Материал: 4 - УМК ЛЭВС

8.4. Система безопасных высот и уровни отсчета высоты полета

Безопасные высоты полета ВС ГА рассчитываются с учетом господствующих превышений рельефа в установленной полосе учета препятствий (рис. 8.4).

В тех случаях, когда препятствие не может быть учтено при расчете безопасной высоты, например, из условия построения схемы захода на посадку, на это препятствие указывается ограничительный пеленг, который также является предельным ограничением по боковому уклонению.

Безопасные высоты, рассчитанные для соответствующих этапов полета, измеряются и выдерживаются относительно изобарических поверхностей с заданным атмосферным давлением. Высота заданной изобарической поверхности в пролетаемом районе является уровнем отсчета высоты полета. В зависимости от условий полета (по ППП или ПВП) и этапа полета установлены различные уровни отсчета высоты.

В районе аэродрома высота выдерживается от уровня изобарической поверхности с давлением на уровне ВПП, в районе подхода и на ВТ – от уровня изобарической поверхности с давлением, равным 760 мм. рт. ст., при полетах по ПВП на МВЛ на высотах ниже нижнего эшелона высота выдерживается от уровня изобарической поверхности с минимальным давлением по маршруту, приведенным к уровню моря.

В процессе выполнения полета экипаж в зависимости от этапа полета устанавливает соответствующее давление и, таким образом, переходит на другой уровень отсчета высоты полета.

Порядок перехода на другой уровень отсчета высоты при полете по ППП показан на рис. 8.5, а.

При подходе к аэродрому давление аэродрома устанавливается на эшелоне перехода. Эшелон перехода по высоте соответствует верхней границе переходного слоя. В целях предотвращения возможных ошибок экипажа в установке давления аэродрома, т. е. уровня отсчета высоты, экипаж обязан выполнить следующие действия:

• перевести ВС в горизонтальный полет;

• установить давление аэродрома;

• для проверки показаний высотомеров и правильности установки давления аэродрома выполнить карту контрольных проверок;

• доложить диспетчеру;

• продолжить снижение.

Горизонтальный полет в переходном слое запрещен, пересечение переходного слоя производить на вертикальных скоростях предыдущего участка полета. Это ограничение объясняется тем, что вылетающие и прилетающие ВС в переходном слое измеряют высоту от разных уровней отсчета.

При полетах по ПВП установка давления аэродрома или минимального давления по маршруту, приведенному к уровню моря, производится при входе в круг или выходе из круга полета, как правило, над установленным контрольным ориентиром (рис. 8.5, б).

8.5. Оптимальный режим полета по маршруту

При полете по маршруту используются следующие режимы:

• режим максимальной продолжительности полета (минимального часового расхода топлива). Применяется в горизонтальном полете при полете в зоне ожидания, поисковых полетах, при патрулировании лесов от пожаров и др;

• режим максимальной скороподъемности. Применяется в наборе высоты при пересечении зон обледенения, турбулентности, температурной инверсии, пересечении встречного эшелона или эшелона перехода, а также в случаях отказа одного или нескольких двигателей;

• режим максимальной дальности. Основной производственный режим полета, использующийся при составлении расписания, расчетах норм расхода топлива и рейсового времени, при полетах на запасной аэродром и полетах с ограниченным остатком топлива;

• режим максимального угла набора. Применяется в наборе высоты при обходе гроз сверху, при наборе безопасной высоты в сторону гор и искусственных препятствий.

Одним из основных критериев эффективности полета по маршруту является экономия топлива, большое значение для которой имеет правильный выбор режима полета.

Кроме режимов полета, на экономию топлива влияют рубеж начала снижения и продолжительность полета на эшелоне.

Чем меньше времени займет снижение с эшелона, тем больше ВС будет на наивыгоднейшей высоте (или близкой к ней) и тем больше будет экономия топлива.

В то же время, если ВС на эшелоне подойдет близко к аэродрому и поздно начнет снижение, то вполне вероятны уход на второй круг (при этом экономия топлива сводится на нет) или грубые ошибки на посадке и соответствующее снижение уровня безопасности полетов.

Наибольший экономический эффект дает снижение на скоростях, близких к эксплуатационным ограничениям.

Чтобы избежать разгона приборной скорости на снижении с большими вертикальными скоростями, перед снижением необходимо выпустить механизацию крыла и шасси (согласно рекомендациям РЛЭ). При этом рост приборной скорости от составляющей веса ВС компенсируется дополнительным сопротивлением от выпущенных шасси и механизации крыла.

В настоящее время расчеты оптимальных режимов полета на эшелоне могут производиться с помощью бортовых систем оптимизации режимов полета.

Тема 9. Обеспечение безопасности полета при заходе на посадку и посадке

9.1. Общая характеристика этапов захода на посадку и посадки

9.2. Нормирование захода на посадку и посадки

9.3. Балансировка воздушного судна на предпосадочной прямой

9.4. Исправление боковых уклонений и отклонений по высоте

9.5. Основные ошибки при заходе на посадку

9.1. Общая характеристика этапов захода на посадку и посадки

Заход на посадку – этап полета с высоты начала перехода в конфигурацию захода на посадку (но не ниже Н = 400 м) и до Н = 15 (9) м над уровнем торца (порога) ВПП. Этап захода на посадку начинается с момента создания конфигурации захода на посадку. Конфигурация захода на посадку: шасси выпущено, механизация крыла установлена в предварительное положение.

Создание конфигурации захода на посадку начинается в среднем на расстоянии, равном 20–25 км от ВПП. Сначала производится выпуск шасси, а на расстоянии, равном 15–18 км от ВПП, – предварительный выпуск механизации крыла.

Рассмотрим основные причины установленного порядка создания конфигурации ВС на этапе захода на посадку.

Выпуск шасси производится на траверзе дальнего привода при полете по ПМЗП или на удалении от ВПП на расстояние, равное 20–25 км. При этом возникает необходимость увеличения режима работы двигателя (двигателей) для выдерживания приборной скорости полета на высоте круга. В результате увеличивается расход топлива. Такой порядок выпуска шасси экономически не выгоден, однако, с точки зрения обеспечения безопасности полетов, это целесообразно, так как экипаж получает дополнительный резерв времени на предпосадочной прямой, кроме того, снижается вероятность посадки с убранным шасси. В некоторых случаях экипаж принимает решение на выпуск шасси на предпосадочной прямой, при этом необходимо иметь в виду существенное повышение интенсивности действий и повышение вероятности возникновения ошибок в технологии работы экипажа.

Все действия по управлению механизацией крыла направлены на повышение уровня безопасности полетов, минимизацию размеров ПМЗП в целях экономии топлива и увеличения пропускной способности аэропорта. Предварительный выпуск механизации крыла после третьего разворота приводит к сокращению ширины ПМЗП за счет уменьшения радиуса четвертого разворота. Дополнительный (полный) выпуск механизации крыла после входа в глиссаду сокращает длину предпосадочной прямой и в целом длину ПМЗП. В результате достигается существенный экономический эффект в масштабах страны.

Кроме прямого экономического эффекта, такой порядок создания конфигурации захода на посадку способствует повышению уровня безопасности полетов. При этом у экипажа появляется дополнительный резерв времени для локализации возможных особых ситуаций, выполнения ККП, решения навигационных задач (контроль начала четвертого разворота, контроль выполнения четвертого разворота, определение боковых уклонений и расстояния до ВПП на предпосадочной прямой). Полный (или дополнительный) выпуск механизации крыла позволяет выполнять снижение по глиссаде с постоянной скоростью захода на посадку.

Полет на предпосадочной прямой с постоянной скоростью значительно упрощает пилотирование ВС, позволяет своевременно сбалансировать ВС по скорости и тангажу с помощью триммеров и тяги двигателей, что повышает безопасность установления визуального контакта с земной поверхностью и точность выхода на ВПП.

Кроме конфигурации ВС, на размеры ПМЗП влияют высота выполнения четвертого разворота и угол наклона глиссады. Чем выше выполняется четвертый разворот, тем длиннее предпосадочная прямая и, соответственно, больше расход топлива при заходе на посадку. Поэтому ПМЗП рассчитываются так, чтобы высота выхода из четвертого разворота находилась в пределах 400 м. Если высота полета по кругу составляет более 400 м, то, как правило, после третьего разворота предусматривается снижение к четвертому развороту до 400 (300) м. Высота полета по кругу, высота выхода из четвертого разворота и УНГ зависят от рельефа местности в зоне взлета и посадки, от ширины полосы учета препятствий при расчете безопасной высоты.

Длина предпосадочной прямой при одинаковой высоте выхода из четвертого разворота зависит от угла наклона глиссады. Чем больше угол наклона глиссады, тем короче предпосадочная прямая, и наоборот. Углы наклона глиссады находятся в пределах от 2 до 4°. При выходе из четвертого разворота, например, на высоте 400 м длина предпосадочной прямой, соответственно, будет находиться в пределах от 11 до 6 км. Вполне очевидно, что при УНГ = 4° будут наблюдаться экономия топлива, увеличение пропускной способности аэродрома, однако при этом вероятность появления ошибок экипажа резко возрастает из-за повышения интенсивности деятельности, а увеличенная вертикальная скорость снижения повышает вероятность грубых приземлений. При УНГ = 2°40¢, который принят за стандарт, достигается оптимальное соотношение между экономичностью и безопасностью захода на посадку.

Окончание этапа захода на посадку происходит на высоте, равной 15 м, для ВС, имеющих скорость захода на посадку более 200 км/ч, и на высоте 9 м – для ВС, имеющих скорость захода на посадку, равную 200 км/ч и менее.

Посадка – этап полета с Н = 15 (9) м и до полной остановки ВС на пробеге. Согласно требованиям НЛГС ТК, снижение с высоты 15 (9) м должно производиться с градиентом, не превышающим 5 %, т.е. равным не более 2°50¢. Посадочная конфигурация: шасси выпущено, механизация крыла – в посадочном положении.

Рассмотрим основные посадочные характеристики.

Посадочная дистанция – расстояние по горизонтали, проходимое ВС с высоты, равной 15 (9) м над уровнем торца ВПП, и до его полной остановки. Величина посадочной дистанции определяется по формуле

Lпос = Lву + Lпр, (9.1)

Располагаемая посадочная дистанция – расстояние по горизонтали, равное длине ВПП.

Потребная посадочная дистанция рассчитывается по формуле

Lпотр. пос = K(Lву + Lпр), (9.2)

где К – коэффициент безопасности, который принимается равным 1,67 для основного аэродромаи 1,43 для запасного аэродрома.

При посадке на влажные ВПП Lпотр.пос увеличивается на 15 %:

Lпотр. пос = 1,15K(Lву + Lпр)

Решение на посадку принимается, если Lпотр. пос. ≤ Lвпп.

Этап захода на посадку и посадка до настоящего времени имеют самый низкий уровень безопасности полетов. Наибольшее количество авиационных происшествий и инцидентов происходит именно при заходе на посадку и посадке. Большая часть из них происходит по причине столкновения исправных ВС с земной поверхностью, так называемая проблема CFIT. Причины столкновения ВС с земной поверхностью повторяются из года в год независимо от сложности ВС и опыта летной работы экипажа, что указывает на необходимость совершенствования системы обучения, программ поддержания профессионализма летного состава, а также формирования психофизиологической составляющей экипажа, отвечающей требованиям по обеспечению надежного выполнения летных технологий.

9.2. Нормирование захода на посадку и посадки Скорости захода на посадку

Vзп – скорость захода на посадку. Скорость захода на посадку определяется из уравнения для скорости сваливания в горизонтальном полете с введением тридцати процентного запаса:

где Vсгп – скорость сваливания в горизонтальном полете, м/с.

Учитывая, что перегрузка при заходе на посадку не должна превышать перегрузку при крене в 25°, т. е. ny = 1,103, получим более точное выражение для скорости захода на посадку:

Vзп = 1,37 Vсв.гп

Vзп-₁ – скорость захода на посадку с одним отказавшим двигателем.

Vзп макс – максимальная скорость захода на посадку – скорость, на которой не допускается касание передним колесом шасси о ВПП, так как при этом возможны прогрессирующий козел и капотирование. Максимальная Vзп должна отвечать следующему условию:

Vзп макс ≥ Vзп +25.

Vвк – скорость пролета входной кромки (порога ВПП).

Vкас– скорость касания (приземления). Допустимые значения вертикальной скорости и перегрузки в момент приземления ВС: V_y кас ≤ 1,5 м/с; N_y кас ≤ 1,5.

Перегрузка в момент приземления рассчитывается по формуле: n_y кас ≈ 0,8 V_y кас

Рекомендуемая посадочная масса при посадке должна отвечать следующему условию:

m _{пос.макс} ≤ (m _{взлс.макс) / 1,5.}

Vкас. пкш – скорость пробега, на которой производится опускание переднего колеса шасси.

Vнт – скорость начала торможения, рассчитывается в зависимости от скорости пробега и посадочного веса ВС.

Зона посадки

Зона посадкив плане представляет собой коридор (см. рис. 7.1) длина которого определяется расстоянием от точки входа в глиссаду и до начала свободной зоны. Ширина коридора составляет 2 км (по 1 км от продолжения осевой линии ВПП). В пределах этого коридора обеспечивается безопасная высота полета при снижении по глиссаде. Боковые уклонения от предпосадочной прямой, равные ± 1000 м, являются предельными ограничениями по величине бокового уклонения, так как при этом возможно столкновение с препятствиями, не учтенными в расчетах безопасной высоты снижения по глиссаде, т. е. возникает аварийная ситуация. В целях предотвращения возникновения аварийной ситуации экипаж обязан твердо знать предельное ограничение по БУ и систематически контролировать величину фактического бокового уклонения ВС.

Границы курсового сектора и границы ограничений по маневренным характеристикам ВС являются эксплуатационными ограничениями по величине бокового уклонения. При выходе на такие боковые уклонения возникает сложная ситуация, требующая от экипажа немедленных действий по устранению уклонения и предотвращению перехода в аварийную ситуацию. Следует помнить, что величина эксплуатационных ограничений по маневренным характеристикам ВС становится меньше ограничений курсового сектора с высоты, равной примерно 130 м, поэтому с этого момента от экипажа требуется повышенное внимание для успешного продолжения захода на посадку. В свободной зоне происходит постепенное уменьшение предельных ограничений по величине боковых уклонений с ± 1000 до ± (250–300) м к началу концевой полосы безопасности.

Вдоль ВПП предельные ограничения по величине бокового уклонения остаются постоянными и равными ± 250–300 м в зависимости от особенностей аэродрома.

В вертикальной плоскости зона посадки относительно глиссады состоит из верхнего и нижнего полусекторов (рис. 9.1).

Максимально допустимые отклонения от глиссады в зависимости от расстояния до ВПП можно определить по формуле