Виды правил полетов самолетов17.05.2020 01:02

Предлагаю немного отвлечься и отправиться в прекрасный и далекий мир полетов. Сегодня мы разберем воздушное право, а именно два вида правил полетов (сами правила рассматривать пока не будем). Это одна из основ всего в авиации, без которой становится сложно объяснить множество других вещей, начиная от устройства воздушного пространства и заканчивая оборудованием самолета.

Чего ожидать от правил

Попробуем по аналогии с правилами дорожного движения понять, зачем они вообще нужны и чего мы, участники этого самого движения, от них ждем.

Одной из важнейших функцией любых правил является выполнение предсказуемых процедур. Увидев сигнал поворота на машине спереди, вы понимаете, что она скоро повернет или перестроится. Аналогично и в небе: летая вокруг аэродрома с множеством самолетов в воздухе, вы должны знать, где, куда и при каких условиях они будут поворачивать (либо менять скорость/высоту).

Второй важнейшей функцией являются ограничения — по скорости, весу или габаритам. Во многом такие ограничения обусловлены требованиями к безопасному маневрированию транспортного средства. Например, на скользких и крутых дорогах часто ограничивают скорость. В авиации для безопасного маневрирования очень важно знать пространственное положение воздушного судна.

Очевидно, что несущиеся с большой скоростью навстречу друг другу автомобили нужно разводить в разные стороны. В правилах дорожного движения это достигается использованием разных полос, знаков приоритета и светофоров. В авиации всего этого нет, и нужно придумать способ разведения трафика в воздухе.

В небе нет и дорог в привычном нам смысле. И знаков навигации тоже нет. Тем не менее, пилоты должны как-то уметь находить дорогу из точки А в точку Б. Поэтому принципы осуществления навигации также являются частью правил полетов.

Наконец, иногда один поток трафика может создать проблемы другому. Например, большое количество фур в центре города может привести к пробкам. Их было бы логично перенаправить на объезд, то есть выполнять управление трафиком. По аналогии, в небе часто приходится держать загруженное коммерческими рейсами воздушное пространство свободным от некоммерческих самолетов, иначе авиакомпании (и аэропорты) понесут существенные убытки от задержек рейсов.

Правила визуальных полетов

В 1903 году братья Райт совершили первый в истории человечества полет. Их пример вдохновил множество инженеров, и вскоре мир захватил бум авиации. Теория полета тогда только разрабатывалась, поэтому заря выдалась непростой и унесла с собой множество жизней. Полетам очень скоро нашлось практическое применение — мир захлестнула Первая Мировая Война. Спрос на самолеты породил предложение, дав возможность доработать теорию и сделав полеты достаточно безопасными для перевозки пассажиров.

Зарождались первые авиакомпании, а в 1944 году множество стран объединилось, подписав Чикагскую Конвенцию и создав ICAO — интернациональную организацию, регулирующую полеты. Появился современный правовой базис для международных полетов. Возникла необходимость создать и систематизировать правила полетов, используя знания, опыт и технические возможности того времени.

Один из первых маршрутов KLM, Амстердам — Джакарта. Точками обозначены пересадки

Правила визуальных полетов (ПВП, Visual Flight Rules, VFR) опираются на тот факт, что пилот на протяжении всего полета будет видеть естественную линию горизонта, воздушное пространство вокруг себя и часть поверхности земли снизу.

Согласно приложению 6 конвенции о международной гражданской авиации, самолет, летящий визуально, должен иметь на борту средства измерения и отображения:

приборной воздушной скорости (позволяет выдерживать безопасную для маневров скорость)
барометрической высоты (для поддержания необходимой для полета высоты)
магнитного курса (дает возможность выдерживать направление на точку назначения)
времени (позволяет узнать расстояние до точки через скорость)

Сами правила полетов достаточно просты:

пространственное положение самолета, необходимое для безопасного маневрирования, выдерживается по естественной линии горизонта
конфликтующий трафик ищется пилотом визуально, и для его разведения не требуется помощь диспетчера (два самолета на встречных курсах поворачивают каждый вправо)
навигация обеспечивается чтением аэронавигационной карты и соотнесением её ориентиров с наблюдаемой поверхностью, а также выполнением точного штурманского расчета на земле
процедуры строятся по тем же ориентирам и публикуются в специальных сборниках. Пример такой процедуры для захода на посадку: долететь до такого-то озера, повернуть от него к такой-то деревне, посреди деревни повернуть влево, а там уже и полосу становится видно
для управления трафиком можно использовать ограничения по высоте или ориентирам (например, построить запретную зону над Москвой от МКАДа)

Помимо самого маневрирования воздушным судном, на пилота возлагается обязанность по сканированию трафика и ориентиров на земле. Поэтому большую часть времени визуальный пилот смотрит наружу. Это, в свою очередь, приводит к пониженной точности выдерживания параметров полета (высоты, скорости, курса).

Для таких полетов необходимы достаточно строгие метеорологические условия. Пилот должен видеть:

большую часть земли на протяжении всего полета, что делает трудноосуществимым полет на больших высотах (над облаками)
естественную линию горизонта, что делает невозможным полеты в самих облаках
взлетно-посадочную полосу при взлете и заходе на посадку, что исключает возможность осуществления взлетов/посадок в тумане

Типичный визуальный полет

Все это делало коммерческие визуальные полеты делом весьма непредсказуемым. Рейсы приходилось корректировать или отменять из-за погодных условий, полет на больших высотах (уменьшающий время полета и расход топлива) был недоступен. Это привело к появлению новых правил, по которым и стала летать коммерческая авиация (и них речь пойдет чуть ниже).

Но визуальные полеты остались. Они прочно закрепились в той нише, которая нетребовательна к регулярности полетов — малой авиации. Они проще в освоении (все частные пилоты учатся летать изначально именно визуально), менее требовательны к оборудованию самолета (можно сэкономить на самолете и его обслуживании) и диспетчерскому сопровождению (можно летать вообще без диспетчера). Визуальные полеты безумно красивы и позволяют пилоту сполна насладиться всеми красотами неба.

Правила полетов по приборам

По мере развития спроса на коммерческие перелеты встал вопрос о планировании рейсов. Любая неподходящая погода в точке вылета, прилета или на пути могла привести к отмене рейса. Увеличивающийся поток трафика требовал от пилотов более точного выполнения процедур, а уворачиваться от других самолетов становилось все сложнее. Научно-технический прогресс тоже не стоял на месте. Все это привело к появлению новых правил.

Правила полетов по приборам (ППП, Instrument Flight Rules, IFR) опираются на тот факт, что на протяжении любой части полета пилот может иметь ограниченную видимость.

Становится возможным полет в облаках, на больших высотах, посадок при очень плохой видимости. Одновременно, такие полеты становятся требовательнее к оборудованию и обслуживанию.

маневрирование выполняется по искусственному авиагоризонту. При его отказе используются комбинированные данные с других приборов — высотомера, тахометра, магнитного компаса, часов, указателя скольжения и поворота
конфликтующий трафик разводится указаниями диспетчера. Как правило, на самолетах установлена TCAS (traffic collision avoidance system, система предупреждения столкновения самолётов в воздухе), однако она используется лишь для подстраховки возможных ошибок диспетчеров
навигация осуществляется выполнением указаний диспетчера, использованием наземных радиомаяков (VOR/DME/ADF/ILS), инерциальной системы навигации (IRS), либо спутниковой системы (GPS)
процедуры выполняются по радиомаякам/инерциальной системе/спутникам, либо по прямым указаниям диспетчера
управление трафиком тоже выполняет диспетчер, используя данные с радаров либо отчеты пилотов о достижении определенных точек

Приборы Airbus A321

Пилот на протяжении всего полета смотрит на приборы. Человеческий организм не предназначен для полетов, а потому ему характерны визуальные и пространственные иллюзии. Достаточно отвести взгляд от авиагоризонта на несколько секунд, чтобы обнаружить, что самолет ушел в крен или пике. Требования к точности выдерживаемых параметров также возрастают. Такие полеты требуют существенно более высокого уровня подготовки экипажа, в частности, обучения его правильным техникам сканирования приборов. Пилот, допущенный к полетам в приборных метеорологических условиях, должен иметь инструментальный рейтинг в летной лицензии.

Требования к самому самолету также значительно выше. Теперь он должен быть оснащен дополнительными приборами, такими, как авиагоризонт, указатель скольжения и поворота, указатель вертикальной скорости. Нужны приемники уже упомянутых выше навигационных маяков, радиостанция для связи, транспондер (ответчик) для предоставления диспетчеру информации о местоположении.

Так как пилот почти все время смотрит на приборы, чтение аэронавигационных карт, изменение частот и ведение бортового журнала становятся более сложными задачами. Для снижения нагрузки в самолеты часто ставят автопилот, либо летают вдвоем. Сами приборы тоже часто дублируют, да так, чтобы у них были разные и независимые источники информации — отказ приборов в отсутствие видимости может быть очень опасен.

Полеты в облаках чреваты риском обледенения, поэтому зачастую на приборных самолетах можно встретить противообледенительные системы. Фюзеляж экранируют для защиты от удара молнии, а кабину иногда оснащают погодным радаром или грозоотметчиком. С целью уменьшения вероятности столкновения в воздухе на самолеты могут дополнительно ставить вышеупомянутую систему TCAS. При заходе на посадку в условиях плохой видимости полезно знать точное расстояние до поверхности земли, поэтому на некоторые самолеты дополнительно ставят радиовысотомер. Для посадки при особо низкой видимости, когда безопасное приземление находится за пределами физических возможностей человека, используют автопилот с функцией автоматической посадки.

По сути, приборные полеты это настоящий простор для самого разнообразного (и весьма дорогого!) оборудования под всевозможные задачи. Иметь автопилот, TCAS или погодный радар совсем необязательно, но их наличие может здорово облегчить пилоту жизнь и внести существенный вклад в общую безопасность полета.

Как уже было упомянуто, по приборам летают авиалайнеры. Малая авиация тоже может летать по приборам, но большая её часть летает визуально.

Иногда можно полетать среди таких лучей

В заключение

И у тех, и у других правил есть своя красота. Полет сам по себе очень волшебное и завораживающее зрелище, а полет в облаках может быть чем-то ещё более невероятным — либо оказаться скучной серостью за окном. Летая визуально, вы увидите привычные вам достопримечательности так, как их не увидит никто. Летая по приборам, вы будете элегантно решать очень интересные логические, математические и менеджерские задачи, а также намного меньше зависеть от погоды.

Разумеется, никто не мешает вам во время визуальных полетов использовать приборное оборудование (в качестве вспомогательных средств). И наоборот, во время приборных полетов вы вполне себе можете подглядывать на естественный горизонт, если вам его видно.

Я являюсь частным пилотом, летающим (вернее, летавшим до введения карантина) визуально в Англии. Около трех месяцев назад я начал учиться летать по приборам. Я не являюсь инструктором, моя статья носит научно-популярный характер и не может быть использована для обучения реальных пилотов.

Если вам она понравится, я могу писать больше статей на авиатематику. Из интересного можно рассказать про:

классы и типы воздушного пространства
приборы самолета, их устройство, назначение и действия в случае отказа
штурманский расчет и выполнение визуальной навигации
угол атаки и сваливание самолета
управление самолетом по трем осям и его стабильность
полет по кругу аэродрома
процедуры установки высотомера

Дожидайтесь окончания самоизоляции, а после этого приходите на аэродромы и пробуйте летать сами. Статью о том, как просто это можно сделать, можно найти тут.

Ну и подписывайтесь на мой канал в Telegram, где я делюсь своими знаниями теории и рассказываю интересные истории из практики (сейчас в отсутствие практики будет больше теории). На YouTube могу посоветовать каналы Записки Пилота и kudri fm — они примерно о том же.

Увидимся в небе!