- PVSM.RU - https://www.pvsm.ru -

VHF omnidirectional range в естественной среде обитания
Сегодня разберём еще один интересный вопрос, посвящённый гражданской авиации: то, каким образом строится маршрут для полётов из аэропорта А в аэропорт Б. Заодно посмотрим, что влияет на «прокладку» маршрута полёта, кто и как может повлиять на уже составленный маршрут и каким образом диспетчера узнают об всем этом безобразии.
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.
Итак, начнём:
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.
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 [1]). Исходя из данного упрощенного предположения давным-давно была придумана геодезическая система координат [2], которая позволяет задать координаты произвольной точки на земной поверхности через долготу и широту места в градусах относительного нулевого меридиана.

Геодезическая система координат в действии [3]
Но как обычно, legacy и здесь не подкачало и в зависимости от выбранных параметров эллипсоида вращения мы имеем небольшой зоопарк, состоящий из:
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 [7] (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:
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 [11], 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/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.

Приводной радиомяк в работе [11]
Вторым этапом развития систем радионавигации стало изобретение VOR (VHF omnidirectional range [12]) устанавливаемых обычно в комплекте с DME (Distance measuring equipment [13]). 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 [14] — 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 самёлета 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 [15], она же зональная навигация), описывающий всё происходящее, требования к точности и т.д. и т.п.

Очень хорошая картинка из Википедии, объясняющая суть происходящего [15]
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:
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
Расшифровка:
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 [22] (Aeronautical Fixed Telecommunications Network) — эдакий «авиаинтернет».
Интересные факты:
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 [24] — International Civil Aviation Organization).

В первом собрании в Чикаго участвовали 54 государства, в результате чего была подписана "Чикагская Конвенция [25]" — 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 [26] и Lufthansa LIDO [27]. 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.
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:
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.

Та самая змейка из STAR. Источник — сборник АИП РФ
Посадка. Освобождение, заруливание, выключаемся на стоянке. Флайт-план закрывается в системе диспетчерами ОрВД (возможно, это сейчас делается кое-где автоматически после выключения бортового ответчика). Выпускаем пассажиров, процедуры и домой.
Перед тем, как перёйдем к рубрике с неинтересными фактами, хотелось бы добавить ещё несколько штрихов к сказанному:
Интересные факты:
Вот собственно и всё. Как обычно, несколько сумбурно, но надеюсь что общая картина более-менее понятна. И да, как обычно жду вопросов только пожалуйста не в стиле "сможет ли обычный человек посадить самолёт [35]".
Автор: Михаил
Источник [36]
Сайт-источник PVSM.RU: https://www.pvsm.ru
Путь до страницы источника: https://www.pvsm.ru/transport/355277
Ссылки в тексте:
[1] геоид: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B5%D0%BE%D0%B8%D0%B4
[2] геодезическая система координат: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B5%D0%BE%D0%B4%D0%B5%D0%B7%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F_%D1%81%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B0_%D0%BA%D0%BE%D0%BE%D1%80%D0%B4%D0%B8%D0%BD%D0%B0%D1%82
[3] Геодезическая система координат в действии: https://en.wikipedia.org/wiki/Geographic_coordinate_system
[4] СК 42: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A0%D0%B5%D1%84%D0%B5%D1%80%D0%B5%D0%BD%D1%86-%D1%8D%D0%BB%D0%BB%D0%B8%D0%BF%D1%81%D0%BE%D0%B8%D0%B4_%D0%9A%D1%80%D0%B0%D1%81%D0%BE%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B3%D0%BE
[5] WGS 84: https://ru.wikipedia.org/wiki/WGS_84
[6] ПЗ 90: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%97-90
[7] сборниках аэронавигационной информации: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A1%D0%B1%D0%BE%D1%80%D0%BD%D0%B8%D0%BA_%D0%B0%D1%8D%D1%80%D0%BE%D0%BD%D0%B0%D0%B2%D0%B8%D0%B3%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D0%B9_%D0%B8%D0%BD%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BC%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%B8
[8] Ортодромия : https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D1%80%D1%82%D0%BE%D0%B4%D1%80%D0%BE%D0%BC%D0%B8%D1%8F
[9] Локсодромия: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D0%BE%D0%BA%D1%81%D0%BE%D0%B4%D1%80%D0%BE%D0%BC%D0%B0
[10] предсказуем: https://www.mak-iac.org/rassledovaniya/20-iyunya-tu-134-ra-65691/
[11] приводные радиостанции: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%B8%D0%B2%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D1%80%D0%B0%D0%B4%D0%B8%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D1%86%D0%B8%D1%8F
[12] VHF omnidirectional range: https://en.wikipedia.org/wiki/VHF_omnidirectional_range
[13] Distance measuring equipment: https://en.wikipedia.org/wiki/Distance_measuring_equipment
[14] Victor airway: https://en.wikipedia.org/wiki/Victor_airways
[15] Area NAVigation: https://en.wikipedia.org/wiki/Area_navigation
[16] AIP: http://www.caiga.ru/common/AirInter/validaip/html/rus.htm
[17] Standard Instrument Departure: https://en.wikipedia.org/wiki/Standard_instrument_departure
[18] Standard Terminal Arrival: https://en.wikipedia.org/wiki/Standard_terminal_arrival_route
[19] AR24E: http://www.caiga.ru/common/AirInter/validaip/aip/ad/ad2/rus/uuee/1-ad2-rus-uuee-070.pdf
[20] OBL1E: http://www.caiga.ru/common/AirInter/validaip/aip/ad/ad2/rus/uuee/1-ad2-rus-uuee-055.pdf
[21] GENP1B: http://www.caiga.ru/common/AirInter/validaip/aip/ad/ad2/rus/ulli/1-ad2-rus-ulli-150.pdf
[22] AFTN: https://en.wikipedia.org/wiki/Aeronautical_Fixed_Telecommunication_Network
[23] lx_photos: https://lx-photos.livejournal.com/201071.html
[24] ICAO: https://www.icao.int/
[25] Чикагская Конвенция: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%BE%D0%BD%D0%B2%D0%B5%D0%BD%D1%86%D0%B8%D1%8F_%D0%BE_%D0%BC%D0%B5%D0%B6%D0%B4%D1%83%D0%BD%D0%B0%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D0%BE%D0%B9_%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%B6%D0%B4%D0%B0%D0%BD%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B9_%D0%B0%D0%B2%D0%B8%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%B8
[26] Jeppesen Flitedeck Pro: https://ww2.jeppesen.com/navigation-solutions/flitedeck-pro/
[27] Lufthansa LIDO: https://www.lhsystems.com/solutions/flight-operations-solutions/lido-flight-planning-solutions
[28] FAR: https://www.ecfr.gov/cgi-bin/text-idx?c=ecfr&tpl=/ecfrbrowse/Title14/14tab_02.tpl
[29] НПП ГА: http://www.consultant.ru/cons/CGI/online.cgi?req=doc&base=ESU&n=23679
[30] здесь: https://www.avsim.su/f/naglyadnye-materialy-22/operational-flight-plan-kak-s-nim-rabotat-51915/download
[31] NOTAM: https://en.wikipedia.org/wiki/NOTAM
[32] METAR: https://en.wikipedia.org/wiki/METAR
[33] TAF: https://en.wikipedia.org/wiki/Terminal_aerodrome_forecast
[34] SIGMET: https://en.wikipedia.org/wiki/SIGMET
[35] сможет ли обычный человек посадить самолёт: https://habr.com/ru/company/tuturu/blog/504170/
[36] Источник: https://habr.com/ru/post/509696/?utm_source=habrahabr&utm_medium=rss&utm_campaign=509696
Нажмите здесь для печати.