CC BY
76
Общетехнические задачи и пути их решения
кина. Серия «Справочная математическая библиотека». - Москва : Наука, 1969. - 344 с.
4. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы : учебник для вузов. 4-е изд. / В. Г. Олифер, Н. А. Олифер. - Санкт-Петербург : Питер, 2010. - 944 с.
5. Моделирование комплексов радиоразведки и радиоподавления вооруженных сил зарубежных государств / В. Н. Куделя, В. Е. Кузнецов, А. М. Лихачев, В. В. Масановец, А. А. Привалов. - Санкт-Петербург : Военный Университет Связи, 2004. - 156 с.
УДК 621.396.933.2
Е. В. Соболев, Ал-Рубой Мудар, Е. А. Рубцов
Санкт-Петербургский государственный университет гражданской авиации
ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОГО СОСТАВА И РАЗМЕЩЕНИЯ РАДИОМАЯКОВ VOR/DME В РЕСПУБЛИКЕ ИРАК ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЗОНАЛЬНОЙ НАВИГАЦИИ
Оценена степень покрытия воздушных трасс зонами действия сети маяков VOR/DME (при расчете зон действия учитывался сложный характер рельефа, влияющий на дальность действия РТС). По результатам анализа сделан вывод, что инфраструктура РТС навигации недостаточна для выполнения полетов по концепции зональной навигации. Предложено дооснастить аэродромы, на которых уже есть маяки VOR, дальномерным оборудованием DME, а также внедрить дополнительные навигационные маяки VOR/DME. Анализ зон действия для новой конфигурации маяков показал, что при этом обеспечивается стопроцентное покрытие воздушных трасс для высоты полета 10 000 м, а также трехкратное повышение степени покрытия воздушных трасс по сравнению с существующей ситуацией для высоты полета 6000 м.
зона действия, VOR/DME, зональная навигация.
Введение
Государство Ирак обладает большим экономическим потенциалом. На территории страны сосредоточено около 10 % мировых запасов нефти, имеются месторождения природного газа, велика площадь сельскохозяйственных земель, бассейны рек Тигр и Евфрат удовлетворяют потребность в водных ресурсах. Выгодное географическое положение страны способствует развитию внутренних и внешних воздушных сообщений.
Однако данный потенциал был практически полностью нивелирован политическими и социальными конфликтами
последних десятилетий: Ирано-Иракской войной (1980-1988 гг.), оккупацией Кувейта (1990-1991 гг.), гражданской нестабильностью: репрессиями против шиитского и курдского населения со стороны правительства и последующей войной, закончившейся вводом в страну сил Коалиции и свержением режима Саддама Хусейна.
Сложная военно-политическая обстановка в Ираке сохраняется по сей день: экстремистские и террористические группировки продолжают совершать теракты и нападения.
Несмотря на это, в настоящее время идет полномасштабное восстановление экономики страны. Вследствие изменения полити-
ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС
2014/2
112
Общетехнические задачи и пути их решения
ческого режима у граждан появилась возможность свободно перемещаться по стране и выезжать за границу. Это привело к росту пассажиропотока, поэтому актуальной проблемой, требующей особого внимания и серьезных затрат, стало восстановление и развитие гражданской авиации. При этом ставится задача наряду с ростом перевозок не допустить снижения уровня безопасности полетов.
1 Постановка задачи
Одним из требований обеспечения безопасности полетов является условие полного покрытия воздушных трасс зонами действия радиотехнических систем (РТС) навигации [1].
Внедряемая во всем мире и дающая большие преимущества, зональная навигация, предполагающая полеты по трассам без привязки к наземным РТС, возможна при использовании спутниковых систем навигации, наземных маяков VOR/DME и DME/
Рис. 1. Анализ покрытия воздушных трасс ЗД маяков VOR/DME по упрощенной методике для высоты полета 10000 м
DME, а также высокоточных бортовых инерциальных систем [2].
Большое количество ВС в мире оснащено аппаратурой GPS. Однако в сложившейся геополитической обстановке было бы неосмотрительным полностью полагаться на зарубежные спутниковые системы навигации. В связи с этим страны ищут альтернативные варианты: создают собственные системы спутниковой навигации (российская ГЛОНАСС, европейская Galileo, проектируемые системы других стран) либо внедряют наземные навигационные системы в количестве, достаточном для обеспечения безопасности полетов. Для Республики Ирак целесообразно использовать второй вариант.
На территории страны имеются два маяка VOR в Багдаде и Сулеймании, и один маяк VOR/DME в Басре. Еще 14 маяков VOR/ DME расположены вдоль границы (рис. 1).
Для обеспечения зональной навигации необходимо использовать маяки VOR/DME. Так как аэродромы Багдада и Сулеймании еще не оснащены дальномерным оборудованием, в расчетах они не учтены.
2014/2
Proceedings of Petersburg Transport University
Общетехнические задачи и пути их решения
113
Воздушные трассы, выбранные для анализа степени покрытия приведены на рис. 2, а их длина и маршрутные точки - в таблице.
Общая длина анализируемых трасс составляет 4819 км.
2 Оценка покрытия воздушных трасс зонами действия существующих маяков VOR/DME
Упрощенный анализ покрытия предполагает круглые зоны действия маяков VOR/
Рис. 2. Исследуемые трассы
ТАБЛИЦА. Анализируемые воздушные трассы
Трасса, длина Марш. точки Трасса, длина Марш. точки Трасса, длина Марш. точки Трасса, длина Марш. точки
1-1' 1128 км NINVA VUSEB TOMSI OTALO RIDIP PAPUS KATUT DENKI ILMAP PEBAD SIDAD 2-2' 1143 км KABAN SEVKU UMESA MUTAG BAGHDAD LOVEK ITBIT ALPET GADSI TASMI 3-3' 1212 км SIDNA TUBEN MUTAG GEPAP RAPLU SIGBI LOPAM ELODI NADOX RUGIR 4-4' 772 км DAPUK RAPLU DELMI BAGHDAD RAGET
5-5' 564 км MURIB RALTI ELODI LOVEK PAPUS PAXAT
ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС
2014/2
114
Общетехнические задачи и пути их решения
DME. Нормативные документы [3] рекомендуют принимать дальность действия 380 км для верхнего воздушного пространства (выше 8100 м), и 170 км - для нижнего (до 1500 м). Производители радионавигационного оборудования [4, 5] заявляют о дальности в 340 км для высоты полета 12 000 м и 240 км - для 6000 м.
Используя эти данные, проанализируем степень покрытия воздушных трасс Республики Ирак зонами действия маяков VOR/ DME. На рис. 1 представлен результат расчетов для высоты полета 10 000 м. Участки трасс, не покрытые зонами действия навигационных маяков, выделены оранжевым цветом. При этом покрывается 82,9 % всех трасс (не покрыто 823 км); худшее навигационное обеспечение имеет трасса 3-3' - 63,9 %.
Упрощенный анализ покрытия не учитывает окружающий антенну рельеф, что для маяков, расположенных в горной местности, недопустимо [6]. На рис. 3 показаны места установки VOR/DME в точках ILAM и KHORAMABAD, и сложный рельеф данной местности.
С помощью цифровой модели рельефа SRTM были получены углы закрытия для исследуемых навигационных маяков (рис. 4, 5). Из рисунков видно, что закрытия, доходящие до нескольких градусов, существенно ограничивают дальность действия.
Анализ, проведенный с учетом сложного рельефа, показал, что для высоты полета
10 000 м обеспечивается 64,1 % покрытия всех трасс (не покрыто 1728 км), худшее навигационное обеспечение имеет трасса
3-3': 41,7 %. Для высоты полета 6000 м этот показатель составляет 38,9 % (не покрыто 2944 км), худшее навигационное обеспечение имеет трасса 3-3': 8 %.
Кроме того, из рисунков видно, что в настоящее время на территории Республики Ирак имеется только один маяк VOR/DME в Басре, позволяющий осуществлять полеты по маршрутам с учетом требований зональной навигации.
3 Оценка покрытия воздушных трасс зонами действия маяков VOR/DME учетом рекомендаций
Для устранения указанных недостатков предлагается дооснастить аэродромы Багдад и Сулеймания дальномерным оборудованием DME. Также предлагается установить маяки VOR/DME на аэродромах Таль-Афар и Аль-Асад, расположенных в равнинной местности. Результаты расчетов с учетом предлагаемых изменений в структуре РТС навигации представлены на рис. 6, 7.
Дооснащение аэродромов Багдада и Су-леймании дальномерным оборудованием, а также внедрение двух дополнительных маяков VOR/DME позволят повысить степень покрытия воздушных трасс ЗД до 100 % для
Рис. 3. Точка установки маяка VOR/DME: а) ILAM; б) KHORAM ABAD
2014/2
Proceedings of Petersburg Transport University
Общетехнические задачи и пути их решения
115
Рис. 4. Анализ покрытия воздушных трасс ЗД маяков VOR/DME с учетом рельефа для высоты полета 10 000 м
Рис. 5. Анализ покрытия воздушных трасс ЗД маяков VOR/DME с учетом рельефа для высоты полета 6000 м
ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС
2014/2
116
Общетехнические задачи и пути их решения
Рис. 6. Анализ покрытия воздушных трасс ЗД маяков VOR/DME с учетом рекомендаций для высоты полета 10 000 м
Рис. 7. Анализ покрытия воздушных трасс ЗД маяков VOR/DME с учетом рекомендаций для высоты полета 6000 м
2014/2
Proceedings of Petersburg Transport University
Общетехнические задачи и пути их решения
117
высоты полета 10 000 м и до 95,4 % - для высоты полета 6000 м. Длина непокрытых участков трасс сократится до 0 км и 224 км, соответственно.
На рис. 6 и рис. 7 также выделены ЗД маяков, находящихся на территории Республики Ирак. Видно, что в особых ситуациях страна сможет собственными силами поддерживать должный уровень навигационного обеспечения на воздушных трассах.
Заключение
В рамках статьи проанализирована степень покрытия воздушных трасс Республики Ирак зонами действия маяков VOR/ DME. Показано, что при расчете дальности действия маяков, расположенных в горных районах, необходимо учитывать сложный рельеф. Применение упрощенной методики приводит к существенным ошибкам и не позволяет достоверно оценить ситуацию в регионе.
При существующем навигационном обеспечении степень покрытия воздушных трасс зонами действия маяков VOR/DME составляет 64,1 % для высоты полета 10 000 м и 38,9 % для высоты полета 6000 м. При этом на территории Ирака находится только один маяк VOR/DME в Басре.
По результатам анализа рекомендовано дооснастить аэродромы Багдада и Сулейма-нии дальномерным оборудованием DME, а также внедрить маяки VOR/DME на аэродромах Таль-Афар и Аль-Асад. При этом степень покрытия воздушных трасс составит 100 % для высоты полета 10 000 м и 95,4 %
для высоты полета 6000 м. Расположение маяков обеспечит страну независимой навигационной группировкой, что позволит обеспечить безопасность полетов в случае особых ситуаций.
Авторы выражают благодарность Министерству образования и науки Республики Ирак, а также сотрудникам посольства Республики Ирак за оказанную помощь и поддержку.
Библиографический список
1. Организация радиотехнического обеспечения полетов. Ч. 1. Основные эксплуатационные требования к авиационным комплексам навигации, посадки, связи и наблюдения : учеб. пособие / Е. В. Соболев. - Санкт-Петербург : СПбГУГА, 2007. - 120 с.
2. Руководство по навигации, основанной на характеристиках (PBN). ИКАО док. 9613 AN/937 : 3-е изд., 2008.
3. Приказ Росаэронавигации от 18 ноября 2009 г. № 234 «О Методических рекомендациях по созданию маршрутов обслуживания воздушного движения».
4. Радиомаяк азимутальный доплеровский DVOR 2000 [Электронный ресурс] : ОАО «Азимут». - URL: http://www.azimut.ru/catalogue/ navigation /dvor2000.
5. Радиомаяк дальномерный DME 2000 [Электронный ресурс] : ОАО «Азимут». - URL : http://www.azimut.ru/catalogue/navigation/dme 2000.
6. Расчет дальности радиовидимости с учетом влияния рельефа и атмосферы / Е. В. Соболев, Н. В. Книжниченко, Е. А. Рубцов // Вестн. СПбГУГА. - 2012. - № 1 (3). - С. 44-54.
ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС
2014/2
