Wenn Flugzeuge in Wolken fliegen, fliegen sie nach "Instrumentenregeln". Es spielt keine Rolle, ob die Sicht eingeschränkt (nachts) oder vollständig blockiert (in einer dicken Wolke) ist. Bei dieser Flugart wird lediglich davon ausgegangen, dass die Besatzung keinen externen visuellen Bezug hat. Sie fliegt ausschließlich anhand der Angaben von Instrumenten an Bord.
Das folgende kurze Video zeigt eine häufig auftretende Situation. Die Besatzung sieht nichts draußen, bevor sie sich so nahe am Boden befindet, dass sie fast gelandet ist.
Landung ohne Sichtbarkeit, Quelle: YouTube. sup>
Nachdem das Problem des Ersetzens externer Referenzen gelöst wurde, wird die Das nächstwichtigste Problem ist, sich sicher von anderen Flugzeugen fernzuhalten. Um Kollisionen zu vermeiden, werden die Piloten vom Boden aus von der Flugsicherung (ATC) unterstützt. ATC bestimmt den Standort und die Höhe des Flugzeugs mithilfe eines Bordtransponders. ATC gibt geeignete Informationen und Anweisungen für Piloten heraus, um das Flugzeug getrennt zu halten.
Sollte es ATC nicht gelingen, Flugzeuge zu trennen, sind Verkehrsflugzeuge mit einem Sicherheitsnetz ausgestattet: In letzter Instanz werden geschlossene Flugzeuge mit Transponder durch ein Bordkollisionsvermeidungssystem erkannt und vermieden. Während dieses System effizient ist, wenn nur 2 oder 3 Flugzeuge beteiligt sind, muss das Fluchtmanöver schnell durchgeführt werden und kann daher scharf genug sein, damit ein Passagier ohne Gürtel verletzt werden kann. Dies funktioniert nicht, wenn das andere Flugzeug nicht mit einem Transponder ausgestattet ist, aber alle Verkehrsflugzeuge diese Ausrüstung gemäß Vorschrift tragen.
Alle großen Flugzeuge, die wir kennen, fliegen nach Instrumentenregeln, unabhängig vom Wetter oder die Tageszeit.
(Der Vollständigkeit halber kann im oberen Teil eine spezielle Art von Sichtflug, VFR Over The Top, über die Wolkenschicht zugelassen werden des Fluges, wo der Horizont und andere Flugzeuge zu sehen sind.)
1. Technische Aspekte des Instrumentenfliegens
Es ist technisch möglich, in Wolken, Nebel, Schnee, nachts usw. zu fliegen, aber diese Art des Fluges ist geregelt, erfordert technische Elemente sowohl im Flugzeug als auch am Boden und obligatorische zusätzliche Schulungen für den Piloten.
Der gesunde Menschenverstand und die Regulierung erfordern, dass der Pilot jederzeit in der Lage ist:
- eine flugzeugsichere Haltung beizubehalten (Erhaltung der Flugbedingungen),
- Vermeiden Sie Hindernisse und andere Flugzeuge (Kollisionsverhütung).
- Finden Sie den Weg zu einem Landeplatz (Navigation).
- Wissen, wo sie sich befinden (Positionsbewusstsein),
Fliegen ohne Sicht bedeutet im Grunde, zu wissen, wie man diese Aufgaben ausführt, ohne aus dem Cockpit zu schauen.
Achten Sie auf eine sichere Haltung
Eine der wichtigsten Referenzen, die ein Pilot benötigt, ist der Horizont. Wenn der Horizont unsichtbar ist, reproduziert ein künstlicher Horizont die horizontale Ebene mit einem Gyroskop. Dieses Instrument zeigt an, ob das Flugzeug geneigt oder gerollt ist.
In Bezug auf Höhe und Geschwindigkeit werden dieselben Instrumente sowohl für das visuelle als auch für das Instrumentenfliegen verwendet: Luftdruckhöhenmesser und Fluggeschwindigkeitsanzeige.
Hauptinstrumente, traditionelle Präsentation. Quelle: Flugzeugfichte sup>
Bild oben (von links nach rechts, von oben nach unten):
Gleiche Instrumente auf der elektronischen Primärfluganzeige von ein A330. Quelle sup>
Es ist nicht natürlich und schwieriger als gewöhnlich erwartet, sich der Fluglage des Flugzeugs ohne externe visuelle Hinweise bewusst zu sein. Es gab eine berühmte Studie ( 180-Grad-Drehungsexperiment , Bryan, Stonecipher, Aron) im Jahr 1954, die zeigte, dass ein Pilot, der nicht für das Fliegen mit Instrumenten ausgebildet ist, die Kontrolle über das Flugzeug verliert Durchschnittlich 3 Minuten, wenn externe Referenzen verloren gehen.
Kollisionsverhütung
Wie bereits erwähnt, wird ein Kollisionsschutzdienst per Funk vom Boden aus bereitgestellt. Ein Flugzeug, das ohne Sichtweite fliegt, ist durch Fluglotsen (ATC) von allen anderen Flugzeugen getrennt. Die genaue Art der bereitgestellten Trennung variiert mit der Luftraumkategorie, insbesondere wenn eine Radarabdeckung fehlt, z. beim Überfliegen von Ozeanen. Für EU-Länder siehe Klassifizierung des Luftraums bei SKYbrary.
Das zivile Flugverkehrskontrollsystem bestimmt den Standort und die Höhe des Flugzeugs durch Abfrage eines Transponders an Bord des Flugzeugs. vom Boden. Sollte der Flugzeugtransponder nicht kooperativ sein, hat ATC möglicherweise Zugriff auf ein Primärradar und führt eine herkömmliche Echomessung durch, die weniger genau ist. Primäre Radarstationen werden normalerweise vom Militär betrieben.
Typischer ATC-Raum, Quelle: Hier fliegen lernen sup>
- Siehe auch Was ist ein TRACON? für eine vollständige Beschreibung der Kontrollräume in den USA.
ATC ist definitiv eine schwierige vierdimensionale Aufgabe erledigt mit 2D-Displays. Fehler werden gemacht, meistens werden sie rechtzeitig behoben. In der Abbildung unten steigt VRG231 von FL370 ab, während der zugewandte und kletternde DCA337 durch FL262 verläuft. ATC bewertet, dass sie sicher überqueren werden, übersieht jedoch den näheren XCM3018, der sich bei FL360 von rechts nähert (weitere Details bei SKYbrary).
Verlust der Trennungsbedingungen: VRG231 steigt ab. ATC berücksichtigt DCA337, übersieht jedoch XCM3018, Quelle sup>
Zusätzliche Bordausrüstung kann für die tatsächliche Erkennung von Flugzeugen in der Nähe verwendet werden. Ein solches Kollisionsvermeidungssystem, bekannt als ( TCAS oder ACAS), erkennt mit Transpondern ausgestattete Flugzeuge, typischerweise nur innerhalb eines Radius von wenigen Minuten, unter Verwendung einer Technik, die der ATC-Abfrage ähnlich ist. Darüber hinaus kann TCAS den Piloten koordinierte Hinweise zur Konfliktlösung geben, um die Trennung zu erhöhen und Kollisionen zu verhindern.
B737 TCAS (TA / RA-Positionen auf dem Transponderfeld). Quelle sup>
Navigation :
Nach den beiden ersten Aufgaben der Besatzung (Flugzeug in Sicherheit) Flug- und Kollisionsrisiken unter Kontrolle), es ist Zeit zu prüfen, wie die Besatzung das Ziel erreichen kann.
Navigationsfunkhilfen werden an wichtigen Stellen am Boden positioniert, und Instrumente an Bord werden eingesetzt, um Vorteile zu erzielen von ihnen. Heute umfassen sie VOR (relative Peilungsbestimmung) und DME (Entfernungsbestimmung) für die Navigation zu, von und zwischen Flugplätzen. NDB werden immer noch verwendet, aber ihre Stilllegung hat weltweit begonnen. Sie werden als Langstrecken- und nicht präzises VOR verwendet.
Auszug aus der Dokumentation Nice Airport (LFMN, Frankreich) für Abflüge von Runway 04. Beachten Sie, wie VOR (grün eingekreist) und NDB (magenta) als Wegpunkte verwendet werden. Beachten Sie auch, wie NIZ VOR-DME als Referenz für die relative Peilung und Entfernung (grüne Sterne) verwendet wird.
Source sup>
Weltraumfunkgeräte, nämlich GNSS (US-GPS, EU-Galileo, russischer Glonass ...) ergänzen oder ersetzen Bodenhilfen für Operationen (Boden) Hilfsmittel werden weiterhin verwendet und sind gesetzlich vorgeschrieben. Zum Beispiel die gleichen Abfahrten von Nizza mit Precision Area Navigation (P-RNAV) unter Verwendung von GNSS-, Trägheits- und Bodenhilfen, um eine präzise kombinierte Position zu erhalten:
Wegpunkte beziehen sich nicht auf Bodenhilfen, sondern werden durch ihre Koordinaten in der Datenbank des Flugmanagementsystems definiert. Gleiche Quelle sup>
Eine manuelle oder automatisierte Landung kann unter Anleitung eines ILS (Instrumentenlandesystems) durchgeführt werden, bei dem es sich um einen Funkleuchtturm handelt verwendbar, um der richtigen Richtung und Neigung zu folgen:
ILS-Prinzip (magentafarbene Hinweise auf dem Pilotpanel angezeigt) sup>
Wie Sie vielleicht bemerkt haben, verlassen sich Piloten entgegen einer anhaltenden Überzeugung nicht auf ATC für die Navigation (die Ausnahme wäre, wenn ein Pilot alle instrumentellen Referenzen verloren hat. ATC kann normalerweise eine Position bereitstellen, wenn der Transponder ist noch in Betrieb).
Im geschäftigen Terminal-Luftraum, normalerweise um große Flughäfen herum, wird die ATC-Rolle erweitert. Erstens müssen Flugzeuge, da das Risiko einer Kollision groß ist und Flughäfen sich in dicht besiedelten Gebieten befinden, eingeschränkteren Pfaden folgen. ATC-Betreiber überwachen diese Pfade ständig und fordern bei Bedarf Korrekturen von Piloten an. Zweitens sind Landebahnen knappe Ressourcen. Ankommende Flugzeuge (und abfliegende Flugzeuge bis zu einem gewissen Grad) müssen in geordnete und dichte Landewarteschlangen geordnet werden (z. B. durch Anpassen ihrer Geschwindigkeit).
Positionsbewusstsein stark >
Die aktuelle horizontale Position wurde lange Zeit mit VOR und DME und Geometrie bestimmt: Winkel-Winkel- (auch Triangulation genannt) oder Winkel-Distanz-Gleichungen.
Größere Flugzeuge haben auch Trägheitsplattformen verwendet, die nicht nur die aktuelle Position, sondern auch den Kurs, die Bodengeschwindigkeit und vor allem die Beschleunigung und die Rotationsgeschwindigkeit liefern können und die Fluglage (aus der der Anstellwinkel ermittelt werden kann).
Heute werden diese Technologien durch GNSS ergänzt, das die aktuelle Position und Höhe liefern kann.
Die Trägheitsplattformen werden immer noch für ihre vollständige Unabhängigkeit von externen Ressourcen und ihre Präzision verwendet, die in kurzer Zeit besser als GNSS ist. Ihr großer Nachteil ist, dass sie kontinuierlich driften und in Intervallen zurückgesetzt werden müssen (z. B. unter Verwendung von GNSS-Daten). Um alle verfügbaren Funktionen nutzen zu können, werden die Quellen häufig gemischt, um gewichtete Werte und Gegenprüfungen bereitzustellen (zusätzlich zu diesen Luftsensoren, die Höhen- und Fluggeschwindigkeitsdaten bereitstellen).
B737 Fight Management Computer-Seite mit der aktuellen Position nach mehreren Sensoren. Quelle sup>
Flugzeuge sind auch mit einer Bodenerkennung ausgestattet, um einen sogenannten "CFIT", kontrollierten Flug in das Gelände zu verhindern. Dieser Sensor basiert auf Bordradar und gespeicherten Karten und zeigt Bodenhindernisse an. Es wird sowohl zur horizontalen Überwachung (Hügel, Berg) als auch zur vertikalen Überwachung (Bodennähe während der Landung) verwendet. Solche Systeme sind als EGPWS (Enhanced Ground Proximity Warning System) bekannt.. Sie warnen Piloten durch laute Ratschläge, z. "Terrain! Terrain, Pull up!".
VSD / EGPWS-Anzeige in Boeing-Flugzeugen, Quelle
2. Regulationssicht
Die Sichtbedingungen werden entweder als visuell (gute Sichtbarkeit) oder als Instrument (unzureichende Sichtbarkeit) bestimmt, und beim Fliegen gibt es zwei Regelwerke (visuell und instrumentell). Das Fliegen unter Instrumentenbedingungen erfordert laut Verordnung, dass der Flug gemäß den Instrumentenregeln durchgeführt wird.
Das Fliegen nur mit Bezug auf Instrumente erfordert:
- Der Pilot hat die richtige Ausbildung erhalten,
- Die spezifische Ausrüstung ist im Flugzeug verfügbar, und am Boden wird
- ATC vom Boden aus bereitgestellt.
VMC vs. IMC
Es gibt eine Reihe von Mindestbedingungen, um zu erklären, dass die äußere Umgebung sichtbar ist: Diese Bedingungen werden als Visuelle meteorologische Bedingungen (VMC) bezeichnet.
Wenn VMC nicht erreicht werden, werden die Bedingungen als IMC für Instrument Meteorological Conditions bezeichnet.
VMC-Kriterien hängen von Ländern und Luftraum ab, obwohl die ICAO internationale Empfehlungen gibt, z. in Frankreich im Allgemeinen:
- Horizontale Mindestsichtweite 5 km (8 km über FL100).
- Mindestabstand zu Wolken: Horizontal 1,5 km, vertikal 1.000 Fuß.
VFR vs. IFR
Jeder Flug muss nach einem der beiden bestehenden Regeln durchgeführt werden:
Die zu befolgenden Regeln sind gesetzlich vorgeschrieben und hängen direkt von den meteorologischen Bedingungen ab.
In VMC:
- Ein VFR-Flug ist zulässig.
- Ein Pilot kann nach Belieben IFR fliegen.
In IMC:
- Ein IFR-Flug ist obligatorisch.
- Der Pilot muss für die Durchführung von IFR qualifiziert sein.
- Das Flugzeug muss für IFR zertifiziert sein.
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