2011. július 6., szerda

A VNAV, avagy egy lehetőség a stabil megközelítésre - Izmir és Iraklion (Heraklion) - példák, magyarázatok pilótaszemmel


Kedves Olvasók!

Goldeneagle írásával folytatjuk a blogot a nem precíziós eszközökkel felszerelt repülőterek, illetve általában véve a nem precíziós megközelítések eljárásairól. Az apropó a Malév heraklioni járata kapcsán felvetődött kérdés: - Hogyan lehet a nagy repterek felszereltségétől eltérő, egyszerű VOR adóval felszerelt repülőtér megközelítéséhez felhasználni a modern repülőgépek rendszereit - így a mai Boeing 737-esekét is.
A cikk jellegéből fakadóan több szaknyelvi rövidítést tartalmaz. Ezeknek egy kis összefoglaló szószedetet is készítettünk az érdeklődők számára - ahol szükségesnek éreztük, ott közérthető fordítással. (A szerző természetesen Boeing terminológiát használ a cikkben).
Adósok vagyunk még a Repülési ismeretek rovat elindításával ahol ezek részletesebb kitárgyalása is meg fog történni. Addig ezzel a kis kiegészítővel fogadjátok szeretettel az index fórumon már beharangozott írást.
(a szerk.)


Szószedet, rövidítések a cikkhez:


ALT HOLD - magasságtartás üzemmód
AMSL - Above Mean Sea Level - tengerszint feletti magasság
AP - Autopilot
APP - Approach  - megközelítés
AT - Autothrottle - tolóerő automata
DH - Decision Height - elhatározási magasság
DME - Distance Measuring Equipment - távolságmérő berendezés (földi válaszjeladó alapján)
DRAG REQUIRED - (plusz) légellenállás szükséges
FD - Flight Director  - a kívánt repülési pályához szükséges kormányparancsok mutatói
FMC - Flight Management Computer
FMS - Flight Management System
GS - Glide Slope - siklópálya
HDG - Heading - géptengely irányszög (mágneses)
ILS - Instrument Landing System - műszeres leszállító rendszer (preciziós)
LNAV - Lateral Navigation
LOC - Localizer  - pályairány- vagy iránysáv adó 
MAP - Missed Approach Point - megszakított megközelítés kezdőpontja
MCP - Mode Control Panel
MDA - Minimum Descent Altitude - legalacsonyabb süllyedési magasság
SOP - Standard Operating Procedure
VNAV - Vertical Navigation
VNAV PATH - vertikális profilkövetés üzemmód
VOR - VHF Omnidirectional Range - körsugárzó VHF rádió-irányadó
VOR radiál - az az irány, amelyen a VOR állomást megközelítjük vagy elhagyjuk





A VNAV, avagy egy lehetőség a stabil megközelítésre


Napjainkban, a repülőgépek navigációját már nem is lehetne elképzelni számítógépek sokaságát tartalmazó Flight Management System nélkül. Ezek a berendezések tartalmazzák a navigációs adatbázist, valamint a repülőgépek teljesítményadatait kezelő táblázatok sokaságát, amelyek nemcsak a felszálláshoz szükséges sebességeket határozzák meg, hanem azt is, hogy egy adott súlyhoz, légköri viszonyhoz képest milyen optimális sebességen kell emelkedni, illetve azt is, hogy mi az a pont, ahol a leszálláshoz a süllyedést meg kell kezdeni olyan módon, hogy a repülőgép a siklópálya elfogásáig kvázi alapjáraton tudjon süllyedni és csak a leszálló konfiguráció beállításához legyen szükséges gázt adni.
Természetesen, ez csak „laboratóriumi” körülmények között valósítható meg, mivel a levegőben igen sok repülő tartózkodik, és süllyedés nem mindig biztosítható folyamatosan. A VNAV tulajdonképpen nem más, mint a Vertical Navigation rövidítése, amely rendszer repülőgép függőleges helyzetét hivatott optimalizálni, mint emelkedő, utazó valamit süllyedő és megközelítési üzemmódban. Az utóbbi opcionális, később térek ki rá hogy miért.
A repülőgépek repülési hosszirányú repülési pályáját a szintén integrált és összetett LNAV (Lateral Navigation) rendszer látja el, ami nem csinál mást, mint a betáplált útvonalon végigvezeti a repülőgépet. Az LNAV és VNAV rendszerek a pilóta számára kormányparancsokat jelenítenek meg és ezeket a pilóta vagy kézzel, vagy az esetek 95%-ban autopilótával /AP/ hajtja végre. 
 
Mégegy eleme van a repülőgép vezérlésének, ez pedig a tolóerő automata (AT vagy AutoThrotte) . Ez nem csinál mást, mint az előre beállított sebességet tartja, vagy azt a sebességet tartja amit a VNAV utasít neki. Ez opcionális, a pilóta választhatja ki. 
Amennyiben ha minden rendben van, akkor egy B737-es Classic vagy NG LNAV, VNAV, AT + AP üzemben repül gyakorlatilag a végső megközelítés megkezdéséig. 
 
Itt változik a helyzet, mert napjainkban, a repülőterek nagy része ILS (Instrument Landing System) berendezéssel felszerelt, és a repülőgépek automatikus rendszerei tudják követni az ILS jeleit és gyakorlatilag (ha olyan a földi rendszer pontossága is) földig vezetik a repülőt végrehajtva egy automatikus leszállást.
Az ILS megközelítés során, már nem LNAV/VNAV üzemben megyünk, hanem a APP, AT+AP dolgozik, egészen az elhatározási magasságig (DH - decision height) ahol is a lekapcsoljuk az AP-t, AT-t és kézzel hajtjuk végre a leszállást. A robot lekapcsolását követően, ettől még a személyzet számára ott van a kijelzés siklópálya és az iránysáv helyzetéről, de a leszállás kézzel történik.
A VOR megközelítések esetében a leszálló irányt egy VOR radiállal jelölik ki, amely mentén a repülőgép halad, és pályához képesti függőleges helyzetének meghatározáshoz, távolságokat határoznak meg a repülési pálya alatti akadályokhoz képest, és az adott akadály vagy domborzat átrepülését követően süllyedhet a repülő a következő magassági lépcsőre. A legalsó magassági lépcső az ún. MDA (minimum descent altitude) azaz a magasság, ami alá semmiképpen sem szabad menni, maximum előreutazni addig, ameddig a pályát meg nem látjuk.
Az alábbi térképen látható egy hagyományos lépcsős, és egy újfajta virtuális siklópályás megközelítés Izmir repülőterére

A képen jól látszik, hogy végső megközelítés 3500 lábon kezdődik, és tartalmaz egy lépcsőt 2700 lábra, amit 7 mérföldnél lehet elhagyni. Után jön a süllyedés a MDA-ra ami itt 1150 láb AMSL, 738 láb a talaj felett, és ezen lehet előreutazni nagyjából 3.0 mérföld MEN DME távolságig. Ez az átstartolási pont (Missed Approach Point - MAP). Innen vagy leszállunk, vagy folytatjuk. Ha innen vesszük csak észre a pályát, akkor könnyen lehet egy instabil „behullás” -szerű leszállás a vége, illetve nem biztos hogy megfelelően tudjuk felvenni a végső süllyedési profilt. Ez itt nem annyira „kihegyezett” helyzet, de van olyan repülőtér, ahol a MAP sokkal közelebb helyezkedik el a futópályához.
 
És ez volt az a pont, amiért a repülőgépgyártók igyekeztek a precízebb FMS-eket létrehozni. Miért? Azért, mert gyengébb látási viszonyok között, előfordulhat az, hogy az MDA-n olyan magasan kerülünk a pálya fölé adott távolságon belül, hogy onnan egy stabil megközelítés nem valósítható meg. Magyarul nagyon nagy mértékű süllyedésbe kell vinni a repülőt ahhoz, hogy ne a pálya felénél szálljon le, kockáztatva egy kemény leszállást, vagy egy esetleges túlfutást a pályán.

A Jeppesen pár éve elkezdett ráállni arra, hogy elkészítsen olyan navigációs térképeket, amelyek – ha a domborzat lehetővé teszi - folyamatos süllyedést biztosítsanak még abban az esetben is, ha elektronikus siklópálya (GS-Glide Slope) nem áll rendelkezésre. Ezt úgy érik el, hogy létrehoznak két-három navigációs pontot, ami persze konform az AIP-vel (Aeronautical Information Publication – Az országok által kiadott tájékoztató kiadvány, ez alapján készül a Jeppesen is) és ezen 2-3 ponthoz magasságokat/sebességeket rendelve kialakul egy virtuális siklópálya. 
 
A repülőgép FMC-je ezt felhasználva kiszámolja azt a függőleges sebesség értéket, ami szükséges ahhoz, hogy az adott pontot adott magasságban keresztezze a repülőgép. Ez egy igen stabil megközelítést tesz lehetővé egészen a földet érésig. A leszállás mint minden más nem-precíziós megközelítés esetében kézzel történik. Az alábbi képen az iraklioni 27-es pálya megközelítése látható, az új és jelenleg érvényben levő eljárás szerint. Mellette pedig az a kép amit a személyzet lát az FMC-ben:


Hogyan is működik egy VOR/VNAV, LOC/VNAV bejövetel
 
A hosszirányú navigációra, továbbra is a hagyományos földi telepítésű VOR vagy LOC berendezés radiálját vagy iránysávját vesszük igénybe, és amikor az irányító engedélyezi a megközelítést, az SOP-nak megfelelően, élesítjük VOR/LOC üzemmódot az MCP panelen. Ekkor a repülésvezérlő rendszer, az utolsó hosszirányú üzemmódot HDG vagy LNAV megtartva addig halad előre ameddig az irányelfogás feltételei létre nem jönnek, és utasítást ad a rákapcsolt (coupled) autopilótának az iránytartásra.
 
Ez az a pont, ahol meg kell kezdeni a repülőgép konfigurálását, hogy a végső süllyedési szakaszban, minden a helyén legyen. Üzemmód: VORLOC+VNAV, AT+AP Mivel a repülőgép magasságtartás üzemmódban repül (VNAV PATH vagy ALT HOLD) a végső süllyedési pont felé, itt már csak egy dolga van a személyzetnek, hogy beállítsa azt a magasságot amire süllyedni szeretne és várni hogy a VNAV elvégezze a dolgát. A repülőgép az FD27 pontot elérve, megkezdi a süllyedést a 3.33 fokos siklásnak megfelelően, korrigál a gázon, hogy tartsa a az FMC-ben a ponthoz rendelt sebességet és egyenletesen süllyed. 
 
Figyelembe kell venni a személyzetnek a repülőgép esetleges üzeneteit amit az FMC-n keresztül juttat el hozzánk. Az egyik ilyen legfontosabb üzenet, a „DRAG REQUIRED” ami azt kell jelentse számunkra, hogy a repülőgép nem tudja a repülési pályát tartani például a szél megváltozása miatt és ezért azt kéri hogy rakjuk ki a spoilereket. Sokan figyelmen kívül hagyják ezt, lehülyézik a rendszert, de pont ez az a pont ahol a VNAV-ot még kordában lehet tartani. Ha nem segítünk a repülőgépnek, akkor akkor kezdetét veheti egy folyamat ami könnyen eredményezhet egy nagyobb sebességű, adott esetben instabil, magas bejövetelt. 
  
A DH-hoz közeledve, SOP szerint, még mindig autopilóta üzemmódban maradva beállítjuk az átstartolás magasságát, ki-be kapcsoljuk a flight director-t ezzel élesítjük egy esetleges átstartoláshoz és leszállunk. 
 
Remélem ez a pár oldal segített abban, hogy jobban meg lehessen érteni a megközelítés ezen üzemmódját azoknak is, akik csak lelkes rajongói a szakmának, vagy esetleg kacsintgatnak a szakma jobb megismerése, vagy netán elsajátításának irányába.

 
Goldeneagle
 

2 megjegyzés:

Névtelen írta...

Kedves g eagle azt kifelejtette, hogy amit leír itt az Boeing repülőgépeken használatos metodika és terminológia, még konkrétabban ugye mindez a 737-esre érvényes. Airbuszék ezeket máshogy nevezik, kicsit másképp csinálják, tehát az első mondatnak valahogy így kéne kinéznie: Nem precíziós megközelítés végrehajtása B-737-es repülőgépen - már ha a cél az ismeretterjesztés...

A repülés írta...

Bevezető lejavítva :) A szövegben említésre kerül, hogy milyen repülővel történik a dolog, de így pontosabb, jogos a felevetés:)