נחיתת מכשירים מלאה (CAT II וCAT III)

[Yoni]

לאחר כמספר חיפושים בפורום, עדיין לא הסתפקתי במידע לגבי נחיתת מכשירים מלאה (לא מדובר כרגע בלהתיישר על הלוקולייזר והגליידסלופ, אלא קצת יותר מזה).

רציתי להבין מה ההבדל הגדול בין CAT A ל-B ו-C, וגם רציתי להבין במי ומה זה תלוי לבצע נחיתה אוטומטית הכוללת מקרים שלא ניתן לראות כלום, שתתבצע הצפה + ציר מסלול יישמר.

תודה

[Nir Gonen]

אהלן יונתן

להלן ציטוט מהמלצות ICAO

CAT 1-

System minima 60m (200ft) DH=> 60m (than 200 ft) RVR not less than 550m or ground vis. not less then 800m

CAT 2-

system minima 30m (100ft) DH< 60m (200ft) but => 30m (100ft) RVR not less then 350m

CAT3A-

no system minima, DH<30m (100ft) or no DH RVR no less than 200m

3B-

no system minima DH<15m (50ft) or no DH RVR less then 200m but more than 50m

3C-

no system minima no DH no RVR requirment.

an inst. approach shall not be continued beyond OM fix or if no OM then the equivelent postion

in precision approach or below 300m (1000ft)

above aerodrome in case of non-precision approach, unless reported vis. or RVR above specified min.

מקווה שזה עזר

[אורח Yarden Salvi]

מצאתי פעם מאמר של עופר בן פרץ שמסביר את זה טוב מאוד.

תחפש שרשור שלי מזמן אולי שמתי שם קישור לזה.

אז ידעתי מה ההבדלים במדויק, אני לא זוכר בדיוק לכן לא ארצה להטעות.

[Ron Peer]

a. Introduction

While the Cat I ILS is just fine for most situations, autolandings made in extremely low visibility require use of Cat III ILS procedures.

As a practical matter — it's expensive and difficult to qualify — Cat III autoland authority is really granted to airline operators of large turbine aircraft only.

The higher the ILS category (I, II, or III), the lower the minimums that are allowed. In the USA, approach minimums are based on reported visibility. In some countries and for a few airports in the United States with unique terrain considerations, minimums are expressed in terms of both a ceiling and a visibility. A ceiling minimum, where it exists, should not be confused with a decision height [DH]. The ceiling minimum is simply the lowest reported ceilingfor which one can legally accept the approach. The DH is the point at which a missed approach must be commenced, if certain approach lighting or other runway environment references have not been visually acquired by the pilot.

b. Category Details

Cat I ILS, with which most instrument-rated pilots are familiar, utilizes a DH of not less than 200 feet. Visibility minimums are usually one half mile or 2,400 feet runway visual range and may be reduced to 1,800 feet RVR if operative

touchdown zone and centerline lights are available.

Cat II ILShas a DH of less than 200 feet, but not less than 100 feet, with visibility minimums of between 1,800 RVR and 1,200 RVR. Use of a Cat II ILS requires certain additional aircraft equipment, ground facilities, and pilot training. Any instrument-rated general aviation pilot may seek Cat II authority from the FAA, although this has proved to be something of a rarity. Mostly, it

is airlines and some corporate flight departments that do so.

[u[Cat III ILS[/u], includes subcategories a, b, and c, is in a class all its own. Cat IIIa approaches may be flown to a 50-foot DH, with RVR as low as 700 feet. The minima enables the crew to perform a safe missed approach, having fail passive equipment installed.

Cat IIIb minimums go even lower — down to 300 feet RVR, using fail operate equipment and depending on the operator's particular

level of authorization. Cat IIIc approaches, which are not yet authorized and for which no aircraft is yet certified in the USA, would have no RVR limitation — the first true completely "blind" approach and landing procedure.

One problem yet to be resolved is how to safely maneuver the aircraft on the taxiways after landing when no outside visual reference exists. One problem under these visibility conditions is the inability to safely taxi the aircraft.

Cat I and II ILS procedures differ from those of Cat IIIa in one important respect. They require that the crew visually spot the approach lights — and, eventually, other runway environment cues — in order to safely continue to landing by visual reference alone. In other words, the landing pilot must be able to properly judge the flare point, make the landing, and execute the

rollout visually.

Cat IIIa approaches, on the other hand, merely require that the pilot establish sufficient visual reference with the touchdown zone lights to ensure the landing is occurring in the touchdown zone. The pilot may never even see the approach lights. Visual reference may be such that the pilot is unable to properly judge the flare point or manually control the aircraft during the initial rollout. The autopilot will normally execute the flare, landing, and rollout down to taxi speed. (In certain HUD-equipped aircraft, Cat IIIa approaches can be hand flown without an autopilot. The HUD provides maneuvering cues that are sufficient to guide the pilot through the flare, landing, and rollout.)

Cat IIIb autolandings — the lowest currently certified — may occur before any visual reference with the runway is established by the pilot. Since there is no "decision" to be made based on visibility, the approaches employ an alert height (AH) instead of a DH. The AH is merely a point above which a failure in certain required airborne or ground equipment mandates a missed approach. If the equipment failure occurs below the AH, the flare, touchdown, and rollout can still be safely accomplished by using redundant Cat III autoland components.

Rather than using outside cues to ensure that landing is occurring in the touchdown zone, the crew may verify this by using onboard instrumentation and warning systems. General Equipment Requirements Since the autopilot is important aid in a typical Cat III approach and landing, it's no surprise that it needs to perform to exacting standards. For certification purposes, it must be capable of autolanding throughout the full range of aircraft weight and center of gravity limits. It has to handle moderate turbulence, headwinds of up to 25 knots, tailwinds of 10 knots, and crosswinds of 15 knots. (Most operators observe more conservative Cat III wind limitations.) It must compensate for wind shears of up to 8 knots per 100 feet of altitude change in the critical last 200 feet before touchdown. It also should consistently land very close to, or on, the runway centerline, and in the touchdown zone. Throughout the approach and landing it must continuously provide the crew with "conspicuous and unmistakable" feedback that it is operating within tolerances.

Depending upon the autoland system's degree of redundancy, it is described as being either a fail operational or a fail passive Cat III system. Fail operational systems are sufficiently redundant to allow a safe continuation of the approach and autolanding, following certain equipment failures below AH.

Fail passive systems do not have such redundancy. They are restricted to CatIIIa approaches having a 50-foot DH. At DH, the pilot must be able to verify that the autolanding will occur in the touchdown zone. If an onboard equipment failure prevents this verification, a missed approach must be made.

Flying Technique and Crew CoordinationCat I or II approaches may be flown single pilot in aircraft with the appropriate equipment. The CatIII approach is a team effort, however, always played with a complete flight crew. It requires use of "monitored approach" procedures.

These are designed to ease the flight crew's transition from IMC conditions to visual control of the aircraft at some point during the approach,

landing, or rollout. (Monitored approach procedures are not reserved solely for Cat III operations. Many airlines mandate their use during all ILS approacheswhenever visibility is at or near minimums.)

During a monitored approach, the first officer normally controls the aircraft on autopilot. The captain, meanwhile, makes required altitude

call-outs and "monitors" aircraft and systems performance. Approaching DH (Cat I, II, or IIIa), the captain prepares to take control of the aircraft by looking outside. The first officer's attention remains on the gauges.

This allows the captain time to acclimate to the view outside before actually taking over. If the captain has not assumed control upon reaching DH, the first officer announces "Minimums, going around" and initiates the missed approach. (These procedures are modified slightly for Cat IIIb approaches using an AH.) A go-around is mandated if the aircraft exceeds any one of numerous performance parameters

within the so-called "decision regime," from 500 feet agl until flaring. Theseinclude airspeed deviations of 5 knots or more, localizer deviations greater than one-third dot, most instrument warning flags, a ground proximity warning system activation, or a stabilized crab angle of 10 degrees or more (indicating an excessive crosswind).

Such exacting procedures and limitations are what make very low-visibility CatIII autolandings routinely possible

[אורח Yarden Salvi]

טוב כדי לא לסבך, זה בדיוק המאמר שדיברתי עליו, אכתוב את עיקרו בעברית:

נחיתת Cat I ILS:

כמעט כל טייסי הגדר המכשירים מכירים את סוג הנחיתה הזה.

גובה הליכה סביב DECISION HEIGHT הוא לא פחות מ200 רגל.

תנאי ראות מינימליים, מה שנקרא טווח ראות מסלול בתרגום חופשי או RVR, יוגבלו בד"כ ל2400 רגל (ראות). אם אורות ציר מסלול ואזור נגיעה מוארים ונראים, הRVR יופחת ל1800 רגל.

נחיתת Cat II ILS:

DH , גובה הליכה סביב של פחות מ200 רגל אבל לא פחות מ100 רגל.

תנאי הראות של המסלול, או RVR, יהיו בין 1800 רגל ל 1200 רגל (ראות).

נחיתת Cat III ILS:

לסוג נחיתה זה יש כמה תת-סוגים: A, B ו- C.

זה סוג הנחיתה הקשה והמורכב ביותר, שמיועד לתנאים קשים ביותר של כמעט אפס ראות.

סוג A:

גובה הליכה סביב DH יהיה 50 רגל, ותנאי ראות המסלול RVR יהיו לא יותר מ700 רגל.

סוג B:

מינימה של הליכה סביב DH יורד ל300 רגל בלבד, אותו RVR.

סוג C, שעדיין לא כל מטוס וטייס יכולים לבצע, הוא הקשה ביותר, בתנאים הגרועים ביותר.

אין טווח ראות מסלול, כלומר RVR 0. הנחיתה תתבצע "בליינד", בלי יכולת לראות בכלל את המסלול, כולל נגיעה.

זאת אומרת, הטייס צריך להחליט, על דעת עצמו ובלי שום עזר חיצוני כמו אופק או מסלול או תאורות, מתי לבצע הצפה, להוריד מהירות וכד'.

הבעיה הכי גדולה בסוג נחיתה זה, או יותר נכון בסוג מזג אוויר כזה,

הוא התמרון בהסעה. אם אתה לא רואה מטר מלפניך כלום, לא תוכל להסיע.

זה מצב מאוד מסוכן, יותר מסוכן מהנחיתה לפעמים. יש סכנת מטוסים, עצים, רכבים וכל מכשול שיכול להמצא בדרך שלא תראה אותו.

בהמשך מדובר על איך נוחתים בצוות, מה הפעולות וכד'.

[Ron Peer]

כן בדיוק זה המאמר ואני לא זוכר מאיפה יש לי אותו.

יש בסוף גם טבלה שרציתי להוסיף כמו תמונה לשרשור אני לא יודע איך מעלים תמונות לפורום.

עשיתי העתקה הדבקה מהמאמר לכאן מצטער שיצא כיוון כיתוב קצת מבולבל - למרות שסידרתי אותו.

מי שרוצה לקרוא יותר נוח שיעתיק ל WORD ואז ישחק איתו בפונטים כמה שירצה שיהיה לו נוח לקרוא.

[Etai Charit]

בבקשה, קצת עמוס ומבורדק, אבל מצאתי עבורך כמה ציטוטים שלי ושל אחרים ע"פ דיונים שזכרתי שקראתי והשתתפתי בנושא. זה מההיבט התפעולי יותר, כאשר מבחינת הגדרות וספציפיקציות יש לך בתגובות שקדמו לשלי.

הנה התשובה

בדיוק את הסרטון הזה ראיתי, בנוסף לאחרים המראים נחיתות כאלה.

מדהים איך הראות ממש אפסית ופתאום מתגלה המסלול והאורות..

עלתה לי עוד שאלה,

אם למשל אני כבר מיוצב על ILS למשל, בפיינל, ומנמיך כרגיל.

האם תצורת הנחיתה יכולה להשתנות במהלך הנחיתה עצמה, כלומר האם צוות המטוס משנה את צורת העבודה והנחיתה , תוך כדי נחיתה?

או שלמרות שסוג הנחיתה הפך עכשיו מCAT3 A ל CAT 3 B או C, הצוות ממשיך בהליך הנחיתה לפי הנהלים שמוגדרים לאותו סוג של נחיתה?

כל קטגוריה ונהלים קצת שונים.

לפני, מתדרכים לגבי הגישה והמינימה המסויימת ומבצעים לפי התדריך. אם במינימה לא רואים את המסלול - הולכים סביב. אם תו"כ הגישה המצב השתנה: בד"כ לא נוכל לדעת. אם הפקח, שלא מעניין אותו מה תדרכנו בינינו, מיידע אותנו שיש החמרה במצב, להחלטת הקברניט אם לשנות את המצב (זה גם תלוי במערכות המטוס, למשל, CAT1 אפשר לנחות ידנית, CAT2 כבר אוטומטית. יכול להיות שמאוחר מידי לחבר אוטומציה, תלוי במצב), או להמשיך עד המינימה שנקבעה בתדריך וללכת סביב אם היא גבוהה מידי.

ממש כל מקרה לגופו, תלוי באיזה רגע אנחנו תופסים את השינוי במצב, אם בכלל.

אין דבר כזה רשמי ולא רשמי.

תהליך קבלת החלטה במינימה:

1. מסלול / תאורת מסלול - מזוהים.

2. מסלול פנוי.

3. נתוני טיסה וכן מצב המטוס ביחס למסלול - טובים.

4. אפשרות להשלים את הנחיתה ללא סכנה.

אם כל 4 הסעיפים חיוביים, הכרזת נחיתה. אם ולו אחד מהם לא מסתדר לך - לך סביב.

אין שום מניעה ללכת סביב לאחר המינימה, לא משנה רשמי או לא. עד המינימה אפשר קצת לג'עג'ע בחוסר בטחון. אם התמונה לא הסתדרה לך במלואה עד חציית המינימה, אתה הולך סביב. אם לאחר המינימה בה החלטת שהכל בסדר, פתאום השתנה משהו לרעה ולשיקלך לא תוכל להשלים את הנחיתה במלואה בשלום - לך סביב.

לסיכום, המינימה היא נקודת המפנה. עד המינימה אתה יכול לסמוך על כך שתראה את תאורת המסלול מבין העננים או שהמטוס על המסלול יפנה לך אותו. מהמינימה והלאה - אם משהו לא מסתדר, הולכים סביב מיידית.

דוגמא מהחיים:

מטוס מגיע לנחיתה בציריך. ה-RVR של השדה מצביע על ראות שדורשת CAT2. בפועל מתקרבים לציריך והראות מדהימה - יום נקי להפליא, רואים את השדה מרחוק. הגישה ILS14. הקב' מחליט ללכת על CAT2 ולא CAT1, מדובר ביחס שונה לגישה ולעבודת הצוות וכן במינימה נמוכה יותר.

מתקרבים בגישה, ניגשים ממזרח למסלול במעין עם הרוח ורואים את המסלולים בצורה יפהפיה. ממשיכים בגישה, פונים לפיינל ארוך, ואז מבינים: בדיוק מעל המסלול בגובה נמוך התיישב לו ענן שכבתי קטן. אם היחס היה כמו ל-CAT1, הם היו מגיעים למינימה, הענן בדיוק מסתיר את המסלול כך שלא רואים זכר למסלול דרכו. כמובן שבמקרה כזה היה עליהם ללכת סביב, משום שאיבדו קשר עין עם המסלול ללא ידע מתי יראו אותו שוב.

מאחר ובחרו מראש להתייחס לגישה כ-CAT2, טסו דרך הענן, יצאו ממנו, ואז במינימה, ב-100 רגל מעפה"ש, נתיב הגישה מולם היה נקי לחלוטין לנחיתה, ללא שום ענן שיסתיר את המסלול. אז באמת יכלו להמשיך לנחיתה כמו שצריך ובלי אי הודאות.

זה בדיוק מדגיש את ההבדל בין מינימה גבוהה יותר לנמוכה יותר, וכן האם להמשיך או לא להמשיך בגישה. זה לא משנה מה מפריע לך: מטוס על המסלול, ענן שמסתיר או עודף פוטנציאל. עד המינימה אתה יכול לקוות שהכל יסתדר. אחרי זה, אם משהו עושה רמז של לא בסדר, אתה הולך סביב.

opherben כתב:

Fail Operate נדרש גם ב- CAT IIIB . כי הטייס באותה עת הוא הטייס האוטומאטי, לצוות אין כל יכולת להתערב או להפסיק את הנחיתה, גם אם משדר ILS כבה.

Etai Charit כתב:

opherben כתב:

טרם תוכן ולכן עדיין גם לא טס מטוס CAT IIIC.

הכל על הנייר מבחינת תיכון השלמת הנחיתה עצמה, דהיינו נגיעה על הציר וב-TDZ, והמשך ריצה על המסלול. אווירון בעל מערכת Fail Passive אינו יכול להשלים נחיתה בראות 0 משום שאין לו יכולת לשמור ציר מסלול לאחר הנגיעה. Fail Active יכול להגיע לעצירה מוחלטת על המסלול ב-0 ראות. זה מבחינת הנחיתה עצמה. משם כיצד להסיע בבטחה, סיפור אחר עם פיתוח אחר ומגבלות אחרות.

אפשר לבצע 3A/B גם עם Fail Passive, אך זו כבר מע' התניות אחרת, חייבים לגשת עם שתי מערכות שמישות לגמרי לנחיתה, ואם אחת הולכת, צריך ללכת סביב ו: א. לחכות שהראות תשתפר או ב. ללכת לאלטרנייט. בכל מקרה אי אפשר להמשיך גישה עם מערכת אחת לא שמישה. זה בניגוד ל-CAT2 בה גם צריך מראש שתי מערכות שמישות אך אם אחת הולכת במהלך הגישה מותר להמשיך ידנית.

ב-Fail Active אין שום בעיה, גם אם הולכת מערכת אחת, עדיין הכל מתפקד עד לנגיעה בהתניית Fail Passive עם שני טייסים אוטומטיים.

בנחיתה אוטומטית של שני CMD מחוברים, נכנס לפעולה מע' התניות הנקראת Fail Passive. בגדול, כל הנתונים בשני הצדדים צריכים המכשירים לתת פלט דומה, כערובה לכך שהכל עובד כמו שצריך. אם פתאום הם פולטים נתונים שונים אחד מהשני, הרי שאחד מהם לבטח שקרי. בגלל שיש רק שתי מערכות, אין לדעת איזו היא הנכונה ואיזו היא השקרית, ולכן הט"א מתנתק לחלוטין ויש להמשיך את הגישה ידנית. זה גם מה שהתפלאתי שלא קרה.

אגב, משום שאין מקור נוסף להשוואה, מטוסים בעלי Fail Passive לא ממוכשרים לשמור ציר מסלול לאחר הנגיעה, ועל כן גם לא מרושייני CAT 3C.

מע' ההתניות הזו היא בדיוק הסיבה מדוע לא מספיק רק מכשיר רדיו אחד להיות על התדר והכיוון הנכון. הכל חייב להיות זהה, למען ביקורת מתמדת והשוואה בין שתי המערכות בכדי שברגע שיש חוסר שוויון, נדע שיש איזושהי תקלה.

ולבסוף, זו הסיבה שב-737 (לפחות באלעל) ההנחיות לגבי CAT 2/3 אומרים שב-CAT3 אין לגשת לנחיתה בלי שני CMD תקינים, כאשר אם אחד הולך במהלך הגישה יש ללכת לאלטרנייט, בעוד ב-CAT2 גם צריך שיעבדו מראש אך אם במהלך הגישה אחד הולך, עדיין מותר להמשיך בגישה.

מבחינת מערכת האוטומציה והניווט, בעניין הזה, הכל שיקולים של "מה קורה אם...", אך גם "איך נדע ש...".