического положения пункта, используемого в структуре маршрутов и заданных траекториях полета. Поэтому любой WPT является одновременно и ‘significant point’.
Во множестве других документах ИКАО, FAA, JAA, Евроконтроля и АИПах государств WPT описывается как фиксированная точка — FIX, особенно в описании процедур захода на посадку, где в основном используются термины initial approach fix (IAF), intermediate fix (IF), final approach fix (FAF) missed approach point (MAPt) и missed approach holding fix (MAHF). Для избежания путаницы экспертами ИКАО принято решение продолжать использование терминов IAF, IF, FAF, MAPt и MAHF как в обычной, так и в зональной навигации.
Такое решение принято в ноябре 2002 г. на 13 совещании экспертов ИКАО по пролету препятствий. В этой связи в документах по зональной навигации могут встретиться следующие аббревиатуры точек пути процедуры захода на посадку:
IAWP — точка начала захода на посадку (IAF);
IWP — точка пути промежуточного этапа захода на посадку (IF);
FAWP — точка пути конечного этапа захода на посадку (FAF);
MAWP — точка ухода на второй круг (MAPt);
MHWP — конечная точка после ухода на второй круг с зоной ожидания (MAHF).
В аэропортах Европы все WPT в районе аэродрома подразделяются на стратегические — ‘strategic waypoint’ и тактические — ‘tactical waypoint’.
Strategic waypoint — либо это очень важные для ОВД пункты, которые должны легко запоминаться и ясно отображаться на любом типе дисплея, либо это «активирующие» пункты, при прохождении которых бортовые системы безречевой связи генерируют сообщения органу ОВД об их прохождении. Такие пункты обычно являются частью процедур SID/STAR.
Tactical waypoint — пункты конкретной процедуры захода на посадку, а также промежуточные пункты процедур SID/STAR, которые не являются стратегическими и служат для стыковки участков процедуры, для тактических нужд диспетчера ОВД при организации движения в ТМА и т. д.
WPT устанавливаются во всех важных точках процедуры — при изменении заданного путевого угла (ЗПУ), высоты, скорости. Однако для описания условий выполнения элемента процедуры (например, «разворот после пересечения высоты 1200 футов») WPT, как правило, не устанавливается, а в описании процедуры применяется символ «1200’+».
Все географические координаты точек пути должны публиковаться в WGS-84. Конечная ответственность за их точность и целостность возлагается на государства.
WPT определяются с точностью не менее:
-для торцов ВПП и MAPt — 0.01′ (30 см);
-для всех других WPT — 0.1′ (3 м).
В России на конец 2003 г. переход на WGS-84 не осуществлен.
По правилам прохождения WP подразделяются на два типа: Fly-by и Fly-over (см. рис. 1.1).
Развороты в WP выполняются при полете по маршруту с креном 20°. При разработке схем захода на посадку и вылета в соответствии с [12] предусматриваются следующие крены:
— 25° при заходе на посадку;
— при выполнении процедуры вылета и ухода на второй круг (Missed Approach) на схемах, основанных на RNAV — 15°, а на RNP RNAV — 20°.
При разработке схем маневрирования предполагается, что время достижения заданного крена будет осуществлено в течение 6 с (3 с — реакция пилота и 3 с — время установления крена).
Кроме того, для схем, основанных на RNP RNAV, в точках пути Fly-by и Fly-over возможно предписание на выполнение контролируемого разворота — разворота в поле ветра с постоянным радиусом, а не с учетом спирали разворота. Спираль разворота образуется при развороте ВС под влиянием ветра, т. к. во время разворота радиус разворота относительно земли не является постоянной величиной.
В некоторых случаях, исходя из конкретной структуры воздушного пространства и наличия препятствий в районе аэродрома, разработчики схем маневрирования могут использовать и иные значения кренов. В этой связи необходимо обращать внимание на предписанные значения кренов, опубликованные на картах (схемах).
Необходимо отметить, что после пролета WP типа Fly-over очень часто предусматривается выход на линию пути под углом 30°. При этом линией пути является участок, соединяющий точку WP Fly-over и последующую точку пути (см. рис. 1.1).
Кодификаторы точек пути для одного и того же местоположения должны быть одинаковыми — на картах в АИП, в сборниках АНИ, бортовых базах данных систем RNAV и на дисплее у диспетчера.
При осуществлении зональной навигации с типом RNP1:
— WPT извлекается из базы данных и определяется по ее названию (если точка имеет кодификатор) или по ее географическим координатам;
— разрешение и точность хранения координат WPT соответствует RNP;
— в план полета может включаться не менее 10-ти WPTs. Для RNP4, 10, 12,6 и 20:
— достаточно иметь азимут и дальность (А/Д) от другой WPT или использовать другие средства для ее определения (широта/долгота, А/Д от наземного маяка и
— разрешение и точность координат WPT совместима с RNP;
— в план полета может включаться не менее 4 WPTs как из базы данных, так и записанных вручную.
Для кодификаторов точек пути применяется стандартная система наименований WPT — 5 Letter Name Code (5LNC).
ВЕВЕТ. ASUGA — стратегические WPT в ТМА и на маршруте;
НК601, НК642 — тактические WPT процедур RNAV в ТМА (IAP, SID, STAR).
Координаты точек пути в ТМА какого-либо аэродрома публикуются в соответствующих разделах АИП в виде таблиц в алфавитном порядке. В табл. 1.6 в качестве примера приведены данные из АИП Финляндии для аэропорта Хельсинки.
«Где карта, Билли?» — или как соотносятся план полёта и гроза по курсу
Поделиться
VHF omnidirectional range в естественной среде обитания.
Михаил
Разберём вопрос в гражданской авиации: каким образом строится маршрут для полётов из аэропорта А в аэропорт Б. Что влияет на «прокладку» маршрута полёта, кто и как может повлиять на уже составленный маршрут и каким образом диспетчера узнают об всем этом безобразии.
Обсудим, как летит самолёт, на что ориентируется, что из полёта планируется на земле, а что нет. Например, если впереди гроза, то нужно же как-то обходить очаг. Флайтплан можно подать с воздуха прямо диспетчеру ОрВД. Мало кто про это знает, кто такое делал у нас в стране — единицы. На деле для этого есть другие процедуры.
Но для начала давайте совершим краткий исторический экскурс по опредёленным авиадисциплинам для лучшего понимания всей этой авиационной legacy, накопленной поколениями. Опять же, напомню вам — гражданская (да и в принципе вся) авиация — это одна из самых консервативных областей деятельности, что продиктовано в первую очередь фокусом на безопасности полётов (не путать с авиационной безопасностью — всякие САБ и иже с ними).
Времена пионеров авиации, к сожалению, давно прошли.
А вот здесь классный материал про то, как посадить самолёт.
Дисклеймер: я действующий пилот Airbus семейства 320. Соответственно, некоторые моменты, описываемые далее, будут привязаны именно к данному типу самолетов. И да, я не имею отношения к инженерно-авиационной службе и службе ОрВД (организации воздушного движения), поэтому уж простите возможные огрехи в описании матчасти.
1.1 Небольшой экскурс в географию
Как всем прекрасно известно, Земля в приближении похожа на слегка сплюснутый с полюсов шар (если говорить более сухим языком, то это эллипсоид вращения, но вообще, если уж говорить совсем правильно то земля — это геоид). Исходя из данного упрощенного предположения давным-давно была придумана геодезическая система координат, которая позволяет задать координаты произвольной точки на земной поверхности через долготу и широту места в градусах относительного нулевого меридиана.
Михаил
Но как обычно, legacy и здесь не подкачало и в зависимости от выбранных параметров эллипсоида вращения мы имеем небольшой зоопарк, состоящий из:
СК 42, она же референц-эллипсоид Красовского. Изобретение как не трудно догадаться 1942 года, основная ее идея — минимальные искажения при картографических измерениях на 1/6 части суши. Были косметические апгрейды в виде СК 63, но суть происходящего (референц-эллипсоид) осталась прежней.
WGS 84, здесь все просто: используется в спутниковой системе GPS, и является «единой системой для всей планеты».
ПЗ 90, основное предназначение которой — обеспечения орбитальных полётов и решения навигационных задач. По сути, российский аналог WGS 84.
Весь мир сейчас использует систему WGS 84, авионика на всех современных самолетах рассчитана именно на внесение координат в данной системе. Повторюсь, что система координат ПЗ 90 почти не отличается от WGS 84 (скажем так, отличается некритично для самолётной навигации) и периодически встречается в Российских сборниках аэронавигационной информации (AIP, Aeronautical Information Publication). В конце 90х в нашем AIPе была каша из координат в системах СК 42, WGS 84 и ПЗ 90, что придавало особую пикантность при выполнении полета.
Теперь, когда мы умеем определять координаты точки А и точки Б на поверхности Земли, нам необходимо найти линию кратчайшего расстояние между ними. Для этого в навигации существуют два понятия:
Интересные факты:
Одной из причин катастрофы Ту-134 под Петрозаводском в 2011 году стало то, что штурман в сложных метеоусловиях использовал GPS-навигатор, введя в него координаты торца полосы с аэронавигационного сборника в системе СК 42, что довольно прилично отличалось от координат в системе WGS 84. Результат к сожалению предсказуем.
Например, при трансатлантических полётах, часто задают вопрос: почему самолёт вылетая из Москвы в тот же Нью-Йорк летит через Англию, Гренландию и север Канады, ведь так же дольше? Краткий ответ: это потому, что самолёт летит по ортодромии. Развернутый ответ: самолёт летит по кратчайшему пути между точками. Проверить это, кстати, очень просто: взять глобус и приложить нитку от Москвы до Нью-Йорка, при этом кратчайший маршрут пройдёт именно по описанным выше местам. А то, что мы видим на экранах в салоне самолёта — это проекция эллипсоида вращения на плоскую поверхность, которая вызывает существенные искажения размеров около полюсов. Сравните, например, площади Гренландии и Австралии на такой карте и в Википедии.
1.2 Переходим непосредственно к воздушным трассам
Теперь, когда мы научились определять координаты произвольной точки на поверхности земного шара и строить между ними линии кратчайшего пути и линии, при полёте по которым угол между осью самолёта и меридианом будет постоянным, попробуем построить воздушную трассу. Но есть один нюанс — для того, чтобы самолёт мог лететь по этой трассе, всегда необходимо знать текущее местоположение самолёта с заданной точностью. По мере развития науки и техники были внедрены различные способы решения данной проблемы, по которым мы пробежимся чуть дальше.
Опять же, на заре авиации полёты были визуальными, а знание координат аэропортов на карте не сильно помогало в вопросах навигации. Летали примерно так: «после взлёта на юг идем вдоль автомобильной дороги, увидев железную дорогу уходим налево и выдерживаем курс ххх градусов 5 минут. Далее, над озером поворачиваем направо…». Где-то в годах 30-40-х из-за бурного развития техники появилось понятие радионавигации и как результат стали появляться наземные радиомаяки (они же приводные радиостанции, NDB — Non directional beacon), которые устанавливались например на аэродромах или отдельных точках пути. Да, по сути, NDB — это передатчик с круговой диаграммой направленности. В сочетании с АРК (автоматический радиокомпас), установленном на самолёте, это позволяло выполнять полёты либо на, либо от привода. Поэтому именно первые приводы легли в основу первых воздушных трасс в классическом их понимании. Но из-за особенностей данного оборудования, местоположение самолёта можно было определить только по двум и более приводам с довольно большой погрешностью.
Вторым этапом развития систем радионавигации стало изобретение VOR (VHF omnidirectional range) устанавливаемых обычно в комплекте с DME (Distance measuring equipment). VOR-маяк позволял определить с довольно высокой точностью радиал — угол между направлением на магнитный север, проходящим через VOR и направлением на самолёт. DME — определить дальность от самолёта до маяка. Теперь уже по одному VOR/DME, зная радиал и удаление, можно было более точно определить местоположение самолёта. Особенно бурный рост VOR’ов был в США в 1970-1980-х, когда почти вся территория США была покрыта сетью VOR’ов. При этом маяки устанавливались в отдельных точках воздушной трассы и всегда была возможность контролировать одновременно два радиала от одного VOR’a к другому. До сих пор, при полётах в США в нижнем воздушном пространстве актуален как никогда термин Victor airway — полёт по трассе, заданной двумя VOR’ами.
Всё это позволило сильно упростить задачи навигации, позволяя осуществлять полностью приборные (без визуальной ориентировки) полёты на довольно большой территории. Но в тоже время поддержание всей наземной инфраструктуры регулярно вставало «в копеечку».
Дальнейшее появление GPS (или правильнее говорить GNSS — Global Navigation Satellite System), позволило определять местоположение самолёта независимо от наличия наземных радиосредств. Как результат — появление нового класса воздушных трасс, которые задавались произвольными координатами в пространстве. В авиации появился термин RNAV (Area NAVigation, она же зональная навигация), описывающий всё происходящее, требования к точности и т.д. и т.п.
При этом, самолёт может самостоятельно при помощи FMGC (Flight Management Guidance Computer) как отслеживать своё местоположение, так и осуществлять навигацию из точки А в точку Б по любой воздушной трассе с требуемой точностью.
Вывод: если говорить упрощённо, то воздушная трасса — это две произвольные точки на поверхности Земли, соединённые линией кратчайшего пути. При этом в данных точках могут находиться (но не обязаны) радиосредства (VOR/VOR-DME/NDB/NDB-DME).
Интересные факты:
1.3 Что такое SID/STAR и Flightplan
Данное повествование было бы неполным, если бы я не затронул еще несколько терминов, влияющих непосредственно на то, как самолёты покидают район аэродрома и каким образом попадают на него, пролетая до точки, из которой начинается конечный заход на посадку. В общем случае с точки зрения воздушной навигации полет самолёта выглядит следующим образом:
А теперь попробуем собрать всё это вместе на примере маршрута Шереметьево-Пулково:
UUEE 24C AR24E OBL1E B239 DB B160 OKULO R961 GENP1B 28L ULLI
То, что мы получили, — это маршрут полёта. После добавления всей служебной информации (бортовой номер, дата и время вылета и т.д.) мы получаем готовый флайт-план (план полёта), который получают пилоты в бумажном и электронном виде виде, он так же уходит в систему ОрВД через AFTN (Aeronautical Fixed Telecommunications Network) — эдакий «авиаинтернет».
Интересные факты:
1.4 И на десерт — немного воздушного законодательства
Как вам теперь известно, самолёты в гражданской авиации летают от аэропорта к аэропорту не как хочется пилотам, а строго по определённым правилам. Правила эти изначально формировались каждой страной по отдельности, но с дальнейшим бурным развитием авиации стало ясно, что сопутствующий этому бардак растёт в геометрической прогрессии. Как результат — под эгидой ООН в 1944 году была создана Международная организация гражданской авиации (ICAO — International Civil Aviation Organization).
В первом собрании в Чикаго участвовали 54 государства, в результате чего была подписана “Чикагская Конвенция” — устав ICAO (так называемый ICAO Doc 7300). В данном документе были описаны основные принципы работы международной гражданской авиации, в частности, правила полётов над территорией стран-участниц, принцип национальной принадлежности воздушного судна и т.д. Кроме этого, было введено понятие международных стандартов и рекомендуемых практик (SARPs) — то, на чём сейчас базируется авиационное законодательство любой страны — члена ICAO. Кстати, СССР стал членом ICAO только в 1970 году, но это уже совсем другая история.
Далее, есть понятие Приложений (Annexes) ICAO, в которых описываются SARPs для основных областей гражданской авиации. Например, в ICAO Annex за номером 2, который называется «Rules of the Air» можно найти описание формата флайт-плана.
К чему я всё это рассказал: правила полётов во всем мире очень сильно гармонизированы, так как ICAO включает в себя почти все страны мира. Благодаря повсеместному использованию SARPs разрабатываются местные правила полётов, гармонизированные с нормами ICAO. Опять же, каждая страна — член ICAO должна обязательно публиковать AIP в открытом доступе, а пилоты и штурманы — использовать его в работе. На самом деле всё гораздо хитрее — такие коммерческие гиганты как Jeppesen или Lufthansa стали консолидировать информацию из AIP разных стран и предоставлять её авиакомпаниям в едином формате за отдельные деньги. В итоге, есть два программных продукта которые используются во всём мире: Jeppesen Flitedeck Pro и Lufthansa LIDO. При этом обе конторы так же выпустили свои приложения для EFB (Electronic Flight Bag) — айпадов/винпадов, сертифицированных для использования на борту самолёта и прибитых к форточкам в кабине самолёта. EFB как раз и используются в процессе всего полёта пилотами — там есть вся информация по маршруту, схемам аэропортов, рулению и т.д. и т.п.
Интересные факты:
Надеюсь, я достаточно запудрил вам голову базовыми понятиями. Ну что ж, теперь давайте перейдём к практике, без которой теория, как известно, мертва.
2.1 Что видят пилоты перед вылетом
Пилоты, придя в комнату для брифингов в аэропорту, получают комплект полётной документации.
Командир создает видимость работы в брифинге.
Состав данного пакета четко регламентирован (см. выше тему авиационного законодательства), но для нас самое интересное это:
В CFP/OFP всегда уже указан полный маршрут полёта, с SID/STAR/ENROUTE частью. Обычно сам маршрут — это RPL (Repetitive Flight Plan, повторяющийся план полёта), который повторяется каждый раз. Обычно штурманская группа авиакомпании прорабатывает несколько вариантов одного и того же маршрута и закладывает их в планировщик, и поэтому в зависимости, например, от струйных течений по эшелонам программа может выбрать сама наиболее оптимальный (экономичный, но исходя из заданных критериев) маршрут. Для понимания: струйные течения в верхней части атмосферы могут достигать 200 узлов (сам был свидетелем подобного и не раз). Типичная скорость струйного течения — около 100 узлов. Так же ветер может меняться по эшелонам, поэтому выбор оптимального (рекомендованного) эшелона тоже всегда за программой. Кроме этого в процессе расчёта OFP/CFP учитываются минимально безопасные высоты в случае отказа двигателя/разгерметизации, наличие запасных аэродромов по маршруту и много, много другой (бес)полезной информации.
В общем случае, пилоты не меняют маршрут, изначально заложенный в CFP/OFP, но возможны исключения:
В случае несогласия с маршрутом, обозначенном в CFP/OFP, вопрос почти всегда можно решить звонком в штурманскую службу, но надо понимать, что подача нового флайт-плана чревата задержками рейса. Поэтому задача командира — аргументированно донести (с ссылками на конкретные пункты РПП) свою позицию.
После получения нового/или согласия с текущим CFP/OFP задача командира определиться с количеством топлива, заправляемого в самолёт (а это — как минимум тема для отдельной статьи, как и принятие решения на вылет), подать данные по заправке/маршруту аэродромным службам и службе центровки и с гордым видом в окружении экипажа проследовать на борт для выполнения предполётных процедур.
Интересные факты:
2.2 В процессе выполнения полёта
Вот здесь начинается самое интересное: план полёта давно согласован, подан и находится «внутри» системы ОрВД. После заправки, загрузки пассажиров и груза и получения информации от старшего бортпроводника задраиваются двери и экипаж начинает готовиться к полёту. Один из первых этапов — это запрос у диспетчера delivery clearance (тут я затрудняюсь привести корректный русский термин, но пусть будет «диспетчерское разрешение на полёт по маршруту»). При этом диспетчер ОрВД контролирует для запрашиваемого рейса наличие флайт-плана в системе и выдаёт squawk (код бортового ответчика, состоящий из 4 цифр) вместе с условиями выхода — рабочая полоса, SID и transition. Как я писал ранее, факт отсутствия флайт-плана в системе ОрВД чреват невозможностью вылета и задержкой рейса (очень редко, но такое случается, в основном для чартерных рейсов). Далее — процедуры и запрос на запуск двигателей. Кстати, запрос о запуске двигателей говорит о том, что командир принял решение на выполнение полёта.
Запуск, руление, взлёт и… гроза по курсу. Самолёты в грозовых очагах не летают, поэтому самый правильный (единственно правильный) способ обойти грозовой очаг — запросить у диспетчера пролёт с определённым курсом для обхода засветок. При этом вы покидаете SID и летите с новым курсом, набирая высоту по указаниям. Флайт-план при этом не меняется, но диспетчеры, работающие на аэродромном кругу/подходе, постараются максимально быстро «выпнуть» вас из зоны аэродрома (а у них ещё под контролем весь прибывающий трафик). Как показывает практика, при наличии сложной погодной обстановки в районе аэродрома начинается «свалка» из прилетающих и вылетающих бортов, задача диспетчеров — всё это разрулить. При этом топливо ограничено, а самолёты, как известно, без него не летают. Начинаются зоны ожидания, уходы на запасные аэродромы… Но мы отвлеклись — благополучно обойдя засветки, диспетчер отправляет нас на одну из точек маршрутной части, с разрешением набора крейсерского эшелона.
Набрали крейсерский, летим, тишь да гладь. Вдруг начинается прогнозируемая в CFP/OFP болтанка из-за входа в струйное течение. Пристёгиваем всех, летим дальше, «болтанка» не стихает. Вверх уйти не можем — самолёт тяжёлый, или кто-то сверху над нами и диспетчер не даёт набор. Просимся вниз, диспетчер дает снижение, занимаем высоту на пару эшелонов ниже. При этом опять же основная часть маршрута остаётся без изменений, в процессе полета диспетчеры могут поднимать/снижать самолёты исходя из воздушной обстановки. Но вот тут и кроется тот самый дьявол из воздушного законодательства, о котором я писал ранее, так как спрямление воздушных трасс у нас в стране официально запрещено, а лететь на более низком эшелоне мы не можем, так как в этом случае не хватает топлива. И тут через час-другой начинаются игры «в пятнашки» с диспетчером и другими бортами вокруг, в попытке занять более высокий эшелон полёта для экономии топлива. И опять же, очень редко можно услышать слова от диспетчера: «следуйте на точку ххх по воздушной обстановке», эдакий вариант спрямления маршрута.
При подлёте к аэродрому назначения диспетчер подхода обязан обозначить STAR, по которому будет выполняться заход. А далее как обычно: грозы, векторение, уход со STAR заход на точку, с которой непосредственно начинается конечный этап захода на посадку. Что интересно, сейчас в нормальных (с точки зрения организации схем SID/STAR) аэропортах STAR представляет из себя «змейку», выполняемую на одной высоте. Это очень удобно для диспетчеров (да и пилотов тоже) — вас «загоняют» туда, гасят скорость («минимальная на чистом крыле» или что то в районе 230-200 узлов) и далее по мере захода самолётов на посадку «выдёргивают» из середины «змейки» и отправляют прямо на посадку. В этом случае обеспечивается максимально возможное количество взлётно-посадочных операций в час (эдакий KPI диспетчеров круга/подхода) с минимально возможными интервалами между заходящими на посадку самолётами. Влияния на флайт-план все подобные операции совершенно не оказывают.