Как происходит разделение самолетов на большой высоте?

Во-первых, скорости сваливания не существует , но это отдельная тема.

В системе УВД имеется множество способов обеспечения эшелонирования воздушных судов даже на больших высотах. Позвольте мне попытаться обобщить некоторые из наиболее важных из них, начиная с планирования, которое происходит, когда самолеты все еще находятся на земле в аэропорту вылета, и переходя к тому, что происходит, когда они подходят (слишком) близко.

Самолеты, летящие по маршруту, будут следовать заранее определенным маршрутам (известным как воздушные трассы или маршруты RNAV). Воздушные трассы подобны автомагистралям в небе и гарантируют, что воздушное движение будет осуществляться по предсказуемым схемам. Это делает относительно простой задачу прогнозирования потенциальных конфликтов (конфликт в данном случае означает ситуацию, когда два или более воздушных судна приближаются ближе, чем предписанные минимумы эшелонирования), потому что каждый рейс заранее отправляет план полета с подробным описанием маршрута планировщика, уровня и скорость полета.

В дополнение к простому указанию боковых путей, дыхательные пути также имеют вертикальные ограничения. Это означает, что при следовании по определенным воздушным трассам вы должны лететь в определенном диапазоне вертикальных уровней. Для авиалиний довольно типично ограничивать движение на «четных» или «нечетных» уровнях. В этом случае четным уровнем может быть 34 000 футов, 36 000 футов, 38 000 футов и т. д., тогда как нечетным уровнем может быть 33 000 футов, 35 000 футов и т. д. Общее правило в большинстве частей мира заключается в том, что воздушные магистрали, идущие на восток, форсируют движение. летать на нечетных эшелонах, в то время как воздушные трассы, идущие на запад, заставят движение летать на четных эшелонах. Это действует как резервная процедура, что в принципе означает, что два самолета, летящие в противоположных направлениях (один на запад, другой на восток), никогда не будут лететь на одном уровне. Конечно,

Мы рассмотрели часть постоянной инфраструктуры в небе, но давайте увеличим масштаб и рассмотрим тактический аспект планирования полета, в частности управление воздушным движением.

Авиадиспетчеры, чья работа заключается в том, чтобы «поддерживать безопасный и быстрый поток воздушного движения», используют различные технические средства для разделения самолетов в небе. Во многих частях мира их работа достигается за счет обработки больших объемов информации, полученной в режиме реального времени о воздушном движении, с использованием радиолокационных технологий и связи с самолетами с помощью радио. В местах, где нет радиолокационного покрытия, например, над большими океанами, используется только радио. Если радар недоступен, пилоты должны периодически звонить по радио и делать подробный отчет о местоположении, указывая местоположение, эшелон, скорость и запланированный маршрут самолета.

Используя данные радара или сообщения о местоположении пилотов, авиадиспетчеры будут прогнозировать потенциальные конфликты и пытаться их решить. (Вот тут и будет ответ на суть вашего вопроса).

Существует несколько различных минимумов эшелонирования . Чтобы немного упростить ответ, предположим, что мы работаем только с тремя:

• вертикальное разделение (вертикальное расстояние, необходимое между двумя воздушными судами, которые проходят друг мимо друга в (почти) одном и том же месте

• горизонтальное эшелонирование (горизонтальное расстояние, необходимое между двумя воздушными судами, пролетающими друг над другом на одном или почти одном уровне)

• эшелонирование по времени (минимальное время, необходимое между воздушными судами, следующими по одному и тому же маршруту на одном эшелоне)

Минимум вертикального эшелонирования обычно составляет 2000 футов, однако по мере того, как самолетные высотомеры и радары стали более точными, во многих районах мира (так называемое воздушное пространство RVSM) он был уменьшен до 1000 футов. Принимая во внимание тот факт, что большинство коммерческих самолетов курсируют в диапазоне высот от 30 000 футов до 40 000 футов, это дает вам 10 различных уровней для работы (30 000, 31 000, 32 000 и так далее). На самом деле это означает, что, используя только вертикальное разделение, можно иметь 10 разных самолетов в одном и том же месте в одно и то же время, пока они все еще разделены.

Конечно, принуждение самолета к полету на неоптимальном уровне не является идеальным решением с точки зрения топливной экономичности, но зачастую это может быть меньшим злом (в отличие от принудительного изменения скорости и т. д.).

Горизонтальное эшелонирование достигается за счет (временного) изменения маршрутов воздушных судов. Это может показаться важным, но на самом деле потенциальные конфликты обычно обнаруживаются достаточно рано, поэтому требуются лишь очень небольшие корректировки. Для двух самолетов на пересекающихся линиях пути, если вы обнаружите конфликт между ними за 10-15 минут, часто будет достаточно дать указание любому из самолетов изменить курс всего на 5 градусов, чтобы предотвратить конфликт. Как только они будут пройдены, вы просто прикажете им вернуться к запланированным маршрутам. Это приведет лишь к незначительному увеличению траектории полета и, таким образом, лишь незначительно повлияет на расход топлива.

Разделение по времени с использованием управления скоростью, вероятно, является последним средством в большинстве случаев. Инструктирование самолета об изменении скорости в течение длительного периода времени может оказать серьезное влияние на эффективность использования топлива. Тем не менее, нет необходимости беспокоиться о том, что самолет будет вынужден замедлиться настолько, чтобы рисковать сваливанием (или набрать скорость, достаточную для риска повреждения самолета). Во-первых, пилот никогда бы не принял такие инструкции от управления воздушным движением, и УВД пришлось бы придумывать другой план. Кроме того, авиадиспетчеры прошли тщательную подготовку и хорошо осведомлены об ограничениях характеристик различных самолетов.

Однако, как и в случае с регулировкой курса, вас может удивить, как мало требуется для обеспечения эшелонирования с помощью управления скоростью. Это связано с тем, что большинство современных авиалайнеров на самом деле летают с очень похожими скоростями (обычно от 75% до 85% скорости звука). Изменение скорости самолета всего на 1% окажет огромное влияние на дальние расстояния, например, при перелете через северную часть Атлантического океана. Итак, как и в случае с уровнями, где в принципе у вас есть около 10 пригодных для использования уровней, учитывая минимальное вертикальное расстояние в 1000 футов, у вас также может быть около 10 различных скоростей для работы.

В целом, управление скоростью является очень эффективным способом поддержания уже существующего разделения (например, два самолета следуют друг за другом по одному и тому же маршруту на одном эшелоне), потому что указание им лететь с одинаковой скоростью гарантирует, что последний самолет никогда не догонит вверх с бывшим. Горизонтальное и вертикальное эшелонирование может применяться, когда необходимо установить эшелонирование, например, между воздушными судами на пересекающихся или встречных маршрутах.

Наконец, давайте кратко обсудим, что произойдет, если система выйдет из строя. То есть, если управление воздушным движением по тем или иным причинам не может обеспечить требуемое разделение между двумя воздушными судами.

Все современные коммерческие самолеты оснащены бортовыми системами предотвращения столкновений (ACAS), наиболее распространенной формой которых является TCAS. Оборудование TCAS двух разных самолетов, находящихся в непосредственной близости друг от друга, связывается напрямую, чтобы определить: а) будет ли конфликт и б) как его лучше всего разрешить. Я не буду здесь вдаваться в подробности, но, по сути, если прогнозируется, что два самолета подойдут слишком близко, системы TCAS решат, как разрешить конфликт, как правило, приказав одному экипажу снижаться, а другому — подняться. Тот факт, что системы TCAS обмениваются данными, гарантирует, что одна и та же инструкция не будет выдана обоим разным экипажам (представьте, что самолеты летят навстречу друг другу на одном уровне, и оба получают команду набирать высоту…). Если TCAS отключается,

Итак, подведем итог: разделение самолетов сводится к планированию. Если на основе планов полета, полученных от сотен различных самолетов, прогнозируется, что определенный маршрут или эшелон будет очень загружен в течение определенного периода времени, то система просто не позволит большему количеству самолетов летать по этому маршруту. Они будут перенаправлены или их запланированный уровень будет изменен еще до того, как они покинут ворота (что позволит им взять с собой дополнительное топливо, если потребуется, для полета по немного более длинному маршруту или на неоптимальном уровне). Оказавшись в воздухе, управление воздушным движением будет использовать вертикальное, горизонтальное и временное эшелонирование, и, если ничего не помогает, бортовые компьютерные системы гарантируют, что столкновений на самом деле не произойдет.

Редактировать:

Несколько ссылок для дальнейшего чтения:

Столкновение в воздухе - О последствиях потери отрыва и как их предотвратить

Обнаружение конфликтов - Об обнаружении потенциальных конфликтов в системе УВД.

Управление сектором ОрВД - О прогнозировании пропускной способности и реагировании на спрос в инфраструктуре УВД

Заполнение плана полета - О планах полета УВД и их содержании

Рекомендации по обеспечению радиолокационного разноса — несколько примеров расчетов

Бортовая система предотвращения столкновений (БСПС) — на БСПС последнее средство, когда ничего не помогает.

Сокращенный минимум вертикального эшелонирования (RVSM) — в тех частях воздушного пространства, где минимальное вертикальное эшелонирование уменьшено с 2000 футов до 1000 футов.

Обычный способ — изменить высоту. Переход выше или ниже другой плоскости. Система TCAS/ACAS (последнее автоматическое предупреждение для предотвращения столкновений) даст пилотам команду на подъем или снижение. Минимальное расстояние по вертикали между такой пролетающей плоскостью должно быть 1000 футов. Обычно оно составляет 2000 футов, потому что высоты распределяются по направлениям (нечетные идут в одну сторону, даже в другую).

Также есть не одна высота, на которой летают авиалайнеры. Если 2 самолета должны следовать по одному и тому же пути, им будет назначена разная высота. Также возможно, что самолеты будут смещены вбок на дюжину миль. Диспетчерская служба вообще никогда не поставит два самолета достаточно близко, чтобы они могли разбиться. Если они это сделали, то что-то ужасно неправильное и должно быть расследовано. Правила о том, насколько близко могут находиться самолеты, подробно описаны здесь.

Не говоря уже о том, что когда приходится выбирать между потенциальной аварией и более высокой стоимостью топлива, ответ всегда будет заключаться в большем количестве топлива. Никто не может оправдать экономию топлива из-за риска столкновений.