3.5.Полный цикл управления движением воздушного судна
ВС в полете непрерывно находится под управлением какого-либо диспетчерского пункта службы УВД. Во внеаэродромном ВП – это районные центры (РЦ); на местных воздушных линиях – местные диспетчерские пункты (МДП); в районе аэродромов при полетах ВС по коридорам, маршрутам набора высоты и снижения, а также в зонах ожидания – это диспетчерские пункты подхода (ДПП); в зоне взлета и посадки – это диспетчерский пункт системы посадки (ДПСП), включающие, как правило, диспетчеров круга и посадки, осуществляющих УВД по маршрутам захода на посадку и на посадочной прямой. ВПП и ближайшие подступы к ней находятся в ведении стартового диспетчерского пункта (СДП); движением ВС по аэродрому управляет диспетчерский пункт руления (ДПР). Планы вылетов из аэропортов с учетом складывающейся воздушной обстановки разрабатывают аэродромные диспетчерские пункты (АДП). Еще задолго до начала полета информация о нем поступает в систему УВД в виде плана полета. Примерно за 1-1,5 часа до вылета экипаж должен явиться к диспетчеру АДП для согласования условий полета, доложить о готовности выполнять полет и получить диспетчерское разрешение на вылет.
Полный цикл УВД ВС показан на рис. 3.4.
В соответствии с запланированным временем вылета экипаж получает от диспетчера руления разрешение на начало движения и условия руления от места стоянки к предварительному старту, расположенному на удалении 50-100 м от ВПП. Диспетчер старта дает разрешение на занятие исполнительного старта и на взлет. После взлета и набора высоты 200 м ВС переходит под управление диспетчера круга, который сообщает экипажу условия входа ВС на траекторию набора высоты. После пролета границы зоны взлета и посадки управление движением осуществляет диспетчер подхода (диспетчер ДПП).
Однако еще до приема ВС на управление этот диспетчер имеет информацию о нем от диспетчера АДП. При установлении радиосвязи с экипажем взлетевшего ВС диспетчер подхода передает ему условия выхода из района аэродрома.
На протяжении всего времени нахождения ВС под управлением диспетчера подхода он обеспечивает безопасность движения регулированием интервалом между всеми ВС, а также предотвращением отклонений от установленных маршрутов. Кроме того, диспетчер подхода согласовывает условия выхода ВС с диспетчером РЦ. После пролета границы аэродрома экипаж переходит под управление к диспетчеру РЦ, который знает фактические данные о движении этого ВС от диспетчера подхода. При сообщении экипажа о входе в район УВД диспетчер РЦ уточняет его место, как правило, с помощью наземного радиолокатора и передает на борт условия полета по трассе. В процессе УВД диспетчер РЦ должен постоянно знать местонахождение каждого ВС и в любой момент времени передать нужную команду. Диспетчер РЦ при полетах по правилам полетов по приборам (ППП) обязан обеспечивать выдерживание экипажами интервалов эшелонирования, а также не допускать отклонений от установленных воздушных трасс.
При появлении тенденции к сокращению интервалов между ВС менее допустимых диспетчер УВД должен принять меры по предупреждению сближения.
После получения от экипажа сообщения о расчетном времени выхода из района УВД диспетчер РЦ уточняет его и не позднее чем за 10-15 минут до выхода ВС из района УВД согласовывает с диспетчером смежного РЦ время и эшелон выхода ВС в смежный район УВД. Такой процесс повторяется на
Рис. 3.4. Схема УВД ВС от взлета до посадки в различных зонах УВД (а), диспетчерскими пунктами (б)
границах между всеми смежными районами УВД, через которые ВС выполняет транзитный полет. При этом диспетчер РЦ и экипаж обязательно устанавливают радиосвязь при пролете границ районов УВД, пунктов обязательных донесений и достижении заданных эшелонов, а также во всех случаях по требованию экипажа или диспетчера. После входа ВС в район УВД, в котором расположен аэродром посадки, экипаж под руководством командира за 5-10 минут до начала снижения производит предпосадочную подготовку. В нее входят:
получение информации о метеорологической обстановке на основном и запасных аэродромах;
расчет остатка топлива, посадочного веса и центровки, рубежей начала снижения и безопасной высоты, элементов захода на посадку и др.
Разрешение на начало снижения экипаж получает от диспетчера РЦ, который исходя из сложившейся воздушной и метеорологической обстановки и по согласованию с диспетчером подхода назначает экипажу условия входа ВС в район аэродрома. После пролета границы района аэродрома ВС переходит под управление диспетчера подхода, который при докладе экипажа о входе ВС в район аэродрома обязан опознать его с помощью наземных радиотехнических средств и передать на борт информацию, необходимую для выполнения маневра захода на посадку (магнитный курс посадки, условия снижения и подхода к аэродрому, направление в зону ожидания и т.п.). Постоянно контролируя движение ВС, диспетчер подхода согласовывает с диспетчером круга условия входа ВС в зону взлета и посадки. При достижении ВС установленного рубежа диспетчер подхода дает указание экипажу о переходе на связь с диспетчером круга. После перехода под управление диспетчера круга экипаж получает от него условия захода на посадку. Диспетчер круга обязан непрерывно контролировать с помощью наземных технических средств соответствие маршрута захода на посадку по установленной схеме и при отклонении от схемы информировать об этом экипаж. Одной из основных задач диспетчера круга является контроль за сохранением безопасных интервалов между ВС и принятие мер по предупреждению опасных сближений. Кроме того, диспетчер круга согласовывает с диспетчером посадки темп и место подхода ВС к посадочной прямой и дает экипажу указание о переходе на связь с диспетчером посадки. Диспетчер посадки после выхода на связь с ним экипажа определяет положение ВС относительно установленной схемы захода на посадку, информирует экипаж об удалении ВС от начала ВПП. В процессе полета ВС по предпосадочной прямой диспетчер посадки постоянно контролирует положение его относительно глиссады по вертикали и горизонтали, а при наличии отклонения дает указания для выхода ВС на заданную траекторию или сообщает экипажу величину этих отклонений для принятия решения о продолжении захода на посадку или уход на второй круг. После пролета ближнего приводного радиомаяка (БПРМ) с момента визуального обнаружения ВС управляет движением диспетчер СДП. Диспетчер СДП до визуального обнаружения ВС постоянно прослушивает радиообмен экипажа с диспетчером посадки, убеждается, что ВПП свободна и после выхода ВС на визуальный полет разрешает посадку, продолжая контролировать его положение относительно оси ВПП. После посадки диспетчер СДП наблюдает за пробегом ВС по ВПП и дает указание о порядке ухода с нее. Освободив ВПП, ВС переходит под управление к диспетчеру руления, от которого экипаж получает информацию о порядке руления к месту стоянки.
3.6. Назначение и методы контроля воздушного движения
Контроль ВД является неотъемлемой составной частью технологии работы диспетчеров каждого пункта УВД. Необходимость контроля обусловлена неизбежными отклонениями каждого ВС от заданной диспетчером бесконфликтной пространственно-временной траектории, учитывающей складывающуюся (развивающуюся) воздушную обстановку в секторе (районе, зоне) управления и обеспечивающую безопасность (соблюдение установленных норм эшелонирования) и экономичность полета. Эти отклонения являются следствием многих заранее непредвиденных причин, носящих, как правило, случайный характер. Главные из них заключаются в изменениях условий воздушного движения, особенно поля ветра, и в недостаточной точности самолетовождения.
Основными элементами контроля воздушного движения являются:
постоянное наблюдение за фактическим выдерживанием каждым ВС заданной пространственно-временной траектории движения каждого ВС;
сопоставление фактических траекторий движения с запланированным (заданным) с целью выявления отклонений от них;
оценка обнаруженных отклонений с точки зрения безопасности (нарушение или тенденция к нарушению норм эшелонирования, отклонение за пределы установленной ширины коридора и т.п.) и экономичности (следование на экономически невыгодных эшелонах и режиме) полета.
В результате контроля диспетчер (или вычислительное устройство) должен получить данные, необходимые для дальнейшего анализа воздушной обстановки с целью принятия решения по регулированию движения каждого ВС и всего ВД в целом и передачи его в виде команд (указаний, информации) экипажу и соответствующим органам УВД (смежному диспетчерскому пункту, ведомственным пунктам управления).
Отсутствие данных о фактическом состоянии ВД в секторе (районе, зоне) управления и траекториях каждого ВС создает условия для возникновения опасных ситуаций, для избежания которых приходится либо применять завышенные нормы продольного эшелонирования, либо задерживать ВС в воздухе (либо на земле). Это приводит к снижению эффективности использования ВП (т.е. снижению его пропускной способности), экономичности и регулярности полетов.
Контроль за ВД должен удовлетворять следующим основным требованиям.
Оперативность, т.е. время, затрачиваемое на выявление и отображение информации о фактической траектории (местоположении) и скорости ВС, должно быть, по возможности, достаточно малым с тем, чтобы получаемая в результате контроля «картина» воздушной обстановки как можно меньше «устаревала». Оперативность контроля тесно связана с частотой получения (обновления) информации о каждом ВС, которая должна быть такой, чтобы в промежутке времени между двумя последовательными моментами времени его поступления не могли возникнуть новые существенные изменения воздушной обстановки. Требования к оперативности контроля неизбежно возрастают с увеличением интенсивности полетов и скоростей (горизонтальных и вертикальных) ВС.
Объективность, т.е. получаемая информация должна быть максимально независимой от субъективных ошибок диспетчеров, экипажей ВС и других лиц, участвующих в процессе сбора и обработки информации.
Точность, т.е. используемые методы и средства измерения (получения), передачи и отображения информации на рабочих местах диспетчеров должны обеспечивать достаточно высокую точность измеряемых величин.
Информативность, т.е. используемая информация должна иметь достаточно полные сведения о каждом ВС и общей воздушной обстановке, позволяющей принимать обоснованные решения по каждому эпизоду ВД.
Полнота, т.е. используемая информация должна гарантировать от пропуска (исключения) хотя бы одного ВС, находящегося под управлением. Кроме того, требование полноты включает необходимость отражения информации о метеорологической и режимной обстановках, без чего нельзя принимать правильных решений по регулированию ВД.
Надежность, т.е. контроль должен иметь высокую степень надежности в различных условиях выполнения полета и работы диспетчеров, быть устойчивым по отношению к каким-либо помехам.
Наглядность, которая заключается в том, что результаты контроля должны представляться (отображаться) в форме, приемлемой для дальнейшего использования диспетчером, независимо от того, будет ли дальнейшая обработка информации «ручной» или автоматизированной. Для контроля за ВД в целом необходимо, прежде всего, обеспечить контроль за полетом каждого ВС, т.е. иметь возможность определять фактические элементы его движения.
В принципе существуют три различных метода получения на пункте УВД информации о положении ВС в данный момент времени:
метод передачи данных о координатах, навигационных параметрах (курс, высота, скорость) и плане полета экипажем ВС или специальным устройством на борту;
метод определения координат ВС и необходимых параметров полета с помощью наземных радиотехнических средств или специальных вычислителей (радиотехнических средств), работающих автономно или совместно с бортовыми средствами;
метод сличения пути ВС по известным или предполагаемым навигационным элементам является фактическим дополнением к первым двум, т.к. самостоятельное применение может находить лишь в промежутках между поступлениями информации о фактической траектории движения, получаемой по указанным выше двум методам.
Метод контроля по докладам экипажа применяется со времени внедрения авиационной воздушной связи и в настоящее время является обязательным в каждом полете.
В простейшем случае он заключается в периодических радиодонесениях экипажа в соответствии с установленными правилами. На пункте УВД полученные данные фиксируются и используются в дальнейшем для анализа воздушной обстановки и принятия решения.
Положительным при данном методе является его сравнительная простота и дешевизна, достаточная полнота получаемой информации и высокая надежность при ее передаче. Точность метода может быть различной, так как она целиком зависит от возможностей технических средств навигации, квалификации экипажа. На точность оказывает также влияние скорость полета и интенсивность ВД, так как при необходимости передачи информации и высокой интенсивности ВД канал связи «борт-земля» может быть загружен, и за возможное время ожидания и передачи информации ВС может пройти значительное расстояние и изменить параметры своего полета.
Большим недостатком данного метода является также его недостаточная оперативность, малая частота передачи информации и подверженность субъективным ошибкам экипажа при составлении и передаче данных о полете.
Требуемая полнота информации по всем ВС, находящимся на управлении диспетчера, на основе этого метода очень затруднительна, так как требует большого объема радиообмена и страдает органическим недостатком – неодновременностью поступления данных от разных ВС, что очень усложняет общую оценку воздушной обстановки.
Наглядное представление получаемой от экипажа информации также усложнено, требует специальных приспособлений (планшетов, табло, графиков и т.п.) и дополнительного времени на ее нанесение и осмысление.
Метод контроля с помощью радиотехнических средств получил распространение в начале второго этапа развития системы УВД, когда стали широко использоваться наземные радионавигационные и радиолокационные средства. К основным из этих средств относятся:
а) наземные радиолокационные станции (обзорные, посадочные, обзора летного поля);
б) автоматические радиопеленгаторы;
в) системы ближней навигации.
Перечисленные радиотехнические средства обладают различными свойствами и возможностями при контроле ВД, но имеют и общие черты, основными из которых являются:
а) высокая оперативность получения информации о фактических параметрах движения ВС;
б) достаточно высокая степень объективности данных;
в) высокая точность информации и независимость ее от использования канала радиосвязи «диспетчер-экипаж» («борт-земля»);
г) надежность наземных средств контроля, как правило, выше чем бортовых;
д) полнота информации о состоянии ВД в определенный момент времени обеспечивается значительно проще;
е) обеспечивается возможность наглядного представления информации о местонахождении каждого ВС и всей воздушной обстановки в целом;
К существенным недостаткам метода относятся ограничения по дальности и высоте действия радиотехнических средств, необходимость более сложных и дорогостоящих устройств для решения задачи контроля.
Использование глобальных систем навигации и связи с применением ИСЗ в значительной мере снимает эти недостатки, но такие системы очень дороги и поэтому, а также по некоторым другим основаниям, они в ГА РФ пока находят очень ограниченное распространение (в основном, только в тех районах, где по природным условиям трудно организовать необходимое традиционное наземное радиотехническое обеспечение полетов). В настоящем пособии ознакомление с работой таких систем не предполагается.
Описанные выше методы, как правило, дают представление о положении ВС в заданный (или близкий к нему) момент времени и не позволяют представить воздушную обстановку и ее развитие в секторе (районе, зоне) управления на определенное время вперед. Поэтому каждый из этих методов нуждается в дополнении методом, который бы на основе информации о фактическом местоположении и скоростях движения ВС, получаемой от экипажей с помощью радиотехнических средств, давал бы расчетные данные о взаимном положении всех ВС на любые моменты времени.
Таким и является метод сличения пути (траекторий). Он основан на предположении, что в ближайшие будущие отрезки времени характер движения каждого ВС сохранится. Грамотное применение этого метода позволяет приводить местонахождения всех ВС к одним и тем же будущим моментам времени и, таким образом, решать вопросы контроля ВД и безопасности полета каждого ВС.