Зональная навигация

Зональная навигация ( RNAV , обычно произносится как / ˈ ɑːr n æ v / « ar-nav» ) — метод навигации по правилам полетов по приборам (IFR), который позволяет воздушному судну выбирать любой курс в сети навигационных маяков , а не ориентироваться. непосредственно к маякам и от них. Это может сократить расстояние полета, уменьшить заторы и позволить совершать полеты в аэропорты без маяков. Зональную навигацию раньше называли «случайной навигацией», отсюда и аббревиатура RNAV. ^[1]

RNAV можно определить как метод навигации, который позволяет воздушному судну выполнять полет по любому желаемому курсу в пределах зоны действия навигационных сигналов, привязанных к станции, или в пределах возможностей автономной системы, или их комбинации.

В США RNAV была разработана в 1960-х годах, а первые такие маршруты были опубликованы в 1970-х годах. В январе 1983 года Федеральное управление гражданской авиации отменило все маршруты RNAV на прилегающей территории Соединенных Штатов из-за обнаружения того, что самолеты использовали инерциальные навигационные системы, а не наземные маяки, и поэтому анализ затрат и выгод был не в пользу сохранения маршрутов RNAV. система. ^[2] RNAV была вновь введена в действие после масштабного внедрения спутниковой навигации .

Фон

Продолжающийся рост авиации увеличивает требования к пропускной способности воздушного пространства , что делает зональную навигацию желательной из-за ее повышения эксплуатационной эффективности.

Системы RNAV развивались аналогично традиционным наземным маршрутам и процедурам. Была определена конкретная система RNAV, и ее характеристики оценены посредством сочетания анализа и летных испытаний . Для наземных операций первоначальные системы использовали очень высокочастотный всенаправленный радиодиапазон (VOR) и дальномерное оборудование (DME) для оценки местоположения; для океанских операций инерциальные навигационные системы применялись (ИНС). Критерии воздушного пространства и пролета препятствий были разработаны на основе характеристик имеющегося оборудования, а спецификации требований основаны на имеющихся возможностях. Такие предписывающие требования привели к задержкам внедрения новых возможностей системы RNAV и увеличению затрат на поддержание соответствующей сертификации. Чтобы избежать таких предписывающих спецификаций требований, был введен альтернативный метод определения требований к оборудованию. Это позволяет специфицировать требования к производительности независимо от возможностей доступного оборудования и называется навигация, основанная на характеристиках (PBN). Таким образом, RNAV теперь является одним из навигационных методов PBN; в настоящее время единственным другим требованием являются требуемые навигационные характеристики (RNP). Системы RNP добавляют бортовой контроль характеристик и оповещение к навигационным возможностям RNAV. В результате решений, принятых в отрасли в 1990-х годах, большинство современных систем являются RNP.

Многие системы RNAV, хотя и обеспечивают очень высокую точность и обладают многими функциями, предоставляемыми системами RNP, не способны гарантировать свою эффективность. Признавая это и во избежание ненужных расходов эксплуатантов в тех случаях, когда требования к использованию воздушного пространства не требуют использования системы RNP, многие новые, а также существующие навигационные требования будут по-прежнему предусматривать RNAV, а не системы RNP. Поэтому ожидается, что операции RNAV и RNP будут сосуществовать в течение многих лет.

Однако системы RNP обеспечивают улучшение целостности работы, позволяя, возможно, сократить расстояние между маршрутами, и могут обеспечить достаточную целостность, позволяющую использовать только системы RNP для навигации в конкретном воздушном пространстве. Таким образом, использование систем RNP может обеспечить значительные преимущества в области безопасности, эксплуатации и эффективности. Хотя применения RNAV и RNP будут сосуществовать в течение ряда лет, ожидается, что переход к применениям RNP будет происходить постепенно по мере увеличения доли воздушных судов, оснащенных системами RNP, и снижения стоимости перехода.

Функциональные требования

Спецификации RNAV включают требования к определенным навигационным функциям. К таким функциональным требованиям относятся:

непрерывная индикация положения самолета относительно курса , отображаемая летчику на навигационном дисплее, расположенном в его основном поле зрения ;
отображение расстояния и направления до активной (До) путевой точки ;
отображение путевой скорости или времени до активной (До) путевой точки;
функция хранения навигационных данных; и
соответствующую индикацию неисправности системы RNAV, включая ее датчики.

Компоненты навигационных ошибок и оповещения

Боковая навигация

Невозможность достижения необходимой точности боковой навигации может быть связана с навигационными ошибками, связанными с отслеживанием и позиционированием воздушного судна. Тремя основными ошибками являются ошибка определения пути (PDE), летно-техническая ошибка (FTE) и ошибка навигационной системы (NSE). Распределение этих ошибок предполагается независимым, нулевым и гауссовым . Следовательно, распределение общей системной ошибки (TSE) также является гауссовым со стандартным отклонением, равным квадрату суммы корней (RSS) стандартных отклонений этих трех ошибок.

PDE возникает, когда траектория, определенная в системе RNAV, не соответствует желаемой траектории, т. е. траектории, по которой ожидается полет над землей. Использование системы RNAV для навигации предполагает, что определенный путь, представляющий предполагаемый путь, загружается в навигационную базу данных. Последовательный, повторяемый путь не может быть определен для поворота, который допускает разворот в путевой точке (поскольку близость к путевой точке и вектор ветра могут не повторяться), требует пролета путевой точки (поскольку вектор ветра может не повторяться). быть повторяемым) или происходит, когда самолет достигает целевой высоты (поскольку целевая высота зависит от тяги двигателя и веса самолета). В этих случаях навигационная база данных содержит желаемую траекторию полета из точки в точку, но не может учитывать систему RNAV, определяющую траекторию пролета или пролета и выполняющую маневр. Значимые PDE и FTE не могут быть установлены без определяющего пути, что приводит к изменчивости хода. Кроме того, детерминированный, повторяемый путь не может быть определен для путей, основанных на курсе, и результирующая изменчивость пути учитывается при проектировании маршрута.

FTE относится к способности летного экипажа или автопилота следовать заданному маршруту или маршруту, включая любую ошибку отображения (например, ошибку центрирования индикатора отклонения от курса (CDI)). FTE может контролироваться автопилотом или процедурами летного экипажа, и степень, в которой эти процедуры должны поддерживаться другими средствами, зависит, например, от фазы полета (т. е. взлет , набор высоты , крейсерский полет , снижение , посадка ) и тип операций. Такая поддержка мониторинга может быть обеспечена путем отображения карты.

NSE означает разницу между расчетным и фактическим положением самолета.

Продольная навигация

Продольные характеристики подразумевают навигацию по положению вдоль пути (например, 4-D управление). Однако в настоящее время не существует навигационных спецификаций, требующих 4-D управления, а также отсутствует FTE в продольном измерении. Действующие навигационные спецификации определяют требования к точности маршрута, включая NSE и PDE. PDE считается незначительным. Точность вдоль маршрута влияет на передачу данных о местоположении (например, «10 морских миль до ABC») и разработку схемы (например, минимальные высоты сегмента , на которых воздушное судно может начать снижение после пересечения контрольной точки).

Обозначение

Спецификация RNAV обозначается как RNAV X, например RNAV 1. Выражение «X» (там, где оно указано) относится к точности боковой навигации в морских милях, которая, как ожидается, будет достигнута по крайней мере в 95% времени полета населением воздушное судно, выполняющее полет в воздушном пространстве, маршруте или схеме.

Спецификаций захода на посадку по RNAV не существует.

Планирование полета

Ручное или автоматическое уведомление о квалификации воздушного судна для выполнения полетов по маршруту обслуживания воздушного движения (ОВД), по схеме или в воздушном пространстве предоставляется УВД через план полета. Процедуры плана полета указаны в соответствующих документах ИКАО . ^[3]

См. также

Ссылки

Эта статья включает общедоступные материалы с веб-сайтов или документов Федерального авиационного управления .

^ Клаузинг, Дональд Дж. (2006). Руководство авиатора по навигации (4-е изд.). Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. п. 77. ИСБН 9780071477208 .
^ 68 FR 24864 Установление маршрутов зональной навигации (RNAV)
^ ИКАО. Doc 4444. Правила аэронавигационного обслуживания. Организация воздушного движения (PANS–ATM) .

Внешние ссылки

Учебное пособие по RNAV - Международный университет Флориды
Знакомство с современной навигацией – Airbus

[1] Клаузинг, Дональд Дж. (2006). Руководство авиатора по навигации (4-е изд.). Нью-Йорк: МакГроу-Хилл. п. 77. ИСБН 9780071477208 .

[2] 68 FR 24864 Установление маршрутов зональной навигации (RNAV)

[3] ИКАО. Doc 4444. Правила аэронавигационного обслуживания. Организация воздушного движения (PANS–ATM) .

[1]

[2]

[3]