Wprowadzenie do planowania trasy

Briefingu część druga. Mamy lotniska, trzeba ustalić trasę między nimi. W tym odcinku – podstawowe kwestie i ograniczenia przy planowaniu trasy.

Okolice Krakowa i Katowic przedstawione w Skyvector

Wstęp do wprowadzenia ;)

W poprzednim odcinku pisałem o wyborze portów lotniczych. Teraz trzeba je połączyć. Szczególne przypadki lotów widokowych zostawię na inną okazję – tutaj założę, że celem jest wybranie optymalnej trasy między dwoma lotniskami. Celowo piszę „optymalnej”, a nie „najkrótszej”. Trasa powinna być możliwie krótka, a jednocześnie zgodna z przepisami (i to będzie rozwinięte o omijanie przestrzeni, dostosowanie do zasad ETOPS itd) i zdrowym rozsądkiem. Czyli omówię też to, że Cessną 172 lepiej lecieć nad brzegiem morza, a nie skracać nad otwartymi wodami, a także to, że front burzowy lepiej ominąć niż przecinać. Trasa powinna też być możliwie szybka – co wcale nie oznacza najkrótszej – tu napiszę trochę o prądach strumieniowych i wietrze w ogóle. Zacznę jednak od tego, że trasę trzeba wykonać – więc powinna być dostosowana do wyposażenia samolotu.

Wyposażenie samolotu

Chociaż symulatory umożliwiają planowanie tras na zasadach historycznych (że tak to ujmę) ten tekst ma na celu pokazanie przede wszystkim tego jak planować trasę lotu samolotu wyposażonego tak, jak dziś samoloty są wyposażane – czyli zakładam, że niezależnie od typu samolotu pilot posiada nawigację satelitarną i zamierza z niej korzystać.

Wyposażenie nawigacyjne to nie wszystko co należy brać pod uwagę wybierając trasę. Lecąc samolotem jednosilnikowym z silnikiem tłokowym piloci w miarę możliwości omijają odcinki nad otwartymi wodami – po prostu w przypadku awarii silnika lub oblodzenia warto mieć gdzie wylądować. To ograniczenie w mniejszym stopniu (lub w ogóle nie) dotyczy samolotów z silnikami turbinowymi (turbośmigłowych i odrzutowych), których zawodność jest znacznie niższa. Wspomniane ograniczenie to jedynie dodatkowe zabezpieczenie – Cessny 172 latają nad oceanem (a nawet przez ocean, oczywiście etapami) i nie ma w tym nic dziwnego. Mimo wszystko jednak – zimowy lot taką maszyną z Gdańska do Kopenhagi najczęściej zahaczy o wybrzeże Niemiec – tak na wszelki wypadek. Dla porządku dodam, że to samo ograniczenie dotyczy pustyń, dżungli itp.

Należy też pamiętać o różnych zasadach dla samolotów prywatnych i dla komercyjnych lotów komunikacyjnych. Te są obwarowane poważniejszymi ograniczeniami.

Podobnie pilotów ogranicza wyposażenie ratunkowe. W loty nad morzem, szczególnie w loty nad zimnym morzem załoga małego samolotu tłokowego na ogół ubiera się w kombinezony ratunkowe. Pomarańczowe, odporne na zimno i utrzymujące człowieka na powierzchni. Znów – to nie jest konieczność, ale zdrowy rozsądek nakazuje ubranie czegoś takiego np. w locie Baronem nad Północnym Atlantykiem (swoją drogą polecam lekturę całej relacji). Piloci polskich MiGów-29 uczestniczących w misji Orlik na Litwie mają takie kombinezony.

Instalacja tlenowa i możliwości silnika. W przypadku lotów nad wysokimi górami należy zaplanować trasę uwzględniając możliwości instalacji tlenowej i silnika. Przepisy określają wymagania stawiane instalacji tlenowej. O ile taka instalacja jest opcją np. w Cessnie 208B to warto się zastanowić czy jako pasażerowie w krótkim locie nad… np. Alpami chcielibyśmy z tlenu korzystać. Czy taki przewoźnik nie wybrałby raczej trasy okrężnej, ale omijającej pasma o większej wysokości. Odnośnie silnika – tu już wybór jest mniejszy – silnik tłokowy bez doładowania na większej wysokości radzi sobie słabo. Wysokie góry trzeba omijać.

Na marginesie wątek wyposażenia nawigacyjnego, który tu zasadniczo pominę i rozwinę przy innej okazji. Jeśli jednak planujemy lot samolotem bez GPS lub INS, konieczne jest wybranie trasy, na której możliwe będzie prowadzenie nawigacji. Czyli trasy, która przebiega w pobliżu radiowych pomocy nawigacyjnych (VOR, DME, NDB), znanych nadajników radiowych (tak – dzięki niektórym też można nawigować) lub nad punktami charakterystycznymi terenu. W długiej trasie gęstość rozmieszczenia pomocy lub punktów charakterystycznych musi być na tyle duża, żeby umożliwić poprawne wykonanie trasy. To zaznaczam, ponieważ w dyskusjach tu i ówdzie pojawiają się pytania odnośnie wykonywania lotów radionawigacyjnych poza zasięgiem radiolatarni. Takie loty są możliwe (i na ogół legalne – wymagania odnośnie precyzji nawigacji znajdują się w lokalnych AIP). „Zliczeniówka” jest dopuszczalną formą prowadzenia nawigacji zarówno w locie VFR jak i IFR, pod warunkiem, że dane do prowadzenia nawigacji (głównie dane o wietrze) pozwalają w odpowiednim prawdopodobieństwem wyznaczyć położenie w locie.

Wyznaczanie trasy – najkrótsza droga czyli ortodroma

Ortodroma [gr. orthós ‘prosty’, ‘słuszny’, ‘prawdziwy’, drómos ‘bieg’], linia na powierzchni kuli (np. kuli ziemskiej), będąca częścią łuku koła wielkiego; jest najkrótszą drogą łączącą 2 punkty na tej powierzchni

za: Encyklopedia PWN

Definicja używa trudnych słów (dla tych, którzy nie uważali na geografii). Na wszelki wypadek odsyłam do Wikipedii:

Chcąc wyznaczyć najkrótszą drogę musimy wyznaczyć ortodromę. Ponieważ na tym etapie będzie ona jedynie wskazówką – wystarczy wyrysować sobie drogę między dwoma punktami w Google Earth lub Skyvector. To jest punkt wyjścia do planowania trasy.

Żeby pewne sprawy były jasne mała dygresja. Samolot na autopilocie kierowany przez GPS, FMC oraz samolot lecący po radialu pomocy nawigacyjnej leci po ortodromie.

Jeśli pilot prowadzi samolot manualnie lub wyznacza kurs za pomocą trybu HDG autopilota – leci po loksodromie.

Zakładam, że trasa wstępnie jest wyznaczona. Dla ilustracji – trasa Katowice – Edynburg. Skoro mamy wyznaczoną ogólną trasę – przed planowaniem szczegółowym trzeba zapoznać się z ograniczeniami.

Katowice – Edynburg
(ilustracja za Skyvector.com)

Wyposażenie samolotu raz jeszcze

W tym przykładzie trasa przebiega nad morzem. Pilot jednosilnikowego samolotu tłokowego najprawdopodobniej zmodyfikuje ją tak, żeby ominąć obszar nad Morzem Północnym.

Zmodyfikowana trasa – omija otwarte morze

Pogoda

Prognoza pogody pobrana w chwili pisania tekstu

Porównując trasę z mapą widać obszary turbulencji i średniego oblodzenia nad północno-zachodnią Polską do FL210, izolowane chmury burzowe wbudowane w inne warstwy chmur nad Danią i nad Morzem Północnym do FL290. Oraz zimny front wraz z przelotnymi opadami nad Edynburgiem. Jeśli planujemy lot na wysokości, której sięgają chmury burzowe lub przez obszar oblodzenia i turbulencji – warto rozważyć korektę trasy. Ta wiedza przyda się również przy planowaniu paliwa – nawet jeśli założymy przecięcie strefy burzowej – warto mieć zapas na ewentualne omijanie burzy w locie.

Prognoza wiatru

Mając prognozę wiatru na wysokości przelotowej można ustalić ewentualną korektę na wiatr. Skoro już wcześniej proponowałem ominięcie chmur CB nad Morzem Północnym – patrząc na tą mapę zaproponuję ominięcie ich od strony północnej. To pozwoli wykorzystać bezwietrzną przestrzeń wzdłuż wybrzeża Danii i korzystny wiatr (20w w plecy) nad Morzem Północnym między Skaggerakiem a Edynburgiem. Wybór (potencjalnie krótszej) trasy południowej wzdłuż wybrzeża Holandii oznaczałby lot z przeciwnym wiatrem o sile 35w. (Holandia) – 75 węzłów (u wybrzeży Anglii).

Długie trasy – ilość silników, ETOPS

Latając na długich trasach nad oceanami trzeba wziąć pod uwagę ograniczenia obowiązujące samoloty jedno i dwusilnikowe w lotach komunikacyjnych. Cytując EU-OPS – jednosilnikowy samolot musi mieć zapewnione odpowiednie miejsce do awaryjnego lądowania w każdym momencie lotu. To właściwie wyklucza przeloty komunikacyjne takimi maszynami nad otwartym morzem, a samolot musi trzymać się w zasięgu szybowania od najbliższego miejsca, w którym można bezpiecznie posadzić samolot (np. od plaży, pola itp).

Dwusilnikowe samoloty mogą wykonywać loty nad wodą w odległości 60 minut lotu (na jednym silniku) od lotniska zapasowego. Tu warto zwrócić uwagę na rozróżnienie w porównaniu z poprzednim akapitem – nie wystarczy miejsce bezpiecznego lądowania awaryjnego, tylko lotnisko zapasowe (które trzeba ująć w planie, sprawdzić prognozę pogody, itp). Małe samoloty dwusilnikowe mogą latać w odległości 120 minut od lotniska zapasowego. Część samolotów obowiązuje ograniczenie do 300 mil. Ponieważ temat wydaje mi się ciekawy – rozwinę go w innym artykule.

Samoloty objęte certyfikacją ETOPS mogą zwiększyć odległość od lotniska zapasowego do 75, 90, 120, 180 i więcej minut lotu (na jednym silniku).

Powyższe ograniczenia mogą powodować konieczność korekty trasy nad oceanem tak, by przebiegała bliżej lotniska zapasowego. W przypadku niektórych samolotów (bez ETOPS lub z ETOPS-90) lot nad Atlantykiem może wymagać wybrania trasy bliższej Grenlandii lub Islandii. Nad Pacyfikiem trasa w wielu miejscach wymaga poważnych korekt.

Nowoczesne samoloty dwusilnikowe korzystające z ETOPS-180 nie są już specjalnie ograniczone, więc planowanie lotu Boeingiem 777 nad Pacyfikiem jest znacznie łatwiejsze niż planowanie takiego lotu Boeingiem 767 lub 737.

Jet Stream

Prądy strumieniowe czyli silne wiatry wiejące na dużych wysokościach mają duże znaczenie przy planowaniu lotów w obszarze ich występowania. Typowa trasa zgodna z kierunkiem prądu strumieniowego będzie wiodła wzdłuż niego, nawet jeśli oznacza to wydłużenie drogi w porównaniu z ortodromą. Lot w przeciwnym kierunku zaplanowany będzie w dużej odległości od prądu strumieniowego – tak aby uniknąć przeciwnego wiatru. Dobrym przykładem jest trasa USA-Japonia.

Wbrew temu co mogłoby się nasuwać – czerwona trasa jest faktycznie krótsza i jest „prostą” drogą nad powierzchnią ziemi. Łuk i różnica długości tras na mapie wynikają ze zniekształceń mapy (zniekształceń odwzorowania powierzchni kuli na płaszczyznę).

Trasa zgodna z prądem strumieniowym i powrotna trasa po ortodromie.
(ilustracja: GSHHS PD Coastline Data / PD)

Zachęcam do obejrzenia tej wizualizacji.

Zamknięta przestrzeń powietrzna

Ten punkt będzie szerzej opisany przy szczegółowym planowaniu trasy, ale już na tym etapie warto sprawdzić ograniczenia przestrzeni powietrznej, przez którą ma być wykonywany lot. Na takim ogólnym poziomie najbardziej interesują nas ograniczenia globalne. Przykładowo – amerykańskie linie lotnicze nie mogą wykonywać lotów nad Irakiem, Koreą Północną, Libią, częścią Etiopii, Krymem i częścią Ukrainy, Somalią i Syrią. Dodatkowo USA ostrzegają linie lotnicze przed lotami nad Kenią, Kongiem, Mali, Jemenem, Afganistanem i Iranem.

W niektórych krajach (USA, Rosja) duże przestrzeń powietrzna nad dużymi obszarami może być zamknięta ze względu na manewry wojskowe (np. Red Flag na Alasce).

Ograniczenia mogą być również spowodowane aktywnością wulkanów.

Podsumowanie

Pierwszym etapem wyznaczania trasy jest zapoznanie się z ogólnymi warunkami, które panują między lotniskami startu i lądowania. Znając ograniczenia samolotu, warunki pogodowe i wiatry można naszkicować drogę, którą na następnym etapie wykreśli się szczegółowo po właściwych drogach lotniczych lub punktach nawigacyjnych.