ГЛАВА 3. ВНЕДРЕНИЕ PBN, КАК ГЛОБАЛЬНОГО ПРИОРИТЕТА АВИАЦИОННОГО СООБЩЕСТВА В ОБЛАСТИ НАВИГАЦИИ
3.1. Эффективность применения концепции PBN в мировом авиационном сообществе
Высокие значимость и преимущества применения методов зональной навигации, основанной на характеристиках, по сравнению с традиционными методами уже множество раз отмечались в теоретическом аспекте. Применение их на практике в полной мере доказывает данные выдвинутыегипотезы.
Так, внедрение схем захода на посадку с использованием концепции RNP во всем мире способствовало улучшению доступа в аэропорты в зонах сосложным рельефом местности, а также в зонах, насыщенных препятствиями, оптимизированию структуры аэродромного воздушного пространства за счет повышения ее гибкости, уменьшению задержки рейсов и перегруженности воздушного пространства, что, в свою очередь, привело к значительному повышению эксплуатационной эффективности и, как следствие, к сокращению расхода топлива и выбросов вредоносных веществ в атмосферу (рис. 8).
Возрастающие темпы внедрения PBN во всем мире отмечены в 2010 году, в результате принятия резолюции A37-11 Ассамблеи ИКАО.
Лидером среди государств в отношении внедрения зональной навигации, основанной на характеристиках, является Австралия. В настоящее время более 15 аэропортов данного государства используют вышеизложенный метод навигации, с применением на практике в своей ежедневной деятельности более 100 схем, базирующихся на концепции PBN.
Непосредственно для этого государства применение концепции PBNв течение 1,5 лет способствовало колоссальному сокращению времени полета (около 4200 мин), вследствие чего произошла экономия топлива для авиакомпаний (125 700 галлонов). Кроме того, внедрение данной концепции существенно повлияло на достижения в области снижения шума и сокращения количества выбросов вредоносных веществ в атмосферу (1100 т ).
Другим примером высокой эффективности внедрения навигации, основанной на характеристиках, являются аэропорты Китая. Так, в Гонконге посредством применения схем, базирующихся на концепции PBN, удалось значительно снизить уровень шума над густонаселенными участками, а также сократить протяженность маршрутов, что, соответственно, положительно сказывается на экономии топлива. Более того, использование схем, основанных на данной концепции, при выполнении захода на посадку способствовало облегчению доступа в аэропорт данного города, расположенного в горной местности.
В аэропорту Санья данного государства посредством внедрения концепции PBN, удалось сократить минимумы при заходе на посадку с 450 до 200 м, что положительно отразилось на сокращении задержек и уходов на второй круг, особенно в сезон тайфунов, характерный для данной местности.
Выгодность применения нового метода навигации также видна и в Перу. Маршрут между Куско и Лимой, полностью основанный на концепции PBN, позволяет, функционирующим на нем авиакомпаниям, экономить, казалось бы, на первый взгляд, незначительное количество миль пути (около 19), и, как следствие,времени полета (около 6,3 минут), а также позволяет сократить расходование топлива (около 200 кг) и уменьшения выбросов углекислого газа (около 640 кг). Но, рассматривая эти достижения со стороны обеспечения высокой пропускной способности международного аэропорта данного государства, которая позволяет уменьшить выброс вредоносных веществ в туристическом центре Перу, можно заключить, что внедрение PBNимеет большое значение для данной страны.
Внедрение новых методов ведения навигации в Корее позволило государству за несколько лет получить экономическую выгоду в миллионах долларов. Так, в результате использования маршрутов зональной навигации с боковым эшелонированием 8 м. миль, общая оценочная финансовая выгода страны составила около 28 млн. долл., из которых:
— около 19 млн. долл. за счет снижения прямых расходов авиакомпаний (экономия топлива);
— около 0,4 млн. долл. за счет снижения эмиссии воздушных судов (экологическая выгода);
— около 8 млн. долл. за счет стоимости времени пассажиров.
По прогнозам исследователей, учитывающих рост перевозок и пассажиров, характерный для данной страны, выгодность дальнейшего применения навигации, основанной на характеристиках, в долгосрочной перспективе (к 2023 году) составит:
— более 224 млн. долл. за счет снижения прямых эксплуатационных расходов авиакомпаний;
— более 4 млн. долл. от экологической выгоды;
— около 100 млн. долл. за счет стоимости времени пассажиров.
Европа также не отстает от мирового перехода к более совершенной методике ведения навигации. Так, в Италии посредством концепции PBNудалось усовершенствовать маршруты во внутреннем воздушном пространстве страны, путем создания большого количества прямых маршрутов. Кроме того, данная концепция позволила улучшить доступ в города, являющиеся крупными туристическими центрами данной страны (Милан, Рим, Венеция).
В Армении и Испании новые схемы заходов на посадку, базирующиеся на навигации, основанной на характеристиках, и обеспечивающие вертикальное наведение и улучшенные минимумы, по сравнению с существующими неточными схемами, позволяют значительно снизить количество уходов на второй круг, тем самым повышая уровни безопасности и эффективности выполнения полетов.
Помимо этого в США на территории метроплекса, включающего 7 аэропортов, в настоящее время применяется около 50 схем, разработанных по концепции PBN. Данные схемы применяются для решения ряда задач, среди которых, как обеспечение прямых маршрутов, а значит и сокращение расхода топлива, так и повышение безопасности полетов, путем разрешения конфликтных ситуаций в данном воздушном пространстве страны.
В другом аэропорте США применение схем взлета, основанных на зональной навигации, за счет уменьшения интервала эшелонирования способствовало увеличению количество вылетов за час на 20%, что также является внушительным преимуществом использования данной методики.
Всевозрастающее воздушное движение между мегаполисами в Индии, приводит к перегруженности воздушного пространства, и, соответственно, к неэффективности полетов, в особенности на высоких эшелонах полета. Выходом из данной ситуации для этого государства также применение концепции PBN, способствовавшей экономии полетного времени, путем внедрения прямых маршрутов на внутреннем воздушном пространстве.
Скачок в авиации, а также в общем развитии государства внедрение зональной навигации, основанной на характеристиках, произвело в Южной Африке. Так, применение данной методики способствовало кардинальным изменениям общей рентабельности одного из аэропортов данного государства – из отрицательной к положительной. Основной причиной данному обстоятельству являлось улучшение доступа в аэропорт и повышение надежности авиатранспортного обслуживания. Что касается общего развития государства, то концепция PBN в данном контексте имела значение, связанное с увеличением количества обслуживаемых пассажиров и развитием новых авиационных предприятий.
Таким образом, проведенный анализ по внедрению навигации, основанной на характеристиках, позволяет заключить, что мировое авиационное сообщество по достоинству оценило излагаемую методику. Более того, данные указанные страны, а также многие другие, внедряя концепцию PBN, и наглядно оценивая полученный результат, не останавливаются на достигнутых выгодах. Так, во Франции после оснащения половины взлетно-посадочных полос схемами PBN и применения их на практике, было принято решение в короткие сроки к оснащению всех взлетно-посадочных полос данными схемами.
3.2. Этапы внедрения концепции PBN в Монголии.
Распознавая важность, объем и преимущества реализации PBN, Управления гражданской авиацией из Монголии (MCAA) сформировал Национальную комиссию по внедрению PBN, включая разработчика воздушного пространства, разработчик процедуры, авиадиспетчер, пилот и инспектор летной годности. Команда присвоена произведите национальный план реализации PBN в соответствии с Азией/Тихим океаном региональная Реализация PBN
У команды PBN есть четыре основных функции относительно для реализации базируемой навигации производительности процедуры в монгольском воздушном пространстве. Эти функции находятся в последовательности и следующим образом:
- анализ возможностей относительно готовности решения этой проблемы;
- определить политику и разработать план внедрения PBN;
- разработать стандарты;
- Передача средства
Анализ возможностей относительно готовности решения этой проблемы
На этом этапе планирования команда ответственна за оценку рабочей нагрузки ATC и быстроходных возможностей инфраструктура CNS, работающая в определяемом воздушном пространстве и, консультируется с заинтересованными сторонами.
Определить политику и разработать план внедрения PBN
В этой фазовой команде ответственно за обновление плана реализации и разработку планов действий рассмотрение безопасности и эффективности, и представление любой рекомендации, производящей политику авиации к управлению для одобрения. Команда должна рассмотреть пересмотренную навигационную стратегию Азии/Тихоокеанского региона.
Провозгласить регулирование и стандарты
Команда ответственна за, идентифицируют и установление стандарта и процедур для реализации PBN действия в соответствии с региональным стандартом и методами. Изучение ICAO SARP относительно Контроль состояния GNSS, проверка допустимости полета, разделительные стандарты RNAV/RNP, летная годность и операционный одобрение операции PBN, команда обязана предложить все необходимые поправки к MCARMongolian правила гражданской авиации.
Связь средства
Поскольку Реализация PBN влияет на политику в области техники безопасности работы полета, команда ответственна за продвижение материалов руководства и информации, связывающей операцию PBN с операторами самолета и, собирается вводы от всех заинтересованных сторон.
Текущее состояние
Движение 2009 года & наземные средства для навигации
Главное воздушное движение — перелеты который в 14 раз больше, чем предельные полеты.
План внедрения
MCAA запланировал осуществить PBN в трех фазах, краткий срок (2010-2013), среднесрочный период (2013-2016) и длительный срок (2016 и далее). Планы действий будут разработаны внедрением PBN относительно фактической ситуации командой внедрения.
Краткосрочное плланирование (2010-2013)
При полетах по маршрутам
В течение 2010-2013 MCAA будет считать RNAV (RNP) 10 навигационными спецификациями для удаленных маршрутов и RNP4 для основной соединительной линии, поскольку у этого есть покрытие ADS-C. Между тем, с реализацией соответствующего Наблюдения системную (ADS-B & Multilateration) RNAV5 спецификацию навигации нужно рассмотреть. Как У VOR есть операционный и экономичный недостаток к DME/DME, спецификации навигации RNAV 2должен быть рассмотрен для основной соединительной линии.
Терминал
Монголия должна модернизировать 4-х международных аэропортов Чойбалсан Мурен , Улгия и “Гурвансайхан ” в этот период. Поскольку у Мурен есть D-VOR/DME в его предельной области, которой будет STAR RNAV5 осуществленный, чтобы увеличить безопасность. Для остальных, те, у которых нет соответствующих наземных средств для навигации,
Основной RNP1 SID/STAR будет осуществлен соответственно.
Подход
В этом графике времени RNP ПОДХОД будет осуществлен для всех возможных взлетно-посадочных полос. Во-первых, RNAV GNSS процедуры будут заменены основным RNP 1 и RNP ПОДХОД процедуры как соответствующие. Между тем процедуры Baro-VNAV рассмотрят после успешного внедрения RNP ПОДХОД процедуры соответственно, поскольку система ILS дорогая.
Среднесрочный период (2013-2016)
Чтобы идти в ногу с Региональной реализацией планируют потребность Монголии солидная инфраструктура CNS это — то, в чем мы испытываем недостаток сегодня. К этому времени 3 моноимпульсных вторичных радиолокаторов и система автоматического зависимого наблюдения ADS-B будут операционными.
При полетах по маршрутам
В течение этого периода Департамент ГА Монголии начнет заменять RNP4 и RNAV (RNP) 10 маршрутов к RNAV2 и RNAV1 соответственно. DME будет управлять как основное навигационное средство.
Терминал
К этому времени большинство аэродромов будет находиться под соответствующим покрытием Наблюдения. MCAA передаст под мандат
RNAV 1 или одобрение RNP1 для самолета, работающего в более высокой плотности воздушного движения.
Подход
В этот период MCAA закончит внедрение процедур Baro-VNAV для всех возможных взлетно-посадочных полос это будет как основная процедура, где нет никакого ILS.
MCAA будет считать осуществление процедурой GBAS в определенных аэропортах относительно эксплуатационных преимуществ.
Российская Федерация объявила, чтобы улучшить их систему “ГЛОНАСС”, и это будет использоваться для гражданской цели к 2015. У этой системы есть освещение по монгольской территории/воздушному пространству.
Китай разрабатывает навигационную систему спутника “Компаса”, у которой также есть освещение по Монголии хотя это — эксплуатационные даты, неясные теперь.
Долгосрочный период (2016-2025)
К этому времени все процедуры PBN будут осуществлены. Сосуществующие обычные процедуры были быбудьте высвобождены и растворитесь в PBN. GNSS, как ожидают, будет основной навигационной инфраструктурой. И прибывает больше систем увеличения для спутниковой навигации. DME служил бы, отходят назад для GNSS.
Как внедрение PBN значительно infl uences fl ight безопасность, несколько шагов должны быть сделаны перед установлением
Процедуры RNAV/RNP. Планы действий будут составлены касающим команды PBN, определяют c фаза внедрения PBN.
Эти шаги включают то, чтобы устанавливать достаточно времени перехода для операторов оборудовать их самолет и держать существующая обычная навигация помогает в течение определенного промежутка времени, чтобы позволить постепенный переход к PBN.
Внедрение PBN перемещает баланс от наземной навигации до спутниковой навигации, имея нет достаточно наземных средств для навигации и наблюдения, Монголия положится больше на GNSS. Поэтому MCAA будет работать в тесном сотрудничестве с RASMAG, чтобы провести оценку GNSS.
MCAA усиливает сотрудничество со смежными и региональными государствами, чтобы увеличить непрерывность из применения PBN.
Стратегия инфраструктуры наземных навигационных средств
Несмотря на то, что окончательное решение понятия PBN состоит в том, чтобы использовать Спутниковую навигацию полностью через всю фазу работы полета, GNSS, как все еще ожидают, будет основным в операции PBN вне 2016. Кроме того, реальная магистраль системы ADS-B/C и Multilateration — GNSS, Для тех причина DME служил бы основными навигационными средствами, пока GNSS не становится основными средствами навигации.
VOR – главным образом, операция RNAV-5 поддержек с DME, до suffi cient покрытие DME/DME достигнута;
NDB – обслуживает стандартные маршруты, и связанный NDBs будет перемещен; ILS – остается как основное навигационное средство для приземления работы.
MCAA не купит нового NDB/VOR. Основная соединительная линия
будет упрощена с suffi cient станции DMEкак можно скорее.
Начиная с эксплуатационных возможностей, поддержанных ADS-B и MLAT, которые превышают основное “подобное радару” наблюдение,и ADS-B могли использоваться в качестве инструмента наблюдения, чтобы достигнуть стандарта разделения на пять морских миль. MCAA преследует цель относительно ADS-B .
В ноябре 2002 MCAA провел демонстрацию , успешно ADS-B используя 2 станции ADS-B , расположенные около Muren и Улан-Батора. 2 самолета, оборудованные приемоответчиком ADS-B , были включены, каждый был Ми 8 вертолетов, и другой был 24.
3.3. Анализ этапов и рекомендации по внедрению PBN в Монголии
Как показывает мировая практика, применение концепции PBN имеет колоссальное значение на внутреннем уровне для ряда государств. Рассматривая внедрение данной концепции в глобальных масштабах, следует еще раз подчеркнуть, что деятельность Международной организации гражданской авиации посредством ее разработки и внедрения направлена на реализацию всеобъемлющей концепции CNS/АТМ в поддержку мировой системы организации воздушного движения.
Необходимость интеграции системы организации воздушного движения России в мировую глобальную систему наряду с другими государствами мира обуславливает внедрение данной концепции также и в этой стране.
Другой причиной необходимости внедрения навигации, основанной на характеристиках, в Монголии обусловлено повышением интенсивности воздушного движения на территории данного государства за последние годы (рис. 10):
Как видно из рис.8, количество полетов, выполненных на территории России за последние 5 лет значительно увеличилось, в особенности, это касается полетов внутреннего уровня. Некоторое снижение интенсивности воздушных перевозок международного уровня в 2015 г. обусловлено политической обстановкой, сложившейся в мире. Такое общее увеличение совершаемых полетов на территории страны порождает возникновение проблем, связанных с безопасным повышением пропускной способности воздушного пространства, а также повышением эффективности полетов в целом.
Внедрение навигации, основанной на характеристиках, на территории Российской Федерации осуществляется в соответствии с планом, разработанным согласно резолюции А37-11, одобренной 37 сессией Ассамблеи ИКАО в 2010 году. Фундаментальные основы данного плана представлены Руководством по навигации, основанной на характеристиках, которое подразумевает достижение следующих:
- реализация преимуществ концепции PBN при минимальны затратах авиационных предприятий и эксплуатантов воздушных судов;
- интеграция навигационной системы Монголии в глобальную мировую навигационные системы.
Как известно, навигация, основанная на характеристиках, базируется на двух главных компонентах – навигационной спецификации и инфраструктуре навигационных средств.
Выбор навигационных спецификаций для реализации концепции PBN основывается на состоянии парка воздушных судов, а также перспектив его развития, инфраструктуре навигационных средств и постановлений Правительства, касающихся данной области.
— RNAV 10 (RNP 10), RNP 4 – для полетов воздушных судов по маршрутам зональной навигации над открытым морем, где ответственность, а также маршрутам ОВД, расположенным в удаленных континентальных районах, на базе навигации, основанной на применении автономной бортовой системы навигации и GNSS;
— RNAV5, RNAV 2, RNAV 1, RNP 2, AdvancedRNP, RNP 0.3 для полетов воздушных судов по маршрутам зональной навигации в континентальных районах на базе навигации, основанной на применении автономной бортовой системы навигации, VOR/DME, DME/DME, DME/DME/IRU, INS или IRS и GNSS;
— RNAV 2, RNAV 1, RNP 1, RNPAPCH, AdvancedRNP, RNP 0.3 для полетов на этапе прибытия, начальном и промежуточном этапах захода на посадку с применением методов зональной навигации в районе аэродрома на базе навигации, основанной на DME/DME, DME/DME/IRU и GNSS;
— RNPAPCH, RNPARAPCH, AdvancedRNP для конечного этапа захода на посадку на базе навигации, основанной на GNSS.
Инфраструктура навигационных средств для реализации мероприятий по вышеуказанным навигационным спецификациям представлена следующими системами:
— VOR/DME;
— DME/DME;
-GNSS.
ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
В результате выполнения выпускной квалификационной работы можно сделать следующие выводы:
- Навигация, основанная на характеристиках, является одной из важных составляющих концепции CNS/ATM, а также одним из не менее важных инструментов реализации концепции воздушного пространства.
- Внедрение навигации, основанной на характеристиках, в районе аэродрома, обусловлено наличием колоссального количества факторов, способствующих особому выделению данного этапа полета.
- Внедрение концепции PBN в республике Монголия осуществляется в соответствии со стратегией внедрения PBN, разработанной с учетом состояния и потребностей воздушного пространства Монголии, и, вместе с тем, находится в значительной степени отставания от уровня ряда стран мира.
Можно предложить следующие рекомендации:
- Провести анализ существующего парка воздушных судов, с целью выявления и переоборудования воздушных судов, не отвечающих требованиям навигации, основанной на характеристиках.
- Необходимо провести учебно-ознакомительные мероприятия персонала, осуществляющего организацию воздушного движения, подразумевающие разработку инструктивного материала, проведение семинаров, симпозиумов, учебно-методических разработок по компьютеризированному обучению, а также проведение при необходимости формальных курсов для обеспечения выполнения требования и стандартов в рамках навигации, основанной на характеристиках.
- Использовать разработанные рекомендации для внедрения методов зональной навигации в республике Монголия.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
- Руководство по навигации, основанной на характеристиках (PBN), 3-е изд. – Международная организация гражданской авиации. – 2008. – 304 с.
- Руководство по построению схем на основе санкционированных требуемых навигационных характеристик (RNPAR), 1-е изд. Международная организация гражданской авиации, 2009. – 99 с.
- Правила аэронавигационного обслуживания, производство полетов воздушных судов, т. 2, 5-е изд. – Международная организация гражданской авиации, 2006. – 880 с.
- Вовк В.И., Липин А.В., Сарайский Ю.Н. Зональная навигация, уч. пособие. – СПб: СПбГУГА, 2004. – 128 с.