Lot nad biegunem

Artykuł 2016/03

Latając od lotniska do lotniska czasem mamy ochotę poznać jakiś nowy kawałek świata. Zmieniamy kontynenty, próbujemy lądowania na mniej popularnych lotniskach. W końcu udaje się zaliczyć wszystkie kontynenty, kraje, a niektórym nawet wszystkie ważniejsze lotniska. Gdzie szukać dalszych wyzwań? Odpowiedzią mogą być bieguny.

Latanie nad biegunami nie jest zbyt popularne tak w rzeczywistości, jak i w warunkach symulacji. Współcześnie przyczyną jest przede wszystkim to, że bieguny zwykle nie są po drodze. Ponadto trzeba wziąć pod uwagę, że starsze systemy nawigacji nie są przystosowane do lotów na większych szerokościach geograficznych. Jest to związane m.in. z tym różnicą pomiędzy biegunem geograficznym a magnetycznym. Ta różnica jest szczególnie widoczna na południowej półkuli, gdzie biegun magnetyczny znajduje się mniej więcej na 65 równoleżniku, poniżej Tasmanii. Nie bez znaczenia są też przepisy dotyczące bezpieczeństwa lotów polarnych, które stawiają znacznie wyższe wymagania liniom lotniczym. Na koniec pozostaje oczywiście ETOPS, który ogranicza wybór maszyn.

Ograniczenia odległości od lotniska

Loty powinny być planowane tak, aby samolot znajdował się w odległości nie większej niż 1h lotu od najbliższego lotniska mogącego ten samolot przyjąć. Chodzi o to, aby zapewnić szansę lądowania awaryjnego. Taka regulacja nie jest dużym problemem w lotach kontynentalnych w Europie czy USA, ale już w przypadku Azji czy lotów nad oceanami uniemożliwiałaby podróż. Dlatego opracowano ETOPS - system certyfikacji samolotów i załóg, który umożliwia im latanie w dalszej odległości od lotnisk.

Początkowo system obejmował tylko samoloty dwusilnikowe (jednosilnikowe nie przewożą pasażerów komercyjnie w liniach lotniczych, a 3- i 4-silnikowe uznawano za posiadające zabezpieczenie w postaci dodatkowych silników). Stąd ETOPS oznaczał Extended range Two-engine OPerationS. Regulacja ta przyczyniła się, jak się ocenia, do wycofania z produkcji trzysilnikowego MD11 oraz ograniczenia planów rozwoju maszyn 4-silnikowych. Obecnie system obejmuje także maszyny posiadające więcej niż 2 silniki (wyprodukowane od 2015 r.), a ETOPS oznacza po prostu ExTended OPerationS.

Certyfikacja ETOPS pozwala na oddalenie się od najbliższego lotniska o 120, 180, a nawet więcej minut. W przypadku lotów transatlantyckich wystarcza zwykle 180 minut. Boeing 747-8, który otrzymał certyfikat jako pierwsza 4-silnikowa maszyna ma ETOPS-330. A Airbus A350 ma latać nawet 370 minut od najbliższego lotniska.

W przypadku lotów nad biegunem północnym, np. z Anchorage na Alasce do Murmańska w Rosji, możliwe jest wykonanie lotu przy ETOPS-240, być może nawet mniej - zależnie od wymaganej długości pasa do lądowania awaryjnego. Jednak w przypadku bieguna południowego konieczne jest przekroczenie 360 minut od najbliższego lotniska. Dziś praktycznie żaden dwusilnikowy samolot nie spełnia tego warunku. Pozostają zatem samoloty 4-silnikowe o wystarczającym zasięgu, np. A340, A380, B747.

Prezentacja ETOPS wygenerowana przez SimBrief - największy okrąg to 360 minut

Ograniczenia prawne lotów polarnych

To jednak nie koniec zmartwień przy planowaniu lotu. Otóż w przypadku operacji wykonywanych w pobliżu biegunów operator musi spełnić szereg dodatkowych wymagań. Należą do nich m.in.:

• trening załóg w zakresie lotów polarnych,
• aktualne uprawnienia do wykonywania lotów polarnych,
• dodatkowe wyposażenie bezpieczeństwa,
• plan ratowania pasażerów w przypadku awarii,
• odpowiednie wyposażenie komunikacyjne,
• zabezpieczenia przed zamarzaniem paliwa.

To oznacza dodatkowe koszty. Z tego powodu, w przypadku bieguna południowego praktycznie żaden operator nie przekracza w lotach regularnych 72 równoleżnika. W Australii organizowane są trwające ok. 12h loty nad Antarktydę z użyciem B747, które jednak ledwie zahaczają o tę szerokość geograficzną.

Problem biegunów w symulatorze

Te ograniczenia prawne nie obowiązują oczywiście w symulatorze lotu. Albo raczej - możemy łatwo zasymulować, że je spełniamy. Jednak i symulatory mają swoje ograniczenia. Niektórzy pamiętają, że w FS9 nie można było przekroczyć 85 równoleżnika. Ten problem nie istnieje już w Prepar3d, ale i tak napotykamy na inne problemy.

Pierwszym z nich jest nieprawidłowe odwzorowanie terenu. Ziemia przed samolotem, gdy przekraczamy 80 równoleżnik stopniowo zwęża się i zniekształca, by w końcu wyglądać jak trójkąt, a nie kula. Jedynie w nocnych lotach widać, że problem odwzorowania dotyczy tylko tekstur. Bowiem granica wyświetlania gwiazd wyraźnie pokazuje kontury Ziemi.

Prepar3d. W kierunku bieguna południowego, ok. 85*S
(kliknij obraz, aby powiększyć)

Mijając biegun spodziewajmy się dziwnych zachowań samolotu, który przez chwilę nie do końca wie jak zareagować na informacje, które otrzymuje. Trzeba bowiem pamiętać o ograniczeniach funkcji trygonometrycznych, które w tymi miejscu się ujawniają. Zdarzają się dziwne tańce, latanie w kółko, wirowanie i inne cuda. Trzeba być przygotowanym na ręczne przejęcie sterów. Alternatywnie można przelecieć w odległości 1 stopnia od bieguna (czyli ok. 60nm), co gwarantuje w miarę spokojny przebieg lotu. Ale przecież nie o to nam chodzi.

To, czy w ogóle dolecimy do bieguna i czy przez niego przelecimy zależy w dużej mierze od jakości autopilota. Mój pierwszy lot w okolicach bieguna północnego z wykorzystaniem VasFMC wymagał ciągłej ręcznej korekty kierunku. Tych problemów nie ma w Airbusach od Wilco, czy maszynach PMDG. Źródłem problemu jest wspomniana wcześniej różnica między prawdziwym a magnetycznym biegunem. Do 80 równoleżnika na północy i 60 na południu nie ma dużego to znaczenia. Ale później wskazania kierunku i kursu zaczynają znacznie się różnić. Np. w punkcie 85S116E przy kursie 180, pokazywany kierunek to 320. Jeśli programista tworzący autopilot wziął kierunek lotu jako źródło danych, to problemy są gwarantowane.

Porównaj kurs (patrz koordynaty) i kierunek lotu

Planowanie lotów nad biegunami

Szukając najkrótszych tras nad biegunami polecam na północy: PANC-ULMM (Anchorage - Murmańsk, ok. 4000nm, 8h lotu), natomiast na południu YPPH-SAWH (Perth - Ushuaia, ok. 5600nm, 12h lotu). Trzeba jednak wziąć pod uwagę, że pas w Murmańsku ma tylko 2500m, a w Ushuaia 2800m. Nie każda maszyna się tam zmieści. Możliwe więc, że trzeba będzie lecieć dalej.

Planując nie unikniemy podawania koordynat, bo żadne drogi lotnicze nie przechodzą nad samymi biegunami. Aby uniknąć problemów obliczeniowych i ograniczeń funkcji trygonometrycznych wykorzystywanych przez symulator nie należy wpisywać samego bieguna do planu lotu. Lepiej wpisać dwa punkty oddalone o 1 stopień od niego, po przeciwnych stronach, np. 89S116E i 89S64W. Odległość między tymi punktami od 120nm, a dokładnie w połowie jest biegun. Trzeba też sprawdzić jak model samolotu reaguje na wpisane dane. Wilco reaguje tak jak na rysunku poniżej. Niemniej  dobrze realizuje plan. Dopiero ostatnie 10 mil przed biegunem zaczynają się problemy. Dlatego ten fragment przeleciałem używając trybu HDG. Być może samolot by sobie z tym poradził, ale wolałem nie ryzykować.

Prezentacja planu lotu w Wilco Airbus - biegun powinien być na środku pomiędzy dwoma koordynatami

Czy Ziemia jest płaska?

Wpisz w Google "ziemia jest płaska" i zobacz ilu ludzi tak twierdzi. Zdaniem niektórych z nich przyczyną ograniczeń lotów nad biegunami jest niechęć do ujawnienia faktycznego kształtu Ziemi. Nawet mapy Google upewniają nas, że Ziemia w najlepszym wypadku jest walcem, co pokazuje poniższy rysunek z trasą przebiegającą dokładnie przez biegun południowy. To oczywiście skutek przyjętego odwzorowania. Żadna mapa nie może pokazać wiernie odwzorowania jednocześnie kątów, odległości i powierzchni.

Mapa trasy przez biegun południowy prezentowana przez Google Maps

Na szczęście SimBrief staje na wysokości zadania i pokazuje prawidłową mapę. Niemniej i tak przy obliczeniach SimBrief wyrzucił błędy. Na szczęście jakoś sobie z nimi poradził i wygenerował raport oraz śliczne mapki.

Mapa tej samej trasy w SimBrief

Zachęcam do podejmowania wyzwań i wielogodzinnych lotów nad biegunami. A na koniec zdjęcie samego bieguna.

Biegun południowy w Prepar3d
(kliknij obraz, aby powiększyć)