Введение

Навигация по воздушным судам (RNAV, обычно произносится как /'//ɑːr//n//æ//v/ "ar nav") - это метод навигации по правилам полета по приборам (IFR), который позволяет воздушным судам выбирать любой курс в сети навигационных маяков, а не перемещаться непосредственно к маякам. Это позволяет сократить расстояние, уменьшить загруженность и позволяет летать в аэропортах без маяков. Навигация по области раньше называлась "случайная навигация", отсюда и аббревиатура RNAV. RNAV может быть определено как метод навигации, который позволяет воздушным судам работать по любому желаемому курсу в пределах охвата навигационных сигналов, ссылающихся на станции, или в пределах возможностей самостоятельной системы, или их комбинации. В США РНКВ был разработан в 1960-х годах, а первые такие маршруты были опубликованы в 1970-х годах. В январе 1983 года Федеральное управление гражданской авиации отменило все маршруты RNAV в сопредельных Соединенных Штатах из-за выводов о том, что самолеты использовали инерциальные навигационные системы, а не наземные маяки, и поэтому анализ затрат и выгод не был в пользу поддержания системы маршрутов RNAV. РНКВ был вновь введен после широкомасштабного внедрения спутниковой навигации.

Предыстория

Продолжающийся рост авиации увеличивает спрос на пропускную способность воздушного пространства, что делает полезное навигационное обслуживание желательным из-за его повышенной операционной эффективности. Системы РНКВ развивались аналогично обычным наземным маршрутам и процедурам. Была выявлена специфическая система RNAV, и ее эффективность была оценена путем сочетания анализа и летных испытаний. Для наземных операций первоначальные системы использовали очень высокочастотные всенаправленные радиодиапазоны (VOR) и оборудование для измерения расстояния (DME) для оценки положения; для океанских операций использовались инерциальные навигационные системы (INS). Критерии воздушного пространства и прохождения препятствий были разработаны на основе характеристик имеющегося оборудования, а спецификации требований были основаны на имеющихся возможностях. Такие предписания привели к задержке внедрения новых возможностей системы РНК и увеличению затрат на поддержание соответствующей сертификации. Чтобы избежать таких предписывающих спецификаций требований, был введен альтернативный метод определения требований к оборудованию. Это позволяет определять требования к производительности независимо от имеющихся возможностей оборудования и называется навигацией на основе производительности (PBN). Таким образом, RNAV теперь является одной из навигационных технологий PBN; в настоящее время единственным другим является требуемая навигационная производительность (RNP). Системы RNP добавляют на борту мониторинг производительности и оповещение о навигационных возможностях RNAV. В результате принятых в отрасли решений в 1990-х годах большинство современных систем являются RNP. Многие системы РНК, хотя и имеют очень высокую точность и многие функции, предоставляемые системами РНП, не могут обеспечить гарантию их эффективности. Признавая это, и чтобы избежать ненужных расходов операторов, в тех случаях, когда требования к воздушному пространству не требуют использования системы RNP, многие новые, а также существующие навигационные требования будут продолжать указывать RNAV, а не системы RNP. Поэтому ожидается, что операции RNAV и RNP будут сосуществовать в течение многих лет. Однако системы RNP обеспечивают улучшение целостности эксплуатации, позволяя возможно более близкое расстояние между маршрутами, и могут обеспечивать достаточную целостность, чтобы позволить использовать только системы RNP для навигации в определенном воздушном пространстве. Поэтому использование систем RNP может принести значительные преимущества в области безопасности, эксплуатации и эффективности. Хотя RNAV и RNP будут сосуществовать в течение ряда лет, ожидается, что будет постепенный переход к RNP, поскольку доля воздушных судов, оснащенных системами RNP, увеличивается, а стоимость перехода снижается.

Боковая навигация

Невозможность достичь требуемой точности боковой навигации может быть вызвана ошибками навигации, связанными с отслеживанием и позиционированием воздушного судна. Три основные ошибки - ошибка определения траектории (PDE), техническая ошибка полета (FTE) и ошибка навигационной системы (NSE). Распределение этих ошибок считается независимым, нулевым средним и гауссовским. Поэтому распределение общей системной ошибки (TSE) также является гауссовским со стандартным отклонением, равным корневой сумме квадрата (RSS) стандартных отклонений этих трех ошибок. PDE возникает, когда траектория, определенная в системе RNAV, не соответствует желаемому траекторию, т.е. траектории, ожидаемой для полета над землей. Использование системы RNAV для навигации предполагает, что определенный путь, представляющий предполагаемый путь, загружается в навигационную базу данных. Невозможно определить последовательный, повторяемый путь для поворота, который позволяет совершать повороты в точке пути (поскольку близость к точке пути и вектору ветра могут быть не повторяемыми), требует перелета точки пути (поскольку вектора ветра могут быть не повторяемыми) или происходит, когда воздушное судно достигает целевой высоты (поскольку целевая высота зависит от тяги двигателя и веса воздушного судна). В этих случаях навигационная база данных содержит желаемую траекторию полета от точки к точке, но не может учитывать систему RNAV, определяющую траекторию полета или перелета и выполняющую маневр. Значительное PDE и FTE не может быть установлено без определения пути, что приводит к изменчивости поворота. Кроме того, детерминированный, повторяемый путь не может быть определен для путей, основанных на направлении, и в результате изменчивость пути учитывается в конструкции маршрута. FTE относится к способности экипажа воздушного судна или автопилота следовать по определенному пути или трассе, включая любую ошибку отображения (например, ошибку центрирования индикатора отклонения курса (CDI)). FTE может контролироваться с помощью процедур автопилота или экипажа, и степень, в которой эти процедуры должны поддерживаться другими средствами, зависит, например, от фазы полета (т.е. взлет, подъем, круиз, спуск, посадка) и типа операций. Такую поддержку мониторинга можно обеспечить с помощью отображения карты. NSE - это разница между предполагаемым и фактическим положением воздушного судна.

Продольная навигация

Продольная работа предполагает навигацию по отношению к положению вдоль трассы (например, управление 4D). Однако в настоящее время не существует навигационных спецификаций, требующих 4D-контроля, и нет FTE в продольном измерении. В текущих навигационных спецификациях определены требования к точности на пути, включая NSE и PDE. ПДЭ считается незначительным. Точность вдоль трассы влияет на отчетность о положении (например, "10 NM до ABC") и разработку процедуры (например, минимальные высоты сегмента, где воздушное судно может начать спуск после пересечения фиксации).

Назначение

Спецификация РНКВ обозначается как РНКВ X, например РНКВ 1. Термин "X" (где указан) относится к точности боковой навигации в морских милях, которая, как ожидается, будет достигнута по меньшей мере на 95% времени полета для всего авиационного состава, действующего в пределах воздушного пространства, маршрута или процедуры. Спецификации подхода к РНКВ отсутствуют.

Планирование полета

Ручное или автоматическое уведомление о квалификации воздушного судна для выполнения полетов по маршруту службы воздушного движения (ATS), по процедуре или в воздушном пространстве предоставляется в ATC через план полета. Процедуры по выполнению плана полета указаны в соответствующих документах ИКАО.