Многие замечали, что в полете самолет выполняет не один десяток поворотов, причем зачастую в разные стороны. Среди пассажиров популярно мнение, что изменения курса связаны с командами диспетчера и имеют целью не допустить столкновения самолетов, однако это не совсем так. При полете вне района аэродрома в абсолютном большинстве случаев данная задача выполняется путем задания различных высот и скоростей для того или иного рейса. Возникает закономерный вопрос, почему бы не лететь по прямой с минимальным маневрированием при взлете и посадке? Дело в том, что в небе, как и на земле есть дороги – воздушные трассы, главная задача которых упорядочить потоки самолетов и добиться максимально эффективного использования воздушного пространства. В этой статье мы расскажем, зачем нужны воздушные трассы, как формируется маршрут полета конкретного рейса, какова роль пилота и диспетчера в этом процессе, почему один и тот же рейс может выполняться по совершенно разным маршрутам в разные дни.
Полет по кратчайшему маршруту.
Очевидно, что самым выгодным маршрутом является так называемая ортодромия — кратчайшее расстояние между двумя точками на земной поверхности. На карте ортодромия выглядит как дугообразная линия, что связано с тем, что карта представляет собой проекцию сферической земли на плоскость.
Кратчайшее расстояние Москва — Петропавловск-Камчатский.
Конечно, выполнять полет по прямой линии из точки А в точку Б быстрее и экономичнее, нежели чем по «ломанной» воздушной трассе. Однако, до недавнего времени полет по такой траектории было практически невозможно выполнить, что было связано с возможностями навигационного оборудования. Кроме того, если бы все воздушные суда выполняли полет по беспорядочным траекториям, на сегодняшнем этапе развития систем управления воздушным движением это привело бы к невозможности «развести» в воздухе все эти самолеты. Также существует множество разнообразных запретных зон и зон ограничения полетов, полеты через которые выполнять нельзя.
Традиционная навигация.
Исторически маршрут полета состоит из последовательности так называемых промежуточных поворотных пунктов и «лэгов» (от англ. leg) – участков между ними.
Сеть воздушных трасс над Москвой.
На заре авиации необходимость выполнения полета по маршруту была связана исключительно с выполнением навигационных задач. Базовый метод навигации представляет собой полет от одного характерного наземного ориентира к другому, разумеется данный метод применим при условии видимости земли, т.е. в визуальных метеоусловиях. Кстати, визуальная навигация до сих пор активно применяется в «малой авиации».
C развитием авиации появилась необходимость выполнять полеты и в условиях отсутствия видимости земной поверхности, т.е. исключительно по приборам. Так появился метод навигации, называемый радионавигация. Суть этого метода состоит в том, что в определенных точках маршрута устанавливались радиостанции, экипаж на борту определял направление на радиостанцию и выполнял полет на нее. Со временем был разработан прибор, называемый автоматический радиокомпас (АРК), который позволяет с высокой точностью определить направление на радиостанцию. Сами радиостанции стали называть «приводными» или по-английски NDB (non-directional beacon). Радиус действия таких передатчиков составляет около 250 километров, что обуславливало необходимость создания довольно обширной сети станций. Со временем появились более продвинутые и точные радиомаяки VOR, дальность действия которых составляет до 350 километров. Именно этими расстояниями обусловлена длина участка трассы, при этом надо понимать, что выдерживать направление можно не только выполняя полет на радиостанцию, но и от радиостанции.
Приводная радиостанция и воздушные трассы.
Методы навигации, основанные на наземных радиосредствах широко применяются в гражданской авиации, однако сегодня основным методом навигации является зональная навигация. Полет по-прежнему выполняется от точки к точке, но теперь они представляют собой лишь условное название и географические координаты, установка каких либо наземных средств уже не требуется.
Формирование маршрута.
Итак, каким же образом формируется маршрут полета конкретного рейса, по которому в итоге полетит самолет. Ниже мы расскажем, как это происходит в крупных авиакомпаниях.
У любого серьезного перевозчика существует отдел аэронавигационного обеспечения, который из имеющейся сети точек и трасс формирует несколько вариантов маршрутов для каждого рейса, как правило 5 – 10 маршрутов. Эти маршруты сохраняются в базе данных авиакомпании и загружаются в бортовые навигационные системы воздушных судов, их называют «company routes».
Вариант маршрута Внуково — Санкт-Петербург.
Подготовкой конкретного рейса уже в день вылета занимается полетный диспетчер, именно этот специалист выбирает оптимальный маршрут, оценивая все ограничения по маршруту и метеорологические условия. Зачастую получается, так, что полет по более длинному маршруту значительно выгоднее за счет различных скорости и направления ветра в разных районах. Выбранный маршрут утверждается и передается в службу обслуживания воздушного движения, т.е. диспетчерам.
Таким образом, пилоты получают готовый маршрут полета, в соответствии с которым и будет выполняться рейс. В процессе выполнения полета в маршрут могу вноситься изменения, например при наличии возможности диспетчер может разрешить так называемое «спрямление», т.е. исключить из маршрута одну или несколько промежуточных точек. Кроме того, по решению командира может выполняться обход опасных метеоявлений, как правило гроз.
Фактическая линия пути. Шереметьево — Санкт-Петербург.
Как уже было сказано, маршрут полета самолета состоит из последовательности точек и трасс, ниже мы приведем реальный маршрут из аэропорта Внуково в Санкт-Петербург, именно в таком виде его видят пилот и диспетчер.
UUWW UM4D UM DCT AR DCT OBELU B239 AJ R369 DB B964 LUKIR LUKI1A ULLI
UUWW – международный код аэродрома Внуково
UM4D – обозначение маршрута вылета (SID)
UM – приводная радиостанция «Ивановское»
DCT – «прямо на»
AR— приводная радиостанция «Бужарово»
DCT — «прямо на»
OBELU – обозначение точки
B239 – обозначение трассы
AJ — приводная радиостанция «Старица»
R369 — обозначение трассы
DB — приводная радиостанция «Починок»
LUKIR — обозначение точки
LUKI1A – обозначение маршрута прибытия (STAR)
ULLI — международный код аэродрома Пулково
Обозначение трассы уже включает в себя последовательность точек, само название точки или приводной радиостанции указывается в маршруте при смене трассы. Сокращение DCT (direct to — «прямо на») применяется в тех случаях когда невозможно выполнить полет по трассе, либо органом обслуживания воздушного движения разрешено планирование полетов вне трасс.
Как видно, при формировании маршрута, как и 50 лет назад используются приводные радиостанции, однако наряду с ними применяются и немаркированные навигационные точки.
В процессе подготовки к вылету пилот вносит в бортовой навигационный компьютер маршрут в виде последовательности точек. Данные каждой точки (название, координаты, позывные) уже содержатся в бортовой базе данных. Если перевозчик применяет предварительно спланированные маршруты company routes, пилоту достаточно выбрать индекс маршрута, например «UUWWULLI01». Нетрудно догадаться, что UUWW – это аэропорт вылета (Внуково), а ULLI – аэропорт назначения (Пулково), 01 – порядковый номер варианта маршрута.
Пульт управления бортовым навигационным компьютером (FMS).
Будущее.
Уже сегодня ряд европейских государств вводят в своем воздушном пространстве концепцию Free Route Airspace, суть которой заключается в том, что вместо воздушных трасс публикуется только информация о навигационных точках. Планирование полета осуществляется по любому маршруту, проходящему через опубликованные точки, при этом достаточно выбрать только две точки – входа и выхода из зоны.
Другая перспективная разработка организации Eurocontrol – главного органа обслуживания воздушного движения в Европе – концепция Single European Sky, т.е. «единое европейское небо», ее суть заключается в упразднении границ между различными секторами управления воздушными движения в части планирования маршрутов, таким образом можно будет выполнить полет через весь европейский регион по прямой.