что такое сию в авиации

От «зеленого» винта: к чему приведет обсуждение экологической повестки в авиации

Ежегодный углеродный след мировой авиационной отрасли составляет 1 млрд тонн, или 2% всех мировых выбросов углекислого газа. Много это или мало? С сентября 2021 года мировые новостные агентства публикуют завораживающие карды многодневного извержения вулкана Кумбре-Вьеха на испанском острове Ла Пальма. Если бы этот вулкан извергался тысячу лет подряд, то он выбросил бы в атмосферу столько же углекислого газа, сколько ежегодно выбрасывает мировая авиация. Как часто вы совершаете двух-трехчасовой перелет? Чтобы компенсировать оставленный вашим рейсом углеродный след, каждый пассажир борта должен посадить и вырастить одно дерево.

Пока регуляторы усиливали давление на одни отрасли, например на электрогенерацию и промышленность, требуя снижения выбросов, они почти не замечали другие, например авиацию. Возможно, причина и в относительно небольших выбросах, и в социальной значимости сектора, и в его низкой рентабельности, и в отсутствии простых и дешевых способов декарбонизации.

Однако ничто не вечно, и зеленую повестку в авиации начинают обсуждать на все более высоких уровнях. Например, Германия в 2020 году снизила налог на билеты на поезд, но повысила на авиаперелеты. Франция в 2021 году запретила внутренние перелеты, которые можно заменить поездкой на высокоскоростном поезде длительностью менее двух с половиной часов. ЕС этим летом представил пакет законов Fit for 55, который ужесточает предъявляемые к авиакомпаниям требования. Начиная с 2023 года европейские авиакомпании должны будут покупать больше квот на выбросы на внутренних перелетах. А с 2025 года все топливо, используемое для заправки самолетов в европейских аэропортах, должно будет содержать не менее 2% экологически чистого топлива — SAF.

Российские компании не станут исключением. По оценке «ВТБ Капитал», при текущей цене на биотопливо российские авиакомпании в 2025 году могут дополнительно потратить 3 млрд рублей, или 90 рублей на каждый проданный билет в ЕС. К 2030 году суммы увеличатся до 11 млрд и 250 рублей соответственно, что, например, может к тому времени составить треть стоимости билета низкозатратного перевозчика.

В дополнение к этому Международная организация гражданской авиации (ICAO, глобальный регулятор, подчиняющийся ООН) разрабатывает свою программу — CORSIA (Carbon Offsetting and Reduction Scheme for International Aviation). Согласно ей, с 2027 года все ее участники должны будут компенсировать выбросы от международных рейсов, которые будут превышать уровни 2019 года. Тогда начиная с 2027 года потери российской авиаотрасли от CORSIA могут составить 20–30 млрд рублей в год. Международная ассоциация воздушного транспорта (IATA), в которую входят 290 авиакомпаний из 120 стран мира, в октябре 2021 года поставила цель достижения нулевых выбросов в 2050 году.

Существует несколько мер, которые помогут сектору сократить негативное влияние на окружающую среду, соответствовать требованиям регуляторов и уменьшить потенциальные потери от экологических платежей.

Во-первых, это использование биотоплива (SAF — Sustainable Aviation Fuel), которое может сокращать выбросы на 80% относительно обычного керосина. SAF — уже существующая технология. По составу такое топливо похоже на обычное, и уже сейчас их можно без проблем смешивать в пропорциях до 50/50. В планах повысить возможность увеличения доли SAF в смеси как минимум до 65%. Зеленым это топливо делает технология его производства. В отличие от керосина основой для SAF является не ископаемое сырье, а использованное масло, городские отходы, отходы производства, растения. Например, при производстве SAF основным преимуществом является избежание выделения отходами метана, который обладает сильным парниковым эффектом. Кроме того, SAF само по себе при сгорании выбрасывает меньше серы.

Но объем производства биотоплива сегодня ничтожен — всего 0,1% от глобального потребления керосина: в 2019 году оно составило почти 340 млн тонн. Из-за малого производства высока и цена: биотопливо почти в четыре раза дороже обычного керосина. Однако технологический прогресс и масштабирование приводят к быстрому и существенному удешевлению новых технологий. Поэтому, возможно, стоимость SAF будет снижаться.

Следующий инструмент декарбонизации — это использование новых типов самолетов: электрических и водородных. Первые недостаточно мощные — сейчас плотность энергии батарей в 14 раз ниже, чем у традиционного топлива. Чтобы заменить двигатели на Boeing 747, вес которых составляет 184 т, нужны батареи весом 500 т. Словении, правда, уже удалось разработать двухместный электросамолет, рассчитанный на 50 минут полета, он сертифицирован EASA. Кроме того, United заключила соглашение о покупке после 2026 года сотни 19-местных электрических самолетов у шведского стартапа. Российские авиакомпании пока интереса к электросамолетам не проявляли.

Самая большая проблема с самолетами на водороде — в хранении этого топлива: сжиженный водород требует охлаждения до минус 250°С. Эта задача была решена еще в прошлом веке советскими учеными: в 1988 году СССР построил и поднял в воздух самолет Ту-155 с двигателями, работающими на криогенном топливе, в том числе сжиженном водороде. Но распад Союза не позволил довести технологию до промышленного производства. Возможно, это удастся компании Airbus, которая в рамках программы ZERO E планирует первый полет водородного самолета в 2035 году.

В-третьих, улучшение существующих технологий. Это, пожалуй, единственная сфера, где российские авиакомпании имеют преимущества. Благодаря молодому парку самолетов, удельные выбросы топлива на пассажирокилометр у крупнейших российских перевозчиков почти на 25% ниже основных европейских и американских конкурентов. «Аэрофлот», в свою очередь, лидер по топливной эффективности в России и основная причина этому — «Победа». По расчетам «ВТБ Капитала», ее удельные выбросы более чем на 30% ниже выбросов «Аэрофлота». И так как национальный перевозчик планирует наращивать долю низкозатратной «дочки» в своем трафике до почти 50% в следующие 10 лет, то в итоге удельные выбросы будут падать, и плата за CORSIA (если таковая будет) только в результате этого может снизиться в два раза.

Большие возможности есть у России и в оптимизации схемы организации воздушного движения и выпрямления маршрутов. В стране до сих пор действует много ограничений на полеты над определенными территориями — наследие советских времен. Постепенно данные ограничения снимаются.

Наконец, все выбросы, которые не будут снижены биотопливом, улучшением топливной эффективности и прочими технологиями, планируется погасить через использование зеленых кредитов, которые авиакомпании будут покупать у сертифицированных зеленых компаний. Это выглядит примерно так: компания выбросила 100 тонн CO₂, после чего купила сертификат (по сути, «индульгенцию») у компании, которая, например, занимается высаживанием лесов. Предполагается, что эти самые леса и поглотят выброшенные 100 т газа.

Delta и Lufthansa уже обнародовали планы по приобретению зеленых кредитов, а IAG обязалась направлять €3 млн каждый год на компенсацию выбросов. Однако любое развитие предполагает движение вперед. В случае с углеродно нейтральной авиацией — через увеличение эффективности двигателей самолетов, новые низкоуглеродные технологические решения и сокращение разницы в стоимости традиционного и экологически чистого топлива. Только так, а не мусоря в одном месте и компенсируя в другом, можно оставить будущим поколениям процветающую планету.

Мнение редакции может не совпадать с точкой зрения автора

Источник

Внедрение точных заходов на посадку с использованием недорогих систем GPS приводит к замене ILS. Для обеспечения требуемой точности с помощью GPS обычно требуется только маломощный всенаправленный дополнительный сигнал, передаваемый из аэропорта, что значительно дешевле, чем использование нескольких больших и мощных передатчиков, необходимых для полной реализации ILS. К 2015 году количество аэропортов США, поддерживающих заходы на посадку по LPV, подобным ILS, превысило количество систем ILS, и ожидается, что это в конечном итоге приведет к отмене ILS в большинстве аэропортов.

СОДЕРЖАНИЕ

Принцип действия

Балочные системы

Точность системы обычно составляла порядка 3 градусов. Хотя это было полезно для направления самолета на взлетно-посадочную полосу, оно не было достаточно точным, чтобы безопасно вывести самолет на дальность видимости в плохую погоду; самолет обычно снижается со скоростью от 3 до 5 градусов, и если бы он был на 3 градуса ниже, он бы потерпел крушение. Лучи использовались только для бокового наведения, и одной системы было недостаточно для выполнения посадки в сильный дождь или туман. Тем не менее, окончательное решение о посадке было принято всего в 300 метрах от аэропорта.

Концепция ILS

ILS начинается с смешивания двух модулирующих сигналов с несущей, один с частотой 90 Гц, а другой с частотой 150 Гц. Это создает сигнал с пятью радиочастотами в общей сложности, несущей и четырьмя боковыми полосами. Этот комбинированный сигнал, известный как CSB для «несущей и боковых полос», равномерно передается антенной решеткой. CSB также отправляется в схему, которая подавляет исходную несущую, оставляя только четыре сигнала боковой полосы. Этот сигнал, известный как SBO для «только боковых полос», также отправляется на антенную решетку.

Приемник перед массивом будет принимать оба этих сигнала, смешанные вместе. Используя простые электронные фильтры, исходную несущую и две боковые полосы можно разделить и демодулировать для извлечения исходных сигналов с амплитудной модуляцией 90 и 150 Гц. Затем они усредняются для получения двух сигналов постоянного тока (DC). Каждый из этих сигналов представляет не силу исходного сигнала, а силу модуляции относительно несущей, которая изменяется в шаблоне широковещательной передачи. Это имеет большое преимущество в том, что измерение угла не зависит от диапазона.

Хотя схема кодирования сложна и требует значительного количества наземного оборудования, результирующий сигнал намного более точен, чем более старые системы на основе луча, и гораздо более устойчив к распространенным формам помех. Например, статика в сигнале будет одинаково влиять на оба субсигнала, поэтому не повлияет на результат. Аналогичным образом, изменения общей мощности сигнала по мере приближения воздушного судна к взлетно-посадочной полосе или изменения из-за замирания мало повлияют на результаты измерения, поскольку они обычно одинаково влияют на оба канала. Система подвержена эффектам искажения из- за многолучевого распространения из-за использования нескольких частот, но поскольку эти эффекты зависят от местности, они обычно фиксируются по местоположению и могут быть учтены посредством регулировки антенны или фазовращателей.

Кроме того, поскольку именно кодирование сигнала в луче содержит информацию об угле, а не мощность луча, сигнал не должен быть сильно сфокусирован в пространстве. В более старых системах луча точность равносигнальной области зависела от формы двух направленных сигналов, что требовало, чтобы они были относительно узкими. Схема ILS может быть намного шире. Обычно требуется, чтобы системы ILS можно было использовать в пределах 10 градусов по обе стороны от осевой линии взлетно-посадочной полосы на 25 морских милях (46 км; 29 миль) и 35 градусов с каждой стороны на 17 морских милях (31 км; 20 миль). Это позволяет использовать самые разные пути захода на посадку.

Многие иллюстрации концепции ILS часто показывают, что система работает более похожая на системы луча с сигналом 90 Гц с одной стороны и 150 с другой. Эти иллюстрации неточны; оба сигнала передаются по всей диаграмме направленности, меняется их относительная глубина модуляции.

Использование ILS

Самолет, приближающийся к взлетно-посадочной полосе, управляется приемниками ILS в самолете путем сравнения глубины модуляции. Многие самолеты могут направлять сигналы в автопилот для автоматического выполнения захода на посадку. ILS состоит из двух независимых подсистем. Локализатор обеспечивает боковое наведение; глиссада обеспечивает вертикальное наведение.

Локализатор

Курсор (LOC или LLZ до стандартизации ИКАО) представляет собой антенную решетку, обычно расположенную за пределами взлетно-посадочной полосы и обычно состоящую из нескольких пар направленных антенн.

Курсор позволяет самолету поворачиваться и совмещать самолет с взлетно-посадочной полосой. После этого пилоты активируют фазу захода на посадку (APP).

Склонность скольжения (G / S)

Пилот управляет самолетом таким образом, чтобы индикатор глиссады оставался в центре дисплея, чтобы гарантировать, что самолет следует глиссаде примерно на 3 ° над горизонтом (уровнем земли), чтобы оставаться над препятствиями и достигать взлетно-посадочной полосы в надлежащей точке приземления (т. Е. обеспечивает вертикальное наведение).

Ограничения

Из-за сложности систем курсового радиомаяка ILS и глиссады существуют некоторые ограничения. Системы курсового радиомаяка чувствительны к препятствиям в зоне трансляции сигнала, например, к большим зданиям или ангарам. Системы глиссады также ограничены местностью перед антеннами глиссады. Если местность наклонная или неровная, отражения могут создать неровную дорожку скольжения, вызывая нежелательные отклонения стрелки. Кроме того, поскольку сигналы ILS направляются в одном направлении за счет расположения решеток, глиссада поддерживает только заходы на посадку по прямой с постоянным углом снижения. Установка ILS может быть дорогостоящей из-за критериев размещения и сложности антенной системы.

Вариант

Идентификация

Мониторинг

Важно, чтобы любой отказ ILS обеспечить безопасное наведение был немедленно обнаружен пилотом. Для этого мониторы постоянно оценивают жизненно важные характеристики передач. Если обнаруживается какое-либо существенное отклонение, выходящее за строгие пределы, либо автоматически выключается ILS, либо компоненты навигации и опознавания снимаются с перевозчика. Любое из этих действий активирует индикацию («флаг отказа») на приборах самолета, использующего ILS.

Курс курсового радиомаяка

Маркерные маяки

На некоторых установках предусмотрены маркерные маяки, работающие на несущей частоте 75 МГц. При получении сигнала маркерного радиомаяка на приборной панели пилота включается индикатор, и пилот слышит сигнал радиомаяка. Расстояние от ВПП, на котором должно быть получено это указание, публикуется в документации для этого захода на посадку вместе с высотой, на которой воздушное судно должно находиться, если оно правильно установлено на ILS. Это обеспечивает проверку правильности работы глиссады. В современных установках ILS, DME устанавливается вместе с ILS, чтобы дополнять или заменять маркерные маяки. DME постоянно отображает расстояние самолета до взлетно-посадочной полосы.

Замена DME

Подходящее освещение

Высота решения / высота

Категории ILS

Точный заход на посадку и посадку по приборам ICAO / FAA / JAA (EASA)

Категория	Высота решения	RVR
я	> 200 футов (60 м)	> 550 м (1800 футов) или видимость> 800 м (2600 футов)
II	100-200 футов (30-60 м)	ИКАО:> 350 м (1200 футов) FAA / JAA (EASA):> 300 м (1000 футов)
III А	700 футов (200 м)
III B	Специальные операции CAT II и CAT III

В отличие от других операций, погодные минимумы CAT III не обеспечивают достаточных визуальных ориентиров, позволяющих совершить посадку вручную. Минимумы CAT IIIb зависят от контроля развертывания и резервирования автопилота, поскольку они дают пилоту достаточно времени, чтобы решить, приземлится ли самолет в зоне приземления (в основном CAT IIIa), и обеспечить безопасность во время развертывания (в основном CAT IIIb ). Следовательно, автоматическая система посадки является обязательной для выполнения операций категории III. Его надежность должна быть достаточной для управления воздушным судном до точки приземления при полетах по категории IIIa и путем перехода на безопасную скорость руления по категории CAT IIIb (и категории IIIc, если это разрешено). Тем не менее, некоторым операторам было предоставлено специальное разрешение на заходы на посадку по CAT III с ручным управлением с использованием наведения на лобовом дисплее (HUD), который предоставляет пилоту изображение, просматриваемое через лобовое стекло, с глазами, сфокусированными на бесконечности, необходимого электронного наведения для приземления. самолет без истинных внешних визуальных ориентиров.

В Соединенных Штатах аэропорты с подходами к посадке по категории III имеют списки категорий IIIa и IIIb или просто категории III на табличке для захода на посадку по приборам (правила терминала США). Минимальные значения RVR категории IIIb ограничиваются освещением ВПП / РД и вспомогательными средствами и соответствуют плану системы управления наземным движением в аэропорту (SMGCS). Для полетов ниже 600 футов RVR требуются огни осевой линии рулежной дорожки и красные огни полосы остановки. Если минимальные значения RVR CAT IIIb на конце взлетно-посадочной полосы составляют 600 футов (180 м), что является обычным показателем в США, подходы по ILS к этому концу взлетно-посадочной полосы с RVR ниже 600 футов (180 м) квалифицируются как CAT IIIc и требуют специального руления. процедуры, освещение и условия разрешения на посадку. Приказ FAA 8400.13D ограничивает CAT III RVR 300 футов или выше. Приказ 8400.13D (2009 г.) допускает подходы к взлетно-посадочным полосам категории II со специальным разрешением без огней приближения ALSF-2 и / или огней зоны приземления / осевой линии, что расширило число потенциальных взлетно-посадочных полос категории II.

Как для автоматических систем приземления, так и для систем HUD требуется специальное одобрение для конструкции оборудования, а также для каждой отдельной установки. В конструкции учтены дополнительные требования безопасности при эксплуатации воздушного судна вблизи земли и способность летного экипажа реагировать на аномалию системы. К оборудованию также предъявляются дополнительные требования по техническому обслуживанию, чтобы гарантировать, что оно способно поддерживать операции в условиях ограниченной видимости.

Конечно, почти вся эта подготовка пилотов и квалификационная работа проводится на тренажерах с разной степенью точности.

Использовать

В контролируемом аэропорту авиадиспетчерская служба будет направлять воздушное судно на курс курсового радиомаяка по заданным курсам, следя за тем, чтобы воздушные суда не подходили слишком близко друг к другу (выдерживали эшелонирование), а также максимально избегали задержек. Несколько самолетов могут находиться на ILS одновременно, на расстоянии нескольких миль друг от друга. Самолет, который повернул на входящий курс и находится в пределах двух с половиной градусов от курса курсового радиомаяка (отклонение на половину шкалы или меньше, показанное индикатором отклонения от курса), считается установленным на заходе на посадку. Обычно воздушное судно устанавливается на расстояние не менее 2 морских миль (3,7 км) до конечной точки захода на посадку (точки пересечения глиссады на указанной высоте).

Отклонение воздушного судна от оптимальной траектории указывается летному экипажу с помощью шкалы дисплея (переход с момента, когда движение аналогового измерителя показало отклонение от линии курса через напряжения, передаваемые с приемника ILS).

Выходной сигнал приемника ILS поступает в систему отображения (проекционный дисплей и проекционный дисплей, если они установлены) и может поступать в компьютер управления полетом. Процедура посадки воздушного судна может быть либо совмещенной, когда автопилот или компьютер управления полетом непосредственно управляет воздушным судном, а летный экипаж контролирует выполнение операции, либо отсоединенной, когда летный экипаж управляет воздушным судном вручную, чтобы держать индикаторы курсового радиомаяка и глиссады по центру.

История

Испытания системы ILS начались в 1929 году в США. Полнофункциональная базовая система была представлена ​​в 1932 году в Центральном аэропорту Берлин- Темпельхоф (Германия), получившая название LFF или « луч Лоренца » по имени ее изобретателя, компании C. Lorenz AG. Совет по гражданской авиации (CAB) США санкционировал установку системы в 1941 году в шести местах. Первая посадка американского пассажирского авиалайнера с использованием ILS состоялась 26 января 1938 года, когда Boeing 247 D Пенсильванской компании Central Airlines вылетел из Вашингтона, округ Колумбия, в Питтсбург, штат Пенсильвания, и приземлился в метель, используя только систему посадки по приборам. Первая полностью автоматическая посадка с использованием ILS произошла в марте 1964 года в аэропорту Бедфорд в Великобритании.

Рынок

Поставщики

Ведущими производителями на рынке систем посадки по приборам являются:

Альтернативы

Будущее

Появление Глобальной системы позиционирования (GPS) обеспечивает альтернативный источник управления заходом на посадку для самолетов. В США глобальная система расширения (WAAS) доступна во многих регионах для обеспечения точного руководства в соответствии со стандартами категории I. Эквивалентная европейская геостационарная навигационная служба (EGNOS) была сертифицирована для использования в приложениях для обеспечения безопасности жизни в марте. 2011. Таким образом, количество систем ILS категории I может быть сокращено, однако в Соединенных Штатах нет планов по поэтапному отказу от каких-либо систем категории II или III.

Система локального расширения (LAAS) находится в стадии разработки для обеспечения минимумов Категории III или ниже. Управление наземной системы дополнения (GBAS) FAA в настоящее время работает с отраслью в ожидании сертификации первых наземных станций GBAS в Мемфисе, штат Теннесси; Сидней, Австралия; Бремен, Германия; Испания; и Ньюарк, штат Нью-Джерси. Все четыре страны установили системы GBAS и участвуют в деятельности по технической и оперативной оценке.

Группа компаний Honeywell и FAA получила одобрение на проектирование системы первого в мире нефедерального одобрения США для LAAS категории I в международном аэропорту Ньюарк Либерти, работающего в сентябре 2009 года, и эксплуатационного одобрения 28 сентября 2012 года.

Источник

Стандарты исчислений в авиации

Сейчас я вставлю копипасту с (имхо) самого полезного авиационного ресурса в вк (не рекламы ради, а для пользы народу):

Требования ИКАО к единицам измерения

Для обеспечения безопасности полетов очень важным является соблюдение единообразия единиц измерения различных величин, используемых в авиации. Требования ИКАО к единицам измерения содержатся в Приложении 5 «Единицы измерения, подлежащие использованию в воздушных и наземных операциях». В этом документе в качестве основной установлена Международная система единиц измерения (СИ). Основные единицы этой системы приведены
в таблице 1

В качестве системы отсчета времени в авиации используется Всемирное координированное время (Universal Time Coordinated, UTC).

Приложение 5 предусматривает, что кроме единиц СИ в международной гражданской авиации могут использоваться на постоянной основе и другие единицы (см. табл. 2).

Несмотря на то, что существует Стандарт ИКАО на применение системы СИ, различные государства применяют единицы изменения, отличные от СИ, поэтому Приложение 5 допускает на временной основе использование таких несистемных единиц, как морские мили, узлы и футы (см. табл. 3).

Узел представляет собой скорость в одну морскую милю в час. Если высота измеряется в футах, то вертикальная скорость измеряется в футах в минуту (1 м/с = 196,85 фт/мин).

Несмотря на то, что единицы, перечисленные в табл. 3, разрешаются к применению временно, дата их отмены до сих пор ИКАО не установлена.

Мало того, некоторые государства, ранее измерявшие высоту в метрах, перешли на использование футов.

Источник