عملکرد سامانه هوایی جلوگیری از تصادم از دیدگاه مدیریت پروازها(ATM)
جکیده:
مقاله زیر تصادم هوائی آلمان که در آن دو هواپیمای تجاری در آسمان با یکدیگر برخورد نمودند را مورد بررسی قرار میدهد و از دیدگاه تخصصی نکات مهمی از مسئولیتهای خلبانان و کنترلرهای مراقبت پرواز (کنترل ترافیک هوایی) در ارتباط با تجهیزات CNSATM را مطرح مینماید. توجه به این نکات توسط متخصصین و کارشناسان امر موجب ارتقاء ایمنی و پیشگیری از موارد مشابه خواهد شد.
توجه به برخورد هوایی سال 1956 در گراند کانیون و سایر برخوردهای هوایی که در امریکا اتفاق میافتاد همواره صنعت هواپیمایی به دنبال ابداع سامانهای برای جلوگیری از تصادمهای هوایی بود و روشهای مختلف مبتنی بر انواع اطلاعات راداری و غیرراداری را مورد آزمایش قرار داد تا نهایتا سامانه Airborne Collision Avoidance System به بیان کلی ICAO وTraffic & Alert Collision Avoidance System به بیان خاص FAA و هوانوردی امریکا ساخته شد و از سال 1993 بهرهبرداری از آن رسما مورد تاکید و اجبار قرار گرفت ودستورالعملهای بهرهبرد اری از ازآن در نشریات بینالمللی منتشر شد.
امروز با بهرهگیری از سامانههای CNSATM که از انواع پیشرفته و کاملا جدید میباشند تحولات و تغییرات زیادی دردستورالعملهای عملیاتی شرکتهای هواپیمایی و همچنین عملیات فرودگاهها و سامانه مدیریت پروازها (ATM) رخ داده است اما برای ورود به بحث لزوم آگاهی از وضعیتهای مرتبط پرواز هواپیما (Situational Awareness) در سامانه ADS-B و ACAS که ازدیدگاه عملیات مراقبت پرواز (کنترل ترافیک هوایی) مطرح میباشند، در این مقاله عملکرد و بهره برداری از ACAS با نگرشی به تصادم هو ایی آلمان که در مورخه 10 تیرماه 1381 برابربا جولای 2002 رخ داد دستورالعملهای مربوط به Flight Crew و مراقبت پرواز (کنترل ترافیک هوایی) مورد بررسی، توجه و تاکید قرار میگیرد.
تصادم هوایی در عصر TCAS
اول جولای 2002 برابر با دهم تیر ماه 1381 ساعت 35 : 11 شب دو هواپیمای حملونقل روی ساحل شمالی دریاجه کانستانس ( Constance Lake ) نزدیک شهر اوبرلینگتن در آلمان حوالی مرز سوئیس با هم برخورد نمودند.
تمام 69 مسافروخدمه هواپیمای توپولوف154( TU154M ) متعلق به شرکت باشگیرین ( BAS ) هنگام برخورد با پرواز DHL116 که به صورت باری برنامهای با هواپیمای 200-757 انجام میشد کشته شدند. سرنشیان هواپیمای DHL که فقط دو خلبان بودند نیز کشته شدند.
این سانحه اولین ازنوع خود است که هردو هواپیما مجهز به سیستم جلو گیری از تصادم هوایی ACAS بودهاند که درآمریکای شمالی به TCASمعروف است، وهمچنین این سانحه اولین سانحه هوایی از سال 1976 درارویا میباشد.
بوئینگ 757 یک هواپیمای باری بود که خدمه پروازی آن خلبان پل فلیپ انگلیسی وکمک خلبان برانت کامپییونی کانادایی بودند.DHL بینالمللی یک شعبه از DHL جهانی است که مقر آن در بلژیک قرار دارد .
هر دو هواپیما درارتفاع تعیین شده 36 هزار یایی پرواز میکردند.
هواپیمای توپولوف به سمت غرب درمسیرجمهوری باشگیریا به بارسلونا با توقف درمسکو و مونیخ درپرواز بوده است .
هواپیمای بوئینگ 757 به طرف شمال درمسیر بحرین بروکسل از طریق مرگامودرحال پرواز بود .
همان گونه که انتظار میرفت TCAS عمل نمود
بررسی کنندگان سانحه آلمان مکالمات داخل هواپیما CVR را منتشر نمودهاند وموید آن است که سامانه جلوگیری از برخورد هوایی TCAS هر دو هواپیما در حال صدوراخطار ترافیک بودهاند ، خدمه پرواز توپولوف کلمات اوجگیری اوجگیری ( CLIMB ) وهم زمان خدمه پرواز757 کلمات نزول نزول ( DESCENT ) را میشنیدهاند. برطبق نوار مکالمات همزمان خدمه پروازی توپولف دستور جلوگیری از برخورد را نیز دریافت نمودهاند به این صورت که چند ثانیه بعد از دریافت دستور حل درگیری RA صادرشده ازTCAS به صورت اوجگیری، مراقبت پرواز (کنترل ترافیک هوایی) سوئیس دستور نزول به 35 هزار یا به دلیل ترافیک متقابل همراه با تسریع را صادرنموده است.
خدمه پرواز توپولف 154 پاسخی ندادهاند 14 ثانیه بعد مراقبت پرواز (کنترل ترافیک هوایی) سوئیس به آنها میگوید: به ارتفاع 35 هزار پائی نزول نمائید ، نزول را تسریع نمائید دراین زمان خلبان توپولف (گراس) دریافت دستور صادره را تایید مینماید و برخلاف توصیه حل درگیری RA صادر شده از TCAS به دستور مراقبت پرواز (کنترل ترافیک هوایی) عمل نموده و ارتفاع خود را کاهش میدهد . سی ویک ثانیه بعد توپولف 154 با پرواز DHL درارتفاع 35400 پائی برخورد مینماید و این در حالیست که خلبان بوئینگ 757 طبق توصیه حل درگیری ( RA ) صادره از TCAS از ارتفاع 36 هزار پائی نزول نموده بود .
میدانیم که هواپیمای 757 مجهز به آخرین مدل TCAS ازنوع هانیول 2000 مدل 7 می باشد، این مدل به نحوی برنامهریزی شده است که درصورت کشف اقدام اشتباه از طرف هواپیمای دیگر برای جلو گیری از تصادم قادر به تغییر توصیه حل درگیری ( RA ) باشد.
طبق نظر سخنگوی ICAO استانداردها و مقررات عمومی در مورد ACAS و دستورالعملهای ICAO مختصه های خاصی را در مورد عملیات این سامانه ارائه می نماید. این اسناد مشخص می نماید که خلبان فرمانده هواپیما اختیار تام و مسئولیت کامل در مورد انتخاب بهترین راهحل برای رفع تداخل و جلو گیری از سانحه را دارد که شامل استفاده از ACAS نیز میگردد.
ضمیمه دو ICAO (قوانین هوانوردی) دربخش 3.2.2 عنوان مینماید: هواپیمائی که حق تقدم دارد باید سمت و مسیر خود را حفظ نماید. ولی هیچ چیز خلبان هواپیما را از انجام اقداماتی که شامل انجام مانورهای جلو گیری از تصادم که براساس توصیههای حل درگیری ACAS میباشد و بهترین اقدام پیشگیری از تصادم مبرا نمینماید.
رئیس بنیاد ایمنی پرواز میگوید: "ممکن است ما هیچگاه ندانیم که چرا خلبان توپولف 154 راهحل کاهش ارتفاع را انتخاب کرد درحالیکه TCAS به او توصیه برای افزایش ارتفاع میداد زیرا خلبان با مسئله غامضی روبرو شده بود. عاملی انسانی دردسرساز بار دیگرآن روی زشت خود را به ما نشان داد. چرا خلبان تصمیم گرفت که اطلاعات به هنگام ثانیه به ثانیه موجود در صحنه را نادیده بگیرد و به حرفی عمل کند که توسط یک نفر از فاصله ای دور ارسال میگردد؟
در اروپا و آمریکا سنت آن است که خلبانان مشکلی ندارند اگر دستورات ATC را نادیده بگیرند و به توصیه حل مشکل ACAS اطمینان نمایند اما ممکن است این امر در روسیه واقعیت نداشته باشد ، واتعآ مشخص نیست ولی این امر محرز است که یک عامل به تنهایی سانحه را به وجود نمیآورد . همیشه زنجیری ازوقایع هستند که سانحه را به وجود میآورند."
انواع سامانه ACAS
این سامانه در ICAO به عنوان ACAS و در امریکا به عنوان TCAS معروف و شناخته شده است درآمریکا از سال 1993 هواپیماهای سنگینتر از 15 هزار کیلوگرم و یا با ظرفیت بیشتر از 19 نفر مسافر ملزم به تجهیز به این سامانه شدند به طور کلی 3 نوع ACAS از نظر فنی مورد پذیرش ICAO میباشد.
1. ACAS نوع یک .
که توانایی نشان دادن ترافیک مزاحم را دارد و برای اجتناب ازآن خلبان متکی به دید میباشد (VMC ).2. ACAS نوع دو .
قادربه نشان دادن ترافیک مزاحم و ارائه راهحل مشکل با تغییر ارتفاع به صورت افزایش یا کاهش ارتفاع میباشد (شکل زیر).3. ACAS نوع سه .
علاوه بر نشان دادن ترافیک مزاحم و ارائه راهحل مشکل با تغییر ارتفاع توانایی ارائه راهحل مشکل با تغییر سمت را نیز دارا میباشد.
قسمثهای مختلف ساماثه TCAS II
طیق شکل زیر سامانه TCAS II از بخشهای مثقاوتی که هر یک وظایف خاصی را به عهده دارد تشکیل میگردد:
1. کامپیوتر :
این کامپیوتر تمامی اطلاعات دریافنی را تجزیه و تحلیل نموده و با توجه به موقعیت نسبی و وضعیت هندسی سایر هواپیماها در فضا مشخص مینماید که آیا مزاحم هستند یا نه و در صورت لزوم در مورد آنها TA صادر مینماید در صورت تداوم و نیاز به صدور RA در این مورد به موقع و با هماهنگی کامپیوتر هواپیمای دپگر دراین مورد اقدام مینماید.
2. ترانسپاندر مد S :
این ترانسپاندر اطلاعات مراقبت پرواز (کنترل ترافیک هوایی) را روی مد A و C دریافت مینماید به دلیل قابلیت ارسال پیامهای دادهای اختصاصی ، این مد میتواند RA را با هواپیماهای مجهز به سامانه مشابه هماهنگ نماید.
3. آنتن ها :
آنتن جهتی که در بالای هواپیما نصب شده است در بخشهای 90 درجه و آنتن زیر هواپیما در تمام جهات علائم Introgator را روی فرکانس 1030 مگاهرتز یخش و علائم Transponder را روی فرکانس 1090مگاهرتز دریافت مینماید و توسط علائم مد S قدرت یخش علائم را به لحاظ جلو گیری از تداخل بیمورد تنظیم مینماید.
4. نمایش دهنده TA ، (Traffic Advisory):
این نمایش دهنده درصورت ورود هواپیمای مزاحم به محدوده معین Alert اقدام به نمایش آن مینماید و درصورت تداوم جهت جلب توجه رنگ آن را نیز تغییر میدهد.
5. نمایش دهنده RA ، (Resolution Advisory):
این نمایشدهنده همان نشاندهنده سرعت عمودی که برای این منظور تغییریافته میباشد و درصورت ورود هواپیمای مزاحم به محدوده معین اقدام به نمایش مقدار نرخ اوجگیری یا کاهش ارتفاع مینماید و از دو منحنی مشخص به رنگ سبز و قرمز استفاده مینماید. هنگام صدور RA خلبان باید سعی کند عقربه نشاندهنده را در بخش منحنی سبز نگهدارد .
6. علائم شنیداری:
این بخش در صورت لزوم علائم هشدار کلامی صادر مینماید علامت TA عبارت است از " TRAFFIC, TRAFFIC " ودر مورد RA و لزوم مانور" CLIMB, CLIMB , CLIMB و یا , DESCEND , DESCEND, DESCEND میباشد.
دستورالعمل های استفاده از ACAS مندرج در PANS-ATM:
طبق مطلب مندرج در PANS-ATM 3-6-15 ارائه سرویسهای مراقبتپرواز مانند :
* جلوگیری از تصادم Accident Prevention
* برقراری جدایی Establishment of Separation
* اطلاعات پروازی Flight Information
* اقدامات دور نگهداشتن Avoiding Actions
به هواپیماهای مجهز بهACAS و هواپیماهای بدون ACAS هیچگونه تفاوتی نداشته و یکسان میباشد.
چنانچه هواپیما RA دریافت نماید بایددر اسرع وقت مراتب را به کنترلر مراقبتپرواز مربوطه اعلام نماید.
کنترلر مراقبتپرواز پس ازدریافت گزارش خلبان و مانوری که انجام میدهد ، نباید مانور را تغییر دهد بلکه در صورت لزوم نسبت به صدور اطلاعات پرواز اقدام مینماید. پس از آنکه خطر ترافیک مزاحم برطرف شد خلبان مراتب را گزارش نموده و کنترلر نسبت به صدور ATC Clearance به صورت ادامه همان مجوز قپلی و یا ATC Clearance جدید اقدام مینماید.
مادامی که خلبان به لحاظ RA از ATC Clearance عدول نموده است مسوولیت جدائی هواپیما از عهده کنترلر ساقط میباشد تا:
* کنترلردریافت گزارش خدمه پرواز در مورد از سر گرفتن مجوز اصلی را تایید نماید
* کنترلردریافت گزارش خدمه پروازدر مورد از سر گرفتن مجوز اصلی را تایید نموده و مجوز جدیدی ( AlternatIve Clearance ) صادر نموده و توسط خدمه پرواز تایید گردد .
به لحاظ تأثیرات اساسی که ACAS در کار کنترل پرواز دارد ، باید عملکرد آن تحت نظارت قرار گیرد .درصورت بروز رخدادی که منجر به صدور RA گردد خلبانان وکنترلر ها موظف به تکمیل فرم ATC Incident Report هستند.
محدودیت های سامانه ACAS:
این سامانه دارای محدودیتهای فنی و عملیاتی میباشد که در آموزشها و تمرینات باید مورد توجه قرار گیرد. توجه جدی توسط واحدهای آموزشی و بازآموزی با تاکید بر اهمیت کسب مهارت و درک محدودیتها با توجه به فضایی که هواپیما در آن پرواز میکند و نوع سرویس مراقبتپروازی که دریافت مینماید داده شود. این آموزش میتواند بسیاری از پیچیدگیهای عملیاتی این سامانه را کاهش داده و هماهنگی لازم بین خلبان، کنترلر و سامانه ACAS را به وجود آورد .
برخی از این محدودیتها عبارتند از :
1. عدم ارائه هر گونه اطلاعات و هشدار در مورد هواپیماهایی که مجهز به Transponder SSR نمیباشند .
2. از کار افتادن ACAS در صورت عدم دریافت اطلاعات ارتفاعسنج فشاری یا رادیوئی و یا Transponder .
3. درفضاهای شلوغ ممکن است همه هواپیماها را نشان ندهد.
4. این سامانه دربرخی از هواپیماها پروازهای زیر ارتفاع 380 پا ازسطح زمین را نمایش نمیدهد.
5 . به علت محدودیت های طراحی سمت نمایش هواییماهای اطراف دقیق نیست.
6 . به علت محدودیتهای طراحی هیچگونه اطلاعات و مقداری در مورد هواییماهایی که بانرخ تغییر ارتفاع بیشتر از 10 هزار پا دردقیقه پرواز میکنند نشان داده نمیشود .
7. ارائه ندادن هشدار هنگامیکه GPWS/GCAS و یا سامانه قیچی باد درحال هشدار دادن هستند.
نتیجه گیری
با توجه به رخداد سانحه ناگوار برخورد دو هواپیمای مجهز به TCAS در اروپا مشخص میگردد تشخیص مقصر بودن عوامل اصلی دخیل درسانحه:
* کنترلر مراقبت پرواز (کنترل ترافیک هوایی) سوئیس
* خلبان هواپیمای توپولف
* خلبان هواپیمای بوئینگ 757
به راحتی میسر نیست بلکه آنچه مسلم است جهت بهکارگیری و بهرهبرداری از سامانههای CNS/ATM باید قبلأ آموزشهای لازم ارائه شده و با تمرینهای عملی مهارت لازم کسب گردد.
آموزش کلیه کارکنان عملیاتی شرکتهای هواپیمائی و عملیات فرودگاهها وکنترل پرواز در یک مجموعه همگن از الزامات اجرائی برنامه ICAO در طرح جهانی TRAINAIR می باشد.
امید است که این مقاله مختصر با مطرح نمودن یک نارسائی دربهرهبرداری از سامانههای پیشرفته تاکیدی بر لزوم و اهمیت تجهیز مراکز آموزش صنعت هواپیمائی به امکانات و دانش روز داشته و موجب تدوین برنامه آموزشی مدون و منسجم برای تقویت نقش عامل انسانی درصنعت هواپیمائی گردد. انشاا . . .
تهیه: مهندس دیجوری، مدیرکل سابق مراقبت پرواز (کنترل ترافیک هوایی) ایران