Wieje

(Tekst z rysunkami znajduje się w pliku PDF)

Współczesna organizacja ruchu IFR zapisana w AIRAC i ścisłej frazeologii ogranicza swobodę nawigacji w wyborze drogi do celu do z góry określonych radiali dróg powietrznych i procedur opublikowanych (tu pojawiają się jeszcze łuki i wektory) oraz ortodrom i wektorów wskazanych przez kontrolę. Są to tzw. nakazane linie drogi (to co powinniśmy wykonać zgodnie z planem lotu lub poleceniem kontrolera). To co wykonujemy naprawdę zwane jest rzeczywistą linią drogi. Współczesna nawigacja w lotach IFR sprowadza się do zapewnienia, by rzeczywista linia drogi była jak najbardziej zbliżona do nakazanych ortodrom, wektorów i łuków. To wcale nie jest takie oczywiste dla sporej grupy vpilotów, o czym świadczą dość częste pytania kontrolerów – „potwierdźcie, że wykonujecie na…”. Brak zrozumienia dla odpowiedzialności pilota za nawigację, a w dalszej kolejności wiedzy i umiejętności.

FS skutecznie wyrabia chore przeświadczenie, że od nawigacji jest GPS, FMC, autopilot, a w ostateczności kontrola ale nie pilot. Wystarczy pominąć lekcje, wyuczyć się wrzucania wygenerowanego planu do GPSa i przełączania wajchy z NAV na GPS, by uznać, że za wszystkie błędy nawigacyjne winę ponosi FS. Wesołe filmiki na YT nauczą zrzucać odpowiedzialność za „lądowania ILS” na autopilota (stąd pytania forumowe „dlaczego samolot nie chce lądować wg ILS”). Wreszcie „kontrola FSowa” nauczy oczekiwania tylko na polecenia wykonywalne automatycznie – albo wektor albo procedurka zapisana w GPS/FMC. W takim świecie nawigacja jest zjawiskiem obiektywnym, dziejącym się za sprawą urządzeń na które pilot może i ma jakiś wpływ ale na pewno nie odpowiada za efekt. Przełamanie tego przeświadczenia jest moim zdaniem w tej chwili największym problemem newbies.

Ale załóżmy, że już wiemy, że to pilot jest odpowiedzialny za nawigację. Jeśli korzysta z FMC/GPS czy choćby z samego a/p, to jego psim obowiązkiem jest ciągłe monitorowanie zgodności rzeczywistej linii drogi z tą nakazaną i stosowne reagowanie zanim padnie od kontroli sakramentalne „potwierdźcie…”. Tu niestety zaczynają się schody, bo bez pewnej wiedzy i praktyki mamy problemy z poprawnym monitorowaniem, o co dopiero z samodzielną nawigacją. Intuicja namawia nas do upraszczania stosowanych technik, co na kuli omiatanej wiatrami prowadzi do znacznych błędów.

Bezwzględnie najczęstszym błędem podpowiadanym przez mało wyćwiczoną intuicję jest mieszanie pojęć kursu samolotu z kursem linii drogi. Bardzo rzadko oś podłużna samolotu (czyli kurs) pokrywa się z rzeczywistą linią drogi, a co dopiero z nakazaną. Poszukajcie na YT filmu z lądowania, na którym samolot nie wyrównywałby kursu do osi pasa przed samym przyziemieniem – niełatwo znaleźć. A co dopiero wyżej, gdzie wiatry są dużo silniejsze.

Ciekawe, że te same zjawiska w znanym nam świecie „naziemnym” stają się oczywiste. Jeśli pokonujemy rzekę starając się utrzymać oś łódki prostopadle do brzegów, to wiemy, że dobijemy poniżej (patrząc względem nurtu) punktu znajdującego się dokładnie naprzeciw startowego (w lotnictwie odpowiada to wektorowi). Jeśli będziemy stale ustawiać oś łódki w kierunku punktu naprzeciw startowego, to ostatecznie tam dobijemy ale wykonując dziwną krzywą (w lotnictwie ta technika zwie się homing). Ale jeśli stale ustawiamy oś łódki tak, by cały czas łódka znajdowała się na prostej łączącej punkt startowy z tym naprzeciw niego (czyli na nakazanej linii drogi), to pokonamy rzekę po prostej, a kąt pomiędzy osią łódki, a tą prostą będzie zależał od prędkości nurtu i naszej (w lotnictwie zwiemy to trackingiem, a sam kąt – kątem znoszenia). To każdy świetnie wie ale wielu zapomina przechodząc do wirtualnego latania.

Błędy pilotów

I tu zaczynają się klasyczne błędy:

• Opuszczenie JED ze stałym kursem 108° (czyli wektorem) daje nikłe szanse „trafienia” w PIGAT, a od wiatru zależy czy w drodze nie wypadniemy poza 5 milowe granice drogi.
• Stałe obserwowanie punktu docelowego na godzinie 12  gwarantuje tylko tyle, że do niego dolecimy ale tylko przypadkiem będzie to po ortodromie albo loksodromie. Zupełnie bez znaczenia jest czy tak sterujemy, by widzieć punkt docelowy u góry ekranu GPSa (tzw. „lot z widocznością GPSa”) czy by uzyskać „pionowy” odczyt wskaźnika kierunku do radiopomocy na ADF lub odbiorniku VOR. Homing w Polsce może doprowadzić do ponad 10 milowych odchyleń od radiali naszych radiolatarni przy odpowiednio wietrznej pogodzie. Od biedy miewa sens przy odległościach mniejszych niż 10nm ale nie jako element podejścia.
• Zupełnym nieporozumieniem jest wchodzenie na ścieżkę podejść nieprecyzyjnych  w technice polegającej na utrzymaniu kursu równego kursowi ścieżki i jednoczesną obserwacją radiopomocy na godzinie 12. Po uwzględnieniu wiatru czyli kąta znoszenia nasza rzeczywista linia drogi nie będzie się pokrywać ze ścieżką i tylko przypadkiem może przebiegać przez radiopomoc zatem taka nawigacja najczęściej okaże się niemożliwa.
• Na podejściu NDB 11 w Rębiechowie czy obu podejść NDB 11 w Strachowicach trzeba mieć dużo szczęścia do wiatru, by przy pogodzie w okolicach minimów brak trackingu nie zakończył się niespodzianką na MDA. Tam pomoce są położone daleko za progiem, a błąd rośnie z odległością do pomocy.

Kurs rzeczywistej linii drogi jest sumą kursu magnetycznego samolotu i kąta znoszenia, a ten ostatni prawie nigdy nie jest zerowy. Precyzyjnie – wektor prędkości GS (czyli wzdłuż rzeczywistej linii drogi) jest sumą wektora prędkości TAS samolotu i wektora wiatru (dla niewprawionych wskazana jest zabawa z xlsem Rzemyka dostępnym na forum). To widać w kokpitach wyposażonych w EFIS, gdy wyświetlana rzeczywista linia drogi jest prawie zawsze odchylona od aktualnego kursu samolotu.

Nawigacja polega na takim sterowaniu kursem samolotu, aby przy aktualnym wietrze i aktualnej prędkości rzeczywista linia drogi pokrywała się z nakazaną z jak największą dokładnością.

Dla najczęstszego typu nakazanej linii drogi – czyli dla ortodromy (wszystkie drogi powietrzne, większość elementów w procedurach, ścieżki podejścia i polecenie „DCT”) – są stosowane cztery metody nawigacyjne:

• Jeśli tym punktem jest VOR lub lokalizer lub nakazana ortodroma leży na radialu jakiegoś VORa, to wystarczy stale utrzymywać ten radial – technika dobrze opisana w każdej sensownej szkole. Instrumenty pokładowe są do tego przystosowane i nawet autopilot ma wbudowaną tę funkcję.
• Jeśli punkt docelowy znajduje się na wspólnej ortodromie z dwoma nadajnikami NDB, to wystarczy zapewnić stały równy namiar na obie pomoce (ewentualnie przeciwny jeśli znajdujemy się pomiędzy nimi). Technika typowa dla podejść na 2xNDB, wymaga ćwiczeń i kokpitu z dwoma ADF.
• Jeśli tym punktem jest NDB lub na nakazanej ortodromie leży NDB, to możemy ortodromę przybliżyć loksodromą. Otóż przy odległościach typowych dla odczytu nadajników NDB takie przybliżenie jest na tyle dokładne, że można go stosować nawet przy podejściach. Co ważniejsze, namiar na NDB równie dokładnie przybliża kurs z jakim należy wykonywać loksodromę do tego NDB (dla dużych odległości jest to nieprawda, by wspomnieć przykład z loksodromą z Okęcia na JFK, gdzie namiar różnił się od kursu loksodromy o 41°)1. Należy w locie utrzymywać stały namiar na punkt docelowy techniką trackingu zgrabnie opisaną w Szkole Pilotów (http://www.aviation.home.pl/old/nawigacja/ndbnav.html). Nie jest to łatwa technika, szczegóły zależą od konstrukcji ADF w danym modelu i koniecznie trzeba ją porządnie przećwiczyć, by uzyskać sensowny efekt. Autopilot takiej funkcji nie oferuje.
• Jeśli nie możemy zastosować żadnej z powyższych, tu musimy się odwołać do nawigacji obszarowej czyli FMC/GPS. To wynika z cech koła wielkiego. Przez dwa punkty niebiegunowe przechodzi dokładnie jedno koło wielkie. Aby stwierdzić czy się na nim znajdujemy musimy oba widzieć w tym samym albo dokładnie odwrotnym kierunku (bo fale elektromagnetyczne rozchodzą się po ortodromach). Jeśli widzimy tylko jeden z nich, to bez informacji czy obserwator w tym punkcie widzi nas pod tym samym lub dokładnie odwrotnym kątem co drugi punkt nie dowiemy się czy to jest dokładnie te koło wielkie o jakie nam chodzi2.

Pierwsze trzy metody można stosować dla monitorowania działania FMC, gdy przy punktach z trasy podawane są ich namiary (metodę dobieramy w zależności czy jest to namiar na nas z danego punktu czy nasz na dany punkt).

Na koniec warto dodać, że brak nadzoru nad FMC/GPS oraz stosowanie wektorów i homingu na odcinkach ortodromicznych widać z radaru jak na dłoni. Samolot pozostawia ślad i jest to dokładnie fragment jego aktualnej rzeczywistej linii drogi. Jeśli nie jest to ortodroma ani loksodroma wykonywana techniką trackingu, to przedłużenie tego śladu rozjeżdża się z punktem docelowym. I wtedy kontrolerzy reagują znanym pytaniem „potwierdźcie…”.

Podsumujmy

Współczesna nawigacja lotnicza polega na zapewnieniu, by rzeczywista linia drogi samolotu była jak najbardziej zgodna z nakazaną. Pilot ponosi całkowitą i wyłączną odpowiedzialność za dokładność nawigacji bez względu czy wykonuje ją osobiście czy z pomocą autopilota i/lub FMC/GPS.

Kurs samolotu jest jedynym parametrem nawigacyjnym tylko przy wykonywaniu wektora. Dla wszystkich pozostałych nakazanych linii drogi musimy stosować metody uwzględniające wiatr i pamiętać, że rzeczywista linia drogi jest sumą kursu samolotu i kąta znoszenia. Sam kąt znoszenia zależy od wektora wiatru oraz kursu samolotu i jego prędkości TAS czyli z natury rzeczy jest zmienny.

Jeśli nakazaną linią jest ortodroma, to mamy do dyspozycji kilka metod zapewniających precyzję bez względu na wiatr (w tym możemy loksodromicznie przybliżyć ortodromę techniką trackingu).
Nigdy więcej homingu.

Tradycyjnie test końcowy

Jak z dowolnego punktu w Polsce można wykonać lot bezpośredni (czyli po ortodromie) na EVINA tylko przy użyciu instrumentów klasycznych i kalkulatora?

Autor: Piotr Kuźnicki

Przypisy

1. 1 Nieocenionym vE6-B możemy porównać sobie loksodromy i ortodromy łączące LDZ z CZE I JED. Loksodroma z LDZ do CZE jest dłuższa od ortodromy o 1/100nm, a jej kurs jest mniejszy od kursu wylotowego ortodromy o 1,25°. Dla pary LDZ>JED ułożonej dużo bardziej południkowo, jak się można spodziewać różnice są jeszcze mniejsze – w długości mniej niż 1/100nm, a kąt o 1/4°. Dlatego po otrzymaniu polecenia „DCT KRW” odczytanie namiaru na KRW i utrzymywanie go stale w dolocie techniką trackingu da precyzję porównywalną z FMC.
2. 2 To jest odpowiedź na zagwozdkę z poprzedniego miesiąca – nie ma pewnej metody wykonania lotu radialnego na NDB. Jedyną odczytywaną informacją jest namiar na tę pomoc, a to za mało. Dla każdego tak odczytanego namiaru jest wiele różnych radiali od tej pomocy, na których taki namiar można odczytać. I nawet jak nie ma wiatru, to nie mamy możliwości sprawdzenia czy lecimy dokładnie „równo” tzn. czy trzymamy się jednego, początkowego radiala.