UWARUNKOWANIA KSZTAŁCENIA LOTNICZEGO W WSOSP W ASPEKCIE POPRAWY BEZPIECZEŃSTWA LOTÓW

Dążenie do osiągnięcia nowego oblicza naszej armii, a w niej lotnictwa wojskowego spowodowane jest głównie zmianą doktryny obronnej oraz naszym członkostwem w NATO. Te dwa czynniki zapoczątkowały ciąg nieodwracalnych zmian zarówno w strukturach organizacyjnych, jak i funkcjonowaniu w zasadzie wszystkich jednostek lotnictwa wojskowego. Ponadto nasze coraz częstsze kontakty z zachodnim sojusznikiem niewątpliwie również wpływają na potrzebę zmian w wielu dziedzinach naszego lotnictwa. Transformacja ma miejsce na wielu płaszczyznach. Obecnie na porządku dziennym stanęła, jak najbardziej aktualna, kwestia wdrożenia pozyskanego  samolotu wielozadaniowego – F–16, co powoduje konieczność nowego spojrzenia na metodykę szkolenia lotniczego i taktycznego. Kolejnym stymulatorem zmian jest czynnik ekonomiczny. W wielu sytuacjach jest drogowskazem tych zmian, który należy bezwzględnie brać go pod uwagę przy opracowywaniu wszelkich zmian, tym bardziej w szkoleniu lotniczym, jako wysoce kosztownym.

Ponadto, wdrożenie ustawy – Prawo Lotnicze z 3 lipca 2002 roku spowodowało wprowadzenie nowego podziału polskiej przestrzeni powietrznej zgodnie z klasyfikacją ICAO. Na mocy ustawy wprowadzono jednolity system zarządzania ruchem lotniczym w Polsce, który scalił dotychczas odrębne, wojskowe i cywilne komórki zarządzania ruchem lotniczym.

Wymienione uwarunkowania powodują konieczność wykonywania lotów według ujednoliconych, zunifikowanych przepisów zarówno przez cywilnego, jak i wojskowego użytkownika przestrzeni powietrznej. Biorąc pod uwagę odmienność zasad szkolenia lotniczego w wojsku, wydaje się zasadne dokonanie modyfikacji programów szkolenia pilotów wojskowych celem dostosowania ich do standardów ICAO. Dlatego celowe jest opracowanie koncepcji takiego szkolenia w naszej Uczelni.

Koncepcja ta powinna być ukierunkowana na opracowanie dokumentów szkolenia lotniczego prawidłowo normujących realizację szczegółowych zadań szkolenia lotniczego a zwłaszcza zapewniających:

–  organizację lotów szkoleniowych z wykorzystaniem przestrzeni kontrolowanej;

–  wykonywanie przez studentów „Cross Country” – indywidualnych przelotów na inne lotniska – z pełnym wykorzystaniem krajowej przestrzeni powietrznej;

–  wykorzystanie w szkoleniu systemów radionawigacyjnych doposażonych lotnisk  wojskowych;

-   wykonywanie procedur operacji powietrznych zgodnie z DOC – 8168;

-   osiągnięcie warunków na licencje pilota zawodowego z uprawnieniami do lotów IFR;

–  uwzględnienie potrzeb szkolenia na F-16;

Przedstawione uwarunkowania powodują potrzebę sanacji szkolenia lotniczego przede wszystkim w WSOSP oraz w 4 Skrzydle Lotnictwa Szkolnego, która powinna być ukierunkowana na wyszkolenie pilota wojskowego do licencji pilota zawodowego.

CZYNNIKI DETERMINUJĄCE POTRZEBĘ IMPLEMENTACJI SYSTEMU GNSS W APLIKACJACH LOTNICZYCH W POLSCE

  

Jak wynika z analizy dokumentów normatywnych dotyczących  wykorzystania satelitarnych systemów w lotnictwie w Polsce, odbiorniki GPS są używane jako urządzenia wspomagające nawigację statków powietrznych, stanowiące uzupełnienie klasycznych systemów nawigacyjnych. Parametry eksploatacyjne oraz funkcje współczesnych odbiorników lotniczych (szczególnie pracujących w trybie autonomicznym) predestynują je do prowadzenia nawigacji w czasie lotów trasowych, oraz operacji terminalowych,. Obecnie w Polsce brak jest certyfikowanego serwisu poprawek różnicowych (GBAS) przeznaczonych dla lotnictwa. Można jedynie wykorzystywać system korekcji SBAS oraz ABAS, ale na swoją odpowiedzialność, bowiem brak jest uregulowań prawnych w tym zakresie. Pomimo takiej sytuacji około 80 % pilotów wykorzystuje odbiorniki GPS w locie, w większości są to odbiorniki ręczne, nie zawsze spełniające wymagania określone dla odbiorników typowo lotniczych.

Podobnie przedstawia się sytuacja w lotnictwie wojskowym. Wychodząc naprzeciw trendom rozwojowym światowego lotnictwa również statki powietrzne polskiego lotnictwa wojskowego od kilku lat są doposażone w odbiorniki GPS. Każdy z tych odbiorników posiada instrukcje eksploatacji przez pilota, czy też specyfikację techniczną. Jednak okazuje się, że dla żadnego z wykorzystywanych odbiorników nie opracowano metodyki jego poprawnego wykorzystania. Dlatego, jak wynika z opinii wielu pilotów eksploatujących omawiane urządzenia sposób jego wykorzystania w locie jest często przypadkowy. Aby statek powietrzny był poprawnie i bezpiecznie pilotowany, pilot powinien we właściwy sposób rozkładać uwagę w locie, obserwując poszczególne przyrządy w odpowiedniej kolejności. Metodyka szkolenia lotniczego każdego typu statku powietrznego zawiera sposoby rozłożenia uwagi w różnych fazach lotu, figurach pilotażu bez uwzględnienia odbiorników GPS, ponieważ kiedy była opracowywana statki powietrzne lotnictwa wojskowego nie były wyposażone w odbiorniki GPS. Jak wynika z wniosków wyciągniętych przez komisje badania wypadków lotniczych, niewłaściwy, błędny sposób rozłożenia uwagi przez pilota w locie był niejednokrotnie przyczyną wypadków lotniczych. Każda osoba odpowiedzialna za szkolenie lotnicze powinna zdawać sobie sprawę, czym może się zakończyć lot, jeśli pilot w niewłaściwym momencie będzie obserwował wskazania odbiornika  GPS. Tym samym poruszana problematyka powinna być traktowana priorytetowo. Dlatego obecnie w dalszym ciągu system GPS traktowany jest jako pomocniczy, pokładowy system nawigacyjny.

Ponadto szereg innych argumentów przemawia za przyspieszeniem wdrożenia systemu GNSS w lotnictwie w Polsce. Do najważniejszych należy zaliczyć:

·         kończące się resursy systemów radionawigacyjnych, szczególnie wykorzystywanych podczas lądowania;

·         potrzeba wykonywania lotów w każdych warunkach atmosferycznych;

·         ustalenia międzynarodowe;

·         dokumenty normatywne ICAO/NATO;

·         wzrastające natężenie ruchu lotniczego.

·         projekty międzynarodowe, jak FANS (ang. Future Air Navigation System) – element koncepcji „Free Flight”, czy koncepcja „gate – to - gate”;

·         budowa polskiej części sieci stacji referencyjnych w ramach systemu EUPOS;

·         zaawansowane prace nad uruchomieniem europejskiej konstelacji satelitów GALILEO;

·         dostępność wyposażenia pokładowego i naziemnego;

·         wdrożenie nawigacji satelitarnej w innych krajach europejskich (Niemcy, Francja, Wielka Brytania;

·         wykorzystywanie możliwości nawigacji satelitarnej w lotach w polskiej przestrzeni powietrznej przez polskich przewoźników, mimo braku stosownych uregulowań prawnych;

·         oczekiwanie społeczności lotniczej na podjęcie skoordynowanych działań w kierunku wdrożenia nawigacji satelitarnej w przestrzeni powietrznej Polski;

·         przekonanie, że nawigacja satelitarna już w obecnym stadium rozwoju przyczyni się do poprawy bezpieczeństwa lotów w Polsce poprzez poprawę świadomości załóg o ich trójwymiarowej pozycji i czasie.

Wykorzystanie GNSS w lotnictwie

Od końca lat osiemdziesiątych Instytut Nawigacji Powietrznej w Brukseli,  przy poparciu ICAO, prowadzi badania nad nawigacyjnym systemem przyszłości zwanym FANS (ang. Future Air Navigation System), który jest częścią międzynarodowej koncepcji „Free Flight”, czyli bezpiecznego użytkowania przestrzeni powietrznej bez konieczności korzystania z dróg lotniczych. Celem pomysłu jest efektywniejsze wykorzystanie przestrzeni powietrznej, a co za tym idzie znaczna poprawa ekonomiki przewozów lotniczych. Przy obecnej organizacji ruchu lotniczego, lot statku powietrznego polega na realizacji planu lotu. Plan ten wymaga lotu po ustalonej trasie, ograniczonej do wyznaczonych odcinków dróg lotniczych. Nawigacja jest prowadzona według naziemnych pomocy radionawigacyjnych, w rezultacie struktura tras opartych o nie jest uzależniona od ich lokalizacji. W warunkach „Free Flight” pilot będzie miał możliwość wyboru trasy i parametrów lotu, powiadamiając kontrolera o zmianach.

Taka koncepcja organizacji ruchu lotniczego wymaga zarówno bardzo sprawnego systemu nawigacji lotniczej, jak też nadzoru ze strony ośrodków zarządzania ruchem lotniczym i oczywiście komunikacji pomiędzy poszczególnymi użytkownikami działającymi w systemie.

Aby osiągnąć powyższe założenia, systemy użyte w FANS muszą charakteryzować się wysoką niezawodnością, niezależnością od warunków atmosferycznych, ciągłością działania w całej przestrzeni powietrznej, automatyzacją działania oraz integracją podsystemów naziemnych i pokładowych.

Działanie systemu FANS polega na połączeniu w obrębie jednego systemu trzech funkcji: nawigacji, łączności, nadzoru. Według ICAO, koncepcja ta jest określana mianem CNS/ATM[1] (ang. communication, navigation and surveillance / air traffic management). W literaturze przedmiotu obydwie nazwy występują zamiennie, z tendencją powszechniejszego używania nazwy CNS/ATM.

Reasumując, badania zmierzają w kierunku opracowania jednolitego systemu, który zabezpieczałby zarówno nawigowanie statku powietrznego przez załogę we wszystkich fazach lotu i rodzajach przestrzeni powietrznej, kontrolę tego statku z ziemi również we wszystkich fazach lotu i rodzajach przestrzeni. Koncepcja taka określana jest mianem „gate-to-gate”. Kluczem do osiągnięcia tego celu są systemy satelitarne, określane pojęciem ogólnym, jako system GNSS (ang. GLOBAL NAWIGAION SATELLITE SYSTEM)

Globalny Plan Żeglugi Powietrznej dla Systemów CNS/ATM  (Doc. 9750) uznaje globalny satelitarny system nawigacyjny (GNSS) jako kluczowy element systemów łączności, nawigacji i nadzoru w procesie zarządzania ruchem lotniczym (CNS/ATM) i jako fundament, na którym państwa mogą budować usprawnione serwisy (służby oraz usługi) nawigacji lotniczej.

Standardy i wymogi (SARPs) dla GNSS zostały opracowane przez Komisję Globalnego Satelitarnego Systemu Nawigacyjnego i wprowadzone do Załącznika nr 10 ICAO, tom I w 2001 roku jako część Dodatku 76 tego załącznika. Materiał zawarty w Dodatku D do tomu I dostarcza rozszerzonych wskazówek odnośnie aspektów technicznych zastosowania GNSS w różnorodnych elementach lotu, jak operacje trasowe, czy operacje związane z  precyzyjnym podejściem kat I.

Powyższe wnioski wynikają z faktu, że zastosowanie tylko systemu GPS (pomiary w trybie autonomicznym) nie spełnia ścisłych wymagań lotnictwa. Dla spełnienia wymagań operacyjnych dla różnych faz lotu (tab. 1.1), podstawowe konstelacje wymagają systemów wspomagających. W zależności od zastosowanego źródła korekcji i sposobu jego transmisji do potencjalnego użytkownika rozróżniamy następujące kategorie podsystemów wspomagających:

·         ABAS (ang. Aircraft Based Augmentation System) - dane korekcyjne wypracowywane są w oparciu o urządzenia  znajdujące się na pokładzie statku powietrznego;  

·         SBAS (ang. Satellite Based Augmentation System) - transmisja danych korekcyjnych wypracowanych przez sieć stacji naziemnych  jest transmitowana do użytkownika za pośrednictwem satelity geostacjonarnego;

·         GBAS (ang. Ground Based Augmentation System) - transmisja danych korekcyjnych wypracowanych przez sieć stacji naziemnych  jest transmitowana do użytkownika za pośrednictwem łączy radiowych (w lotnictwie pasmo VHF).

Głównym zadaniem powyżej przedstawionych systemów jest zapewnienie odpowiedniej dokładności i wiarygodności systemu.

RYZYKO KOLIZJI STATKÓW POWIETRZNYCH Z PTAKAMI

   Problem bezpieczeństwa lotów jest niezmiernie istotną kwestią funkcjonowania lotnictwa. Jak wskazują wnioski z przeprowadzonych analiz jednym z czynników, który wpływa negatywnie na bezpieczeństwo lotów, jest potencjalna możliwość kolizji statków powietrznych z ptakami, szczególnie na lotnisku i w jego pobliżu. Pomimo stosowania różnorodnych metod, mających na celu minimalizowanie możliwości kolizji statków powietrznych z ptakami, okazuje się, że oferowane sposoby nie dają oczekiwanych rezultatów. Dlatego rozważany problem w dalszym ciągu jest otwarty i wymaga kontynuacji badań.

  

   Jak wynika z międzynarodowych statystyk w latach 1950-1999 w lotnictwie wojskowym świata, na skutek zderzeń z ptakami, wydarzyło się nie mniej niż 286 wypadków ciężkich. Z tego co najmniej 63 z nich to wypadki śmiertelne. Najwięcej wypadków związanych ze zderzeniami z ptakami było w Niemczech - 60 wypadków, w Wielkiej Brytanii - 47 wypadków i Stanach Zjednoczonych - 46 wypadków. Większość z tych zdarzeń zaistniała na samolotach myśliwskich i myśliwsko-szturmowych (nie mniej niż 179 wypadków), na samolotach dwusilnikowych 40 wypadków, na szkolnych 34 wypadki. Jak się okazuje, pomimo znacznego zmniejszenia ilości lotów samolotów wojskowych, w ostatniej dekadzie ilość wypadków zderzeń z ptakami nie zmalała a wręcz odwrotnie wzrosła. Tylko od 1990 roku w katastrofach wojskowych statków powietrznych spowodowanych zderzeniami z ptakami zginęło 68 osób.

   Jak wynika z danych statystycznych, do kolizji z ptakami najczę­ściej dochodzi na małych wysokościach (nie przekraczających 50m), przede wszystkim podczas startu i lądowania oraz w rejonie lotnisk na wysokości do 300m.

   W lotnictwie wojskowym USA co roku rejestruje się około 1500 przypadków zderzeń. W ostatnich 15 latach z tego powodu rozbiło się 15 samolotów wojskowych, zginęło 3 pilotów.

   Siły powietrzne USA podają następujące dane z lat 1985-1996

Ogólna liczba zderzeń z ptakami - 30907

z tego:

-        w rejonie lotnisk - 14887 (48% wszystkich zderzeń);

-        w lotach na małych wysokościach - 6018 (20%);

-        ilość ofiar śmiertelnych - 33 osoby;

-        zniszczonych statków powietrznych - 14;

-        straty materialne ogółem - 457 mln dol. USA;

-        średnia ilość zderzeń w ciągu roku - 2600;

-        straty średnioroczne - 38 mln dol. USA [3].

   Najtragiczniejszą katastrofą w historii lotnictwa wojskowego Stanów Zjednoczo­nych spowodowaną kolizją z ptakami była katastrofa samolotu E-3B, który rozbił się 22 września 1995 r. bezpośrednio po starcie z lotniska Emendorf na Alacesa. Zginęło wtedy 24 członków załogi i zniszczony został samolot wartości 200 milionów dolarów. Przyczyną katastrofy było zderzenie ze stadem gęsi kanadyjskich. Również w Europie w roku 1996 w Holandii wydarzyła się podobna katastrofa samolotu C-l30, w której zginęły 34 osoby. Przyczyną tej katastrofy było zderzenie się samolotu na po­dejściu do lądowania ze stadem około 600 wróbli i siewek[3].

   W Polsce również miały miejsce katastrofy lotnicze, w których główną przyczyną były zderzenia z ptakami. W dniu 3.08.1965 r. uczeń pchor. Andrzej Antkiewicz na samolocie TS-11 po starcie, na wysokości około 100m, wpadł w stado gołębi liczące kilkadziesiąt sztuk. Spowodowało to zgaśnięcie silnika. W czasie przymusowego lądo­wania na wysokości 12m zahaczył lewym skrzydłem i statecznikiem pionowym o prze­wody dwóch linii energetycznych. W wyniku tego zderzenia z ziemią pchor. Antkiewicz poniósł śmierć na miejscu a samolot uległ całkowitemu zniszczeniu.

   Dnia 9.04. 1972 r. w czasie lotu rozpoznawczego na samolocie Lim-2 na wy­sokości 400m nastąpiło zderzenie z jastrzębiem. Przednia część osłony kabiny została zniszczona a pilot doznał poważnych obrażeń głowy.

   Innym wypadkiem była katastrofa na śmigłowcu Mi-14 Marynarki Wojennej. W dniu 15.06. 1983 r. w czasie lotu na małej wysokości śmigłowiec zderzył się ze stadem gołębi i nastąpiło zgaśnięcie silników. Brak odpowiedniej wysokości uniemożliwiło załodze przeprowadzenie lądowania autorotacyjnego. Trzech członków załogi zginęło w czasie zderzenia śmigłowca z ziemią.

   Dnia 17. 05. 1984r. w czasie wykonywania zadania na samolocie Su-20 w strefie pilotażu na wysokości 250- 300 i prędkości 700-750 km/h nastąpiło zderzenie z ptakiem. W wyniku zderzenia rozbita została przednia szyba pancerna. Rozbite szkło i fragmenty ptaka dostały się do kabiny lekko raniąc pilota [3].

   Dnia 14 lipca 1999r. w czasie przelotu na wysokości 100m nad lotniskiem Dęblin nastąpiło zderzenie z bocianem samolotu TS-11 „Iskra”. Uszkodzeniu uległa prawa część kadłuba i silnik (fot. 1). Na skutek zderzenia nastąpiło również częściowe zablokowanie steru kierunku.

   Oprócz tej awarii zaistniały 4 uszkodzenia statków powietrznych w tym: uszko­dzenie samolotu Su-22, silników samolotów MiG-21, TS-11 i płatowca samolotu

TS-11. Zarejestrowano również 37 zderzeń zakwalifikowanych jako przesłanki wypad­ku lotniczego. Statystyczny koszt jednego zderzenia to ponad 80 tys. złotych. 

   W 2004 roku pomimo coraz szerszego stosowania profilaktyki wzrosła liczba zarejestrowanych zderzeń statków powietrznych z ptakami. Nie oznacza to jednak, że było więcej faktycznych kolizji, oznacza raczej, że poprawia się sprawozdawczość i zgłoszono więcej w stosunku do lat ubiegłych zdarzeń nie mających skutków w postaci uszkodzeń statków powietrznych. Z odnotowanych 30 zdarzeń tylko dwa bowiem zakończyły się uszkodzeniem silników[1].

   Liczba kolizji z ptakami jest zróżnicowana na poszczególnych lotniskach i zależy między innymi od:

-        położenia geograficznego danego lotniska,

-        środowiska naturalnego na lotnisku i wokół niego,

-        sposobów i metod zapobiegania zderzeniom statków powietrznych z ptakami,

-        intensywności lotów.

   Reasumując, nie bez znaczenia dla liczby zderzeń statków powietrznych z ptakami jest wysokość lotu statku powietrznego. Analiza zderzeń uwzględniająca jako kryterium wysokość lotu samolotu pozwala jednoznacznie stwierdzić, że najczęściej dochodzi do kolizji w przedziale wysokości 200 - 300 m  Wraz ze wzrostem wysokości zmniejsza się liczba ptaków, a tym samym maleje prawdopodobieństwo zderzenia z nimi. Liczba zderzeń z ptakami zależy także od etapu lotu. Ze statystyk wynika, że najczęściej do kolizji z ptakami dochodzi w czasie operacji powietrznych związanych z ze startem, odlotem z lotniska i podejściem do lądowania, a najrzadziej podczas kołowania i rozbiegu. Przyjmuje się, że, kołowanie i rozbieg trwają stosunkowo krótko i charakteryzuję się dużym nasileniem hałasu, ponadto na lotniskach stosuje się różne sposoby odstraszania ptaków. Natomiast w pozostałych etapach lotu odbywających się poza zasięgiem środków odstraszania notuje się najwięcej kolizji.

   Ogólnie w latach 1991-2000 w polskim lotnictwie wojskowym zarejestrowano 355 przypadków zderzeń statków powietrznych z ptakami. Jak wynika z powyższych danych pomimo zmniejszania się wielkości nalotu ogólnego w lotnictwie wojskowym oraz wprowadzenia działań profilaktycznych ilość zderzeń statków powietrznych z ptakami wzrasta. Wskaźnik zderzeń na 10 tysięcy godzin nalotu wzrósł z 31,5 w 1991 do 56,55 w roku 200.

Literatura

1.      Dzik T. and A. Kiernicki 2005, Ptaki - użytkownicy przestrzeni powietrznej (Birds as Users of the Air Space), The Air Force Review No 8:21-36

2.      FSF Editorial Staff 2002. Border-collie Patrols Are Among  Newest Methods of  Airport Wildlife  Control. FSF Airport Operations. Vol. 28 No 4.

3.      Klich E. 2008. Ryzyko zderzeń statków powietrznych z ptakami (A Risk of Bird-Aircraft Collisions). State Commission on Aircraft Accident Investigation. Warsaw. (unpublished materials)

4.   Szymczak J. 1989. Zderzenia samolotów z ptakami (Bird strikes to aircraft)The Air Force Review nr 4:23-34