Plánování letu - Flight planning

Pro jiná použití, viz Letový plán (disambiguation) .

Tarom Boeing 737-300 a United Airlines Boeing 777-200 pojíždění odchýlit Londýn Heathrow letiště .

Letové plánování je proces vytvoření letového plánu popisujícího navrhovaný let letadla. Zahrnuje dva aspekty kritické z hlediska bezpečnosti : výpočet paliva, aby bylo zajištěno, že letadlo může bezpečně dosáhnout cíle, a dodržování požadavků řízení letového provozu , aby se minimalizovalo riziko srážky se vzduchem . Kromě toho letové plánovači obvykle přejí, aby se minimalizovalo letu náklady prostřednictvím vhodného výběru trasy, výšku a rychlost, a tím načtením minimální potřebné množství paliva na palubě. Letové provozní služby (ATS) používají dokončený letový plán pro oddělení letadel ve službách řízení letového provozu, včetně sledování a hledání ztracených letadel, během pátracích a záchranných misí (SAR).

Plánování letů vyžaduje přesné předpovědi počasí, aby výpočty spotřeby paliva mohly zohledňovat účinky spotřeby paliva při čelním nebo zadním větru a teplotě vzduchu. Bezpečnostní předpisy vyžadují, aby letadlo přepravovalo palivo nad rámec minima potřebného k letu z místa původu na místo určení, což umožňuje nepředvídatelné okolnosti nebo přesměrování na jiné letiště, pokud se plánované místo určení stane nedostupným. Kromě toho, pod dohledem řízení letového provozu, letadla létající v kontrolovaném vzdušném prostoru musí sledovat předem určené trasy známé jako dýchací cesty (alespoň tam, kde byly definovány), i když tyto trasy nejsou tak ekonomické jako přímější let. V těchto dýchacích cestách musí letadlo udržovat letové hladiny , stanovené nadmořské výšky, obvykle svisle oddělené 300 nebo 610 m (1000 nebo 2 000 stop), v závislosti na letové trase a směru jízdy. Když letadla s pouze dvěma motory létají na dlouhé vzdálenosti přes oceány, pouště nebo jiné oblasti bez letišť, musí splňovat další bezpečnostní pravidla ETOPS, aby zajistily, že se mohou dostat na nouzové letiště, pokud jeden motor selže.

Vytvoření přesného optimalizovaného letového plánu vyžaduje miliony výpočtů, takže komerční systémy pro plánování letů hojně využívají počítače (přibližný neoptimalizovaný letový plán lze vytvořit pomocí E6B a mapy přibližně za hodinu, ale je třeba více počítat s nepředvídanými okolnosti). Když počítačové letové plánování nahradilo ruční plánování letů pro lety na sever přes severní Atlantik, průměrná spotřeba paliva se snížila o přibližně 450 kg (1 000 lb) na let a průměrné doby letu se snížily asi o 5 minut na let. Některé komerční letecké společnosti mají vlastní interní systém plánování letů, zatímco jiné využívají služeb externích plánovačů.

Licencovaný letový dispečer nebo letový provozní důstojník je ze zákona povinen provádět úkoly plánování letů a sledování letů v mnoha komerčních operačních prostředích (např. US FAR §121, kanadské předpisy). Tyto předpisy se liší podle země, ale stále více zemí požaduje, aby jejich provozovatelé své letecké společnosti zaměstnávali.

Přehled a základní terminologie

Systém letového plánování může vyžadovat vytvoření více než jednoho letového plánu pro jeden let:

  • souhrnný plán pro řízení letového provozu (ve formátu FAA a/nebo ICAO )
  • souhrnný plán pro přímé stažení do palubního systému řízení letu
  • podrobný plán pro použití piloty

Základním smyslem plánovacího letového systému je spočítat, kolik traťové palivo je zapotřebí v letových navigačních procesu letadla při letu z letiště na cílové letiště. Letadla musí také nést určité rezervní palivo, aby bylo možné počítat s nepředvídanými okolnostmi, jako je nepřesná předpověď počasí nebo řízení letového provozu vyžadující, aby letadlo letělo v nižší než optimální výšce kvůli přetížení dýchacích cest nebo přidání pasažérů na poslední chvíli jehož váha nebyla při přípravě letového plánu zohledněna. Způsob stanovení rezervního paliva se velmi liší v závislosti na letecké společnosti a lokalitě. Mezi nejběžnější metody patří:

  • Americké vnitrostátní operace prováděné podle pravidel letu podle přístrojů : dostatek paliva k letu do prvního bodu zamýšleného přistání, poté let na náhradní letiště (pokud povětrnostní podmínky vyžadují náhradní letiště), poté dalších 45 minut normální cestovní rychlostí
  • procento času: obvykle 10% (tj. 10hodinový let potřebuje dostatečnou rezervu k letu další hodinu)
  • procento paliva: obvykle 5% (tj. let vyžadující 20 000 kg paliva potřebuje rezervu 1 000 kg)

S výjimkou některých vnitrostátních letů v USA má letový plán obvykle náhradní letiště i cílové letiště. Náhradní letiště je použito v případě, že se cílové letiště stane nepoužitelným během letu (kvůli povětrnostním podmínkám, stávce, havárii, teroristické činnosti atd.). To znamená, že když se letadlo přiblíží k cílovému letišti, musí mít stále k dispozici dostatek náhradního paliva a náhradní rezervy, aby mohlo letět na náhradní letiště. Vzhledem k tomu, že letadlo se neočekává na náhradním letišti, musí mít také dostatek paliva, které by na chvíli (obvykle 30 minut) kroužilo poblíž alternativního letiště, dokud bude nalezen přistávací otvor . Vnitrostátní lety ve Spojených státech nemusí mít dostatek paliva k postupu na náhradní letiště, když je počasí v cílovém místě lepší než stropy 610 m (2 000 stop) a 3 viditelné míle viditelnosti; 45minutová rezerva při normální cestovní rychlosti však stále platí.

Často je považováno za vhodné mít náhradníka v určité vzdálenosti od cíle (např. 185 km (100 nmi; 115 mi)), aby bylo nepravděpodobné, že by špatné počasí uzavřelo cíl i alternativu; vzdálenosti až 960 kilometrů (520 nmi; 600 mi) nejsou neznámé. V některých případech může být cílové letiště tak vzdálené (např. Tichomořský ostrov), že neexistuje žádné proveditelné náhradní letiště; v takové situaci může letecká společnost místo toho zahrnout dostatek paliva, aby mohla kroužit po dobu 2 hodin poblíž cíle, v naději, že letiště bude do té doby opět k dispozici.

Mezi dvěma letišti často existuje více než jedna možná trasa. S výhradou bezpečnostních požadavků si komerční letecké společnosti obecně přejí minimalizovat náklady vhodnou volbou trasy, rychlosti a výšky.

Hmotnosti spojené s letadlem a/nebo celková hmotnost letadla v různých fázích jsou označovány různými názvy.

  • Užitečné zatížení je celková hmotnost cestujících, jejich zavazadel a jakéhokoli nákladu. Komerční letecká společnost vydělává peníze zpoplatněním přepravovaného nákladu.
  • Prázdná provozní hmotnost je základní hmotnost letadla připraveného k provozu, včetně posádky, ale bez užitečného zatížení nebo použitelného paliva .
  • Nulová hmotnost paliva je součet provozní hmotnosti prázdného a užitečného zatížení - tj. Naložené hmotnosti letadla, bez použitelného paliva.
  • Hmotnost rampy je hmotnost letadla v budově terminálu, když je připraveno k odletu. To zahrnuje nulovou hmotnost paliva a veškeré požadované palivo.
  • Hmotnost pro uvolnění brzdy je hmotnost letadla na začátku dráhy, těsně před uvolněním brzdy pro vzlet . Toto je hmotnost rampy minus veškeré palivo použité pro pojíždění . Hlavní letiště mohou mít přistávací dráhy dlouhé asi 3 km, takže pouhé pojíždění z terminálu na konec dráhy může spotřebovat až tunu paliva. Po pojíždění pilot seřadí letadlo s přistávací dráhou a zabrzdí. Po obdržení povolení ke vzletu pilot sešlápne motory a uvolní brzdy, aby začal zrychlovat po dráze v rámci přípravy na start.
  • Vzletová hmotnost je hmotnost letadla, které vzlétne uprostřed dráhy. Několik systémů pro plánování letů vypočítává skutečnou vzletovou hmotnost; místo toho se palivo použité ke vzletu počítá jako součást paliva použitého pro výstup do normální cestovní výšky.
  • Přistávací hmotnost je hmotnost letadla při přistání na místě určení. Toto je hmotnost pro uvolnění brzdy minus spálené palivo. Zahrnuje nulovou hmotnost paliva, nepoužitelné palivo a veškeré náhradní, přidržovací a rezervní palivo.

Když dvoumotorová letadla létají přes oceány, pouště a podobně, musí být trasa pečlivě naplánována tak, aby se letadlo mohlo kdykoli dostat na letiště, i když jeden motor selže. Příslušná pravidla jsou známá jako ETOPS (ExTended range OPerationS). Obecná spolehlivost konkrétního typu letadla a jeho motorů a kvalita údržby letecké společnosti jsou brány v úvahu při specifikaci, jak dlouho takové letadlo může létat pouze s jedním běžícím motorem (obvykle 1–3 hodiny).

Systémy plánování letů musí být schopné zvládnout letadla létající pod hladinou moře, což často vyústí v negativní nadmořskou výšku. Například letiště Amsterdam Schiphol má nadmořskou výšku −3 metry. Hladina Mrtvého moře je 417 metrů pod hladinou moře, takže lety na nízké úrovni v této blízkosti mohou být hluboko pod hladinou moře.

Jednotky měření

Letové plány kombinují metrické a nemetrické jednotky měření. Konkrétní použité jednotky se mohou lišit podle letadla, letecké společnosti a polohy během letu.

Od roku 1979 doporučuje Mezinárodní organizace pro civilní letectví (ICAO) sjednocení jednotek měření v letectví na základě Mezinárodního systému jednotek (SI). Od roku 2010 ICAO doporučuje používat:

Datum ukončení dokončení metrikace však nebylo stanoveno. Zatímco technicky jsou upřednostňovány jednotky SI, různé jednotky mimo SI jsou v komerčním letectví stále široce používány:

Jednotky vzdálenosti

Vzdálenosti jsou téměř vždy měřeny v námořních mílích , jak je vypočítáno ve výšce 32 000 stop (9 800 m), což je kompenzováno skutečností, že Země je spíše zploštělý sféroid než dokonalá koule. Letecké mapy vždy ukazují vzdálenosti zaokrouhlené na nejbližší námořní míli, a to jsou vzdálenosti, které jsou uvedeny v letovém plánu. Systémy plánování letů mohou ke zvýšení přesnosti potřebovat použít ve svých vnitřních výpočtech nezaokrouhlené hodnoty.

Palivové jednotky

Měření paliva se bude lišit na měřidlech namontovaných na konkrétním letadle. Nejběžnější jednotkou měření paliva jsou kilogramy; další možná opatření zahrnují libry, britské galony, americké galony a litry. Když se palivo měří hmotností, při kontrole objemu nádrže se bere v úvahu měrná hmotnost použitého paliva.

Minimálně jednou se stalo, že letadlu došlo palivo kvůli chybě při převodu mezi kilogramy a libry. V tomto konkrétním případě se letové posádce podařilo klouzat na nedalekou přistávací dráhu a bezpečně přistát (přistávací dráha byla jednou ze dvou na bývalém letišti, která se tehdy používala jako dragstrip ).

Mnoho leteckých společností požaduje, aby se množství paliva zaokrouhlilo na násobek 10 nebo 100 jednotek. To může způsobit zajímavé problémy se zaokrouhlováním, zvláště když jsou zahrnuty mezisoučty. Při rozhodování, zda zaokrouhlit nahoru nebo dolů, je třeba vzít v úvahu také bezpečnostní otázky.

Výškové jednotky

Nadmořská výška letadla je založena na použití tlakového výškoměru (podrobněji viz letová hladina ). Zde uvedené výšky jsou tedy nominální výšky za standardních podmínek teploty a tlaku, nikoli skutečné výšky. Všechna letadla provozovaná na letových hladinách kalibrují výškoměry na stejné standardní nastavení bez ohledu na skutečný tlak hladiny moře, takže vzniká malé riziko kolize.

Ve většině oblastí je výška uváděna jako násobek 30 stop, tj. A025 je nominálně 260 stop (760 m). Při plavbě ve vyšších nadmořských výškách letadla používají letové hladiny (FL). Letové hladiny jsou nadmořské výšky korigované a kalibrované podle mezinárodní standardní atmosféry (ISA). Ty jsou vyjádřeny jako tříciferná skupina, např. FL320 je ISA 32 000 stop (9 800 m).

Ve většině oblastí je svislá vzdálenost mezi letadly buď 1 000 nebo 2 000 stop (300 nebo 610 m).

V Rusku, Číně a některých sousedních oblastech se nadmořská výška měří v metrech. Svislá vzdálenost mezi letadly je buď 300 metrů nebo 600 metrů (asi o 1,6% méně než 1 000 nebo 2 000 stop).

Do roku 1999 byla vertikální vzdálenost mezi letadly létajícími ve vysokých výškách na stejných dýchacích cestách 2 000 stop (610 m). Od té doby probíhá ve světě postupné zavádění redukovaného minima vertikální separace (RVSM). Tím se vertikální oddělení sníží na 300 stop (1 000 stop) mezi letovými hladinami 290 a 410 (přesné limity se místo od místa mírně liší). Protože většina proudových letadel pracuje mezi těmito výškami, toto opatření účinně zdvojnásobuje dostupnou kapacitu dýchacích cest. Aby mohla letadla používat RVSM, musí mít certifikované výškoměry a autopiloti musí splňovat přesnější standardy.

Jednotky rychlosti

Letadla v nižších nadmořských výškách obvykle používají uzly jako primární rychlostní jednotku, zatímco letadla, která jsou vyšší (nad Mach Crossover Altitude), obvykle používají Machovo číslo jako primární rychlostní jednotku, ačkoli letové plány často obsahují ekvivalentní rychlost také v uzlech (převod zahrnuje přídavek na teplotu a výšku). V letovém plánu znamená Machovo číslo „bodu 82“, že letadlo letí rychlostí 0,820 (82%) rychlosti zvuku .

Rozšířené používání globálních systémů určování polohy (GPS) umožňuje navigačním systémům v kokpitu poskytovat rychlost vzduchu a pozemní rychlost víceméně přímo.

Další metodou získávání rychlosti a polohy je setrvačný navigační systém (INS), který sleduje zrychlení vozidla pomocí gyroskopů a lineárních akcelerometrů; tyto informace pak mohou být integrovány včas a získat rychlost a polohu, pokud byl INS před odletem řádně kalibrován. INS působí v civilním letectví již několik desetiletí a většinou se používá ve středních až velkých letadlech, protože systém je poměrně složitý.

Pokud není použit GPS ani INS, jsou k získání informací o rychlosti nutné následující kroky:

Hmotové jednotky

Hmotnost letadla se nejčastěji měří v kilogramech, ale někdy může být měřena v librách, zvláště pokud jsou palivoměry kalibrovány v librách nebo galonech. Mnoho leteckých společností požaduje, aby byly váhy zaokrouhleny na násobky 10 nebo 100 jednotek. Při zaokrouhlování je nutná velká opatrnost, aby bylo zajištěno, že nebudou překročena fyzická omezení.

Při neformálním chatování o letovém plánu mohou být přibližné hmotnosti paliva a/nebo letadel uváděny v tunách . Tato „tuna“ je obecně buď metrická tuna nebo britská dlouhá tuna , která se liší o méně než 2%, nebo krátká tuna , což je asi o 10% méně.

Popis trasy

Trasa je popis cesty, po které letadlo letí mezi letišti. Většina komerčních letů bude směřovat z jednoho letiště na druhé, ale soukromá letadla, komerční poznávací zájezdy a vojenská letadla mohou podniknout okružní cestu nebo let tam a zpět a přistát na stejném letišti, ze kterého vzlétly.

Komponenty

Letadla létají na dýchacích cestách ve směru řízení letového provozu. Dýchací cesty nemají fyzickou existenci, ale lze je považovat za dálnici na obloze. Na běžné dálnici používají automobily různé pruhy, aby se vyhnuly kolizím, zatímco na dýchacích cestách létají letadla na různých úrovních letu, aby se vyhnuly kolizím. Člověk často vidí letadla projíždějící přímo nad nebo pod vlastní. Grafy zobrazující dýchací cesty jsou publikovány a jsou obvykle aktualizovány každé 4 týdny, shodně s cyklem AIRAC. AIRAC (Aeronautical Information Regulation and Control) se vyskytuje každý čtvrtý čtvrtek, kdy každá země zveřejňuje své změny, které se obvykle týkají dýchacích cest.

Každá dýchací cesta začíná a končí na waypointu a může obsahovat také některé meziprostorové body. Trasové body používají pět písmen (např. PILOX) a ta, která se zdvojnásobují jako nesměrové majáky, používají tři nebo dvě (TNN, WK). Dýchací cesty se mohou křížit nebo spojovat na trasovém bodu, takže se letadlo může v takových bodech změnit z jednoho dýchacího kanálu na druhý. Kompletní trasa mezi letišti často využívá několik dýchacích cest. Tam, kde mezi dvěma traťovými body nejsou vhodné dýchací cesty a použití dýchacích cest by vedlo k poněkud kruhovému objezdu, může řízení letového provozu umožnit přímé směrování z bodu do bodu, který nepoužívá dýchací cesty (v letových plánech se často zkracuje jako „DCT“ ").

Většina trasových bodů je klasifikována jako povinná hlášení; to znamená, že pilot (nebo palubní systém řízení letu ) hlásí polohu letounu řízení letového provozu, když letadlo prochází trasovým bodem. Existují dva hlavní typy trasových bodů:

  • Pojmenovaný waypoint na letectví grafech se známou zeměpisné šířky a délky objeví. K takovým trasovým bodům nad pevninou často patří rádiový maják, takže piloti mohou snáze zkontrolovat, kde se nacházejí. Užitečné pojmenované trasové body jsou vždy na jednom nebo více dýchacích cestách.
  • Geografické waypoint je dočasné pozice použit v letovém plánu, obvykle v místech, kde nejsou k dispozici žádné pojmenované průjezdní body (např většina oceánů na jižní polokouli). Řízení letového provozu vyžaduje, aby zeměpisné body na trase měly zeměpisné šířky a délky, které jsou celé řady stupňů.

Upozorňujeme, že dýchací cesty se nepřipojují přímo k letištím.

  • Po vzletu letadlo postupuje podle postupu odletu ( standardní odlet podle přístrojů nebo SID), který definuje dráhu od letištní dráhy k trasovému bodu na dýchacích cestách, aby se letadlo mohlo kontrolovaně připojit k systému dýchacích cest. Většina stoupací části letu proběhne na SID.
  • Letadlo před přistáním dodržuje postup příletu ( standardní terminální příletová trasa nebo STAR), který definuje dráhu od waypointu na dýchacích cestách po letištní dráhu, takže letadlo může kontrolovaně opustit dýchací systém. Velká část sestupu letu proběhne na STAR.
Letecké trasy mezi Los Angeles a Tokiem přibližně sledují přímou trasu velkého kruhu (nahoře), ale při směru na východ použijte tryskový proud (dole)

V některých oceánech, zejména na severní polokouli, se pro zvýšení dopravní kapacity na frekventovaných trasách používají speciální trasy známé jako oceánské dráhy . Na rozdíl od běžných dýchacích cest, které se mění jen zřídka, se oceánské dráhy mění dvakrát denně, aby bylo možné využít výhod příznivého větru. Let s tryskovým proudem může být o hodinu kratší než let proti němu. Oceánské stopy mohou začínat a končit asi 100 mil od pobřeží na pojmenovaných trasových bodech, ke kterým se připojuje řada dýchacích cest. Tratě napříč severními oceány jsou vhodné pro lety východ -západ nebo západ -východ, které tvoří převážnou část provozu v těchto oblastech.

Kompletní trasy

Existuje několik způsobů, jak vytvořit trasu. Všechny scénáře využívající dýchací cesty používají pro odlet a příjezd SID a STAR. Jakákoli zmínka o dýchacích cestách může zahrnovat velmi malý počet „přímých“ segmentů, které by umožňovaly situace, kdy neexistují žádné vhodné spoje dýchacích cest. V některých případech mohou výběr trasy ovlivnit politické úvahy (např. Letadla z jedné země nemohou přeletět jinou zemi).

  • Dýchací cesty od počátku do místa určení. Většina letů po souši spadá do této kategorie.
  • Dýchací cesty od počátku k okraji oceánu, poté oceánská dráha, poté dýchací cesty od okraje oceánu k cíli. Většina letů nad severními oceány spadá do této kategorie.
  • Dýchací cesty od počátku k okraji oceánu, poté oblast volného letu přes oceán, poté dýchací cesty od okraje oceánu k cíli. Většina letů nad jižními oceány spadá do této kategorie.
  • Oblast volného letu od počátku k cíli. To je u komerčních letů poměrně neobvyklá situace.

I v oblasti volného letu vyžaduje řízení letového provozu hlášení o poloze zhruba jednou za hodinu. Systémy plánování letů to organizují vložením geografických trasových bodů ve vhodných intervalech. U proudových letadel jsou tyto intervaly 10 stupňů zeměpisné délky pro lety na východ nebo na západ a 5 stupňů zeměpisné šířky pro lety na sever nebo na jih. V oblastech volného letu komerční letadla normálně sledují stopu nejméně času , aby spotřebovala co nejméně času a paliva. Skvělá kruhová trasa by měla nejkratší pozemní vzdálenost, ale je nepravděpodobné, že by měla nejkratší vzdušnou vzdálenost, a to kvůli účinku čelního nebo zadního větru. Systém letového plánování může muset provést významnou analýzu, aby určil dobrou trasu volného letu.

Výpočet paliva

Výpočet požadavků na palivo (zejména na výletní palivo a rezervní palivo) je z hlediska plánování letu nejdůležitější z hlediska bezpečnosti . Tento výpočet je poněkud komplikovaný:

  • Rychlost spalování paliva závisí na okolní teplotě, rychlosti letadla a nadmořské výšce letadla, z nichž nic není zcela předvídatelné.
  • Rychlost spalování paliva také závisí na hmotnosti letadla, která se mění při spalování paliva.
  • Vzhledem k potřebě vypočítat vzájemně závislé hodnoty je obecně nutná určitá iterace. Například rezervní palivo se často vypočítává jako procento výletního paliva, ale výletní palivo nelze vypočítat, dokud není známa celková hmotnost letadla, a to včetně hmotnosti rezervního paliva.

Úvahy

Výpočet paliva musí brát v úvahu mnoho faktorů.

  • Předpověď počasí
Teplota vzduchu ovlivňuje účinnost/spotřebu paliva leteckých motorů. Vítr může poskytovat komponentu čelního nebo zadního větru, která zase zvýší nebo sníží spotřebu paliva zvýšením nebo snížením vzdálenosti vzduchu, kterou má letět.
Po dohodě s Mezinárodní organizací pro civilní letectví existují dvě národní meteorologická centra - ve Spojených státech, Národní správa oceánů a atmosféry a ve Spojeném království Met Office - která poskytují celosvětové předpovědi počasí pro civilní letectví ve známém formátu jako počasí GRIB . Tyto prognózy se obvykle vydávají každých 6 hodin a pokrývají následujících 36 hodin. Každá 6hodinová předpověď pokrývá celý svět pomocí bodů sítě umístěných v intervalech 75 námořních mil (139 km) nebo méně. V každém bodě sítě je rychlost větru, směr větru a teplota vzduchu dodávána v devíti různých výškách mezi 1400 a 16800 m.
Letadla jen zřídka létají přesně přes body mřížky počasí nebo v přesných výškách, ve kterých jsou k dispozici předpovědi počasí, takže je obecně zapotřebí určitá forma horizontální a vertikální interpolace . Pro intervaly 75 námořních mil (139 km) je lineární interpolace uspokojivá. Formát GRIB nahradil dřívější formát ADF v letech 1998–99. Formát ADF používal intervaly 300 námořních mil (560 km); tento interval byl dostatečně velký na to, aby některé bouře zcela vynechal, takže výpočty pomocí počasí předpovídaného ADF často nebyly tak přesné, jako ty, které lze vytvořit pomocí počasí předpovídaného GRIB.
  • Trasy a letové hladiny
Konkrétní trasa, která má být letecky převezena, určuje vzdálenost, kterou má země urazit, zatímco větry na této trase určují vzdálenost, kterou má letět. Každá meziprostorová část dýchacích cest může mít jiná pravidla, pokud jde o to, jaké letové hladiny lze použít. Celková hmotnost letadla v kterémkoli bodě určuje nejvyšší letovou hladinu, kterou lze použít. Plavba na vyšší letové hladině obecně vyžaduje méně paliva než na nižší letové hladině, ale k dosažení vyšší letové hladiny může být zapotřebí palivo pro další stoupání (právě toto extra stoupavé palivo a různá míra spotřeby paliva způsobují nespojitosti).
  • Fyzická omezení
Téměř všechny váhy uvedené výše v „Přehledu a základní terminologii“ mohou podléhat minimálním a/nebo maximálním hodnotám. Kvůli namáhání kol a podvozku při přistání může být maximální bezpečná přistávací hmotnost podstatně nižší než maximální bezpečná hmotnost pro uvolnění brzdy. V takových případech může letadlo, které narazí na nouzovou situaci a musí přistát bezprostředně po vzletu, chvíli kroužit, aby spotřebovalo palivo, nebo odhodilo nějaké palivo, nebo jinak okamžitě přistálo a riskovalo kolaps podvozku.
Kromě toho mají palivové nádrže maximální kapacitu. V některých případech komerční systémy pro plánování letů zjistí, že byl požadován nemožný letový plán. Letadlo se nemůže dostat do zamýšleného cíle, a to ani bez nákladu nebo cestujících, protože palivové nádrže nejsou dostatečně velké, aby pojaly potřebné množství paliva; zdá se, že některé letecké společnosti jsou občas přehnaně optimistické, možná doufají ve (velmi) silný zadní vítr.
  • Míra spotřeby paliva
Míra spotřeby paliva u leteckých motorů závisí na teplotě vzduchu, výšce měřené tlakem vzduchu, hmotnosti letadla, rychlosti letadla vzhledem k vzduchu a případné zvýšené spotřebě ve srovnání se zbrusu novými motory v důsledku stáří motoru a/nebo špatného údržba (letecká společnost může odhadnout toto zhoršení porovnáním skutečného s předpokládaným spálením paliva). Všimněte si toho, že velké letadlo, jako například jumbo jet, může při 10hodinovém letu spálit až 80 tun paliva, takže během letu dochází k podstatné změně hmotnosti.

Výpočet

Hmotnost paliva tvoří významnou část celkové hmotnosti letadla, takže jakýkoli výpočet paliva musí brát v úvahu hmotnost jakéhokoli paliva, které ještě nebylo spáleno. Místo toho, aby se pokusil předpovědět palivo, které ještě není spáleno, může systém plánování letů tuto situaci zvládnout tak, že pracuje zpět po trase, začíná na alternativní cestě, vrací se zpět do cíle a poté se vrací zpět na waypoint podle waypointu k původu.

Následuje podrobnější nástin výpočtu. Obvykle je vyžadováno několik (možná mnoho) iterací, buď pro výpočet vzájemně závislých hodnot, jako je rezervní palivo a palivo, nebo pro zvládnutí situací, kdy bylo překročeno určité fyzické omezení. V druhém případě je obvykle nutné snížit užitečné zatížení (méně nákladu nebo méně cestujících). Některé systémy plánování letů používají propracované systémy přibližných rovnic k současnému odhadu všech požadovaných změn; to může výrazně snížit počet potřebných iterací.

Pokud letadlo přistane na střídačce, v nejhorším případě lze předpokládat, že mu nezůstalo žádné palivo (v praxi zbude dostatek rezervního paliva alespoň na pojíždění mimo přistávací dráhu). Systém pro plánování letů tedy může vypočítat alternativní přidržované palivo na základě toho, že konečná hmotnost letadla je nulová hmotnost paliva. Vzhledem k tomu, že letadlo krouží při držení, není nutné při tomto nebo jiném výpočtu držení brát v úvahu vítr.
Pro let z destinace do alternativního systému může systém pro plánování letu vypočítat náhradní palivo a alternativní rezervní palivo na základě toho, že hmotnost letadla při dosažení alternativy je nulová hmotnost paliva plus alternativní držení.
Systém plánování letu pak může vypočítat jakoukoli cílovou rezerva na základě toho, že konečná hmotnost letadla je nulová hmotnost paliva plus alternativní držení plus alternativní palivo plus alternativní rezerva.
U letu z místa původu do destinace lze hmotnost při příletu do destinace brát jako nulovou hmotnost paliva plus alternativní držení plus alternativní palivo plus alternativní rezerva plus cílové hospodářství. Systém plánování letu pak může pracovat zpět po trase, počítat palivo na cestu a rezervovat palivo po jednom traťovém bodu najednou, přičemž palivo potřebné pro každý mezipásmový segment tvoří část hmotnosti letadla pro další segment, který má být vypočítán.
V každé fázi a/nebo na konci výpočtu musí systém letového plánování provádět kontroly, aby bylo zajištěno, že nebyla překročena fyzická omezení (např. Maximální kapacita nádrže). Problémy znamenají, že buď musí být hmotnost letadla nějakým způsobem snížena, nebo musí být upuštěno od výpočtu.

Alternativní přístup k výpočtu paliva je vypočítat alternativní a zadržené palivo, jak je uvedeno výše, a získat určitý odhad celkového požadavku na palivo na cestu, a to buď na základě předchozích zkušeností s touto trasou a typem letadla, nebo pomocí nějakého přibližného vzorce; ani jedna metoda nemůže příliš zohlednit počasí. Výpočet pak může pokračovat vpřed po trase, waypoint po waypointu. Po dosažení cíle lze skutečné palivo porovnat s odhadovaným palivem, provedeným lepším odhadem a podle potřeby se výpočet opakuje.

Snižování nákladů

Hlavní článek: snížení nákladů

Komerční letecké společnosti si obecně přejí udržet náklady na let co nejnižší. Na ceně se podílejí tři hlavní faktory:

  • množství paliva potřebného (komplikovat věcech paliva mohou stát různé částky v různých letištích),
  • skutečná doba letu ovlivňuje odpisy, plány údržby a podobně,
  • poplatky za přelet jsou vybírány každou zemí, nad kterou letadlo letí (pomyslně na pokrytí nákladů na řízení letového provozu).

Různé letecké společnosti mají různé názory na to, co představuje nejlevnější let:

  • nejnižší náklady pouze na základě času
  • nejnižší náklady pouze na palivo
  • nejnižší náklady na základě rovnováhy mezi palivem a časem
  • nejnižší náklady na základě nákladů na palivo a času a poplatků za přelet

Základní vylepšení

Pro jakoukoli danou trasu může systém plánování letů snížit náklady tím, že najde nejhospodárnější rychlost v dané výšce a najde nejlepší výšku (výšky), které má použít na základě předpokládaného počasí . Takovou místní optimalizaci lze provést na základě bodu od bodu.

Komerční letecké společnosti nechtějí, aby letadlo příliš často měnilo nadmořskou výšku (mimo jiné to může palubním průvodčím ztěžovat podávání jídel), a tak často stanovují určitý minimální čas mezi změnami letové hladiny související s optimalizací. Aby se s takovými požadavky vypořádal, musí být systém plánování letu schopen místní optimalizace nadmořské výšky tím, že současně zohlední řadu trasových bodů, spolu s náklady na palivo pro případná požadovaná krátká stoupání.

Pokud existuje více než jedna možná trasa mezi výchozím a cílovým letištěm, stane se úkol systému letového plánování komplikovanější, protože nyní musí zvažovat mnoho tras, aby našel nejlepší dostupnou trasu. Mnoho situací má desítky nebo dokonce stovky možných tras a existují situace s více než 25 000 možnými trasami (např. Londýn do New Yorku s volným letem pod traťovým systémem). Množství výpočtu potřebné k vytvoření přesného letového plánu je tak značné, že není možné podrobně prozkoumat každou možnou trasu. Před podrobnou analýzou musí mít systém plánování letů nějaký rychlý způsob, jak snížit počet možností na zvládnutelný počet.

Snížení rezerv

Z pohledu účetního stojí poskytnutí rezervního paliva peníze (palivo potřebné k přepravě nadějně nevyužitého rezervního paliva). Byly vyvinuty techniky známé různě jako nejasné , opakované odeslání nebo postup rozhodovacího bodu , které mohou výrazně snížit množství potřebného rezervního paliva při zachování všech požadovaných bezpečnostních standardů. Tyto techniky jsou založeny na tom, že má nějaké určené mezilehlé letiště, na které se může let v případě potřeby odklonit; v praxi jsou takové odklony vzácné. Použití takových technik může ušetřit několik tun paliva na dlouhých letech, nebo může zvýšit užitečné zatížení nesené o podobnou částku.

Jasný letový plán má dvě destinace. Na konečné cílové letiště se bude směřovat let, zatímco na počáteční cílové letiště se bude let odkloňovat, pokud se v rané fázi letu spotřebuje více paliva, než se očekávalo. Trasový bod, ve kterém se rozhoduje, do kterého cíle se vydat, se nazývá nejasný fix nebo rozhodovací bod . Po dosažení tohoto traťového bodu provede letová posádka srovnání skutečného a předpokládaného spálení paliva a zkontroluje, kolik rezervního paliva je k dispozici. Pokud je dostatek rezervního paliva, může let pokračovat na konečné cílové letiště; jinak se letadlo musí odklonit na původní cílové letiště.

Počáteční místo určení je umístěno tak, aby pro let z počátečního místa do původního cíle bylo zapotřebí méně rezervního paliva než pro let z počátečního do konečného cíle. Za normálních okolností se ve skutečnosti používá málo, pokud vůbec nějaké, rezervní palivo, takže když letadlo dosáhne nejasné opravy, stále má (téměř) veškeré původní rezervní palivo na palubě, což je dost na pokrytí letu od nejjasnější opravy do cílová stanice.

Myšlenka čistých letů byla poprvé publikována v Boeing Airliner (1977) inženýry Boeingu Davidem Arthurem a Gary Roseem . Původní papír obsahuje spoustu magických čísel týkajících se optimální polohy reclear fixu a tak dále. Tato čísla platí pouze pro konkrétní uvažovaný typ letadla, pro konkrétní procento rezervy, a nezohledňují vliv počasí. Úspora paliva v důsledku přepracování závisí na třech faktorech:

  • Maximální dosažitelná úspora závisí na poloze opravné opravy. Tuto polohu nelze teoreticky určit, protože neexistují přesné rovnice pro vypínací palivo a rezervní palivo. I kdyby to bylo možné určit přesně, nemusí být trasový bod na správném místě.
  • Jedním z faktorů identifikovaných Arthurem a Rose, který pomáhá dosáhnout maximální možné úspory, je umístění počátečního cíle tak, aby sestup do původního cíle začal bezprostředně po nejasné opravě. To je výhodné, protože to minimalizuje rezervní palivo potřebné mezi opravnou opravou a původním cílem, a tím maximalizuje množství rezervního paliva, které je k dispozici na opravné opravě.
  • Dalším faktorem, který je také nápomocný, je umístění počátečního náhradního letiště.

Podávání neoptimálních plánů

Přes veškerou snahu vynaloženou na optimalizaci letových plánů existují určité okolnosti, za kterých je výhodné podávat neoptimální plány. V rušném vzdušném prostoru s řadou konkurenčních letadel mohou být optimální trasy a preferované nadmořské výšky předplaceny. Tento problém může být horší v rušných obdobích, například když každý chce přiletět na letiště, jakmile se na den otevře. Pokud všechna letadla zaznamenávají optimální letové plány, pak aby se zabránilo přetížení, může řízení letového provozu odmítnout povolení pro některé z letových plánů nebo zdržet přidělené sloty pro vzlet. Aby se tomu zabránilo, lze podat suboptimální letový plán s požadavkem na neefektivně nízkou výšku nebo delší, méně přetíženou trasu.

Jakmile je ve vzduchu, součástí pilotní práce je létat co nejefektivněji, aby se mohl pokusit přesvědčit řízení letového provozu, aby mohli létat blíže k optimální trase. To může zahrnovat požadavek na vyšší letovou hladinu, než je v plánu, nebo požadavek na přímější směrování. Pokud správce okamžitě nesouhlasí, může být možné příležitostně znovu požádat, dokud neustoupí. Alternativně, pokud bylo v oblasti hlášeno špatné počasí, může pilot požádat o výstup nebo otočení, aby se vyhnul počasí.

I když se pilot nedokáže vrátit na optimální trasu, výhody plynoucí z povolení létat mohou dobře převážit náklady na neoptimální trasu.

Lety VFR

Přestože lety VFR často nevyžadují podání letového plánu (zdroj?), Určité množství letových plánů zůstává nezbytné. Kapitán se musí ujistit, že na palubě bude dostatek paliva na cestu a dostatek rezervního paliva pro nepředvídané okolnosti. Hmotnost a těžiště musí během celého letu zůstat v jejich mezích. Kapitán musí připravit náhradní letový plán pro případy, kdy přistání v původním cíli není možné.

V Kanadě však předpisy stanoví, že „... žádný velící pilot nesmí provozovat letadlo při letu VFR, pokud nebyl podán letový plán VFR nebo itinerář letu VFR, kromě případů, kdy je let prováděn do 25 NM od odletové letiště “.

Další funkce

Kromě různých výše uvedených opatření ke snížení nákladů mohou systémy plánování letů nabídnout další funkce, které pomohou přilákat a udržet si zákazníky:

  • Jiné trasy
Zatímco je vypracován letový plán pro konkrétní trasu, letoví dispečeři mohou zvážit alternativní trasy. Systém plánování letů může vytvářet shrnutí, řekněme, pro další 4 nejlepší trasy, ukazující nulovou hmotnost paliva a celkové palivo pro každou možnost.
  • Opakovat výběr
Může existovat několik možných nejasných oprav a počátečních cílů a který z nich je nejlepší, závisí na počasí a nulové hmotnosti paliva. Systém plánování letů může analyzovat každou možnost a vybrat, která je pro tento konkrétní let nejvhodnější.
  • Souhrny co kdyby
Na přetížených trasách může řízení letového provozu vyžadovat, aby letadlo letělo níže nebo výše, než je optimální. V době přípravy letového plánu nemusela být známa celková hmotnost cestujících a nákladu. Aby tyto situace umožňovaly, může systém plánování letů vytvářet souhrny, které ukazují, kolik paliva by bylo zapotřebí, pokud je letoun o něco lehčí nebo těžší, nebo pokud letí výše nebo níže, než bylo plánováno. Tato shrnutí umožňují letovým dispečerům a pilotům zkontrolovat, zda je k dispozici dostatek rezervního paliva pro zvládnutí jiného scénáře.
  • Distribuce palivové nádrže
Většina komerčních letadel má více než jednu palivovou nádrž a výrobce letadla může stanovit pravidla, kolik paliva do každé nádrže naložit, aby se zabránilo ovlivnění těžiště letadla. Pravidla závisí na množství paliva, které má být naloženo, a mohou existovat různé sady pravidel pro různá celková množství paliva. Systém plánování letů se může řídit těmito pravidly a vypracovat zprávu ukazující, kolik paliva je třeba naložit do každé nádrže.
  • Tankování paliva
Když se ceny pohonných hmot na letištích liší, mohlo by stát za to přidat více paliva tam, kde je to levné, a to i s přihlédnutím k nákladům na palivo na cestu potřebné k přenesení hmotnosti navíc. Systém plánování letu dokáže zjistit, kolik dalšího paliva lze výhodně přepravit. Uvědomte si, že nespojitosti způsobené změnami letových hladin mohou znamenat, že rozdíl pouhých 100 kg (jeden cestující se zavazadly) v nulové hmotnosti paliva nebo tankovaném palivu může znamenat rozdíl mezi ziskem a ztrátou.
  • Odklonění letu
Při cestě může být letadlo odkloněno na jiné letiště, než je plánované alternativní. Systém plánování letu může vytvořit nový letový plán pro novou trasu z bodu odklonu a předat jej letadlu, včetně kontroly, zda bude dostatek paliva pro revidovaný let.
  • Tankování za letu
Vojenská letadla mohou tankovat ve vzduchu. Takové tankování je spíše proces než okamžitý. Některé systémy pro plánování letů umožňují změnu paliva a ukazují účinek na každé zúčastněné letadlo.

Viz také

Poskytovatelé plánování letů:

Reference