З НОВОЇ ТЕХНІКОЮ ЗА НОВИМИ ПРАВИЛАМИ

Коли літають стратегічні бомбардувальники, для цивільних суден встановлюється заборонна зона, що представляє собою циліндр висотою 25 000 м.

Про глобальної декартової системи координат поєднане з центром мас Землі. Вісь Z проходить через Умовний Земний полюс, вісь Х - через грінвічський меридіан на екваторі, а вісь Y лежить в площині екватора на 90 градусів на схід від осі Х.

Вісь обертання Землі описує складну криву в просторі, що складається з прецесії з періодом 26 тис. Років і нутації з періодом 18,6 року.

<

>

Правила організації повітряного руху переслідують дві основні мети: підвищити, по-перше, безпеку і, по-друге, ефективність польотів. Правда, критерії ці різновекторні: ефективність обмежується безпекою. Стовідсоткову безпеку забезпечити практично неможливо, тому використовують поняття "цільовий рівень безпеки". Його значення дорівнює відношенню кількості катастроф з вини навігаційних служб до загальної кількості годин нальоту і на сьогоднішній день, за нормативними документами, становить 1,5 · 10 -7.

За логікою, якщо інтенсивність повітряного руху збільшується, то при заданому ризику абсолютне число зіткнень має зростати. Однак Міжнародна організація цивільної авіації (ІКАО) поставила перед національними аеронавігаційними службами завдання, щоб абсолютне число катастроф принаймні не збільшувалася при прогнозованому зростанні інтенсивності руху в 6% на рік. Для цього запропоновано реалізувати розроблену в ІКАО концепцію CNS / ATM - управління повітряним рухом з використанням космічних засобів зв'язку і навігації (див. "Наука і життя" № 2, 2004 р ).

Зауважу, що, навіть маючи нове обладнання, ми не можемо відразу його застосувати. Необхідно розробити нові процедури, скорегувати нормативні документи, навчити диспетчерів, написати інструкції, за якими вони повинні діяти в самих різних ситуаціях. Саме це становить основний зміст роботи нашого інституту. До речі, створити документ часто не легше, ніж складний прилад.

За один день все зробити неможливо, і ми склали поетапну схему, де вказані напрямки робіт і терміни їх виконання аж до 2025 року, коли будуть реалізовані всі положення концепції CNS / АТМ. У схемі враховані як потреби користувачів повітряного простору, так і можливості промисловості та організаційні можливості служби управління повітряним рухом. Зупинимося на деяких пунктах схеми.

ЗАМІСТЬ ПРОХАННЯ - ПОВІДОМЛЕННЯ

Перший пункт - класифікація повітряного простору. Зараз на всій території Росії діє так званий дозвільний порядок польотів цивільних судів: жоден пасажирський літак не може покинути летовище без дозволу. Сьогодні це сильно заважає розвитку повітряних сполучень. Більш перспективним повідомний принцип. Подав заявку - і лети на здоров'я, якщо тільки не буде особливого заборони. Ми проаналізуємо ситуацію і в тих районах, де, можливо, запропонуємо перейти на повідомний порядок, зокрема для малої авіації. На інших територіях залишиться дозвільний порядок.

Далі запропонуємо внести відповідні зміни до Повітряного кодексу, Федеральні правила використання повітряного простору та в деякі інші документи, розробимо нові процедури і навчимо льотний і наземний персонал. Потрібно буде також створити інфраструктуру, яка дозволить при отриманні заявки провести аналіз ситуації і, якщо є перешкоди для польоту, видати відмову.

У нинішньому році ми підготували проекти нормативних документів, в 2008 році проведемо за новими правилами перші польоти, і до 2013 року всі зони повітряного простору Росії будуть розділені за категоріями і всюди польоти будуть проводитися за цими правилами. Ось тоді ми зможемо говорити про виконання даного пункту.

Великі перешкоди польотів цивільних літаків створюють заборонені зони - в одному лише Підмосков'ї розташовано 30 військових аеродромів.

Домогтися високої пропускної здатності московського неба можна, але для цього слід розробити процедуру гнучкого використання повітряного простору. Для початку необхідно вивчити режим роботи заборонених зон: там адже не весь час літають. Організувати польоти слід так, щоб звільнити простір у другій половині дня, коли основний пасажиропотік йде в Москву. Далі потрібно подивитися, якого типу польоти виконуються в тій чи іншій зоні. Якщо мова йде про стратегічні бомбардувальники, то вони з аеродрому йдуть в стратосферу і весь політ роблять там. Зараз заборонена зона має форму циліндра висотою 25 000 м і радіусом, відповідним відстані, яку проходить літак, набираючи висоту. А можна такі зони обмежити "перевернутим" конусом з вершиною в районі аеродрому. Звільняється значна частина повітряного простору забороненої зони, яка може використовуватися цивільними судами.

Крім того, ми складемо проекти документів, за якими в періоди інтенсивних польотів цивільних літаків (денний і вечірній час) простір має надаватися їм. В інший час тут будуть вводитися лише обмеження, а не повні заборони. Так літають у всьому світі. Правда, доведеться переконувати керівництво ВВС прийняти наші пропозиції, а військові активно пручаються реформам, не бажаючи втрачати своїх привілеїв.

Літа і сідаємо по супутниках

Підвищувати ефективність польотів потрібно не тільки, і навіть не стільки, організаційними заходами, скільки застосуванням сучасної техніки. Наприклад, давно існують супутникові навігаційні системи, їх встановлюють вже на автомобілях. В авіації вони потрібні ніяк не менше.

Сьогодні літаком керують за орієнтирами - так званим приводним радіостанціям. Екіпаж, минаючи одну з них, робить розворот на наступну і так далі. Маршрут виходить не прямим, а у вигляді ламаної лінії. Маючи сучасне бортове і наземне навігаційне супутникове обладнання, ми зможемо дозволити літаку значну частину маршруту рухатися по найкоротшій, або ортодроміческое, траєкторії.

Дуже допоможе супутникова навігація маневрів літаків в районі аеродрому. Зараз, заходячи на посадку, літак виконує так звану коробочку. Щоб знизитися і скинути швидкість, він робить кілька розворотів, після чого виходить на прямолінійну траєкторію посадки (глісаду). За новою технологією можна буде сідати за скороченою траєкторії з криволінійної глісадою. Літак буде знаходитися в повітрі набагато менше часу і економити 15-20% палива. Виявляться вирішені і питання охорони навколишнього середовища: у літака з'явиться більше можливостей минути житлові райони, стане менше шуму, менше шкідливих викидів.

ЛІТАКИ САМІ ВСЕ розкажуть про себе

Через кілька років пілоти і диспетчери зможуть по достоїнству оцінити таке досягнення авіаційної техніки, як автоматичне залежне спостереження (АЗН). Воно вже широко застосовується за кордоном.

Принцип АЗН полягає в наступному: в польоті в штатному режимі через певні проміжки часу літак посилає сигнал, що містить інформацію про параметри польоту, стані літального апарату і ситуації на борту. Якщо сталося щось непередбачене, наприклад літак вийшов за межі ешелону, видається сигнал "за подією", навіть якщо ще не прийшов термін чергового повідомлення. Те ж відбувається, якщо льотчик вирішив поміняти маршрут, наприклад обійти грозу. Ця система, яка називається мовним АЗН, дуже стане в нагоді і в малій авіації, де польоти відбуваються нерегулярно.

Літаки, оснащені мовним АЗН, обмінюватимуться інформацією не тільки з землею, але і з іншими бортами, а про літаки без такого обладнання екіпажам повідомить диспетчер. Володіючи вичерпними відомостями про навколишнє оточення, пілоти зможуть самі вибирати ешелон, не завантажуючи диспетчера.

Приймально-передавальні станції розгорнуто в районах, де немає локаторів, або вони будуть доповненням до них. Станції повинні бути об'єднані в мережу і розташовані так, щоб літак в будь-який момент знаходився в прямої видимості хоча б однієї з них. Станція приймає інформацію з борту і транслює її в центр управління повітряним рухом.

У нас вже є експериментальне наземне обладнання, яке пройшло випробування. Є бортове обладнання, яке пройшло частину випробувань. І, сподіваюся, протягом року ми отримаємо сертифікат на нього.

Полігоном для випробування системи АЗН стануть Штокманівське газове родовище і родовища на Ямалі. Освоїти їх без авіації не представляється можливим. Але ні там, ні там ніякого радіообладнання немає. Ми отримали від уряду завдання спільно з Газпромом розробити для цих районів систему управління повітряним рухом на базі автоматичного залежного спостереження.

Нові процедури повинні бути введені і для літаків, що знаходяться на аеродромі. На шпальтах встановлять спеціальні світлосигнальні засоби наведення. Літаку буде поставлено графік руху від терміналу до злітної смуги, а сигнальні пристрої і підсвічені доріжки поведуть його за цим графіком, щоб літак не стояв з запущеними двигунами і не чекав черги. Положення літака в кожен момент буде відслідковуватися за допомогою автоматичних засобів спостереження.

Використання нових наземних і бортових технічних засобів дозволить знизити так звані метеомінімуму аеродромів, тобто літаки зможуть сідати за гірших погодних умовах, ніж це допускається зараз.

Фути ПРОТИ МЕТРІВ

На жаль, не всі проблеми ми можемо вирішити своїми силами. Так, серед пунктів нашої схеми важливе місце займає впровадження скорочених норм вертикального ешелонування (RVSM). Ешелони можна образно уявити у вигляді полиць в шафі. Чим вони частіше розташовані, тим більше предметів можна на них розставити. ІКАО пропонує зменшити інтервали між ешелонами в два рази. Для цього на борту повинна бути відповідна апаратура: точні висотоміри, системи попередження зіткнень (TCAS), засоби зв'язку.

Але нам доведеться миритися з серйозною перешкодою у вигляді так званих перехідних зон. Справа в тому, що в авіації більшості країн, хоча там і діє Міжнародна система одиниць (СІ), висота вимірюється не в метрах, а в футах і норми зменшуються з 1000 до 500 футів. Тобто якщо у них відстань між ешелонами виражається круглими цифрами з нулями в кінці, то у нас - дробовими, з десятими частками метра (1 фут = 0,3048 м). І навпаки, якщо в російському повітряному просторі задати норми в метрах (300 і 150 м відповідно), то у наших сусідів на індикаторах з'являться "некруглі" числа. Таким чином і виникають горезвісні зони переходу, де потрібно перебудовуватися з одного стандарту на інший.

Схожа ситуація складається і з аеронавігаційною інформацією. Всі західні повітряні судна оснащені апаратурою, яка вимірює координати в системі WGS-84. А у нас офіційно прийнята система координат СК-42. Ці системи значно розходяться по своїх параметрах. У Росії починає застосовуватися ще одна система координат ПЗ-90, більш досконала, ніж СК-42.

Перераховувати дані з однієї системи в іншу дуже складно. І виходить, що російська авіакомпанія купує, наприклад за кордоном (або навіть подекуди у нас), геодезичну базу даних, щоб встановити її на бортовий комп'ютер, а інформація в ній не збігається з тією, що опублікована в наших аеронавігаційних збірниках.

Теоретично можна перейти на систему WGS або ПЗ, але на це поки не погоджується Міністерство оборони: адже доведеться переробляти всі карти і міняти на літаках бортові обчислювачі, запрограмовані на СК-42. Але час працює на нові системи, і рано чи пізно одна з них стане у нас основний.

КОМУ ПЛАТИТИ?

На закінчення слід розповісти про подальшу долю наших розробок. Вони стають правилами і законами після розгляду федеральними органами влади. Федеральні навігаційні правила стверджують керівники Росаеронавігациі спільно з Міністерством транспорту, Федеральні правила використання повітряного простору стверджує уряд, Повітряний кодекс - Державна дума.

Впровадження нових правил потребують чималих витрат з боку держави. При цьому виникає певна суперечність. Хто отримує вигоди від вдосконалення управління повітряним рухом, від підвищення ефективності використання повітряного простору? В першу чергу авіакомпанії. Після того як вдасться спрямити маршрути, користувач зможе економити паливо. Потім введуть більш досконалу схему заходу на посадку. Це теж дасть економію. Скоротяться ешелони. У кого з'являться додаткові прибутки від збільшення числа польотів? Знову ж у авіакомпаній і у аеропортів.

Виникає питання: куди попрямує прибуток? За ідеєю, гроші треба вкладати в розвиток не тільки самої компанії, але і галузі в цілому. Однак досвід останніх років показує, що сюди кошти вкладаються в останню чергу. Виходить, що держава, удосконалюючи аеронавігаційну систему, дотує приватні компанії.

Подробиці для допитливих

ГЕОДЕЗИЧНІ СИСТЕМИ КООРДИНАТ

У геодезії і навігації для визначення місця розташування пунктів і об'єктів використовують загальземного систему координат: або декартову прямокутну (абсциса X, ордината Y, аппликата Z), або еліпсоїдальної (широта B, довгота L, висота H).

Початок відліку ідеальної геодезичної декартової системи координат збігається з центром мас Землі. Вісь Z проходить через точку, названу Міжнародним Умовним Початком (МУН), - середнє положення Північного полюса Землі в період з 1900 по 1905 рік. Пізніше в положення цієї точки внесли уточнюючі поправки на нутацію, і тепер вона відома як Умовний Земний Полюс (УЗП). Осі X і Y лежать в площині геодезичного екватора, яка перпендикулярна осі Z. Ось X представляє лінію перетину початкового геодезичного (за Гринвічем) меридіана і площини екватора. Ось Y лежить в площині екватора і розгорнута на 90 градусів в сторону сходу щодо осі X.

Істинний (миттєвий) полюс не збігається з УЗП і робить навколо нього рух по кривій, що нагадує спіраль, з "радіусом" близько 15 метрів. Це рух викликаний тим, що вісь обертання Землі не збігається з віссю її інерції.

Для вирішення навігаційних і геодезичних задач в даний час застосовують практичну реалізацію загальземного системи, визначаючи координати будь-якої точки за допомогою навігаційних супутників. Американська версія GPS Navstar використовує систему координат WGS-84 (World Geodetic System), прийняту в 1984 році. Російська глобальна навігаційна система ГЛОНАСС використовує координати ПЗ-90 (Параметри Землі), прийняті в 1990 році. Вони обидві вважаються глобальними геодезичними геоцентричними, але жодна з них не ідеально геоцентрична і вони не збігаються один з одним. Причина розбіжності в тому, що WGS-84 зафіксована координатами станцій спостереження, розподілених по всій поверхні Землі, а наші станції стеження розташовані тільки на території колишнього Радянського Союзу. Крім того, GPS і ГЛОНАСС використовують різні супутники, різні методи спостереження за ними і різні методики обробки результатів вимірювань. Через це розбіжності в координатах одного і того ж пункту в WGS-84 і в ПЗ-90 доходять до 15 метрів. Подолати ці розбіжності можна, об'єднавши російські і американські станції стеження, а також уніфікувавши технологію вимірювань і методи розрахунку координат.

У нашій країні поки в основному користуються еліпсоїдального системою координат СК-42, прийнятої в роки Другої світової війни. В її основі лежить еліпсоїд Красовського, найбільш точно відтворює форму Землі. Його в кінці 1930-х років розрахував великий науковий колектив під керівництвом видатного російського геодезиста Ф. М. Красовського. Координати систем WGS-84 і ПЗ-90 в принципі можна перерахувати в систему СК-42, але поправочні коефіцієнти залежать від місця розташування об'єкта. Наприклад, для Москви вони одні, для Санкт-Петербурга - інші, а для Новосибірська - треті.

Див. В номері на ту ж тему

О. АЛЕКСЄЄВ - Небо - наш невичерпний ресурс.