УСПЕШНОСТЬ ОПЕРАЦИИ ЗАХОДА НА ПОСАДКУ И. ПОСАДКИ

В момент перехода на визуальный полет самолет, как правило, имеет некоторое отклонение от линии посадки, а вектор его путе­вой скорости отклонен от направления посадки. Кроме того, само­лет может иметь отклонение от заданной глиссады. Вследствие этого возникает необходимость в дополнительном корректирую­щем маневре для приземления самолета в заданном месте ВПП. Разумеется, чем точнее выведен самолет в точку перехода на ви­зуальный полет, тем легче выполнить этот маневр. При очень точ­ном заходе необходимость в таком маневре вообще отпадает. В от­дельных случаях в точке перехода на визуальный полет возможны столь большие отклонения самолета, что не могут быть безопасно устранены корректирующим маневром. При таких неточных захо­дах самолет должен уйти на второй круг (повторный заход).

Говоря о точке перехода на визуальный полет, мы имеем в виду, что в этой точке летчик, используя наземные ориентиры (огни све — тсоборудования аэродрома), может начать корректирующий ма­невр. Однако прежде летчик должен увидеть эти ориентиры и оценить обстановку. На это требуется некоторое время, продолжи­тельность которого может существенно различаться в зависимо­сти от условий захода на посадку и в первую очередь — от види­мости наземных ориентиров. Так, если облака имеют четко выра­женную нижнюю границу, это время значительно меньше, чем в случае, если она отсутствует, или при заходе на посадку в тумане.

Ввиду важности этого обстоятельства подчеркнем, что говоря о точке перехода на визуальный полет, мы имеем в виду не точку, в которой летчик впервые увидел наземные ориентиры, а точку, в которой он, оценив положение самолета относительно посадочной траектории и уверившись в успешности захода на посадку, начина­ет активные действия по осуществлению корректирующего маневра.

С учетом сказанного заход на посадку может рассматриваться как операция, цель которой вывод самолета в некоторую область М, представляющую собой пространство допустимых отклонений самолета. Попадание самолета в эту область гарантирует, что летчик, имеющий соответствующую подготовку, выполнит необхо­димый корректирующий маневр и приземлит самолет в заданном месте ВПП.

В общем случае область М представляет собой гиперпростран­ство вокруг точки, лежащей на посадочной траектории на высоте принятия решения. Иногда эту точку называют точкой мини­мума. Границы гиперпространства определяются допустимыми линейными боковыми отклонениями 2шах и отклонениями по высо-

те Д#тах от заданной посадочной траектории, их производными, а также отклонениями ДІЛпах от заданной скорости полета

М = М{ Zmaxi ^maxi *^шах» ^^тах» ^^"Лпах» дятах, w шах)*

Размеры этой области являются также функцией расстояния от точки минимума до порога ВПП. Дело в том, что к моменту пролета над порогом ВПП маневрирование по исправлению откло­нений самолета от посадочной траектории должно быть в основ­ном закончено. Следовательно, чем больше расстояние от точки перехода на визуальный полет до начала ВПП, тем большие от­клонения самолета могут быть исправлены в процессе корректи­рующего маневра. Иначе говоря, размеры области М увеличивают­ся по мере отдаления точки перехода на визуальный полет от по­рога ВПП.

Очевидно, что при больших удалениях точки начала маневри­рования от порога ВПП длительность корректирующего маневра возрастет. В подобных случаях производные отклонений от поса­дочной траектории (z, z, АН, АН) играет малую роль, тем более, что при автоматизированном заходе на посадку их величины срав­нительно невелики. Тогда в первом приближении можно полагать, что область М представляет собой «окно», размеры которого огра­ничены максимальными значениями исправляемых отклонений — Стах И ±Д//щах (рИС. 6.3), Т. Є.

М = М (± Zmах, ±ДН max)*

Обычно исправление боковых отклонений самолета от посадоч­ной траектории занимает существенно больше времени, чем исп­равление отклонений по высоте. При больших дальностях точки перехода на визуальный полет от порога ВПП оказываются допу­стимыми весьма большие отклонения самолета по высоте от поса-

дочной траектории. При автоматизированном заходе на посадку эти отклонения невелики. Поэтому при больших дальностях точки перехода на визуальный полет решающее значение имеют боковые отклонения самолета. На вопросе определения допустимых значе­ний боковых отклонений мы остановимся в дальнейшем.

Заметим, что посадка самолета также может рассматриваться как операция, основной целью которой является вывод самолета в некоторую область, представляющую собой окрестность некото­рой точки на ВПП (расчетной точки приземления), после достиже­ния которой начинается пробег самолета на ВПП. В момент каса­ния ВПП параметры движения самолета (вертикальная скорость, крен, тангаж и др.) должны находиться в регламентированных пре­делах. Иначе говоря, при приземлении границы гиперпространства допустимых отклонений определяются допустимыми боковыми от­клонениями Zmax, продольными отклонениями А^тах от расчетной ТОЧКИ приземления, вертикальной скоростью Яшах, креном Ymax, отклонениями Афтах от курса и др. Укажем, что на этапе призем­ления первые и вторые производные отклонений самолета от тра­ектории (Я, Я, z, г), пропорциональные вертикальной скорости, нормальной перегрузке, отклонению по курсу и крену, играют ре­шающую роль.

Успех захода на посадку и посадки зависит от ряда отдельных постоянных и переменных факторов (точность вывода и параметры движения самолета, посадочные характеристики самолета, атмо­сферные условия и т. п.) и их сочетаний, меняющихся случайным непредвиденным образом. Поэтому рассматриваемая задача носит вероятностный характер. Нельзя заранее предсказать, как закон­чится каждая конкретная операция. Однако, используя методы теории вероятностей, оказывается возможным предсказать сред­ний исход заходов на посадку и посадок.

Будем по-прежнему обозначать Р (3) —вероятность успешного захода на посадку, т. е. такого захода, в результате которого са­молет выведен в область М. Для того чтобы осуществить успешную посадку, летчик к моменту достижения области М должен видеть достаточное количество наземных ориентиров. Обозначим вероят­ность таких событий — Р(В). Тогда вероятность успешных посадок

Р(П) = Р(3)Я(В).

Если самолет выведен в область М и при этом летчик видит до­статочное количество наземных ориентиров, то вероятность после­дующей успешной посадки предполагается равной единице.

Если в результате захода самолет не попал в область М (не­удачный заход) или он попал в эту область, но отсутствовала не­обходимая видимость наземных ориентиров, летчик должен пре­кратить дальнейшее снижение и выполнить повторный заход. Сле­довательно, вероятность уходов самолета на повторный заход

Рпз = 1-Я(П)=1-Я(В)Р(3). (6.1)

Введем обозначения: Q(3) = l—Я(3)—вероятность неудачно­го захода, Q(В) = 1—Р{В)—вероятность отсутствия необходимой видимосш. Тогда уравнение (6.1) может быть приведено к виду:

^пз = Q (3) -|-Q (В) —Q (3) Q (В).

С учетом (4.2)

Рпз =’7a+?T-fQ(B)-^?a-<?TQ(B)~ gaQ(B)-ig, qaQ (В).

Ввиду малости qT, qa и Q(B) произведениями этих величин можно пренебречь. Тогда получим

Рпз ~ Чт “Ь Яз+Q (В).

В настоящее время в нашей стране принято считать, что в слож­ных метеорологических условиях самолеты должны уходить на по­вторный заход по всем причинам не чаще чем один раз на двад­цать заходов на посадку. Приняв Рпз =0,05 и полагая в качестве примера (В), получим

qT^q^Q( В)«-^. (6.2)

Напомним, что к таким же значениям рт и q3 мы пришли в гл. 4. Там указывалось, что частота уходов на повторный заход по при­чинам, связанным с работой посадочных средств, не должна пре­вышать Q(3) = —. И тогда «<7а« — Q (3) ~ Там же мы под-

30 2 с0

робно рассмотрели вопросы надежности посадочных средств, оп­ределяющей величину параметра ра. Здесь мы остановимся на выявлении факторов, влияющих на величину параметра qr, или од­нозначно связанного с ним параметра рт = 1—<7т, который пред­ставляет собой вероятность вывода самолета в область М при ис­правных посадочных средствах. Иначе говоря, рт — вероятность успешных заходов на посадку при исправной аппаратуре посадоч­ного комплекса.

Вероятность рт зависит, во-первых, от величины этой области (размеров «окна») и, во-вторых, от закона распределения откло­нений самолета от посадочной траектории и его параметров. Ве­роятность рт может быть представлена в виде произведения

Рт Рт-бокРт-прол* (3.3)

где Дт. еок — вероятность того, что боковые отклонения самолета от посадочной траектории не превысят допустимые значения;

Рт. прод — вероятность того, что продольные отклонения (отклонения по высоте) от посадочной траектории не превысят допустимые зна­чения.

Как показывает опыт эксплуатации самолетов, оборудованных системами автоматизированного управления заходом на посадку, при дальностях точки перехода на визуальный полет от порога ВПП более 300—400 м рт. бок<Рт. прод. В ряде случаев оказывается возможным принять, что вероятность успешных заходов рг прак­тически зависит лишь от вероятности /?т. бок. Тогда вместо рассмот­рения вероятности вывода самолета в область М достаточно рас­смотреть вероятность того, что в момент перехода на визуальный полет боковые отклонения самолета от посадочной траектории ле­жат в допустимых пределах. Иногда принимают

Ят. бок __ 1 /*т. бок ^

^т. ирод 1 /^т. ирод

Тогда с учетом (6.2) можно подсчитать, что рт. бок~0,988 и Рт. прод—0,996. На эти величины будем ориентироваться и мы, оце­нивая вероятность успешных заходов на посадку самолетов, обо­рудованных системами автоматизированного управления.

В соответствии с ранее высказанными соображениями положим, что для обеспечения заданной вероятности успешных заходов 0,983 (<7т=1/60) необходимо и достаточно, чтобы Рт. бок^ 0,988

(рт. бок— 1/80) .

Далее будут рассмотрены вопросы определения посадочного минимума, при котором обеспечивается такая вероятность успеш­ных заходов. Поскольку вероятность успешных заходов на посад­ку зависит от диапазона допустимых боковых отклонений и точно­сти стабилизации самолета на посадочной траектории, следует остановиться на них подробнее.