Что значит глиссада посадки воздушных судов

Обновлено: 05.10.2024

Несмотря на то, что современная авионика позволяет самолетам садиться полностью в автоматическом режиме, очень часто посадка осуществляется в ручном режиме, по старинке. Как работают разные системы захода на посадку и когда они используются, мы сейчас и расскажем.

Ориентация по сигнальным огням

Следующий этап — аэродромы со светосигнальным оборудованием. На взлетно-посадочной полосе может располагаться почти два десятка разных групп сигнальных огней, благодаря которым пилот четко видит ВПП и все ее части в темноте, сумерках, в тумане и т.п. Среди них есть, в частности, так называемые огни визуальной индикации глиссады (PAPI, Precision Approach Path Indicator): четыре разноцветных фонаря с направленными строго под определенными углами к горизонту пучками света.

Зачем нужны приводные радиомаяки

Маяков обычно два: ближний и дальний, находятся они в створе ВПП на посадочном курсе на расстоянии около 1 и 4 км от ее торца, а принцип действия очень простой: когда самолет пролетает строго над маяком, в кабине звучит акустический сигнал.

Нужно убедиться в том, что высота в этот момент соответствует высоте, указанной в схеме захода на посадку (для каждого аэродрома схема своя), и если нет — скорректировать траекторию, либо уходить на второй круг, если уже поздно.

Что такое курсо-глиссадная система

Более продвинутая система — это курсовые и глиссадные радиомаяки, объединенные в курсо-глиссадную систему (ILS, Instrument Landing System). Они устанавливаются в непосредственной близости от полосы. Курсовой маяк с направленными антеннами формирует два сигнала: с одной частотой модуляции левее от полосы, с другой частотой правее.

Глиссадный маяк точно так же формирует направленные сигналы выше и ниже линии глиссады, и снижаться нужно так, чтобы находиться строго между ними.

Частоты для каждой конкретной полосы конкретного аэродрома свои; перед каждой посадкой они устанавливаются в соответствии со справочником/базой данных.

Раньше на завершающем этапе посадки все равно без пилота было не обойтись, но с появлением ILS Cat.III система стала настолько точной, что самолеты теперь могут садиться полностью автоматически, а с Cat.IIIc (внедряется в последние 3-4 года) могут делать это даже при полностью нулевой видимости.

Спутников стало недостаточно

В конце 1980-х была разработана еще более точная система микроволновой посадки MLS (Microwave Landing System) на основе микроволновых радаров. Принцип ее работы похож на ILS, но доступно несколько каналов, за счет чего несколько маяков MLS не мешают работе друг друга. В радиосигналах MLS также могут передаваться дополнительные данные. Однако распространение GPS-навигации помешало массовому внедрению MLS.

Вместо нее сейчас внедряется другая система захода: GLS (GNSS Landing System).

Координаты самолета в режиме реального времени определяются с помощью спутниковой системы — хоть GPS, хоть ГЛОНАСС, хоть Beidou или Galileo — не важно. Важно то, что одних спутников для обеспечения требуемой точности определения координат недостаточно, погрешность в десять метров, обычная для GPS, уже является критичной.

Поэтому в аэропорту устанавливаются локальные контрольно-корректирующие станции (GBAS, Ground Based Augmentation System), передающие дополнительный сигнал — идея такая же, как, например, в WAAS. Поскольку их местоположение, в отличие от спутников, является постоянным, а расстояние до садящихся самолетов в разы меньше, GBAS позволяют сократить максимальную погрешность в определении координат до трех метров (гарантированно).

GLS намного удобнее и дешевле ILS: если старая система требует установки маяков с каждой стороны каждой полосы (например, две полосы — по четыре глиссадных и четыре курсовых маяка, итого восемь, и все на разных частотах), то GBAS хватит одной. При этом частота одинакова во всех аэропортах и не нужно каждый раз ее настраивать. Кроме того, такая система более устойчива к помехам.

Система PAPI состоит из флангового горизонта из четырех многоламповых (или сдвоенных одноламповых)огней с резким цветовым переходом, расположенных через равные промежутки. Она размещается с левой стороны ВПП, за исключением случаев, когда это физически невозможно.

Если все огни белые - идешь гораздо выше глиссады. Один огонь справа красный - идешь чуть выше глиссады. Половина белых, половина красных - идешь в глиссаде. Все красные - идешь гораздо ниже глиссады.

Кстати, вот тут сняли видео из нашего тренажера как пилоты сажают самолет по этим огням:

Те, кто живет в районе аэропортов, знают: чаще всего взлетающие лайнеры взмывают вверх по крутой траектории, будто бы стараясь как можно скорее уйти от земли. И действительно – чем ближе земля, тем меньше возможности среагировать на чрезвычайную ситуацию и принять решение. Посадка – другое дело.

Современный реактивный пассажирский лайнер предназначен для полетов на высотах примерно 9−12 тысяч метров. Именно там, в сильно разреженном воздухе, он может двигаться в наиболее экономичном режиме и демонстрировать свои оптимальные скоростные и аэродинамические характеристики. Промежуток от завершения набора высоты до начала снижения называется полетом на крейсерском эшелоне. Первым этапом подготовки к посадке будет снижение с эшелона, или, иными словами, следование по маршруту прибытия. Конечный пункт этого маршрута — так называемая контрольная точка начального этапа захода на посадку. По-английски она называется Initial Approach Fix (IAF).

А 380 совершает посадку на полосу, покрытую водой. Испытания показали, что самолет способен садиться при боковом ветре с порывами до 74 км/ч (20 м/с). Хотя согласно требованиям FAA и EASA устройства реверсивного торможения не являются обязательными, конструкторы компании Airbus решили оснастить ими два двигателя, находящиеся ближе к фюзеляжу. Это дало возможность получить дополнительную тормозную систему, снизив при этом эксплуатационные расходы и уменьшив время подготовки к следующему полету.

Шасси, закрылки и экономика

21 сентября 2001 года самолет Ил-86, принадлежавший одной из российских авиакомпаний, произвел посадку в аэропорту Дубаи (ОАЭ), не выпустив шасси. Дело закончилось пожаром в двух двигателях и списанием лайнера — к счастью, никто не пострадал. Не было и речи о технической неисправности, просто шасси. забыли выпустить.

Современные лайнеры по сравнению с воздушными судами прошлых поколений буквально набиты электроникой. В них реализована система электродистанционного управления fly-by-wire (буквально «лети по проводу). Это означает, что рули и механизацию приводят в движение исполнительные устройства, получающие команды в виде цифровых сигналов. Даже если самолет летит не в автоматическом режиме, движения штурвала не передаются рулям непосредственно, а записываются в виде цифрового кода и отправляются в компьютер, который мгновенно переработает данные и отдаст команду исполнительному устройству. Для того, чтобы повысить надежность автоматических систем в самолете установлено два идентичных компьютерных устройства (FMC, Flight Management Computer), которые постоянно обмениваются информацией, проверяя друг друга. В FMC вводится полетное задание с указанием координат точек, через которые будет пролегать траектория полета. По этой траектории электроника может вести самолет без участия человека. Зато рули и механизация (закрылки, предкрылки, интерцепторы) современных лайнеров мало чем отличаются от этих же устройств в моделях, выпущенных десятилетия назад. 1. Закрылки. 2. Интерцепторы (спойлеры). 3. Предкрылки. 4. Элероны. 5. Руль направления. 6. Стабилизаторы. 7. Руль высоты.

К подоплеке этого авиапроисшествия имеет отношение экономика. Подход к аэродрому и заход на посадку связаны с постепенным уменьшением скорости воздушного судна. Поскольку величина подъемной силы крыла находится в прямой зависимости и от скорости, и от площади крыла, для поддержания подъемной силы, достаточной для удержания машины от сваливания в штопор, требуется площадь крыла увеличить. С этой целью используются элементы механизации — закрылки и предкрылки. Закрылки и предкрылки выполняют ту же роль, что и перья, которые веером распускают птицы, перед тем как опуститься на землю. При достижении скорости начала выпуска механизации КВС дает команду на выпуск закрылков и практически одновременно — на увеличение режима работы двигателей для предотвращения критической потери скорости из-за роста лобового сопротивления. Чем на больший угол отклонены закрылки/предкрылки, тем больший режим необходим двигателям. Поэтому чем ближе к полосе происходит окончательный выпуск механизации (закрылки/предкрылки и шасси), тем меньше будет сожжено топлива.

Экипаж злополучного Ил-86 тоже воспользовался новой методикой и выпустил закрылки до шасси. Ничего не знавшая о новых веяниях в пилотировании автоматика Ил-86 тут же включила речевую и световую сигнализацию, которая требовала от экипажа выпустить шасси. Чтобы сигнализация не нервировала пилотов, ее просто отключили, как выключают спросонья надоевший будильник. Теперь напомнить экипажу, что шасси все-таки надо выпустить, было некому. Сегодня, правда, уже появились экземпляры самолетов Ту-154 и Ил-86 с доработанной сигнализацией, которые летают по методике захода на посадку с поздним выпуском механизации.

По фактической погоде

Курсо-глиссадная система состоит из двух частей: пары курсовых и пары глиссадных радиомаяков. Два курсовых радиомаяка находятся за ВПП и излучают вдоль нее направленный радиосигнал на разных частотах под небольшими углами. На осевой линии ВПП интенсивность обоих сигналов одинакова. Левее и правее этой прямой сигнал одного из маяков сильнее другого. Сравнивая интенсивность сигналов, радионавигационная система самолета определяет, с какой стороны и как далеко он находится от осевой линии. Два глиссадных маяка стоят в районе зоны приземления действуют аналогичным образом, только в вертикальной плоскости.

С другой стороны, в принятии решений КВС жестко ограничен существующим регламентом процедуры посадки, и в пределах этого регламента (кроме экстренных ситуаций вроде пожара на борту) у экипажа нет никакой свободы принятия решений. Существует жесткая классификация типов захода на посадку. Для каждого из них прописаны отдельные параметры, определяющие возможность или невозможность такой посадки в данных условиях.

Безопасная жесткость

24 августа 2001 года экипаж аэробуса А330, совершавшего рейс из Торонто в Лиссабон, обнаружил утечку топлива в одном из баков. Дело происходило в небе над Атлантикой. Командир корабля Робер Пиш принял решение уйти на запасной аэродром, расположенный на одном из Азорских островов. Однако по пути загорелись и вышли из строя оба двигателя, а до аэродрома оставалось еще около 200 километров. Отвергнув идею посадки на воду, как не дающую практически никаких шансов на спасение, Пиш решил дотянуть до суши в планирующем режиме. И ему это удалось! Посадка получилась жесткой – лопнули почти все пневматики – но катастрофы не произошло. Лишь 11 человек получили небольшие травмы.

Отечественные летчики, особенно эксплуатирующие лайнеры советских типов (Ту-154, Ил-86), часто завершают выравнивание процедурой выдерживания, то есть какое-то время продолжают полет над полосой на высоте около метра, добиваясь мягкого касания. Конечно, посадки с выдерживанием нравятся пассажирам больше, да и многие пилоты, особенно с большим опытом работы в отечественной авиации, считают именно такой стиль признаком высокого мастерства.

Однако сегодняшние мировые тенденции авиаконструирования и пилотирования отдают предпочтение посадке с перегрузкой 1,4−1,5 g. Во-первых, такие посадки безопаснее, так как приземление с выдерживанием содержит в себе угрозу выкатывания за пределы полосы. В этом случае практически неизбежно применение реверса, что создает дополнительный шум и увеличивает расход топлива. Во-вторых, сама конструкция современных пассажирских самолетов предусматривает касание с повышенной перегрузкой, так как от определенного значения физического воздействия на стойки шасси (обжатие) зависит срабатывание автоматики, например задействование спойлеров и колесных тормозов. В воздушных судах старых типов этого не требуется, так как спойлеры включаются там автоматически после включения реверса. А реверс включается экипажем.

Есть еще одна причина различия стиля посадки, скажем, на близких по классу Ту-154 и А 320. Взлетные полосы в СССР зачастую отличались невысокой грузонапряженностью, а потому в советской авиации старались избегать слишком сильного давления на покрытие. На тележках задних стоек Ту-154 по шесть колес — такая конструкция способствовала распределению веса машины на большую площадь при посадке. А вот у А 320 на стойках всего по два колеса, и он изначально рассчитан на посадку с большей перегрузкой на более прочные полосы.

Островок Сен-Мартен в Карибском бассейне, поделенный между Францией и Нидерландами, получил известность не столько из-за своих отелей и пляжей, сколько благодаря посадкам гражданских лайнеров. В этот тропический рай со всех уголков мира летят тяжелые широкофюзеляжные самолеты типа Боинг-747 или А-340. Такие машины нуждаются в длинном пробеге после посадки, однако в аэропорту Принцессы Юлианы полоса слишком коротка – всего 2130 метров – торец ее отделен от моря лишь узкой полоской земли с пляжем. Чтобы избежать выкатывания, пилоты аэробусов целятся в самый торец полосы, пролетая в 10-20 метрах над головами отдыхающих на пляже. Именно так проложена траектория глиссады. Фотографии и видеоролики с посадками на о. Сен-Мартен давно обошли интернет, причем многие поначалу не поверили в подлинность этих съемок.

Неприятности у самой земли

И все-таки по-настоящему жесткие посадки, а также прочие неприятности на финальном отрезке полета случаются. Как правило, к авиапроисшествиям приводит не один, а несколько факторов, среди которых и ошибки пилотирования, и отказ техники, и, конечно же, стихия.

Большую опасность представляет так называемый сдвиг ветра, то есть резкое изменение силы ветра с высотой, особенно когда это происходит в пределах 100 м над землей. Предположим, самолет приближается к полосе с приборной скоростью 250 км/ч при нулевом ветре. Но, спустившись чуть ниже, самолет вдруг наталкивается на попутный ветер, имеющий скорость 50 км/ч. Давление набегающего воздуха упадет, и скорость самолета составит 200 км/ч. Подъемная сила также резко снизится, зато вырастет вертикальная скорость. Чтобы компенсировать потерю подъемной силы, экипажу потребуется добавить режим двигателя и увеличить скорость. Однако самолет обладает огромной инертной массой, и мгновенно набрать достаточную скорость он просто не успеет. Если нет запаса по высоте, жесткой посадки избежать не удастся. Если же лайнер натолкнется на резкий порыв встречного ветра, подъемная сила, наоборот, увеличится, и тогда появится опасность позднего приземления и выкатывания за пределы полосы. К выкатываниям также приводит посадка на мокрую и обледеневшую полосу.

Автор: Дмитрий Просько Дата: 06.02.2005 23:20
Курсо-глиссадная система (в дальнейшем будем называть ее КГС, как это принято в России) является наиболее распространенной системой захода на посадку на крупных и оживленных аэродромах. Кроме того, она является наиболее точной, если конечно не считать MLS - Microwave Landing System, которая до сих пор не получила такого же широкого распространения. Сейчас мы попытаемся разобраться, как работает эта система и как научить ею пользоваться. Конечно, эта статья не претендует на наиболее полное и единственно верное руководство :), но в качестве учебного пособия на начальном этапе она вам очень поможет.

Состав и принцип работы КГС

Все, что мы видим на приборах при посадке - это 2 перекрещивающихся планки, обозначающие положение самолета относительно траектории захода на посадку. Давайте попытаемся понять, за счет чего они перемещаются, и почему пилотажно-навигационный комплекс самолета получает очень точную информацию о положении самолета.

Итак, из чего состоит КГС:

Курсовой маяк, который обеспечивает наведение самолета в горизонтально плоскости - по курсу. маяк, обеспечивающий наведение в вертикальной плоскости - по глиссаде.
Маркеры, сигнализирующие момент пролета определенных точек на траектории захода. Обычно маркеры устанавливаются на ДПРМ и БПРМ.
Приемные устройства на борту самолета, обеспечивающие прием и обработку сигнала.

Курсовой и глиссадный маяки устанавливаются возле ВПП. Курсовой маяк - в противоположном торце ВПП по осевой линии, глиссадный маяк сбоку от ВПП на удалении точки приземления от порога ВПП.

Теперь о том, как работают эти маяки. Возьмем за основу курсовой маяк и несколько упрощенно рассмотрим его работу. При работе маяк формирует 2 разночастотных сигнала, которые схематично можно показать как 2 лепестка, направленные вдоль траектории захода на посадку.

В случае, если самолет находится точно на пересечении этих двух лепестков, мощность обоих сигналов одинакова, соответственно разность их мощностей равна нулю, и индикаторы прибора выдают 0. Мы на курсе. Если самолет отклонился влево или вправо, то один сигнал начинает преобладать над другим. И чем дальше от линии курса, тем больше это преобладание. В результате этого за счет разницы в мощности сигнала приемник самолета точно устанавливает, насколько далеко мы от линии курса.

Глиссадный маяк работает точно по такому же принципу, только в вертикальной плоскости.

Читаем показания приборов

Итак, мы вошли в зону действия КГС. Планки на ПНП отшкалили, значит пора нам сориентироваться, где мы находимся и как нам надо пилотировать самолет, чтобы точно вписаться в траекторию захода.

В зависимости от того, какой прибор у нас установлен, индикация может меняться, но основной принцип остается неизменным - планки (стрелки, индексы) показывают нам положение траектории захода относительно нашего места. На том приборе, что мы сейчас рассмотрим, наше положение относительно курса показывает вертикальная планка, а положение относительно глиссады - треугольный индекс в правой части прибора.

Сами планки как бы показывают нам, где именно находится наша траектория. Если курсовая планка слева, то линия курса тоже находится слева, а значит, нам надо довернуть влево. То же и по глиссаде - если глиссадный индекс внизу, то мы идем выше, и нам надо увеличить вертикальную скорость, чтобы "догнать" глиссаду.

Теперь давайте пройдемся по разным положениям самолета и посмотрим на индикацию прибора в положениях, указанных на общем рисунке.

1. Мы на линии курса и еще не подошли к точке входа в глиссаду. Все как положено - курсовая планка точно в центре, глиссадный индекс вверху. Линия глиссады проходит над нами и устремляется в никуда под углом в среднем 2 градуса 40 минут относительно горизонта. Кстати, угол наклона глиссады (УНГ) на разных аэродромах разный. Это зависит от рельефа местности и от других условий. К примеру, на горных аэродромах УНГ может составлять до 4-5 градусов.

2. Мы находимся в точке входа в глиссаду (ТВГ). Это точка, образованная пересечением глиссады с высотой круга. Средняя величина удаления ТВГ составляет примерно 12 км. Естественно, чем выше высота круга и чем меньше УНГ, тем дальше от порога ВПП находится ТВГ.

3. Мы находимся левее и выше. Надо довернуть вправо и увеличить скорость снижения.

4. Мы находимся левее и ниже. Приберем вертикальную и довернем вправо.

5. Мы находимся правее и выше. Довернем влево и увеличим вертикальную.

6. Мы правее и ниже. Догадайтесь, что нужно сделать :)

Ну в общем-то это все, что хотелось вам сообщить :)

Напоследок хочу сделать одно весьма важное дополнение.

Учтите, что чем ближе мы находимся к ВПП, тем меньше должны быть эволюции самолета, потому что прибор становится очень чувствительным. К примеру, если мы находимся на удалении 10 км от порога ВПП, положение курсовой планки на второй точке шкалы может означать боковое отклонение в 400 метров или более (это к примеру). Чтобы довернуть, нам понадобится изменить курс на 4-5 градусов или более. Если же мы находимся на удалении 2 км, то такое положение планки означает, что отклонения превысили предельно допустимые, и единственное, что нам остается, это уходить на второй круг. Чем ближе самолет к порогу ВПП, тем ближе к центру должна быть курсовая планка. В идеале конечно точно в центре :) И соответственно, чем мы ближе, тем меньше должны быть эволюции самолета. Нет смысла закладывать 30-градусный крен в районе ближнего привода. Во-первых, это опасно на такой высоте, во-вторых вы просто не успеете довернуть, учитывая инерцию самолета.

То же самое касается и глиссады. Если мы находимся ниже глиссады, то на большом удалении нам иногда приходится уменьшать вертикальную до нуля, а на маленьком удалении это было бы неверно опять же из-за опасности перелета и, соответственно, выкатывания за ВПП.

Современный язык полон слов и выражений, смысл которых, порой, не совсем понятен, требует пояснений. Обычно это профессиональные слова, которые вошли в нашу повседневную речь от специалистов той или иной профессии.

Поскольку для многих воздушные перелеты стали привычным способом передвижения, в нашей речи мы все чаще употребляем авиационные термины, ранее применяемые и понятные лишь профессионалами. Итак, ответим на вопрос – что такое глиссада?

Что такое глиссада, значение слова

Определимся с понятием слова глиссада. Оно происходит от французского glissade – скользить, скольжение.

В авиации это траектория при заходе на посадку, по которой происходит снижение воздушного судна или любого другого летательного аппарата. Движения по ней приводит самолет в зону посадки. Для большинства аэродромов выход на глиссаду начинается на расстоянии 15-20 км от взлетно-посадочной полосы (ВПП). От диспетчера разрешение на посадку борт получает лишь тогда, когда он находится на этой траектории. Тогда же самолет выпускает шасси.

Одной из важных характеристик ВПП служит угол наклона глиссады (УНК) – угол между плоскостями глиссады и горизонтом. В зависимости от того, насколько точно выдержан этот угол, будет зависеть дальнейшие действия летчика – заход на второй круг или мягкое приземление. По рекомендации Международной организации гражданской авиации УНК равен 3º. В СССР было принято значение 2º40′. Современные аэродромы гражданской авиации –значение угла в пределах от 2º до 4º.

При полете по глиссаде при выпущенной механизацией крыла запас по сваливанию определяют нормы летной годности (НЛГ). Чтобы обеспечить необходимый запас, не превышающий допустимый, скорость воздушного судна, движущегося по глиссаде, должна превышать скорость сваливания как минимум на треть. Для разных летательных аппаратов это составляет примерно 60±10 км/ч.

В этом режиме даже отказавший двигатель не снизит скорость воздушного судна, сохранит необходимую устойчивость и управляемость.

Заход на посадку

Заключительный и наиболее сложный этап выполнения полета, перед осуществлением посадки самолета. При этом пилот должен вывести летательный аппарат на траекторию – предпосадочную прямую – ведущую непосредственно в точку приземления.

Этот этап может быть осуществлен несколькими способами.

Визуальным (ВЗП). При этом для экипажа ориентиром является естественная линия горизонта, ориентиры на местности и наблюдаемая ВПП. Проводится, как правило, согласно схемам, определенных инструкциями по осуществлению полетов. Разрешается диспетчером после того, как осуществлен визуальный контакт с полосой, самолет находится в зоне визуального маневрирования.

По бортовым или аэродромным радионавигационным приборам. Такой способ обеспечивает заход на посадку при неблагоприятных метеоусловиях, когда визуальным методом выполнить безопасный маневр не получится. Поскольку при таком режиме экипаж строго соблюдает установленный и много раз проверенный алгоритм действий, поддерживающий заданные параметры полета и осуществляющий взаимоконтроль всех систем, он практически исключает грубые ошибки, приводящие к потере скорости и сваливанию.

Считается, что визуальный метод более экономичный по расходу топлива. Но выбор всегда остается за экипажем и диспетчером, который обеспечивает управление воздушным движением и видит всю обстановку над аэродромом.

Проанализировав случаи аварий, связанные с приземлением летательных аппаратов мимо ВПП или выкатывания судна за его пределы, видно, что они следствие некоординированного изменения направления на высоте принятия решения (ВПР). Очевидно, что в этом случае борт не был готов к посадке. В каждом случае происходило несоответствие ожидаемого поведения – судно не подчинялось управлению, осуществляя произвольное движение. Это объясняется резким увеличением лобового сопротивления судна, т.к. создаётся большой угол скольжения. Происходит уменьшение поступательной скорости, которая влияет на работу руля, подъемной силы. Самолет уходит с траектории.

Несанкционированное изменение траектории движения по предпосадочной прямой приводит к таким последствиям:

Отклонения курса по вертикальной (крен) и горизонтальной (тангаж) плоскости;
Изменяется усилия на органах управления на противоположные;
Снижение скорости полета, как следствие – уход летательного аппарата с траектории глиссады;
Из-за возникновения крена отвлечено внимание летчика;
Возникает опасность повреждения крыла о препятствие на малой высоте, т.к. выход из не контролируемого разворота происходит при большом угле крена.

Поэтому при полете по глиссаде на ВПР исправление отклонения по курсу возможно в границах, требования которых определены требованиями руководящих документов, строго используя координированную технику пилотирования. В технические характеристики лайнера заложена возможность исправления отклонений с помощью разворота – координированного и подконтрольного.

Если все принятые действия не привели к исправлению траектории движения воздушного корабля, то командир принимает решение захода на второй круг и более тщательной подготовки к заходу на посадку.

Читайте также: