10.8: Вправи

Вправа\(\PageIndex{1}\) Navigation

• Для діаграми наближення, наведеної на малюнку 10.21, визначте Navaids та асоційовані частоти. Визначте різні кінцеві шляхи підходу як для бічних, так і для вертикальних профілів (запишіть початкове виправлення підходу, початкове виправлення та остаточне виправлення підходу. Вкажіть висоти і відстані до відповідних виправлень). Визначте процедуру обходу.

• Для діаграми верхнього повітряного простору на маршруті на малюнку 10.20 вкажіть UIRS. Визначте об'єми P, D, R повітряного простору. Виберіть дихальні шляхи між двома довільними шляховими/навігаторами. Визначте назву дихальних шляхів, межі висоти, радіальні та відстань між шляховими/навігаційними засобами. Виберіть довільну навігацію та вправо вниз тип, координати та частоту.

• Отримайте доступ до AIP вашої країни, завантажте SID та STAR, що відповідають столичному аеропорту, і спробуйте визначити всі відповідні елементи.

Відповідь

Схематичне рішення наведено нижче. Читач повинен зауважити, що проаналізовані нижче діаграми відповідають іспанському AIP в 2016 році. Для різних куточків світу можуть зустрічатися деякі відмінності в діаграмах. Для США див. Наприклад (Citar FAA)

Малюнок 10.22: Вправа: Маршрутна діаграма.

1) Маршрутна діаграма: Інформація представлена на малюнку 10.22. У ньому відзначено розмежування регіонів УІР. Тим не менш, аналізується трек дихальних шляхів UN870 між PISUS і PONEM. Інформація про цю конкретну доріжку буде упакована в коробку. Можна легко визначити назву дихальних шляхів (UN870), магнітний напрямок (\(70^{\circ}\)), мінімальний FL (FL245, відповідний верхньому повітряному простору) та відстань між шляховими точками (42 Нм). Крім того, маркер > вказує на те, що дихальні шляхи можна пролетіти лише в цьому конкретному напрямку. Для того, щоб знати дозволені рівні польотів, потрібно перевірити основні маршрути RNAV ATS в AIP (маршрути ENR 3 - ATS). У цьому конкретному випадку EVEN FLS дозволені лише.

Малюнок 10.23: Інструментальний додаток діаграма: APP до Адольфо Суареса Мадрид Барахас, RWY 32L.

2) Діаграма остаточного наближення: Зверніть увагу, що це неточний підхід (підхід без ILS). Перевірте як текст з описами, так і рисунок 10.23.

1) Частоти для управління APP (наприклад, 134.950), управління TWR та служби AFIS. Вони повинні бути налаштовані на борту для зв'язку з УВД.
2) Карта місцевості з висотою в футах і P, D, R областях в рожевих і висотних обмеженнях. Наприклад, позначена область LED41 на малюнку 10.23 позначає небезпечний (D) повітряний простір між висотою 5000 футів і землею.
3) Navaids: Заради простоти, просто Colmenar Viejo (позначений CNR) тут виділено на малюнку 10.23. Можна спостерігати частоту для його налаштування (117.30), його географічне положення на карті, її координати та типологію (DVOR/DME).
4) Процедура підходу: горизонтальний профіль. Піддається тільки процедура, починаючи з IAF (Початковий підхід Fix) TOBEK. Літаки приймають радіальні\(048^{\circ}\) (по відношенню до Perales (PDT)); досягти IAF TOBEK (4,9 НМ від DME Perales); потім повернути, щоб досягти радіального 326 (по відношенню до Perales), досягти початкового виправлення (IF) на 10,2 НМ і 5.9 Нм по відношенню до DME Barajas (маркований BRA) і DME Perales, відповідно; слідувати радіальний 145 з повага до BRA; досягти остаточного підходу Fix (FAF) на 5.1 NM від DME Barajas; перейти до злітно-посадкової смуги.
5) Процедура підходу: вертикальний профіль. Аналогічним чином піддається процедура ТОБЕК. Рівень літака на 5000 футів, перелітаючи TOBEK; потім спуск після радіального 326 по відношенню до PDT до 4000 футів (2070 по відношенню до землі), вирівняти і перехопити IF; потім продовжити вниз після Радіальний 145 по відношенню до BRA, рівень off на 3400 футів і перехопити FAF; від FAF далі йти вниз з 5,1% ухил.
6) Процедура обходу виділена на малюнку 10.23. Зверніть увагу, що процедура Go-Around починається в MAPT (точка змішаного підходу).
7) І останнє, але не менш важливе, в таблицях, зазначених нижче на графіку, можна спостерігати час між FAF та MAPT (3.6 NM) та швидкістю спуску (ROD), необхідною для підтримки 5,1% нахилу на різних земних швидкостях.

3) SID та STAR Route: Ці питання залишаються як відкрита вправа для студентів. Зверніть увагу, що пошук інформації в AIP не є прямим, таким чином, залишаючи вправу відкритою, повинна допомогти студенту пройти процес пошуку необхідної інформації в AIP. Для інтерпретації обох SID та STAR можна перевірити, наприклад, пояснення SID IVAO ²⁰ та пояснення STAR IVAO, ²¹ відповідно.

Вправа\(\PageIndex{2}\) ANS Services

Розгляньте передбачуваний рейс між аеропортами A та B (наприклад, Континентальна Європа)\(H\) у час доби\(D\). За поточними операціями проаналізуйте:

• Як ескізні аеронавігаційні послуги на малюнку 10.4 вплинуть на ваш передбачуваний план польоту на стратегічному рівні, тобто за місяці до часу H та D. Який статус вашого плану польоту? Яку роль відіграють комунікації, навігація та спостереження на цьому етапі?

• Як ескізні аеронавігаційні послуги на малюнку 10.4 вплинуть на ваш передбачуваний план польоту в передтактичному режимі, тобто за 1-2 дні до початку роботи за три години до часу H та дня D. Який стан вашого плану польоту? Яку роль відіграють комунікації, навігація та спостереження на цьому етапі?

• Як ескізні аеронавігаційні послуги на малюнку 10.4 вплинуть на ваш передбачуваний план польоту під час тактичного етапу (перед польотом і виконанням), тобто від 3 годин до вильоту до виконання польоту в реальному часі. Який статус вашого плану польоту? Яку роль відіграють комунікації, навігація та спостереження на цьому етапі?

Відповідь

 

Малюнок 10.24L Процеси плану польоту.

Будь ласка, зверніться до аеронавігаційних служб, накреслених на малюнку 10.4. Додатково всі процеси, в яких задіяний план польоту, накреслені на малюнку 10.24. Наступні пункти намагаються оцінити (схематично) запропоновані питання:

1) Стратегічний рівень

• Спочатку слід зайти в процес узгодження слотів і запросити один на день D і годину H. Це повинно бути зроблено відповідно до сезонного календаря (принаймні за 6 місяців до вильоту). Будь ласка, зверніться до малюнка 10.17 як приклад.
• Припустимо, у вас є слот. Якщо ваш рейс має певну періодичність, ви зробите повторюваний план польоту. Для цього ви повинні покладатися на ASM, зокрема на наявність маршрутів: перевірити AIP для графіків. Зверніть увагу також, що ATFM опублікує документ про доступність маршруту (RAD), і ви також повинні його дотримуватися.
• План польоту слід надіслати до ATFM (стратегічний шар), щоб вони перевірили, чи відповідає ваш план польоту структурі маршрутів та документу RAD (перевірка узгодженості). Він може бути відхилений і, таким чином, повернутий до центру польотів для подальшого планування польоту (також, пропозиції щодо повторного маршруту зазвичай видаються) або прийняті. Зверніть увагу, що подання Плану польоту є безперервним процесом (ви можете подавати стільки разів, скільки завгодно), який може відбуватися на стратегічному рівні, однак він також існує (ймовірно, більш інтенсивно) на дотактичному рівні.
• Зверніть увагу, що на даний момент Met Services не дуже актуальні, оскільки прогноз здатний передбачити погоду лише в межах одного слабкого (хоча з великою невизначеністю). Набагато більш точний прогноз буде доступний на більш пізніх етапах процесу.
• ЦНС тут не грають важливої ролі: зверніть увагу лише на те, що мережа на маршрутах була (спочатку) побудована на основі існування навігаційних засобів, розташованих в певних географічних місцях. Зверніть увагу також, що вся структура маршрутів АТС спроектована таким чином, що в подальшому під час польоту може бути передбачена ЦНС.

2) Попередньо тактичний рівень

• У цей момент через 1-2 дня процес прискорюється в міру наближення часу до вильоту. Зверніть увагу, що припускаючи рейс IFR (типовий для комерційної авіації), за три години до вильоту необхідно відправити план польоту до залежностей ATFM. План польоту включатиме EOBT (Приблизний час блоку), який ATFM буде використовувати для свого тактичного планування (розподіл ATFM слотів у наступні кроки).
• На цьому етапі обслуговування Met є дуже важливим, оскільки набагато більш точні прогнози доступні як для центру експлуатації польоту (для точної настройки плану польоту, наприклад, з урахуванням сприятливих вітрів), так і для ANSP (наприклад, виявлення потенційних небезпек, які можуть вплинути на пропускну здатність система).
• Передтактична служба ATFM буде відповідати за аналіз потенціалу різних секторів Мережі. Він збиратиме інформацію з позицій управління потоком (1 на сектор), інформацію про зустріч, будь-яку проблему, яка може з'явитися як NOTAM тощо Буде створено повідомлення про сповіщення ATFM, включаючи всі правила (обмеження потужності), які застосовуються на наступний день. Ця інформація може мати відношення до відправлення рейсів, щоб переробити план польоту, якщо це необхідно.
• ЦНС: Не грайте жодної важливої ролі в цей час (так само, як і раніше)

3) Тактична фаза (передполіт і виконання)

• ATFM буде на цьому етапі (2-3 години до вильоту) балансувати потужність і попит. Попит надаватиметься всіма представленими планами польотів (зверніть увагу, що за 3 години до вильоту більше не будуть допущені плани польотів) та нормативами пропускної здатності (включені в повідомленнях сповіщень ATFM). ATFM схвалить або затримає рейс. У будь-якому випадку ATFM надасть розрахунковий час зльоту (CTOT) (EOBT + таксі + можливо затримка).
• Що стосується MET, то короткочасні прогнози та інформація в реальному часі дуже актуальні на даному етапі. Важливо поширювати Інформацію для пілотів та контролерів (наприклад, MetArs), щоб приймати звільнення перед вильотом та під час польоту. Зокрема, напрямок і інтенсивність вітру будуть драйвером для оперативної конфігурації (експлуатаційні головки злітно-посадкової смуги) як аеропорту відправлення, так і призначення. Це може бути корисним для вибору SID та STAR (Check AIP). Також під час польоту слід уникати погодних небезпек на маршруті.
• Що стосується АТС, то вони, звичайно, дуже актуальні перед вильотом і під час польоту: узгодження змін (пілот-контролер) у передбачуваному плані польоту; консультування маневрів у разі потенційного конфлікту або небезпеки погоди; використання FIS у випадку будь-якої відповідної інформації; ALS може бути активована в разі надзвичайної ситуації.
• Нарешті, ЦНС відіграють дуже важливу роль під час виконання. Щодо комунікацій, слід враховувати як фіксовану послугу (подання плану польоту для всіх секторів УВД), так і мобільну послугу (голосовий зв'язок та зв'язок зв'язку передачі даних). Що стосується навігаційних систем, то вони мають принципове значення, щоб знати, де знаходиться літак і як слідувати маршруту (VOR, DME тощо є актуальними як у звичайних Nav. так і RNAV; інформація представлена пілоту за допомогою бортових приладів кабіни). Що стосується систем спостереження, то вони спрямовані на забезпечення контролерів інформацією літака (положення, висота, швидкість тощо) на своїх екранах (робоче положення контролера) для контролю його еволюції в польоті і при необхідності доручити їм відповідний маневр.

Вправа\(\PageIndex{3}\) ATFM Exercise

Розглянемо 8 літаків, які одночасно відправляються з різних аеропортів. Всі літаки надіслали свої передбачувані плани польотів перед вильотом (на Т-3H). Tactical ATFM відповідає за аналіз того, чи відповідають маршрути мережі маршрутів (вони є) та оцінює будь-які потенційні дисбаланси під час виконання польоту. Умовами проблеми є:

• Відповідно до різних FMP, ємність у секторах I, II, III, IV та V становить 2 у будь-який час.
• Зірки відповідають передбачуваному положенню\(Acj (j = 1,...,8)\) на майбутній час\(T+3h\). Відзначимо, що розміри літака були штучно переоцінені.
• Квадрати відповідають точкам входу/виходу до секторів.
• Відстані становлять (всі одиниці в км):

Дихальні шляхи а)\(A - AC1 = 5; Ac1 - C = 45; C - Ac2 = 5; Ac2 - J = 50\);
Дихальні\(M - B = 50; B - Ac6 = 10; Ac6 - D = 35; D - Ac7 = 10; Ac7 - E = 25\)
шляхи б)\(G - Ac3 = 5; Ac3 - Ac4 = 20; Ac4 - H = 25; H - Ac5 = 10; Ac 5 - I = 50\);
Дихальні шляхи в)\(F - L = 35; L - Ac8 = 5; Ac8 - K = 50\);

• Всі літаки літають з однаковою швидкістю:\(200\ km/h\).

Питання такі:

Малюнок 10.25: Планування АТФМ

• Чи збалансований попит потужністю (врахуйте не тільки\(T+3H\), але всі потенційні часи, в яких літак буде пролітати сектори I до V)? Якщо так, визначте дисбаланси потенціалу.

• Відповідно до даного макета на малюнку 10.25 (і діючи так само, як тактичний ATFM стикається з цим питанням сьогодні), кількісно оцініть заходи, які слід враховувати (придумати рішення, намагаючись мінімізувати збої в намічених планах польотів).

Відповідь

Спочатку слід перевірити, чи існують дисбаланси потужностей. Для цього нам слід проаналізувати стан літака в різні моменти часу як до, так і після часу знімка (\(T+3H\)). Читач повинен зазначити, що це вправа, пов'язане з ATFM, тобто показано зображення являє собою моделювання того, що має відбутися (відповідно до представлених планів польотів) під час T+3H. Те, що ATFM робить (серед інших питань), полягає в імітації всіх представлених планів польотів та перевірки дисбалансу попиту на потужність.

Таким чином, ми моделюємо в три різні моменти часу, а саме:\(T+3H-3\) min;\(T+3H-1.5\) min;\(T+3H+7.5\) min; і\(T+3H+15\) min. Ми оцінюємо попит (кількість літаків) в кожному секторі (зверніть увагу, що літак на позиції InterSector вважається належним до обох секторів). Підрахунок виглядає наступним чином:

• \(T + 3H - 3\)хв (зверніть увагу, що літаки літають 10 км за 3 хв):
  - Ac2 в S.I; Ac6 @ B (СЕКТОР I)
  - Ac2 @ B; Ac7 @ D (СЕКТОР II)
  - Ac7 @ D; Ac 8 В S.III (СЕКТОР III)
  - Ac5 @ H (СЕКТОР IV)
  - Ac 4 в С.В; Ac5 @ H (СЕКТОР V)
• \(T + 3H - 1.5\)хв (зверніть увагу, що літаки літають 5 км за 1,5 хв):
  - Ac1 @ A; Ac2 @ C (СЕКТОР I)
  - Ac6 в S.II (СЕКТОР II)
  - Ac7 в S.III; Ac8 @ L (СЕКТОР III)
  - Ac5 в S.IV; Ac8 @ L (СЕКТОР IV)
  - Ac3 @ G; Ac2 @ C; Ac4 в С.В (СЕКТОР V)
• \(T + 3H + 7.5\)хв (зверніть увагу, що літаки літають 25 км за 7,5 хв):
  - Ac1 в S.I (СЕКТОР I)
  - Ac6 в S.II (СЕКТОР II)
  - Ac7 @ E (СЕКТОР III)
  - Ac5 в S.IV; Ac8 в S.IV; Ac4 @ H (СЕКТОР IV)
  - Ac3 в С.В; Ac2 в С.В. (СЕКТОР V)
• \(T + 3H + 15\)хв (зверніть увагу, що літаки літають 50 км за 15 хв):
  - (СЕКТОР I)
  - (СЕКТОР II)
  - Ac6 в S.III (сектор III)
  - Ac5 @ I; Ac4 в S.IV; Ac3 в S.IV; Ac8 @ K; Ac2 @ J (сектор IV) - Ac1 в С.В; Ac2 @ J (сектор IV)
  - Ac1 в С.В; Ac2 @ J (СЕКТОР V)

З огляду на, що потужність кожного сектора в будь-який момент становить 2, можна легко помітити, що вона перевищена. Поточні дослідження ATFM запускають так зване програмне забезпечення CASA (комп'ютерний розподіл слотів), щоб збалансувати потужність і попит, по суті перший алгоритм обслуговування, який обчислює час CTOT накладення наземних затримок для літака «останнього приходу». Мета цього документу полягає не в тому, щоб повторити алгоритм CASA, а забезпечити рішення, яке врівноважує попит з потужністю. Запропоновано: затримати на землі Ac 4 більше 7,5 хв (наприклад, 8 хв); затримати Ac 3 більше 16,5 хв (наприклад, 17 хв); затримати Ac 2 менше 1,5 хв (наприклад, 1 хв); і затримати Ac 1 більше ніж на 1,5 хв (наприклад, 2 хв).

Давайте тепер проаналізуємо попит за допомогою цих нових CTOT (після накладення запропонованих затримок) у проблемний час та після цього:

• \(T + 3H + 15\)хв\(\to\)
  - Ac1 в S.I (СЕКТОР I)
  - (СЕКТОР II)
  - Ac6 в S.III (СЕКТОР III)
  - Ac5 @ I; Ac8 @ K (СЕКТОР IV)
  - Ac2 в С.В; Ac 4 в С.В (СЕКТОР V)
• \(T + 3H + 18\)хв\(\to\)
  - (СЕКТОР I)
  - (СЕКТОР II)
  - Ac6 в S.III (СЕКТОР III)
  - Ac2 в S.IV; Ac4 в S.IV (СЕКТОР IV)
  - Ac1 в С.В; Ac3 в С.В (СЕКТОР V)

Видно, що зараз попит не виходить за межі потужності (2 літака на сектор в будь-який час). Читач повинен помітити, що це рішення не має на меті бути вичерпним, комп'ютерне моделювання необхідні, щоб перевірити, чи є це твердження завжди. У будь-якому випадку, він повинен служити прикладом, щоб зрозуміти, як працює ATFM.

Вправа\(\PageIndex{4}\) ATC Exercise

Розглянемо 2 літака, що літають в конфігурації, накресленої на малюнку 10.26. УВС відповідає за уникнення будь-якого потенційного конфлікту під час польоту. Умовами проблеми є:

• AC.1 і Ac. 2 встановлюються при постійній ФЛ.
• Виконавчий контролер, відповідальний за сектор, може порадити літаку змінити швидкість (швидкісний консультативний). Зверніть увагу, що не враховуються ні вертикальні маневри, ні векторизація (попередження повороту).
• Зірки відповідають положенню Ac 1 і Ac 2 в момент t (t відповідають реальному часу, тобто ескіз - це те, що контролер бачить на своєму екрані). Відзначимо, що розмір літака був переоцінений.
• Відстані становлять (всі одиниці в км): d1=60 км; d2= 40 км
• Справжні повітряні швидкості: ²²\(V_{TAS_1}\) = 300 км/год;\(V_{TAS_2}\) = 200 км/год Якщо ATC не рекомендаційний, літак повинен підтримувати постійну швидкість і трек.
• Втрати мінімумів поділу можна наблизити до відстані 10 Км.

Питання полягають у наступному:

• Чи передбачається якийсь потенційний конфлікт?
• Припускаючи, що контролер хоче вирішити конфлікт лише з одним рекомендацією (або до літаків 1 або 2), і ця рекомендація може бути надана миттєво під час t: Яке швидкісне консультування може бути надано?

Відповідь

Рівняння руху (приймаючи шляхову точку як початок координат) можна визначити наступним чином:

\[x_1 = 60 - V_1 \cdot t \label{eq10.8.1}\]

\[y_1 = 0 \label{eq10.8.2}\]

\[x_2 = 0 \label{eq10.8.3}\]

\[y_2 = 40 - V_2 \cdot t \label{eq10.8.4}\]

Розрахуємо спочатку час досягнення WP I для кожного з літаків:

\[t_{airc_1} = \dfrac{60}{300} = \dfrac{1}{5}\nonumber\]

\[t_{airc_2} = \dfrac{40}{200} = \dfrac{1}{5}\nonumber\]

Тому просто побачити, що існує потенційний конфлікт. Нагадаємо, що конфлікт буде існувати, якщо буде порушена мінімальна відстань (в цьому випадку припускаємо\(d_{\min}\) = 10 км).

Відстань можна розрахувати наступним чином:

\[d^2 = x_1^2 + y_2^2\nonumber\]

Шляхом підстановки\(x_1\) і\(y_2\) в еквалайзері. (\(\ref{eq10.8.1}\)) - (\(\ref{eq10.8.4}\)) і установка\(d = 10\), один має квадратне рівняння на\(t\):

\[5.1 + t^2 \cdot 130 - t \cdot 520 = 0\nonumber\]

Вирішуючи його, отримуємо часове вікно, в якому ми маємо конфлікт:

\[t \in [0.1722, 0.2277]\nonumber\]

Щоб уникнути конфлікту, ми вирішуємо, наприклад, змінити швидкість польоту літака 1. Щоб уникнути будь-якого потенційного конфлікту,\(d \ge 10\);\(\forall t\), зокрема\(d \ge 10\);\(\forall t \in [0.1722, 0.2277]\).

У нас є чотири варіанти:

• прискорення або уповільнення літаків 1.
• прискорення або уповільнення літаків 2.

Якщо ми вирішимо уповільнити будь-який з літаків, ми повинні нав'язати це в максимальний час конфліктного інтервалу, тобто\(t = 0.2277\),\(d = 10\). Оскільки ми знижуємо швидкість одного з літаків, він буде літати повільніше і прибуде пізніше до конфліктних точок. Ми повинні переконатися, що найпізніше він ще не прибув. Якби ми прискорили один з літаків, нам довелося б накласти мінімальні критерії поділу в найшвидший час конфлікту.

Виникає питання: яка правильна стратегія? В принципі, справедливий будь-який з них. Однак зверніть увагу, що у нас можуть виникнути проблеми, пов'язані з відносною швидкістю сходження.

Малюнок 10.27: Рішення вправи АТС.

Наприклад, якщо ми вирішимо уповільнити літак 1 і накласти це в максимальний час конфліктного інтервалу, тобто, підставляючи\(t = 0.2277\)\(d = 10\), ми отримаємо квадратне рівняння на V1, рішення якого дає 226,94 км/год (інше рішення - 300 км/год, тобто не торкаючись літака). У цьому випадку, оскільки літак 1 все ще летить швидше, ніж літак 2, ми не можемо гарантувати, що після цього не виникне конфлікту. Дійсно, є. Малюнок 10.27.a ілюструє рішення.

Якщо знизити швидкість до 225 км/год, то конфлікту більше немає. Малюнок 10.27.b ілюструє рішення.

---

20. https://www.ivao.aero/training/docum...SID_charts.pdf

21. https://www.ivao.aero/training/docum...TAR_charts.pdf

22. зверніть увагу, що вітром можна знехтувати