Letecké drama na pokračování

Část první

Taky znáte ten pohled? Před dráhou v používání stojí pět letadel, jedno právě přistanuvší se zrovna chystá dráhu opustit  a je-li podvečer, na finále (konečném přiblížení) vidíte světla dalších tří nebo čtyř  eroplánů pěkně srovnaných po třech námořních mílích předpisového rozestupu.

Pro zvědavce jistě velice atraktivní a dramatická podívaná.

Jenže…..jenže ono by to tak být nemělo a letiště by i v obdobích provozních špiček mělo skýtat sice méně dramatický, pro čumily méně atraktivní, ale o to účelnější a hlavně ekonomicky mnohem efektivnější obrázek.

Málokoho si totiž při pohledu na shora popsanou scénu položí velice logickou otázku.

„Prokristapána, proč tam těch pět eroplánů na zemi úplně bezúčelně mění drahé palivo na kravál a smrad? Vždyť to bude trvat nejmíň dalších deset minut, než bude moct první z nich odstartovat!“

Ano, byla by to velice logická otázka a stejným problémem se začali různí chytří pánové po světě zabývat už dávno, zejména po tom, co ceny paliva začaly stoupat do výšek přímo astronomických a po tom, co obyvatelstvo přilehlých obcí a různé zelené iniciativy začali mít proti klasickým postupům a pohodě z nich vyplývající určité námitky.

Z hlediska toho, co chci dále napsat je důležité, že zamýšlet se začali ti chytří pánové již v době, kdy my sami jsme ještě uzavírali „sdružené socialistické závazky“, organizovali „brigády socialistické práce“ a budovali „rozvinutou socialistickou společnost“, která se nám následně rozvinula tak, že nezbývalo, než ji zase sbalit.

První, co ti pánové učinili bylo, že si položili otázku, co vlastně chtějí a hned si také odpověděli.

„Především chceme, aby přilétající letadla nemusela vyčkávat ve „stacku“, ale aby z traťového letu přešla plynule do fáze přiblížení a přistání“

Co je to „stack“, tedy česky „stoh“? Je to slangový výraz  pro přesně definovaný vyčkávací obrazec a s ním související ochranný prostor, v němž letadla vyčkávají (krouží) v rozdílných hladinách, když je jich příliš mnoho na to, aby mohla rovnou přistát.  Když to nejnižší opustí svou hladinu a zahájí následný manévr spojený s vlastním přistáním, všichni ostatní jdou o hladinu níž. Pak se situace opakuje stále dokola a to doslova. Tohle všechno samozřejmě let z hlediska dopravce prodražuje.

„ Musíme to  nějak zařídit, aby se nám ty éra  neslítaly  k letištím jako hejna špačků na strom zrajících třešní. Ty přílety musíme nějak rozložit v čase“, dumali ti pánové dál a pokračovali.

„Dál chceme, aby nám odlétávající letadlo nahodilo motory, dojelo ke dráze a pokud možno bez zastavení odstartovalo. Jak to ale k čertu udělat (How the hell  to do it), když máme k dispozici jen jednu dráhu na kterou nám eroplány taky  přistávají, byť by jsme je už měli  rozložené v čase?“

Tak se ti pánové začali zamýšlet nad tím, co vlastně mohou a došli z následujícím závěrům.

1. Chování letadla ve vzduchu a tedy i letadla přilétávajícího je relativně(!) snadno predikovatelné, ale vzhledem k omezenému rozsahu možných změn rychlosti (a tedy změn časové dimenze ve 4D trajektorii)  relativně těžko ovlivnitelné.

4D trajektorie (4- Dimensional Trajectory)  je matematickým vyjádřením budoucí polohy letadla v prostoru a čase. To nám ten Marx maká, co?  Činnost všech počítačových podpůrných systémů na světě je založena právě na ní. Systém má k dispozici letový plán, ze kterého čerpá informace odkud kam a po jaké trati letadlo hodlá letět. Dál je zde uvedena rychlost,  požadovaná hladina, čas ze kterého lze odvodit čas vzletu a taky je uveden typ letadla. Kromě toho pozemní systémy (FDPS – Flight Data Processing System) disponují off-line uloženými daty výkonů jednotlivých typů letadel. Ze všech těchto dat je tedy vytvořena ona 4D trajektorie, kterou je  řada údajů o budoucí poloze (tedy o zeměpisné délce, šířce a hladině /výšce/)  ve které se letadlo bude v čase nacházet. Vertikální profil letu se pak vytváří právě na základě oněch off-line uložených výkonnostních dat. Je to trochu složitější a má to své slabiny, ale nechci zde zacházet do zbytečných podrobností. Navíc v rámci programu SESAR se uvažuje o zcela jiných principech tvorby a aktualizace trajektorie. Ale o tom ale snad někdy příště.

1. Situace letadla na zemi je ovšem nemlich opačná. Predikovat chování letadla na zemi je značně obtížné. Letadlo na zemi se v podstatě mění v auto, které může pojíždět pomaleji nebo rychleji, nahazování může trvat dlouho nebo krátce a ze stovky důvodů může taky zastavit. Letadlu ve vzduchu se to většinou nedoporučuje. Na druhé straně ovlivnit chování letadla na zemi je poměrně snadné. Nehrozí nám totiž nebezpečí, že by někam spadlo a jak známo, příčinou většiny leteckých nehod je pád z výšky.

Co nám z toho vyplývá, ptali se ti chytří pánové dál. Vyplývá nám z toho, že pořadí a časy vletů (takzvaný „vzletový sled“), tedy sled  letadel jejichž chování můžeme snáze ovlivnit, musíme alespoň do určité míry podřídit pořadí a časům příletů (příletový sled), tedy letadlům, jejichž chování ovlivníme hůř.

V praktické rovině nám z toho ovšem vyplývá, že ze všeho nejdřív musíme vymyslet  (a následně taky jako první v pořadí na letištích instalovat) onen nástroj, který nám to blížící se hejno špačků rozptýlí v čase.

Jak chlapi řekli, tak taky udělali. Sedli a vymysleli AMAN, tedy Arrival (příletový) Manager.

Pozor, není to nějaký kravaťák jako ten váš „manager“, co sedí v té nóbl kanceláři o dvě patra výš. Je to počítačové udělátko s řadou fíčúr.

Jak to funguje?  Jak shora uvedeno obsahuje FDPS (Flight Data Processing System) podporující činnost dotyčného střediska řízení veškeré 4D trajektorie letů, které se chystají do prostoru  jeho působnosti vstoupit.  Trajektorie letu letícího na příklad z Budapešti do Prahy je aktualizována v okamžiku, kdy oblastní středisko řízení (ACC) obdrží od bratislavského systému koordinační data  na vstupní bod do oblasti (čas, hladinu, kód sekundárního radaru). Aktualizovaná trajektorie obsahuje rovněž aktualizovaný čas vstupu do TMA (Terminal Manoeuvring Area) dotyčného letiště a u skutečně sofistikovaných systémů na základě používané a předem definované standardní příletové trati (uvnitř TMA) dokonce i čas příletu na FAF (Final Approach Fix) a nad práh dráhy.

Všechny tyto údaje jsou z FDPS postoupeny do AMAN. Vzhledem k tomu, že bratislavský systém  zašle koordinační data do pražského 15 minut před reálným vstupem do pražské oblasti, ví AMAN o daném příletu čtvrt hodiny před tím, než letadlo do našeho vzdušného prostoru vůbec fyzicky  vstoupí . Pozor, může to být  málo, zejména v případech, kdy letiště leží blízko hranic, nebo je oblast tak malá, jako ta naše. Následně začne AMAN horečně přemýšlet. Jedná se o osamělého špačka – samotáře? Jestliže ano, usne opět spánkem spravedlivých. Jestliže se ale blíží hejno špačků a ještě k tomu z různých směrů, začne se AMAN zahřívat.

Předpokládejme, že se blíží šest letadel. AMAN začne zjišťovat jejich pořadí a časové odstupy mezi nimi nad vztažným bodem přes který musí všechna přeletět a to bez ohledu na směr ze kterého přilétají. Většinou tedy na FAF (Final Approach Fix). Dále předpokládejme, že při jeho přeletu je potřeba tříminutový časový odstup (pouze teoretická hodnota pro názornost). Mezi prvním a druhým tři minuty jsou. Tedy O.K. Mezi druhým a třetím však jsou minuty jen dvě, právě tak jako mezi třetím a čtvrtým, čtvrtým a pátým, pátým a šestým.  Dobrá, řekne si AMAN, zpomalíme toho třetího o minutu, čtvrtého o dvě minuty, pátého o tři minuty a šestého o čtyři minuty.

Právě když si AMAN myslí, že má vyhráno, rozsvítí se někde v integrovaných obvodech varovné světélko a dotěrný hlas mu začne říkat. „Bacha ty vole, jestli zpomalíš toho šestého o čtyři minuty, bude se chudák třást na pádovce a pánbů ví, jak to dopadne!“

A sakra, řekne si AMAN a začne znovu. Tak tedy jinak, toho prvního necháme přitopit aby byl na FAFu o dvě minuty dřív. To samý uděláme s tím druhým. Toho třetího urychlíme o minutu a čtvrtýho necháme letět. Pátýho necháme stáhnout rychlost aby byl na FAFu o minutu později a šestýho zbrzdíme o minuty dvě. Vyhovuje to? Ano? Následně pošle AMAN služebnám proti směru letu zprávy TTG (Time to Gain) pro všechna letadla která mají přidat a zprávy TTL (Time to Lose) pro ta, která mají brzdit. Všechny zprávy bez výjimky obsahují požadovaný čas na dotyčný vztažný bod.  V našem případě bude tedy adresátem Oblastní středisko řízení (ACC) Praha a v případě uzavření příslušných dohod i předchozí oblasti. V době kalkulací AMAN přece letadlo ještě do našeho prostoru nevstoupilo. V budoucnu by tyto a podobné zprávy měly být automaticky předávány na palubu prostřednictví A/G Data Link, bez lidského zásahu.

Pak si AMAN utře čelo a začne si chladit procesory.

Co z toho vyplývá? Čím vzdálenější je časový horizont působnosti AMANu, tím zásadnější změny ve sledu a časech příletu může AMAN udělat. Problémem je, že v současnosti je horizont působnosti omezován časem příjmu koordinačních dat (která upřesňují trajektorii) na vzdálenost patnácti minut letu před vstupem do oblasti. U velkých oblastí a dotyčném letišti situovaném někde v jejich středu to není problém, ve všech ostatních situacích ano.

Tak to by jsme měli AMAN, řekli si shora uvedení moudří pánové. Tak teď DMAN , tedy Departure (vzletový) Manager.  Původně to vymysleli takhle.

AMAN poskytuje do DMANu průběžně časy vyklizení dráhy (čas na FAF  plus čas potřebný k letu z FAFu do přistání plus parametrický čas potřebný pro vyklizení dráhy). Vzlétající eroplán zavolá o povolení nahazovat. DMAN si k  aktuálnímu času přičte čas potřebný k nahození a pojíždění (rovněž parametrické časy a slabé místo konceptu) a prozkoumá, bude-li v té době dráha volná. Ne-li, hledá nejbližší mezeru umožňující vzlet. Povolení je následně vydáno tak, aby letadlo plynule nahodilo, pojíždělo a vzletělo v nalezené časové mezeře.

Brzy se přišlo na to, že to takhle nepůjde. V případech kdy se k letišti přibližovalo celé hejno letadel sice rozptýlených v čase, ale neumožňujících zařadit mezi ně vzlet, měl DMAN zaklepat na dveře u AMANů a říci něco jako: „Hele kolego, já bych potřeboval mezi ty přílety zařadit  jeden (dva, tři…atd) odlety. Jinak budou čekat stráááášně dlouho. Udělej mi tam prosím mezeru nebo mezery!“

Malér byl v tom, že žádost vznesená DMANem až po žádosti o nahození byla vznesena tak pozdě, že na vytvoření dotyčné mezery už nebylo dost času. Přibližující se letadla byla již daleko za horizontem působnosti AMANu a jak shora uvedeno, AMAN je tím efektivnější, čím dřív začne příletový sled korigovat.

Tak jinak, řekli si výzkumníci. Vezmem časy EOBT (Estimated off Block Time) tedy předpokládaný čas zahájení pojíždění který je uveden v letovém plánu a bez ohledu na to, že letadlo ještě nežádalo o povolení k nahození, začneme korigovat příletový sled už předem.

Nebudu to protahovat. Zase to nešlo. Příslušná mezera byla sice úspěšně a včas vytvořena, ale paní Vopičková se zapomněla v parfumérii, pan Vocásek ještě nedopil své poslední české pivo a slečna Hezounová dosud na toaletě preventivně zvrací.

Jinými slovy, odbavovací proces se nám trochu protáhl, EOBT nebude dodrženo a letadlo v žádném případě nemůže stihnout vzlet v časové mezeře, která pro něj byla v potu tváře vytvořena.

A tak se přišlo na to, že průběh odbavovacího procesu se bude muset nějak zohlednit a vznikla myšlenka Airport CDM, neboli Collaborative Decision Making – společného kolaborativního rozhodování mezi dopravcem, provozovatelem letiště a službami řízení.

Ale o tom snad příště. Taky se snad příště  konečně dovíte, proč se tenhle článek jmenuje tak, jak se jmenuje. To příště bude ale pouze v tom  případě, že vás to zajímá a že vás nenudím. Jestliže ano, napište mi to do těch chlívečků o něco níže a já místo psaní půjdu čistit akvárium. Stejně už to potřebuje

Zdraví Katoda