Wie werden Flugzeuge in einer Nicht-Radarumgebung getrennt?

Für den ozeanischen Luftraum werden Flüge entlang bestimmter Strecken und Höhen durchgeführt, die in ihrem eingereichten Flugplan angegeben sind. Sobald sie den radargesteuerten Luftraum verlassen, werden von dort Funkmeldungen an ATC gesendet, die sicherstellen, dass Flugzeuge angemessen getrennt werden, wenn ein Flug seine Spur oder Höhe ändern muss. Siehe den Wiki-Artikel Nordatlantik-Tracks, der einen guten Überblick über das Track-System gibt. Speziell:

Vor dem Abflug bestimmen die Flugdisponenten/Flugbetriebsoffiziere die beste Route basierend auf dem Ziel, dem Flugzeuggewicht, dem Flugzeugtyp, den vorherrschenden Winden und den Streckengebühren der Flugsicherung. Das Flugzeug kontaktiert dann den Oceanic Center-Controller, bevor es in den ozeanischen Luftraum eindringt, und fordert die Strecke mit der voraussichtlichen Ankunftszeit am Einstiegspunkt an. Die Oceanic Controller berechnen dann die erforderlichen Abstände zwischen den Flugzeugen und erteilen die Freigaben an die Piloten. Es kann sein, dass der Track in dieser Höhe oder zu dieser Zeit nicht verfügbar ist, sodass ein alternativer Track oder eine andere Höhe zugewiesen wird. Flugzeuge können den zugewiesenen Kurs oder die Höhe nicht ohne Erlaubnis ändern.

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Innerhalb des North Atlantic Track-Systems gibt es Notfallpläne, um auftretende Betriebsprobleme zu berücksichtigen. Wenn beispielsweise ein Flugzeug die ihm zugewiesene Geschwindigkeit oder Höhe nicht mehr aufrechterhalten kann, kann das Flugzeug von der Kursroute abweichen und parallel zu seiner Kursstrecke fliegen, jedoch weit weg von anderen Flugzeugen. Außerdem müssen Piloten auf North Atlantic Tracks die Flugsicherung über alle Höhen- oder Geschwindigkeitsabweichungen informieren, die durch die Vermeidung von Wetterbedingungen wie Gewitter oder Turbulenzen erforderlich sind.

Das „was passiert, wenn etwas kaputt geht“ überlasse ich jemand anderem.

Sie stellen zwei sehr unterschiedliche, aber verwandte Fragen:

• Wie erfolgt die Staffelung im Verfahrensluftraum? (d. h. Luftraum, in dem keine Überwachung besteht)

• Was sind die Notfallverfahren, wenn ein Überwachungssystem ausfällt?

Ich werde sie in dieser Reihenfolge ansprechen.

Es gibt drei Hauptarten der Staffelung: vertikale Staffelung, horizontale Staffelung und Staffelung in der Nähe des Flugplatzes. Ich gehe davon aus, dass Sie nicht nach einer Staffelung in der Nähe eines Flugplatzes fragen. Wir können die horizontale Separation weiter in drei Teile unterteilen: laterale Separation, longitudinale Separation und Radarseparation. Offensichtlich gilt die Radartrennung nicht im Verfahrensluftraum.

Allen Staffelungsarten ist gemeinsam, dass sie bei Verwendung im Verfahrensluftraum auf Positionsmeldungen der Piloten basieren. Wenn wir keine Transponder haben, um die Position und Höhe der Flüge zu übertragen, müssen die Piloten uns manuell mitteilen, wo sie sich befinden.

Die vertikale Trennung ist ziemlich einfach. Es ist sehr einfach anzuwenden, und wir bevorzugen oft eine vertikale Trennung (auch im Radarluftraum), einfach weil es so einfach ist. Die vertikale Staffelung wird dadurch erreicht, dass Flugzeuge auf unterschiedlichen Ebenen betrieben werden müssen, ausgedrückt in Flughöhen oder Höhen. In den meisten Gebieten ist heute 1000 Fuß der minimale vertikale Abstand. 2000 Fuß werden an einigen Stellen immer noch als Minimum verwendet. Für weitere Details sollten Sie Recherchieren zu Reduced Vertical Separation Minima (RVSM).

Die seitliche Trennung wird erreicht, indem Flugzeuge auf verschiedenen Routen oder an verschiedenen geografischen Orten fliegen müssen, wie durch visuelle Beobachtungen, Verwendung von Navigationshilfen oder RNAV-Ausrüstung bestimmt. Die Idee ist, wenn zwei Flugzeuge an zwei verschiedenen Orten fliegen, kollidieren sie nicht.
Ein Beispiel für die Anwendung der seitlichen Trennung sind zwei Flugzeuge, die auf zwei verschiedenen Radialen desselben VOR (Radio Beacon) fliegen. Wenn die Flugzeuge auf um mindestens 15 Grad divergierenden Radialen aufgestellt sind und mindestens ein Flugzeug 15 NM oder mehr vom VOR entfernt ist, werden sie getrennt - per Definition, unabhängig von der tatsächlichen Entfernung zwischen ihnen.
Ein weiteres häufiges Beispiel sind Anflugverfahren und unterschiedliche Warteschleifen. Bestimmte Verfahren sind so gestaltet, dass eine ausreichende Trennung gewährleistet ist. Beispielsweise könnte ein NDB-Anflugverfahren von einer nahe gelegenen Warteschleife getrennt werden. Auch hier ist uns die tatsächliche Entfernung zwischen den Flugzeugen egal - die beiden Verfahren sind per Definition getrennt, wenn sie so konzipiert sind.

Die Längstrennung wird für Flugzeuge auf gleicher Höhe verwendet, die auf gleichen, gegenseitigen oder sich kreuzenden Bahnen fliegen. Die Längstrennung basiert auf Zeit oder Entfernung . Beispielsweise werden zwei Flugzeuge, die dieselbe Route verfolgen, getrennt, wenn zwischen ihnen 15 Minuten liegen. Das heißt, wenn Flugzeug A um 09:12 Uhr Overhead-Punkt XYZ meldet und Flugzeug B um 09:30 Uhr Overhead-Punkt XYZ meldet, werden sie getrennt.
Nun, 15 Minuten sind eine lange Zeit und können unter bestimmten Umständen verkürzt werden, aber das sind die Regeln, die wir im prozeduralen Luftraum befolgen müssen (wenn die vertikale Staffelung nicht verwendet werden kann). Es können hundert Meilen zwischen zwei Flugzeugen mit 14 Minuten dazwischen liegen, aber sie sind nicht getrennt.
Sie können die Längstrennung auch auf der Entfernung basieren, wenn zwei Flugzeuge direkt zu oder von derselben DME (Entfernungsmessausrüstung) operieren. In diesem Fall beträgt der Mindestabstand 20 NM (und kann in einigen Fällen reduziert werden).
Zusätzlich zu den beiden oben genannten Regeln (15 Minuten oder 20 NM) gibt es viele, viele Regeln in Bezug auf das Kreuzen von Bahnen, gegenseitige Bahnen, Staffelung bei Höhenwechsel, Staffelung zwischen Flugzeugen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten und so weiter. Allen gemeinsam ist, dass die Piloten ihre Position melden müssen und der Lotse dann die Staffelung gemäß den Regeln anwenden muss.

Das fasst die Separationsmethoden und Minima im Verfahrensluftraum zusammen. Nun zu Ihrer zweiten Frage: Was ist, wenn der Radarluftraum infolge eines Systemausfalls plötzlich zum Verfahrensluftraum wird?

Unnötig zu sagen, dass dies äußerst selten ist. Die Systeme sind sehr zuverlässig, und es gibt Backups und Backups von Backups. Abgesehen davon:

Das erste, was zu beachten ist, ist, dass dies höchstwahrscheinlich als Notfallsituation angesehen wird, was bedeutet, dass normale Regeln und Vorschriften nicht gelten. Viele Piloten wissen das nicht, aber das Wort „Mayday“ ist eigentlich nicht nur für Piloten reserviert. Sie werden wahrscheinlich eine Übertragung von der ATC-Einheit hören, die etwa so klingt wie „ Mayday, Mayday, Mayday, alle Stationen, Radardienst wegen Geräteausfall beendet, Übertragung stoppen, Standby für weitere Anweisungen “. An dieser Stelle sollten Sie sicherstellen, dass die Lautstärke Ihres TCAS aufgedreht ist ...

Es ist jedoch wichtig, sich daran zu erinnern, dass Controller darauf trainiert sind, mit solchen Situationen umzugehen. Lokale Verfahren sind unterschiedlich, aber die Lotsen versuchen entweder, eine Verfahrenstrennung herzustellen, oder übertragen den Verkehr auf benachbarte Einheiten, wenn sie über Radar verfügen. Selbst wenn das System ausfällt, hat der Controller (neben dem Speicher) eine Möglichkeit, alle Flüge in seinem Luftraum zu verfolgen. Dies können physische Flugstreifen oder ein elektronisches Äquivalent sein.

Als erstes werden wir wahrscheinlich versuchen, eine seitliche und/oder vertikale Trennung herzustellen. Die Idee ist, wenn alle Flugzeuge an verschiedenen Orten oder auf verschiedenen Ebenen fliegen, werden sie nicht kollidieren. Wir dürfen in Notfällen die Hälfte des normalen vertikalen Mindestabstands (dh 500 Fuß) verwenden, und dies verdoppelt im Wesentlichen die Anzahl der verfügbaren vertikal getrennten Ebenen. Seien Sie nicht überrascht, wenn Sie angewiesen werden, auf Flugfläche 375 zu fliegen.

Was als nächstes passiert, hängt ganz von den Einzelheiten des Ausfalls ab. Der Verkehr zu den betroffenen Gebieten wird am Boden gehalten oder umgeleitet, und benachbarte ATC-Einheiten mit Radarabdeckung unterstützen die Evakuierung des Luftraums, der höchstwahrscheinlich leer bleiben wird, bis die Situation gelöst ist. Fluglotsen, die im Radarluftraum operieren, sind wahrscheinlich nicht für die Bereitstellung einer Verfahrenstrennung zertifiziert. Sobald der Luftraum also evakuiert ist, bleibt er leer, bis das System wieder in Betrieb ist – er kann nicht einfach in einen Verfahrensluftraum geändert und der normale Betrieb wieder aufgenommen werden.

Wenn die Bildschirme dunkel werden, bricht ATC die Flugfortschrittsstreifen aus (und möglicherweise die Garnelenboote oder andere Flugzeugersatzstoffe, die auf einer Karte liegen und herumgeschoben werden) und verwendet Gehirnleistung, um den Computer und das Radar zu ersetzen. Schauen Sie sich eines meiner Lieblings-"Say Again?" Kolumnen auf AvWeb , die ein wenig darüber sprechen (und Sie können noch viel mehr finden, wenn Sie in den Archiven stöbern).

Im Großen und Ganzen gibt es ein paar Auswirkungen auf Nicht-Radar-Operationen – sowohl Routine als auch „wenn etwas kaputt geht“ – von denen die meisten Zugeständnisse an die Sicherheit sind. Das, was die meisten Piloten fühlen werden, und der größte Sicherheitsaspekt, ist, dass „zufällige RNAV-Routen nur in einer Radarumgebung genehmigt werden können“ (Sie werden dieses Juwel im AIM finden, aber die Übersetzung lautet: „GPS Direct? YOU KEINE KANN HAT!").

Um die Trennung in einer Nicht-Radar-Umgebung zu erleichtern, werden die Fluglotsen Sie (und jeden anderen IFR-Flug) auf Luftstraßen werfen, in Standard-IFR-Höhen, ziemlich wahrscheinlich mit einer bestimmten Fluggeschwindigkeit, und sie werden Sie von der Navigationshilfe zu- Navigationshilfe.
Die Idee dabei ist einfach: „Man muss sie zusammenfügen, um sie auseinander zu halten“: Indem sichergestellt wird, dass alle Flüge auf bekannten Luftstraßen, in bekannten Höhen und mit bekannten Geschwindigkeiten stattfinden, haben die Lotsen eine gute Vorstellung davon, wer sich wo in ihrem Luftraum befindet. Sie werden dieses mentale Bild ergänzen, indem sie die Piloten bitten, das Überqueren bestimmter Fixpunkte (Kreuzungen/Radiale) zu melden, damit sie genau wissen, wo sich dieser Flug befindet, wenn sie ihren Bericht machen (was ihnen hilft, Winde in der Höhe zu berücksichtigen und ihnen eine Vorstellung davon zu geben wie hoch ist die Bodengeschwindigkeit des Fluges zusätzlich zu der Fluggeschwindigkeit, die sie haben?

All dies bietet eine IFR-zu-IFR-Trennung, worum es dem Controller geht. Die IFR-zu-VFR-Trennung (die normalerweise durch Radar ergänzt wird) liegt in der Verantwortung der Piloten ("See and Avoid") - dies bedeutet, dass sie größtenteils von der Höhe abhängt (dieser 500-Fuß-Unterschied zwischen IFR- und VFR-Reiseflughöhen und denen Cloud-Clearance-Anforderungen sollten ab sofort ziemlich wichtig erscheinen).

Die ATC-Flugzeugtrennung basiert auf der Annahme, dass kein Radar über Positionsmeldungen vorhanden ist. An obligatorischen Meldepunkten ( schwarzes Dreieck auf Streckenkarten) muss ein IFR-Flugzeug (sofern nicht vom Radar identifiziert) melden (siehe 5-3-2 des AIM ):

(a) Identifizierung;

(b) Stellung;

(c) Zeit;

(d) Höhe oder Flugfläche (einschließlich tatsächlicher Höhe oder Flugfläche, wenn auf einer Freigabe betrieben wird, die VFR-on-top angibt);

(e) Art des Flugplans (nicht erforderlich in IFR-Positionsmeldungen, die direkt an ARTCCs oder die Anflugkontrolle gesendet werden);

(f) ETA und Name des nächsten Meldepunkts;

(g) nur der Name des nächstfolgenden Meldepunkts entlang der Flugstrecke; und

(h) Relevante Bemerkungen.

ATC verwendet die Position und ETA, um Flugzeuge getrennt zu halten. Der größte Teil der USA wird von Radar abgedeckt, aber abgelegene Teile Alaskas und der Ozeane verwenden immer noch Positionsmeldungen. Wenn das ATC-Radar nicht funktioniert (selten), kehrt das System zu Positionsmeldungen zurück.

In Zukunft ermöglicht ADS-B Flugzeugen, ihre Position selbst zu übertragen. Ein Netzwerk aus Boden- und Satelliten-ADS-B-Empfängern kann ein Bild des Verkehrs aufbauen.