ТЕМПЕРАТУРНАЯ ПОПРАВКА БАРОМЕТРИЧЕСКОГО ВЫСОТОМЕРА И ЕЁ РАСЧЁТ ПРИ ЗАХОДЕ НА ПОСАДКУ

«Только после тщательного осознания того, что высотомер не является устройством, измеряющим высоту, вы сможете использовать его с умом». Но если высотомер - это не прибор, который измеряет высоту, то что в этом случае он делает?

Принцип действия любого современного барометрического высото­мера основан на измерении давления.

По своей сути высотомер - это манометр, который откалиброван для индицирования высоты, и которому независимо от способа инди­кации (цифровая индикация на основном пилотажном дисплее (PFD) или аналоговая индикация на резервном высотомере) присущи ошибки, связанные с невозможностью, по тем или иным причинам измерить давление с необходимой точностью.

Ошибки барометрических высотомеров бывают следующих видов:

1)  Инструментальные, которые возникают вследствие несовершен­ства изготовления механизма высотомера, износа деталей и изменения упругих свойств чувствительного элемента.

2)  Аэродинамические, которые возникают за счёт неточного изме­рения статического давления на высоте полёта (искажение воздушного потока в районе приёмников статики).

3)  Методические, которые вызываются несовершенством принятого метода измерений. Они возникают из-за несоответствия фактических температуры и давления у земли и на высоте полёта их расчётным или введённым в прибор значениям. Бортовые высотомеры, установленные на самолете откалиброваны таким образом, чтобы индицировать истинную высоту при стандартных атмосферных условиях. Любые отклонения от международной стандартной атмосферы (ISA) приводят к некорректным показаниям.

• Ошибка за счёт несоответствия начального давления:

Барометрический высотомер индицирует высоту относительно того уровня, давление которого установлено на шкале давлений. Если давление на уровне начала отсчета высоты не соответствует давлению, установленному на высотомере, то высота измерена с ошибкой.

• Температурная ошибка:

Причиной ошибки является несоответствие фактического распре­деления температуры воздуха с высотой стандартным значениям, принятым в расчете механизма высотомера.

Выделим наиболее важные выдержки из документов, имеющих отношение к температурным поправкам высотомера:

1)  Procedures for Air Navigation Services. Aircraft operations. PANS-OPS, DOC 8168 [1]

• 4.1.1. Обязанности пилотов

КВС несет ответственность за безопасность полета, сохранность воздушного судна и за жизнь всех пассажиров, находящихся на борту, в течении всего полета. Это включает в себя ответственность за пролет препятствий, за исключением тех случаев, когда осуществляется векторение при выполнении полетов по правилам выполнения полётов по приборам (ППП).

Примечание: Когда осуществляется векторение при выполнении полетов по ППП, диспетчер может установить минимальные высоты, которые могут быть ниже минимальной безопасной высоты. Эти высоты обеспечивают пролет препятствий по всему маршруту до тех пор, пока воздушное судно не достигнет точки, в которой пилот восстанавливает собственную навигацию.

• 4.1.4. Диспетчерское обслуживание воздушного движения

Если диспетчер разрешает занять высоту, которую командир воз­душного судна (КВС) считает неприемлемой из-за низкой температуры, тогда КВС должен запросить большую высоту. Если запрос такого рода не поступит, то диспетчер будет считать, что данное разрешение приемлемо и будет выполнено.

• 4.3.1. Требования к температурной поправке

Расчетные минимальные безопасные высоты должны быть скор­ректированы, когда температура окружающей среды намного ниже, чем температура стандартной атмосферы. В данных условиях приблизи­тельная корректировка составляет 4% увеличения высоты на каждые 10° ниже стандартной температуры.

• 4.3.2. Табличные исправления

Для более низких температур более точная поправка должна быть получена из таблицы № 1. Данная таблица рассчитана для высоты аэродромов на уровне моря.

Таблица 1.

Значения, которые будут добавлены пилотом к минимальным опубликованным высотам

2)  Руководство по производству полётов авиакомпании Аэрофлот [2].

8.1.2.4. Ошибки барометрических высотомеров

При температуре наружного воздуха ниже стандартной, барометри­ческие высотомеры индицируют высоты, превышающие на 4% значение высот (над поверхностью земли) на каждые 10°С отклонения темпера­туры от стандартной в сторону понижения (4 ft на 1°С ниже стандартной на каждую тысячу футов);

При заходе на посадку в условиях низких температур необходимо пользоваться таблицей № 2, которые содержат ссылки на температуры в районе аэродрома (от 0°С до -50°С), высоты относительно превышения аэродрома и необходимые поправки в опубликованные относительные высоты:

• При заходе по инструментальной системе захода на посадку (ILS), снижаясь по глиссаде, и пролете внешнего маркера (ОМ) на предписанной высоте, показания барометрического высотомера при температуре 0°С и ниже будут выше, чем опубликованная высота (т. е. на 100 футов для типичной высоты пролета в 1200 футов и температуре на аэродроме -10°С);
• при выполнении неточного захода на посадку при температуре 0ºС и ниже пролет конечной точки захода на посадку (FAF) должен выполняться на опубликованной высоте или на высоте с учетом температурной поправки в соответствии с таблицей № 2;
• Для пролета FAF на высоте, выше опубликованной, экипажу необходимо получить разрешение органа организации воздушного движения (ОВД) для обеспечения эшелонирования;
• высота принятия решения (DA) при заходе на посадку по минимуму первой категории (САТ I) и минимальная высота снижения (MDA) при выполнении неточного захода на посадку и визуального захода должны быть увеличены в соответствии с данными таблицы №2 в случае, если температура существенно ниже 0°С.

Таблица 2.

Поправка к высоте пролета контрольной точки

Примечание: Ответственность за учет поправок к высотомеру на давление и температуру и, при необходимости, на влияние ветра и рельефа местности возлагается на КВС, за исключением случаев использования метода векторения (Radar Vectoring), когда диспетчер органа ОВД должен обеспечить наличие предписанного запаса высоты пролета препятствий с учетом поправки на низкую температуру.

В течении 2010-2011 г. Airbus публиковал в руководство по лётной эксплуатации (FCOM [3]) таблицу пересчета угла наклона глиссады (FPA) для выполнения неточного захода с выбранным вертикальным наведением:

Таблица 3.

FPA CORRECTION CHART FOR COLD WEATHER OPERATION

В разделе стандартных процедур (SOP) Non-precision approach фраза «When operating in low OAT, consider FPA corrections» рекомендовала пересчитать опубликованный на схеме наклон траектории снижения в целях заблаговременной корректировки устанавливаемого на блоке управления полётом (FCU) угла наклона глиссады.

В FCOM 2011г. данная таблица была исключена с объяснением:

DELETION OF THE "FPA CORRECTION CHART FOR COLD WEATHER"

Компания Airbus опубликовала по запросу заказчиков пункт “поправка угла наклона глиссады при эксплуатации в низких температурах” в руководстве по летной эксплуатации. Данная таблица предусматривала установку угла наклона глиссады на FCU при полете в вертикальном выбранном режиме угла наклона глиссады в зависимости от:

• отклонения от международной стандартной атмосферы;
• угла наклона глиссады, опубликованного в картах подхода.

Тем не менее, основываясь на отзывах заказчиков, компания Airbus пришла к выводу, что нет такого удовлетворительного решения для обеспечения точности поправки угла наклона глиссады, которое бы подходило для всех случаев. Это вызвано тем, что высота, на которой начинается снижение, неизвестна. Фактически данная высота варьи­руется: она зависит не только от температуры в аэропорту, а также от диспетчерского разрешения и местных правил. В результате во всех случаях экипажу понадобится окончательно установить угол наклона глиссады во время снижения, основываясь на обычной проверке “высота (скорректированная по температуре) – расстояние”. Следовательно, компания Airbus решила описать поведение системы воздушных сигналов и инерциальной навигационной системы касательно установки угла наклона глиссады при низкой температуре в руководстве по обучению экипажа, но убрала таблицу поправок угла наклона глиссады из руководства по летной эксплуатации.

С одной стороны, в руководстве по технической эксплуатации (FCTM) четко прописывается влияние низких температур на угол наклона глиссады, говоря от том, что измеренная системой воздушных сигналов и инерциальной навигационной системой высота является некорректной (завышенной), а значит и угол наклона глиссады, который рассчитывается с помощью этой высоты также будет завышен:

«When the temperature is lower than ISA, the FPA that the aircraft actually flies is less steep than the FPA that the ADIRS (ISA referenced) computes» (рис. 1)

Рисунок 1. Рассчитанный и фактический профиль полета

С другой стороны, испугавшись своих же собственных рекомен­даций, компания Airbus убирает их из FCOM.

Что же делать рядовому экипажу, оказавшемуся в тридцати­градусный мороз один на один с заходом по неточной системе?

Как руководство к действию:

FCOM: «…Во всех случаях, экипажу ВС нужно будет точно настроить угол наклона глиссады во время снижения, используя обычную проверку “Высота (скорректированная по температуре) - расстояние”»

Как рекомендация:

Если экипаж откорректировал высоту пролета FAF или удаление точки начала снижения, можно выставить на FCU заранее увеличен­ный FPA. Это не противоречит FCTM:

«В выбранном вертикальном режиме угла наклона глиссады, чтобы скорректировать угол наклона глиссады для ISA, экипаж должен выбрать на FCU угол наклона глиссады немного отличающийся от угла, с которым должен лететь самолёт».

Как уже отмечалось, любые отклонения от ISA приводят к некорректным показаниям высотомера. При температуре у земли выше +15° высотомер занижает показания высоты, а при температуре ниже +15°– завышает.

Температурные погрешности особенно опасны зимой при полетах на малых высотах и в горных районах.

Рассчитать их можно используя как инструмент НЛ-10, так и рекомендуемые документами формулы или таблицы.

Попробуем вместе подготовиться к заходу на посадку, обращая внимание на расчёт поправок в показаниях барометрических высотомеров.

Будем пользоваться калькулятором и формулами:

1)  Для расчета поправки в высоту: 4% на каждые 10°С отклонения OAT от ISA.

Примечание 1: ISA будем использовать соответствующую airport elevation.

Каждые 1000` превышения уменьшают ISA на 2°С.

Например, на аэродроме с превышением 0’ ISA температура равна 15°С, на аэродроме с превышением 2000’ ISA

Примечание 2: Поправку будем рассчитывать не от altitude (QNH reference), а от height.

Например, на аэродроме с превышением 2000’ MDA=2400’.

Величина поправки рассчитывается не от 2400’, а от 400’ (рис. 2).

Рисунок 2. Пример расчета поправки высоты

2) Для расчёта поправки в дальность точки начала снижения:

К примеру, при завышении высотомером истинной высоты на 300’ при стандартной 3-х градусной траектории снижения, расчетное удаление точки входа в глиссаду (или точки начала снижения при неточном заходе на посадку (NPA)) изменится на .

Примечание: Для быстрой прикидки в уме для стандартных 3х градусов формула «0.3 nm на каждые 300 футов» дает достаточно точный результат.

Рассмотрим расчёт температурных поправок на примере Улан-Батора (ZMUB) (Рис. 3.1) Температура на аэродроме -15°С.

ILS approach

Стандартная температура на высоте аэродрома (4364') составляет:

Разница между нарежной температурой воздуха (OAT) и ISA равна -21°С, что дает нам величину поправки равную 8% (каждые 10°С = 4 %).

В стандартных условиях вход в глиссаду выполняется на высоте 7300` и удалении 9.7 nm от UDA DME.

Определяем высоту точки входа в глиссаду (ТВГ) относительно превышения ВПП:

8% от (3150`) = 252`.

Если пилот, выполняющий обязанности КВС (PIC) посчитает необходимым скорректировать высоту ТВГ, то ему необходимо будет выдерживать высоту 7300` + 252` = 7600` (Внимание! Advise ATC).

В случае принятия решения о выдерживании до ТВГ высоты 7300’ пересчитаем удаление FAF (для контроля).

Т. е переcчитанная дальность входа в глиссаду составит 9.7 - 0.94 = 8.8 nm.

Рисунок 3.1. Схема захода на посадку

• Пролет LOM 4803'

4803` - 4150`= (653`); 8% от 653` = 52`.

Скорректированная для контроля высота: 4803` + 52` = 4855`

• DA(DH)

Для A-319 градиент 4.8% для ухода не проходит (см. FAQ по перфомансу), берем 3.5%

DА(DH) = 4839' (689'); 8% от 689` = 55`.

Исправленная DA = 4839` + 55` = 4894`.

Рассмотрим расчёт температурных поправок на примере Улан-Батора (ZMUB) (Рис. 2.2)

Температура на аэродроме -15°С. Резервная система захода.

Расчёт для NPA займёт чуть больше времени, при этом от правильности вычислений будет зависеть траектория ВС.

Внимание!

Неучёт температурных поправок ведет к полёту ниже установ­ленных высот на величину температурной поправки (красная линия на рис. 3.2).

VOR approach

1.  Если пролет FAF выполняется на высоте с учетом темпера­турной поправки:

7300` = (3150`);

8% от 3150` = 252` 7300`+252` = 7552`, то до точки начала снижения (FS14 или D 7.5 UDA) нужно выдерживать 7600`. (Внимание! Advise ATC).

2.  Если экипаж выполняет снижение до опубликованной на схеме высоты, то нужно пересчитать точку начала снижения:

Расчетная точка начала снижения: 7.5 - 0.75 = 6.8 nm от UDA DME.

Рисунок 3.2. Схема захода на посадку

Таблица 4.

Пересчитанные высоты над контрольными точками

Пересчитываем MDA = 5680` (1530`); 8% от 1530` = 122`

MDA = 5680` + 120` = 5800`

Примечание: В поле MDA значение более 5000' не войдет.

Озвучивание "Hundred above" и "Minimum" за не пилотирующим пилотом (PNF).

Основываясь на вышеперечисленном справедливы рекомендации:

• пролёт контрольных точек следует выполнять на рассчитанных высотах с учётом температурных поправок;
• принятие решения на посадку осуществляется до скорректи­рованной (увеличенной) на температурную поправку MDA (MDH). При отсутствии визуального контакта необходимо уйти на второй круг не допуская снижения ниже скорректированной MDA (MDH).

Список литературы:

1. Procedures for Air Navigation Services. Aircraft operations. PANS-OPS DOC 8168, Volume 1, Part III, Section 1, Chapter 4.
2. Руководство по производству полётов авиакомпании Аэрофлот, Часть A, 8.1.2.4.
3. Airbus 319/320/321. Flight crew operation manual. FCOM A320.