Funkcjonowanie lotniska w warunkach ograniczonej widzialności

Sezon jesienno – zimowy to w warunkach klimatu umiarkowanego, w zasięgu którego znajduje się Polska, między innymi zwiększona ilość dni o ograniczonej widzialności spowodowanej niską podstawą chmur lub występowaniem w powietrzu tzw. hydrometeorów, czyli zjawisk atmosferycznych związanych z obecnością wody w atmosferze. Zjawiska te wchodzą w szeroki pakiet danych i informacji meteorologicznych podlegających regularnym pomiarom i obserwacjom w ramach zapewnienia użytkownikom przestrzeni powietrznej osłony meteorologicznej lotnictwa i są im dostarczane w postaci tzw. dokumentacji lotniczo-meteorologicznej w celu wstępnego planowania lotów, wykorzystania przez członków załóg lotniczych przed startem oraz użycia przez statki powietrzne w locie. Dokładne i szczegółowe prognozy pogody mają więc fundamentalne znaczenie dla skuteczności funkcjonowania linii lotniczych i lotnisk, a przede wszystkim ich najważniejszego priorytetu – bezpieczeństwa.

Na wstępie uporządkujmy wiedzę w zakresie kilku podstawowych pojęć związanych z informacjami o pogodzie. Widzialność a widoczność – czy są to pojęcia tożsame?

Widzialność jest przede wszystkim charakterystyką mierzalną, podawaną przez upoważnionego obserwatora lub system automatyczny, wyrażaną w dokumentacji lotniczo-meteorologicznej w postaci zapisu czterocyfrowego w metrach lub kilometrach, określającą największą odległość, z jakiej obiekt o określonych charakterystykach jest widoczny i rozpoznawalny. Jeżeli do pomiaru widzialności poziomej używane są systemy pomiarowe to widzialność powinna być mierzona na wysokości około 2,5 m nad drogą startową. Czujniki pomiarowe widzialności dla potrzeb lokalnych regularnych i specjalnych komunikatów lokalizuje się tak, aby umożliwić najlepsze wskazania widzialności reprezentatywnej dla drogi startowej i strefy przyziemienia.

W depeszach METAR i SPECI widzialność podawana jest z krokiem 50 m dla widzialności mniejszej niż 800 m, z krokiem co 100 m — dla widzialności w przedziale 800 – 5000 m, z krokiem co 1 km —dla widzialności w przedziale 5 – 10 km. W przypadku widzialności wynoszącej 10 km i więcej jest podawana jako 10 km (w depeszach oznaczana jako „9999”), oprócz warunków umożliwiających stosowanie skrótu CAVOK (clouds and visibility OK).

Dodatkowym parametrem widzialności jest RVR (ang. Runway Visual Range), czyli zasięg widzialności wzdłuż drogi startowej rozumiany jako odległość, z której pilot samolotu znajdującego się w osi drogi startowej może zobaczyć jej oznakowanie, światła ją obrysowujące lub jej oś. Systemy przyrządowe służące do określenia RVR noszą nazwę widzialnościomierzy i na lotnisku w Pyrzowicach zlokalizowane są w trzech miejscach – w strefie przyziemienia, środkowego i końcowego punktu drogi startowej.

Jeden z trzech zestawów widzialnościomierzy znajdujących się wzdłuż drogi startowej pyrzowickiego lotniska

Wartość RVR publikowana jest w metrach przez cały czas, kiedy widzialność lub RVR są mniejsze niż 1500 m, a jej zapis, dla przykładu, ma następującą postać: R27/0800 D, gdzie dwie cyfry bezpośrednio po literze R oznaczają numer drogi startowej, dla której określono widzialność (tutaj: 27), a następnie czterocyfrowa wartość widzialności w metrach (tutaj 800 m). Jeżeli na końcu grupy umieszczona jest jedna z liter D, U lub N (D – pogorszenie, U – poprawa, N – bez zmian w stosunku do poprzedniego 10 minutowego okresu) to oznacza, że RVR jest szacowana wyłącznie przez przyrządy. W przypadku, gdy występują gwałtowne zmiany RVR, podaje się opcjonalną grupę zapisu w postaci przedziału wartości ekstremalnych – najmniejszej i największej widzialność wzdłuż drogi startowej, szacowanych dla okresu jednej minuty.

Powyższe charakterystyki definiują widzialność poziomą, jednak dla pełnego odzwierciedlenia panujących warunków w odniesieniu do ograniczeń widzialności podawana jest również wysokość podstawy chmur lub gdy niebo jest niewidoczne – widzialność pionowa (VV). Parametr ten mierzy się z kolei przy użyciu ceilometrów zlokalizowanych na podejściach, w pewnej odległości od każdego z progów drogi startowej na przedłużeniu jej osi na niewielkim offsecie, co zapobiega błędnym odczytom spowodowanym mierzeniem przelatujących nad nimi statków powietrznych.

Czym w takim razie jest widoczność? Obiekty mogą być widoczne lub niewidoczne, widoczne słabo lub częściowo – widoczności zmierzyć się nie da, jest więc ona subiektywnym odczuciem każdego obserwatora. Krótko mówiąc, jeżeli pilot otrzyma od ATC polecenie zgłoszenia pozycji „z widocznością lotniska”, powinien to uczynić kiedy będzie miał odniesienie wzrokowe do obiektów identyfikujących lotnisko. W żadnym razie kontroler nie poprosi nas więc o potwierdzenie pozycji „z widzialnością lotniska”.

Zjawiskami ograniczającymi widzialność są najczęściej zamglenie i mgła. W komunikatach i depeszach meteorologicznych będą one miały oznaczenie odpowiednio BR i FG. O występowaniu mgły powiadamia się, gdy widzialność jest ograniczona w zakresie 1000 – 5000 m, natomiast o mgle, gdy widzialność spada poniżej 1000 m. Jeżeli zjawisko to nie jest jednorodne na obserwowanym obszarze to jego oznaczeniu mogą towarzyszyć zwroty: MI – niska, niżej niż 2 m nad poziomem ziemi, BC – płaty mgły losowo pokrywające lotnisko, PR – częściowo, gdy na znacznej części lotniska występuje mgła, a pozostały obszar jest od niej wolny oraz VC – czyli w odległości 8 – 16 km od lotniskowego punktu odniesienia (w EPKT punkt odniesienia lotniska zlokalizowany jest na osi drogi startowej w odległości 1000 m od progu 27).

Jak w takim razie funkcjonuje lotnisko w warunkach ograniczonej widzialności? Katowice Airport wyposażone jest na kierunku 27 w podejście precyzyjne I kategorii operacyjnej, co oznacza, że jest przystosowane do obsługi na kierunku zasadniczym operacji podejścia i lądowania z wysokością decyzji nie niższą niż 60 m (200 ft) i gdy widzialność nie jest mniejsza niż 800 m albo RVR nie jest mniejszy niż 550 m.

Gdy którakolwiek z tych wartości jest mniejsza od ustalonych minimów operacyjnych na lotnisku zaczynają obowiązywać procedury LVP (Low Visibility Procedures), opracowane przez zarządzającego lotniskiem we współpracy z Polską Agencją Żeglugi Powietrznej i realizowane na podstawie obustronnego porozumienia o współpracy operacyjnej. Procedury te są opublikowane w Instrukcji Operacyjnej Lotniska (INOP) oraz AIP i składają się z trzech faz.

Gdy RVR spadnie do 800 m przynajmniej w jednej części pomiarowej drogi startowej i będzie miało tendencję malejącą, ogłaszana jest faza przygotowania do LVP. Polega ona na obowiązkowym ruchu statków powietrznych za samochodem prowadzącym „Follow me”. Faza obowiązywania LVP jest ogłaszana, gdy RVR spadnie przynajmniej w jednej części pomiarowej poniżej 550 m, co skutkuje ograniczeniem ruchu pojazdów w obrębie pola manewrowego do niezbędnego minimum i ograniczenia ruchu statków powietrznych do jednego. Krótko mówiąc w czasie obowiązywania LVP kontroler ruchu lotniczego wydaje zezwolenie na kołowanie, start i lądowanie w taki sposób, aby w danym czasie po polu manewrowym poruszał się tylko jeden statek powietrzny. Marshaller dokonuje w tym czasie znacznie częstszych inspekcji pola naziemnego ruchu lotniczego, upewniając się m.in., że jest ono wolne od przeszkód, a świetlne pomoce nawigacyjne zachowują swoją sprawność. Wszystkie pojazdy przebywające w tym czasie w polu naziemnego ruchu lotniczego mają wówczas obowiązek włączenia świateł ostrzegawczych. W przypadku dalszego pogorszenia się RVR poniżej 100 m, ruch wszystkich pojazdów i samolotów zostaje wstrzymany. Odwołanie LVP następuje natomiast w momencie, gdy RVR wzrośnie do 600 m lub więcej w każdej części pomiarowej drogi startowej i będzie miało tendencję rosnącą.

Bezpieczne wykonywanie operacji lotniczych w warunkach ograniczonej widzialności wymaga jednak odpowiedniego przygotowania nie tylko po stronie portu lotniczego, ale również użytkowników przestrzeni powietrznej. Przepisy operacyjne nakładają na przewoźników obowiązek ustanowienia odpowiednich procedur włączanych do instrukcji operacyjnej, w tym m.in. wykazu wyposażenia minimalnego MEL (Minimum Equipment List) i uzyskania zgody właściwego organu administracji lotniczej na wykonywanie następujących operacji przy ograniczonej widzialności:

starty przy ograniczonej widzialności (LVTO – low visibility take-off), czyli przy RVR mniejszym niż 400 m,
podejścia z wykorzystaniem systemów polepszających widzenie (EVS – enhanced vision system, czyli system wyświetlający w czasie rzeczywistym obraz środowiska zewnętrznego dzięki wykorzystaniu czujników obrazowych), dla których stosuje się zwiększenie minimów RVR,
operacje poniżej standardu w kategorii I (LTS CAT I – lower than Standard Category I),
operacje poza standardem w kategorii II (OTS CAT II – lower than Standard Category II),
operacje w standardzie kategorii II (CAT II),
operacje w standardzie kategorii III (CAT III).

Po stronie kapitana jest z kolei upewnienie się, że na lotnisku w użyciu są odpowiednie procedury LVP, a stan wyposażenia wizualnego i instrumentalnego oraz kwalifikacje członków załogi lotniczej są odpowiednie do wykonania konkretnej procedury w warunkach ograniczonej widzialności.

I tu ponownie posłużę się przykładem naszego lotniska. Choć Katowice Airport pracuje w standardzie CAT I operacji lotniczych, czyli minima operacyjne wynoszą RVR 550 m do lądowania i RVR 400 m do startu to nie zamyka to możliwości obsługi podejścia i lądowania poniżej standardu w kategorii I, czyli z wykorzystaniem obowiązującej wysokości decyzji (DH – decision height) dla kategorii I, ale z RVR niższą niż ta, która jest normalnie związana z odpowiednią DH.

Dla najbardziej popularnej kategorii C samolotów operujących do Katowic (Airbus 320, wszystkie wersje Boeinga 737) wysokość decyzji przy podejściu ILS RWY 27 wynosi 233 ft. Światła podejścia na kierunku 27 spełniają wymagania klasy wyposażenia FALS, co przy odpowiednim wyposażenia samolotu i kwalifikacjach załogi, daje możliwość wykonania lądowania przy RVR 500 m. Dla niższych kategorii samolotów, np. kat. A, minimalny RVR wynosi 450 m. Pilot powinien jednak przerwać podejście na wysokości decyzji, jeżeli nie jest w stanie uzyskać i utrzymać odniesienia wzrokowego składającego się z segmentu co najmniej trzech kolejno występujących po sobie świateł krawędziowych. Odniesienie wzrokowe musi również zawierać poprzeczny element konfiguracji terenu, tj. poprzeczkę świateł podejścia lub próg drogi startowej chyba, że operacja przeprowadzana jest przy użyciu zatwierdzonego hybrydowego systemu lądowania ze wskaźnikiem przeziernym (HUDLS) nadającego się do użytku przynajmniej do 150 ft. Elementem HUDLS jest m.in. system sterowania torem lotu, który pozwala na wykonanie lądowania „w automacie”. Wykonywanie takich operacji wymaga jednak uzyskania zgody Prezesa Urzędu Lotnictwa Cywilnego oraz odpowiednich procedur operacyjnych po stronie przewoźnika. Pamiętajmy też, że ostateczna decyzja o wykonaniu danej operacji zawsze należy do kapitana.

Dla uwypuklenia rangi powyższych zagadnień postanowiłem przybliżyć przebieg incydentu lotniczego, który miał miejsce na katowickim lotnisku 9 listopada 2009 r. W godzinach wieczornych panowały wówczas dosyć trudne warunki atmosferyczne. Według METAR z godziny 19:30 na lotnisku występowała mgła, a widzialność wzdłuż drogi startowej od progu 27 wynosiła 350 m/350 m/350 m. Były to więc warunki do wykonania podejścia i lądowania w standardzie CAT II, której katowickie lotnisko nie posiada.

W tym czasie załoga samolotu Boeing 737-800 lecącego z Fuerteventury wykonywała podejście do pasa 27 wg systemu ILS. Odłączenie autopilota nastąpiło na wysokości 89 ft powyżej poziomu lotniska, natomiast automatu sterowania mocą silników na wysokości 33 ft. Na wysokości 50 ft nad progiem drogi startowej pilot lecący zaczął zakręcać w lewo, po czym na wysokości 30 ft rozpoczął powrót na linię centralną poprzez wykonywanie zakrętu w prawo (po komendzie F/O – „Fly right”). W trakcie tego manewru samolot przyziemił z lewej strony linii centralnej drogi startowej z przeciążeniem o wartości +2,42g, jednak lewym głównym podwoziem i podwoziem przednim opuścił drogę startową w sektor trawiasty, po którym przemieszczał się na dystansie 373 m. Następnie samolot powrócił na drogę startową i zakończył dobieg.

Jak ustaliła Państwowa Komisja Badania Wypadków Lotniczych przyczyną incydentu było kontynuowanie przez załogę podejścia precyzyjnego poniżej obowiązującej wysokości decyzji (DH – decision height) w warunkach, gdy wartość RVR wynosiła 375 m i była wartością poniżej opublikowanej i wymaganej wynoszącej 550 m, a w konsekwencji niewłaściwa identyfikacja świateł krawędziowych drogi startowej jako świateł linii centralnej drogi startowej tuż przed fazą wyrównania. Na szczęście wskutek tego incydentu nikt nie ucierpiał. Straty ograniczyły się do unieruchomienia samolotu w związku z uszkodzeniem podwozia głównego i przedniego oraz uszkodzenia części świetlnych pomocy nawigacyjnych na lotnisku.

Katowice Airport planuje w najbliższych latach podwyższenie kategorii operacyjnej lotniska do CAT II. Najważniejszym krokiem w tym kierunku jest oczywiście budowa w tym standardzie drogi startowej, a więc wyposażonej między innymi w ILS CAT II, świetlny system podejścia precyzyjnego kategorii II, światła osi centralnej drogi startowej i dróg kołowania, światła strefy przyziemienia, światła poprzeczek zatrzymania i pośredniego oczekiwania.

W dalszej kolejności planowane jest przekształcenie obecnej drogi startowej w drogę kołowania oraz dostosowanie znacznej części obecnego pola ruchu naziemnego (w tym części stanowisk postojowych na PPS-1) do wymagań CAT II. Pozwoli to na stworzenie zamkniętej pętli komunikacyjnej droga startowa-droga kołowania-płyta postojowa umożliwiającej zwiększenie dostępności operacyjnej lotniska w warunkach ograniczonej widzialności.

Jak słusznie zauważył Andrzej Jaśkowiak w swoje książce zatytułowanej „Lotnicza pogoda. Meteorologia dla pilotów” to nie pogoda jest największym zagrożeniem dla pilotów, ale najczęściej to ich ignorancja połączona często z arogancją – czyli po prostu brak solidnej wiedzy o środowisku, w którym się poruszają, a także przeceniania własnych umiejętności. Na koniec pozostaje mi, więc życzyć Wam zawsze pozytywnych wrażeń z podróży lotniczych.

Tekst: Michał Stanek (Jednostka Realizująca Projekt)
Zdjęcia: Piotr Adamczyk (Dział Komunikacji i Promocji)