Was ist ein SAAR / RNP AR-Instrumentenansatz?

Lassen Sie mich zunächst eine kurze Einführung in RNAV und RNP geben, bevor ich zu SAAR / RNP AR komme.

Bereichsnavigation (RNAV) ist eine Methode der Navigation nach Instrumentenflugregeln (IFR), die es einem Flugzeug ermöglicht, auf jedem gewünschten Weg innerhalb der Abdeckung von referenzierten Navigationsbaken zu fliegen, anstatt direkt zu und von den Baken zu navigieren. Mit anderen Worten, Wegpunkte können an beliebigen Orten definiert werden, und Pfade zwischen diesen Punkten (und auch herkömmliche Navigationsbaken) können definiert werden.

RNAV-Routen werden durch ARINC 424-Pfadterminatoren in die Navigationsdatenbank codiert. Während RNAV-Routen so entworfen werden können, dass der laterale Pfad streng beschrieben ist, hat der laterale Pfad im Allgemeinen eine ziemliche Freiheit aufgrund von Floating-Leg-Typen (z. B. Wenden in der Höhe, Flugkurs usw.) und Spielraum für das Flugzeug verhandeln die Kurven.

Wenn die Route nur durch TF (track to fix)- und RF (radius to fix)-Pfadabschlusszeichen beschrieben wird, ist der seitliche Pfad vollständig festgelegt. Diese festen seitlichen Pfade ermöglichen es zum Beispiel Verfahrensdesignern, Anflüge durch Bergtäler hinunter zur Start- und Landebahn zu entwerfen.

RNAV definiert eine Genauigkeitsgrenze von 95 %. Zum Beispiel erfordert RNAV 1, dass sich das Flugzeug 95 % der Zeit innerhalb von 1 NM von der Mittellinie des Flugpfads befindet. Der Streckenplaner wird in einem solchen Fall eine hindernisfreie Zone von 2 NM rund um den Weg gewährleisten.

Beachten Sie, dass RNAV keine Garantie gegen das Überschreiten der 2 NM-Zone bietet. Es ist keine automatisierte Systemüberwachung erforderlich.

Mögliche Ursachen für Abweichungen zwischen dem vom Verfahrensdesigner beabsichtigten und dem tatsächlich geflogenen Pfad können in drei Kategorien eingeteilt werden:

• Erstens gibt es den Pfaddefinitionsfehler. Dies wird durch eine Nichtübereinstimmung der Datenbankcodierung mit dem ursprünglichen Pfaddesign verursacht.
• Zweitens gibt es den Path Steering Error, der durch die Kombination von Anzeigeungenauigkeiten auf dem Navigationsdisplay und der Unfähigkeit des Piloten oder des Autoflight-Systems verursacht wird, genau auf dem Kurs zu bleiben (Flight Technical Error).
• Drittens gibt es einen Positionsschätzungsfehler, der die Differenz zwischen der vom Navigationssystem geschätzten Position des Flugzeugs und der wahren Position ist.

Es ist nicht undenkbar, dass das Flugzeug zwar normalerweise (95 % der Zeit) innerhalb von z. B. 1 NM der beabsichtigten Mittellinie fliegt, es jedoch Fälle gibt, in denen das Flugzeug die 1 NM bei weitem überschreitet und möglicherweise sogar die 2 NM hindernisfreie Zone sprengt . Das könnte Ihren Tag möglicherweise ruinieren, wenn es in einem Bergtal passiert.

Hier kommt RNP ins Spiel. RNP (Required Navigation Performance) ist im Grunde RNAV mit zusätzlichem Schutz. Zum Beispiel definiert RNP 1 erneut eine Genauigkeit von 1 NM für 95 % der Zeit, bietet aber auch eine 99,999 %ige Sicherheit, dass 2 NM nicht überschritten werden. Es wird einen Alarm auslösen, wenn der 2-NM-Wert möglicherweise überschritten wird. Zusätzlich zu dem, was RNAV bietet, enthält es eine Systemüberwachungsfunktion, die Navigationsfehler erkennt und darauf hinweist.

Der RNP-Wert gibt immer die 95 %-ige Genauigkeit an, die 99,999 %-Sicherheitsgrenze (Integrität) liegt immer beim doppelten Wert. RNP 0,3 bedeutet also, dass das Flugzeug 95 % der Zeit innerhalb von 0,3 NM der geplanten Mittellinie bleiben muss. Und wenn es die 0,6-NM-Schwelle überschreitet, wird mit 99,999-prozentiger Sicherheit ein Alarm ausgelöst. RNP-Systeme benötigen daher eine Systemüberwachungsfunktion.

Um sicherzustellen, dass die RNP-Werte eingehalten werden, muss jede der drei zuvor erwähnten Fehlerquellen unter Kontrolle sein. Für RNP-Werte bis zu 1 NM ist das keine große Herausforderung. Standardverfahren und -geräte gelten hier als ausreichend. (natürlich müssen die erforderlichen RNP-Werte von der Actual Navigation Performance erfüllt werden)

Wenn ein Ansatz strengere Grenzwerte erfordert, z. B. RNP 0,3 oder 0,15, ist eine Sondergenehmigung erforderlich.
Hier kommt SAAR ins Spiel ( Special Aircraft and Aircrew Authorization Required ), jetzt umbenannt in RNP AR (RNP Authorization Required). RNP AR-Routen verwenden nur TF- und RF-Beintypen, um den seitlichen Pfad vollständig zu fixieren. Funkstrecken werden standardmäßig nicht von allen Navigationssystemen unterstützt.

Um die Zulassung für RNP AR zu erhalten, muss das Luftfahrzeug die geltenden Funktions- und Leistungsanforderungen erfüllen, die Besatzung muss geschult werden und viele Unterlagen müssen aufbewahrt werden. Grundsätzlich muss nachgewiesen werden, dass alle drei Fehlerterme streng kontrolliert werden.

In gewisser Weise ähnelt es der ILS CAT III-Zulassung.

Verweise:

AC 90-101A beschreibt ein Mittel zur Einhaltung von RNP AR

Die RNAV/RNP-Präsentation gibt eine gute Erklärung von RNAV und RNP