Сарайский Ю. Н., Алешков И. И. Аэронавигация. Часть 1_СПб ГУГА_2013. Аэронавигация часть I. Основы навигации и

220
Воздушные суда, выполняющие полеты по давлению 760 мм рт.ст., имеют право выполнять горизонтальный полет не на любых высотах, а только на некоторых их фиксированных значениях, называемых эшелонами
полета. Эшелоны – это как бы ступеньки, на которых можно выполнять горизонтальный полет. Как человек не может стоять между двух ступенек, так и ВС не имеет право лететь на высотах, не совпадающих с эшелонами.
Но человек может подниматься или спускаться по лестнице. И ВС может в наборе высоты или в снижении пересекать все высоты.
Все эшелоны являются барометрическими высотами, измеренными по
давлению 760 мм рт.ст (1013.2 гПа).
Старая система вертикального эшелонирования в Российской
Федерации. До 2011 г. в России действовала следующая система эшелонирования. Наименьшим возможным был эшелон 900 м. Последующие эшелоны шли с шагом, равным установленному интервалу эшелонирования.
Но этот интервал являлся различным в разных диапазонах высот.
На высотах ниже 8100 м он составлял 300 м, от 8100 до12100 – 500 м, а выше 12100 – 1000 м.
Однако не любой из установленных эшелонов можно использовать для полета в любом направлении. В Российской Федерации и поныне установлена полукруговая система эшелонирования, и используются различные эшелоны в зависимости от того, выполняется полет на восток или на запад. Направление полета определяется по направлению линии заданного пути, а именно – в зависимости от заданного истинного путевого угла (рис.
6.17).
При полетах с ЗИПУ от 0° до 179° включительно использовались следующие эшелоны (высоты указаны в метрах) в старой системе:
900, 1500, 2100, 2700, 3300, 3900, 4500, 5100, 5700, 6300, 6900, 7500,
8100, 9100, 10100, 11100, 12100, 14100…
Если в перечисленных значениях отбросить два нуля, то полученные числа окажутся нечетными. Поэтому эшелоны для полета на восток называют нечетными (odd).
При полетах с ЗИПУ от 180° до 359° включительно использовались следующие эшелоны:
1200, 1800, 2400, 3000, 3600, 4200, 4800, 5400, 6000, 6600, 7200, 7800,
8600, 9600, 10600, 11600, 13100, 15100…
В этих значениях, если отбросить два нуля, полученные числа четные
(за исключением эшелонов, которые выше 12000), поэтому их называют четными (even).
Таким образом, эшелоны чередуются: нечетный, четный, нечетный…
А между смежными попутными эшелонами интервал был удвоенным: сначала 600 м, затем 1000, затем 2000 м.
Каждый пилот должен знать перечень эшелонов и хорошо понимать направления полетов на эшелонах. Как кассир в магазине хорошо знает, какие купюры находятся в обращении и не примет от покупателя «купюру»

221 достоинством в 300 руб, так и пилот никогда не займет «эшелон», который не существует, например, 6500 м.
Рис. 6.17. Система вертикального эшелонирования РФ (до 17.11.2011)
Система вертикального эшелонирования ИКАО. Международная организация гражданской авиации
(ИКАО) в настоящее время предусматривает две несколько различных системы эшелонирования. Одна из них, традиционная, на протяжении многих лет используется в разных странах. Вторая, сравнительно новая, использует уменьшенные сокращенные интервалы эшелонирования. С 1994 г. она постепенно начинает использоваться во все большем количестве регионов мира.
На английском языке эшелон – Flight Level, сокращенно FL. Высота за рубежом измеряется в футах. Каждый эшелон имеет свой номер, равный высоте эшелона, выраженной в сотнях футов. Например, FL 250 соответствует высоте 25000 футов (это примерно 7600 м).
Система эшелонирования ИКАО также является полукруговой, но направление полета (восток или запад) определяется не истинным, как в
России, а заданным магнитным путевым углом.
При ЗМПУ от 0° до 179° эшелоны нечетные (odd), а при ЗМПУ от 180° до 359° – четные (even).
В традиционной системе эшелонирования (CVSM, Conventional Vertical
Separation Minimums) интервал эшелонирования составляет 1000 футов
(примерно 300 м) до эшелона FL 290 (соответствует высоте 8850 м), а на более высоких эшелонах интервал 2000 фт (примерно 600 м).
Соответственно, попутные эшелоны следуют сначала через 2000 фт, а затем через 4000 фт.
Нечетные эшелоны (на восток): FL 10, 30, 50, 70,…250, 270, 290, 330,
370, 410…

222
Четные эшелоны (на запад): FL 20, 40, 60,…260, 280, 310, 350, 390…
Не следует считать, что везде за рубежом действует система эшелонирования ИКАО. Во многих странах национальные системы эшелонирования существенно от нее отличаются.
В новой системе сокращенных интервалов эшелонирования (RVSM,
Reduced Vertical Separation Minimums) интервал в 1000 фт сохраняется до эшелона FL 410, и только выше становится, как и в традиционной системе, равным 2000 фт.
Нечетные эшелоны (на восток): FL 10, 30, 50, …370, 390, 410, 450,
490…
Четные эшелоны (на запад): FL 20, 40, 60, …360, 380, 400, 430, 470,
510…
Для выполнения полетов в тех районах, в которых установлены сокращенные нормы вертикального эшелонирования, допускаются только те
ВС, которые подтвердили соответствие установленным требованиям, касающимся точности измерения и выдерживания высоты, надежности системы и т.п.
Новая система вертикального эшелонирования в России. С 17 ноября 2011 г. сокращенные интервалы эшелонирования введены и над всей территорией России, система эшелонирования приблизилась к международной. Высота по-прежнему измеряется в метрах, но значения эшелонов теперь «круглые», если их выразить в футах (рис. 6.18).
Рис. 6.18. Действующая система вертикального эшелонирования
Российской Федерации

223
В новой системе эшелонирования для полетов по правилам полетов по приборам (ППП) значения эшелонов кратны тысяче футов (оканчиваются на три ноля), а для полетов по правилам визуальных полетов (ПВП) эшелоны располагаются между ними и их значения оканчиваются на 500.
Отличием от международной системы является то, что разделение на
«четные» и «нечетные» эшелоны по-прежнему зависит от истинного путевого угла.
6.8. Правила установки давления на шкале барометрического
высотомера
Поскольку полеты на разных высотах и на разных этапах полета выполняются по различным давлениям, установлены строгие правила, определяющие когда, в каком порядке и какое давление необходимо устанавливать на высотомере. Это необходимо для того, чтобы все ВС в определенном объеме воздушного пространства отсчитывали высоту от одного уровня.
Рассмотрим порядок установки давления при полете по ППП.
Традиционная технология, принятая в нашей стране, предусматривает, что перед вылетом все члены экипажа на своих высотомерах должны установить стрелки на нулевое значение высоты. При этом на шкале давлений должно оказаться давление аэродрома Р
аэр
(QFE). Значение фактического давления на аэродроме известно экипажу из предполетной метеорологической информации. Если давление на высотомере отличается от фактического на величину более установленной, то вылет запрещается, и экипаж обязан вызвать технический состав для замены высотомера.
Допустимое расхождение зависит от типа высотомера и температуры наружного воздуха. Обычно оно составляет 1-1,5 мм рт.ст.
В международной практике, а также в новых нормативных документах нашей страны, принята противоположная технология: устанавливается давление, а проверяются показания стрелок. Разумеется, обе технологии эквивалентны.
Следует заметить, что если взлет выполняется по давлению QNH, то экипаж устанавливает это давление и проверяет, показывают ли стрелки абсолютную высоту аэродрома.
Если перед взлетом на высотомере установлено Р
аэр
, то высотомер показывает относительную высоту над уровнем аэродрома. После отрыва ВС от ВПП эта высота растет, и когда она достигает высоты перехода, все члены экипажа на своих высотомерах должны установить стандартное давление 760 мм рт.ст. Руководство по летной эксплуатации данного типа ВС и
Руководство по производству полетов эксплуатанта (авиакомпании) определяют порядок выполнения процедуры установки давления: в какой последовательности члены экипажа должны это делать и что при этом докладывать командиру ВС.

224
Высота перехода Н
пер
– это установленная высота для перевода шкалы давления барометрического высотомера на стандартное давление при наборе высоты.
Высота перехода установлена на каждом аэродроме и публикуется в документах аэронавигационной информации. Она отсчитывается от уровня аэродрома, то есть является относительной высотой.
Если взлет выполняется по QNH, то высота перехода (transition
altitude) является абсолютной высотой. В некоторых странах установлена единая высота перехода для всего воздушного пространства страны. Ниже нее выполняются полеты по QNH, а выше – по QNE.
После установки стандартного давления дальнейший набор высоты, горизонтальный полет и снижение выполняются по стандартному давлению
760 мм рт.ст (1013 гПа). Но выполнять заход на посадку и посадку по этому давлению невозможно. Ведь уровень изобарической поверхности с давлением 760 мм рт. ст. изменяет свое положение в зависимости от метеоусловий и вовсе не совпадает ни с уровнем аэродрома, ни с уровнем моря. Поэтому при достижении воздушным судном в процессе снижения установленного эшелона перехода все члены экипажа должны выполнить процедуру установки на высотомерах давления аэродрома Р
аэр
(QFE) или
QNH.
Эшелон перехода (transition level) Н
эш.пер
– это установленный эшелон полета для перевода шкалы давления барометрического высотомера со стандартного давления на давление аэродрома (или QNH)..
Высота эшелона перехода отсчитывается от уровня изобарической поверхности с давлением 760 мм рт.ст. Эшелон перехода публикуется в документах аэронавигационной информации. Он может быть постоянным для данного аэродрома, может зависеть от величины атмосферного давления на аэродроме, может не иметь фиксированного значения, но каждый раз сообщаться экипажу диспетчером.
Как уже отмечалось, установка давления аэродрома – весьма ответственная операция с точки зрения безопасности полетов. При ошибочной установке давления ВС может столкнуться с землей, поэтому авиакомпанией устанавливается процедура (порядок) установки давления и проверки его правильности. Кроме того, после установки давления экипаж должен сообщить диспетчеру так называемую контрольную высоту, а диспетчер проверяет ее правильность. Контрольная высота – это значение высоты, которое должен показывать высотомер, находящийся на эшелоне перехода, после установки на нем давления аэродрома. Например, эшелон перехода 1500 м, а давление аэродрома 740 мм рт.ст. При занятии самолетом эшелона перехода по давлению 760 мм рт.ст показания высотомера, разумеется, составляют 1500 м. Но после перестановки давления изменятся и показания стрелок высотомера на величину, соответствующую изменению давления. Примем, что барическая ступень составляет 11 м/мм рт.ст. Тогда

225 показания высотомера уменьшатся на (760−740)х11=220 м и составят 1280 м.
Это и есть контрольная высота.
После установки давления аэродрома высота полета отсчитывается от уровня аэродрома вплоть до посадки. После посадки на высотомере должно быть нулевое значение высоты.
При снижении на зарубежные аэродромы эшелон перехода служит для установки на высотомерах давления QNH. В некоторых случаях по разрешению диспетчера допускается устанавливать QNH не на эшелоне перехода, а еще перед снижением на эшелоне полета.
Как уже отмечалось, можно приближенно считать, что высотомер при установке QNH показывает абсолютную высоту. Поэтому после посадки высотомер должен показывать превышение (абсолютную высоту) аэродрома.
Следует обратить внимание, что высота перехода и эшелон перехода – это разные понятия и величины. Они используются в разных целях и отсчитываются от разных уровней. Эшелон перехода – от уровня 760 мм рт.ст., а высота перехода – от уровня аэродрома (при взлете по QFE) или от уровня моря (при взлете по QNH). Уровни высоты и эшелона перехода не совпадают. Эшелон перехода всегда выше (рис. 6.19).
Диапазон высот между высотой перехода и эшелоном перехода
называется переходным слоем. Горизонтальный полет в переходном слое
запрещен, его можно только пересекать в наборе или снижении. Это требование необходимо для обеспечения безопасности полетов. Ведь вылетающие ВС, находящиеся в переходном слое, отсчитывают высоту по стандартному давлению, а снижающиеся ВС – по давлению аэродрома. Даже зная численные значения высот этих ВС, диспетчеру трудно обеспечить между ними требуемый вертикальный интервал.
Если же полет будет выполняться не на эшелоне по давлению 760 мм рт.ст., а ниже нижнего эшелона по приведенному минимальному давлению, то взлет также выполняется по давлению аэродрома, а Р
прив.мин
устанавливается на высотомере при выходе ВС из зоны взлета и посадки (аэродромного круга полетов), то есть примерно на удалении 25-30 км от аэродрома. В документах аэронавигационной информации могут быть опубликованы и конкретные рубежи установки давления.
Рис. 6.19. Высота и эшелон перехода

226
Полет по маршруту выполняется по минимальному приведенному давлению, значение которого предоставлено метеорологическими службами во время предполетной подготовки. При входе в зону взлета и посадки аэродрома назначения (или при пересечении опубликованного рубежа) экипаж устанавливает давление аэродрома посадки.
За рубежом в аналогичных случаях весь полет от взлета до посадки выполняется по QNH, но значение этого давления в процессе полета меняется, поскольку зависит от распределения барических систем (циклонов и антициклонов). QNH различно на аэродромах вылета и посадки, меняется оно и вдоль маршрута. Текущее значение QNH для района своего местонахождения пилот получает по радиосвязи от диспетчера или оператора полетно-информационного обслуживания.
6.9. Расчет рубежей снижения и набора высоты
Полеты современных ВС выполняются на больших высотах, поэтому снижение с высоты эшелона для выполнения посадки на аэродроме назначения занимает несколько минут и должно быть начато на достаточно большом расстоянии от аэродрома.
Рубежом начала снижения называется точка на маршруте, в которой необходимо начать снижение с установленной вертикальной скоростью, чтобы занять заданную высоту в заданной точке в районе аэродрома.
Соответственно удаление рубежа начала снижения S
сн
– расстояние, пройденное ВС при снижении, то есть расстояние от точки начало снижения до точки, в которой должна быть занята заданная высота.
Удаление рубежа снижения рассчитывается во время предпосадочной подготовки, которая проводится приблизительно за 10 мин до начала снижения. Цель расчета заключается в том, чтобы ВС, снижаясь с установленной РЛЭ вертикальной скоростью, при пролете заданной диспетчером точки оказалось на заданной высоте Н
зад
. Пролет точки на высоте больше заданной приведет к нарушению установленной схемы захода на посадку, может потребовать для дальнейшего снижения слишком большой вертикальной скорости, превышающей допустимую. Кроме того, может произойти опасное сближение ВС, так как диспетчер, назначая всем
ВС заданные высоты, обеспечивает между ними безопасные интервалы по высоте.
К опасному сближению с другими ВС, а также к столкновению с препятствиями может привести и слишком раннее занятие заданной высоты еще до пролета назначенной точки. Кроме того, в этом случае ВС будет вынуждено выполнять полет до заданной точки на малой высоте, что приведет к перерасходу топлива, поскольку на малых высотах часовой расход топлива больше.

227
Для расчета рубежа снижения в первую очередь необходимо рассчитать высоту, которую необходимо потерять, то есть разность высот ΔH между высотой эшелона H
эш
, на которой выполняется полет и заданной высотой Н
зад
. Высота эшелона всегда отсчитывается от уровня 760 мм рт.ст.
Если заданная высота Н
зад
находится выше эшелона перехода, то она также отсчитывается от этого уровня. В этом случае
ΔH=H
эш
– Hзад.
Например, полет выполняется на эшелоне 8600 м, а диспетчер задал снижение до эшелона 5700 м. Очевидно что потерять необходимо
ΔH = 8600 – 5700 =2900 м.
Но часто заданная высота находится ниже эшелона перехода и, следовательно, отсчитывается от уровня аэродрома. В этом случае при определении разности высот ΔH необходимо учесть разность уровней аэродрома и уровня изобарической поверхности 760 мм рт. ст. (рис. 6.20).
Рис. 6.20. К расчету рубежа снижения
Разность высот, то есть высота аэродрома над уровнем изобарической поверхности Р=760 мм рт.ст., называется барометрической высотой
аэродрома Н
аэр.бар
. Она не совпадает с превышением аэродрома над уровнем моря, поскольку в зависимости от метеоусловий (величины Р
аэр
) уровень давления 760 мм рт.ст. может находиться на разной высоте: как ниже, так и выше уровня моря и аэродрома.
Поскольку давление на аэродроме известно, барометрическая высота аэродрома может быть определена с помощью барической ступени:
Н
аэр.бар
= (760 – Р
аэр
) 11.
Если давление на аэродроме превышает 760 мм рт.ст., то есть соответствующая изобарическая поверхность лежит выше уровня аэродрома, то, в соответствии с данной формулой Н
аэр.бар
будет отрицательной.
Таким образом, разность высот ΔH может быть рассчитана по формуле:
ΔH=H
эш
– H
зад
. − Н
аэр.бар
.

228
Далее необходимо рассчитать время снижения t
сн
. Для этого необходимо знать вертикальную скорость снижения V
в
. Ее величина зависит от типа ВС, режима снижения, выбранного экипажем, а также может быть разной на разной высоте. Для расчета обычно используется среднее значение вертикальной скорости, которое может быть определено с помощью РЛЭ или из опыта предшествующих полетов
Поскольку ΔH – расстояние по вертикали, а V – вертикальная скорость, то:
.
V
H
t
в
сн


Так как разность высот измеряется в метрах, а вертикальная скорость – в метрах в секунду, то время по данной формуле получится в секундах. Это не очень удобно. Очевидно, что для получения времени в минутах, результат расчета необходимо разделить на 60 (количество секунд в минуте).
На НЛ-10М время снижения можно определить по ключу, представленному (рис. 6.21):
Рис. 6.21. Расчет времени снижения
Значение ΔH устанавливается в самой правой части первой шкалы (там, где на НЛ-10М написано слово «Скорость»). Под него подводится значение
V
в
также по самой правой декаде шкалы 2 (цифры 2,3. … 15 на шкале следует рассматривать как метры в секунду).
Результат расчета, то есть время снижения, отсчитывается напротив цифры 10 в «квадратике», причем его значение получится в минутах.
После того, как найдено время снижения, не составляет труда определить и удаление рубежа снижения S
сн
, ведь это не что иное как расстояние, пройденное ВС за это время, и его можно найти по известному уже ключу (см. рис. 4.8).
Для определения S
сн
необходимо знать среднюю путевую скорость на снижении W
сн
. Точное ее значение определить трудно. Во-первых, при снижении уменьшается истинная скорость, во-вторых, меняется ветер, поскольку он различен на разных высотах. Обычно, истинная скорость принимается как средняя истинная скорость на снижении, определенная по опыту эксплуатации данного типа самолета. Если нет достоверных данных о распределении ветра по высотам, то направление ветра принимается таким

229 же, как на эшелоне (высоте) полета, а его скорость равной половине (при снижении с больших высот – двум третьим) скорости на эшелоне. Это связано с тем, что скорость ветра с уменьшением высоты обычно уменьшается. По полученным таким образом средней истинной скорости и ветру решается навигационный треугольник скоростей и рассчитывается
W
сн
Разумеется, в результате использования полученных таким образом неточных исходных данных (истинная скорость и ветер на самом деле могут оказаться несколько иными), из-за неточного выдерживания вертикальной скорости, возможного несвоевременного начала снижения и по любым другим причинам может оказаться, что ВС снижается слишком быстро или слишком медленно и не выйдет в назначенную точку на заданной высоте.
Поэтому в процессе снижения экипаж должен один-два раза провести
контроль и, при необходимости, коррекцию снижения, то есть уточнить требуемое значение вертикальной скорости. Решение этой задачи основано по сути на тех же формулах и ключах, что и расчет рубежа снижения, но только не по вертикальной скорости определяется время снижения, а по оставшемуся времени определяется требуемая вертикальная скорость.
Рассмотрим пример расчета рубежа снижения и коррекции вертикальной скорости.
Полет выполняется на Н
эш
=9100 м, заданная высота Н
зад
=900 м по давлению аэродрома Р
аэр
=735 мм рт.ст., вертикальная скорость V
в
= 8 м/с, средняя путевая скорость W
сн
=530 км/ч.
Найдем высоту ΔH, которую необходимо потерять:
ΔH=H
эш
–H
зад
– (760–735)11= 9100–900–275 =7925.
По ключу (см. рис. 6.20) найдем время снижения t
сн
=16,5 мин. По ключу (см. рис. 4.8) найдем пройденное за это время расстояние, то есть удаление рубежа начала снижения S
сн
=146 км.
В полете экипаж, зная расчетное время прибытия в заданную точку и время снижения t
сн
, легко определяет время начала снижения, а по значению
S
сн
– точку на маршруте, в которой снижение должно быть начато. При подходе к этой точке экипаж запрашивает у диспетчера разрешение на начало снижения и после его получения начинает снижаться по расчету.
Продолжим рассмотрение данного примера. Допустим, на удалении 90 км от точки, на которую необходимо снизиться, фактическая высота по высотомеру оказалась H
ф
=6900 м, а фактическая путевая скорость составила
500 км/ч. Необходимо проконтролировать правильность выдерживаемой V
в
Найдем высоту, которую осталось потерять на данный момент:
ΔH=H
ф
–H
зад
– (760–735)11= 6900–900–275 =5725.
Найдем оставшееся время полета до точки по оставшемуся расстоянию и путевой скорости (ключ, см. рис. 4.8) t
ост
=10,8 мин.
По ключу (см. рис. рис. 6.20), по известным ΔH и t
ост
найдем требуемую вертикальную скорость V
в
= 9 м/с. Следовательно, вертикальную

230 скорость по сравнению с первоначально выдерживаемой необходимо увеличить, поскольку ВС несколько запаздывает со снижением.
В воздушном пространстве могут быть установлены ограничения по максимально допустимой истинной скорости и вертикальной скорости, которые могут быть разными в различных диапазонах высот. В этом случае задачу по расчету снижения необходимо решать по частям, определив время и расстояние снижения для каждого из диапазонов высот.
В данном параграфе рассмотрен порядок расчета снижения. При необходимости рассчитать время и удаление набора высоты, расчет выполняется аналогично. Разница заключается только в том, что ВС набирает высоту, а не снижается, но на расчетных формулах это, конечно, не сказывается.

перейти в каталог файлов