Одним из важнейших требований безопасности самолето­вождения является предотвращение столкновений самолетов с земной поверхностью или препятствиями. Основным способом ре­шения этой задачи в настоящее время является расчет и выдер­живание в полете безопасной высоты по барометрическому высо­томеру.
Безопасной высотой называется минимально допусти­мая истинная высота полета, гарантирующая самолет от столкно­вений с земной (водной) поверхностью или препятствиями.
Минимально допустимые истинные безопасные высоты уста­новлены НПП ГА для полетов в зоне взлета и посадки, по воз­душным трассам и маршрутам вне трасс, а также в районе под­хода. Минимальные безопасные высоты определены как для ви­зуальных полетов, так и для полетов по приборам в зависимости от рельефа местности, скорости полета, допустимых отклонений в пилотировании, а также возможных вертикальных отклонений от заданной высоты полета в турбулентной атмосфере.
Для полетов по приборам и для визуальных полетов установ­лены определенные правила расчета и выдерживания безопас­ных высот полета.
Расчет безопасной высоты полета по давлению 760 мм. рт. ст. Безопасная высота по давлению 760 мм рт. ст. рассчитывается при полете на эшелоне, когда шкалы давлений барометрических высотомеров установлены на отсчет, равный 760 мм рт. ст. Такой расчет производится по минимальной истинной безопасной высоте, абсолютной высоте наивысшей точки рельефа с учетом искус­ственных препятствий на данном участке трассы, минимальному атмосферному давлению и температуре воздуха (рис. 8.1).
При расчете безопасной высоты учитываются как постоянные элементы, так и переменные (атмосферное давление и темпера­тура воздуха). Поэтому он должен выполняться перед каждым по­летом и обеспечивать пролет самолета на установленной мини­мальной истинной безопасной высоте относительно самого высо­кого препятствия- на данном участке трассы над точкой с мини­мальным давлением.

Безопасная барометрическая высота по давлению 760 мм рт. ст. рассчитывается по формуле
Н760 без = Н без.ист + Нp — Δ Нt+ (760 — Н прив.мин ) · 11,
где Н без. ист — установленное  значение минимальной истинной безопасной высоты для полетов по правилам полетов по приборам (по ППП); Н р — абсолютная высота наивысшей точки рельефа местности с учетом высоты искусственных пре­пятствий на данном участке трассы в пределах установленной ширины полосы. При полетах по воздушным трассам и марш­рутам вне трасс по ППП рельеф и препятствия учитываются в полосе по 25 км в обе стороны от оси трассы (маршрута);



Рис. 8.1. Расчет безопасной высоты полета по давлению 760 мм рт. ст.

Рприв.мин—минимальное атмосферное давление по маршру­ту (участку) полета, приведенное к уровню моря; ΔHt— мето­дическая температурная поправка высотомера, которая учи­тывается по навигационной линейке; 11 — барометрическая ступень в метрах у земли, соответствующая изменению давле­ния на 1 мм рт. ст.
Для полетов по трассам и маршрутам вне трасс по правилам полетов по приборам установлены следующие минимальные ис­тинные безопасные высоты (вне зависимости от скорости само­лета):
1.  Над равнинной, холмистой    местностями и водными прост­ранствами Hбез. ист = 400 м.
2.  Над горной местностью с высотой    гор до 2000 м Hбез. ист  = 600 м.
3.  Над   горной   местностью    с   высотой   гор   более   2000 м Hбез. ист =1000 м
Характер местности принято определять по относительному превышению рельефа, которое представляет собой разность меж­ду наибольшей и наименьшей высотами рельефа, расположен­ными в радиусе 25 км.
Равнинной называется местность с относительными превы­шениями рельефа не более 100 м, холмистой — не более 500 м и горной — более 500 м. К горной относится также мест­ность с различными относительными превышениями рельефа, расположенная на высотах 2000 м над уровнем моря и более.
Рассмотрим порядок расчета безопасной высоты по давлению 760 мм рт. ст. на примере.
Пример.   Нр1 = 890 м;  Нр2 = 200м;   t0= —10°; Pприв.мин = 750 мм. рт. ст. Определить H760без.
Решение. 1. Определяем характер местности и допустимую минималь­ную истинную безопасную высоту полета. В данном примере местность горная;
Hбез. ист = 600 м.
2.  Определяем абсолютную безопасную высоту полета:
Hабс.без = Hбез.ист + HР = 600 + 890 = 1490 м.
3.   Определяем  температуру воздуха  на  полученной  высоте  и   исправляем высоту на методическую температурную поправку.
Температуру воздуха на высоте полета получают по фактическим данным вертикального зондирования атмосферы или определяют по температуре на земле и вертикальному температурному градиенту.
tH = t0 — 6,5°·H км = — 10° — 6,5·1,5 = —20°.
Исправление высоты на методическую температурную поправку производят на НЛ-10М. Для этого ромбический индекс подводят по шкале 7 на отсчет, равный алгебраической сумме температур на земле и на полученной абсолют­ной высоте. Затем против абсолютной безопасной высоты, взятой по шкале 8, читают по шкале 9 исправленную высоту. Получаем: t0 + tH = —30°; Ниспр = 1630 м.
4. Находим барометрическую поправку к высоте и определяем безопасную барометрическую высоту относительно изобарической поверхности с давлением 760 мм рт. ст.
H760 без= Hиспр + (760 —Рприв.мин) ·11 = 1630 + (760 — 750)·11 = 1630 + 110 = 1740 м.

Определение высоты нижнего безопасного эшелона. Для пред­отвращения столкновений самолетов в воздухе введено эшелони­рование полетов по высоте. Высоты эшелонов установлены в за­висимости от направления полета. Для воздушных трасс СССР принята полукруговая система вертикального эшелонирования по­летов.
Для направления полета с ИПУ в пределах от 0 до 179° вклю­чительно применяются следующие эшелоны полетов: 900, 1500, 2100, 2700, 3300, 3900,4500, 5100, 5700, 6600, 7800, 9000, 11 000 м, а для направления полета с ИПУ в пределах от 180 до 359° вклю­чительно — 600, 1200, 1800, 2400, 3000, 3600, 4200, 4800, 5400, 6000, 7200, 8400, 10000, 12 000 м.
Высоты (эшелоны) полета при радиообмене передаются в аб­солютных величинах.
Попутные эшелоны на высотах от 600 до 6000 м установле­ны через 600 м, а встречные — через 300 м, от 6000 до 9000 м соответственно через 1200 и 600 м, а на высотах выше 9000 м попутные эшелоны установлены через 2000 м, а встречные через 1000 м.
На отдельных участках воздушных трасс, направление которых выходит за пределы полукруга, эшелонирование самолетов мо­жет осуществляться с учетом общего направления данной трассы.
На каждом участке трассы в зависимости от рельефа местно­сти, атмосферного давления и температуры воздуха используются не все установленные эшелоны полета. С целью обеспечения бе­зопасности полетов используются лишь те эшелоны, которые рас­положены не ниже безопасной высоты полета.
Нижним безопасным эшелоном называется эше­лон, равный безопасной высоте или ближайший больший эшелон, взятый для данного направления полета. Таким образом, выбо­ру нижнего безопасного эшелона должен предшествовать расчет безопасной высоты полета.
Рассмотрим порядок определения высоты нижнего безопасного эшелона на примере.

Пример. ИПУ=145°; местность горная; H р=950 м; t0= + 15°; Рприв. мин =740 мм рт. ст. Определить H 760 без и H 760 нижн.
Решение: 1. Рассчитываем безопасную барометрическую высоту полета: H абс.без = H без.ист + H р = 600 + 950 = 1550 м;
tH = + 5°; t0 + tH = + 20°; H исп = 1550 м; H760 без = 1770 м.
2. По полученной безопасной высоте и ИПУ определяем нижний безопас­ный эшелон полета: H 760 нижн = 2100 м.
Высота заданного эшелона выдерживается по высотомеру, барометрическая шкала которого установлена на отсчет 760 мм рт. ст. с учетом его инструментальной и аэродинамической поправок, указанных в приложенной к нему таблице.
Высота нижнего безопасного эшелона пересчитывается при изменении приведенного минимального атмосферного давления на 4 мм рт. ст. и более.
При наборе высоты заданного эшелона барометрические шка­лы высотомеров переводятся с отсчета, соответствующего атмос­ферному давлению на уровне ВПП, на отсчет 760 мм рт. ст. при пересечении высоты перехода, которая указывается на схемах набора высоты и выхода из района аэродрома.
Высотой перехода называется высота, установленная в районе аэродрома, на которой и ниже которой полет воздушного судна контролируется по атмосферному давлению на аэродроме.
При снижении для захода на посадку барометрические шкалы высотомеров переводятся с давления 760 мм рт. ст. на давление, соответствующее уровню ВПП, на эшелоне перехода.
Эшелоном перехода называется нижний эшелон, при пересечении которого барометрические высотомеры устанавлива­ются на атмосферное давление уровня ВПП аэродрома посадки. Эшелон перехода на 300 м и более выше высоты перехода (высо­ты полета по кругу).
Расчет безопасной высоты для визуального полета ниже нижнего эшелона. При визуальном полете ниже нижнего эшело­на шкалы давлений барометрических высотомеров устанавлива­ются на минимальное атмосферное давление на данном участке маршрута, приведенное к уровню моря. Такая установка шкал давлений высотомеров осуществляется при выходе самолета из зоны взлета и посадки (из зоны круга). Обратная перестановка шкал давлений с минимального давления на давление аэродрома посадки выполняется при входе самолета в зону взлета и посад­ки (в зону круга).
Безопасная барометрическая высота для полетов ниже нижне­го эшелона рассчитывается по минимальной истинной безопас­ной высоте, абсолютной высоте наивысшей точки рельефа с уче­том искусственных препятствий и температуры воздуха (рис. 8.2) по формуле
H прив.без = H без.ист + H р — Δ H t,
где H без.ист — установленное значение минимальной безопасной истинной высоты для визуальных полетов ниже нижнего эшелона (по ПВП); H р — абсолютная высота наивысшей точки рельефа местности с учетом искусственных препятствий в пределах ширины трассы (маршрута); Δ H t — методическая температурная поправка высотомера.
Правила визуальных полетов (ПВП) по маршруту и в районе аэродрома применяются для самолетов с истинной скоростью не более 550 км/ч.

 

Рис. 8.2. Расчет   безопасной высоты по приведенному минимальному   давлению

Для визуальных полетов по маршруту ниже нижнего эшело­на установлены следующие минимальные истинные безопасные высоты:
1. Над равнинной, холмистой местностями и водными прост­ранствами— 100 м для   скорости полета   до   300 км/ч   и   200 м для скорости 301—550 км/ч.
2.  Над горной   местностью   с   высотой гор до 2000 м — 300 м.
3.  Над горной местностью с высотой пор более 2000 м — 600 м. Для визуальных полетов над горной местностью Hбез.ист берется вне зависимости от скорости полета самолета.
При расчете безопасной высоты для полетов по ПВП ниже нижнего эшелона по маршруту и в районе аэродрома в равнинной и холмистой местностях высота искусственных препятствий не учитывается, если фактическая и прогнозируемая видимости (по среднему значению градации) составляют 3 км и более, а скорость полета самолета не более 300 км/ч.
Командир экипажа обязан при полете в районе искусствен­ных препятствий обходить их визуально на удалении не менее 500 м.
Пример. Hр1 = 720 м; Hр2=150 м; Vи = 350 км/ч; t0=+26°.  Определить Hприв. без
Решение. 1. Определяем характер местности и минимальную истинную безопасную высоту полета; местность горная; Hвез. ист =300 м.
2. Определяем абсолютную безопасную высоту полета:
H абс.без = H без.ист + H Р = 300 + 720 = 1020 м.
3. Определяем температуру воздуха на полученной высоте и исправляем вы­соту на НЛ-10М на методическую температурную поправку:
tH = + 19°; t0,+ tH = +45°; H прив. без = 990 м.
Рассчитанная безопасная высота должна выдерживаться в по­лете с учетом инструментальной и аэродинамической поправок высотомера.

При полетах по ПВП вертикальное расстояние от самолета до нижней границы облаков должно быть не менее 50 м над равнин­ной, холмистой местностями, а также водными пространствами и не менее 100 м в горной местности.

Определение атмосферного давления, приведенного к уровню моря.
Обычно минимальное атмосферное давление на участках трассы, приведенное к уровню моря, определяется по синоптиче­ской карте, на которой оно дано относительно уровня моря. Но если на аэродроме, расположенном в равнинной и холмистой мест­ностях, нет метеостанции, то приведенное давление определяет экипаж (пилот) по барометрическому высотомеру. Для этого не­обходимо стрелки высотомера установить на отсчет, равный аб­солютной высоте аэродрома, а затем по шкале давления отсчи­тать приведенное давление на уровне моря.
Приведенное давление можно также рассчитать. В этом слу­чае по высотомеру определяют давление на аэродроме, а затем рассчитывают приведенное давление по упрощенной формуле
Р прив = Раэр± (Hаэр/11)
где Раэр — атмосферное давление на аэродроме; Hаэр — абсолют­ная высота аэродрома.
В формуле знак плюс соответствует положению аэродрома выше, а знак минус ниже уровня моря.
Для приведения давления аэродрома к уровню моря с боль­шей точностью пользуются следующей формулой:

где α — коэффициент объемного расширения воздуха, равный 1/273; to — температура воздуха на аэродроме.
Приведение давления к уровню моря на метеостанциях осу­ществляется по заранее рассчитанным таблицам.

Расчет безопасной высоты для района подхода. После входа самолета в район аэродрома посадки (за 5—10 мин до начала снижения) штурман обязан рассчитать рубеж начала снижения и безопасную высоту для района подхода.
Безопасная высота для района подхода рассчитывается в за­висимости от условий полета по давлению 760 мм рт. ст. или по приведенному минимальному давлению.
Для района подхода установлены следующие минимальные ис­тинные безопасные высоты:
1.   Для полетов по ППП — Нбез.ист=400 м.
2.  Для полетов по ПВП для самолетов со скоростями полета 300 км/ч и менее — Нбез.ист=100 м.
3.  Для полетов по ПВП   для самолетов со скоростями полета от 301 до 550 км/ч—Нбез.ист=200 м
Рельеф местности и искусственные препятствия в районе под­хода учитываются в полосе по 10 км в обе стороны от оси марш­рута при полетах по ППП и по 5 км при полетах по ПВП.
Пример, Нр= 540 м; местность холмистая; полет по ППП; Рприв мин = 750 мм рт. ст.; t0 = — 20°. Определить Н760без для района подхода.
Решение: 1. Определяем абсолютную  безопасную высоту полета: На6с.без = Hбез. ист + Нр = 400 + 540 - 940 м.
2.  Определяем    температуру воздуха на   полученной высоте   и исправляем высоту на методическую температурную поправку по НЛ-10М:
tH = -26°;   t0 + tH = — 46°;   Ниспр =1060 м.
3.  Находим барометрическую поправку к высоте и определяем безопасную барометрическую высоту полета по давлению 760 мм рт. ст:
Н760без = Ниспр + (760 —Рприв.мин) —11 = 1060 + (760 —750) —11 =1060 + 110 = 1170 м.

Расчет безопасной высоты для полета по схеме захода на по­садку. Безопасная высота для полета по схеме захода рассчи­тывается подавлению на аэродроме посадки (рис. 8.3). Расчет про­изводится по формуле
Наэр.без = Hбез. ист + ΔHp — ΔНt, или Наэр.без = МБВ — ΔНt.
МБВ — это минимальная безопасная высота полета по схеме захода на посадку. Указывается на схеме захода для полетов по ППП.
МБВ = Hбез. ист + ΔHp, где  ΔHp = Hр — Hаэр.
На схеме захода на посадку превышения рельефа и препятст­вий даны относительно уровня аэродрома.
Для полетов в зоне взлета и посадки установлены следующие минимальные истинные безопасные высоты:
1.  Для полетов по ППП для всех типов самолетов — Hбез. ист =300 м.
2. Для полетов по ПВП для самолетов со скоростью полета по кругу 300 км/ч и менее — Hбез. ист = 100 м.
3.   Для полетов по ПВП для самолетов со скоростью полета по кругу более 300 км/ч — Hбез. ист =200 м.
Превышения рельефа местности и искусственных препятствий учитываются в полосе по 10 км в обе стороны  от  оси  маршрута  захода  на посадку при полетах по ППП и по 5 км при полетах по ПВП.
Рассчитанная безопасная высота должна соблюдаться до вы­хода из четвертого разворота.
Пример. ΔHp = 155м ; t0= —5°; заход на посадку по приборам. Определить Hаэр.без
Решение. 1. Определяем минимальную безопасную высоту полета по схеме захода:
МБВ = Hбез.ист + ΔHp = 300 + 155 — 455 м.
2. Определяем температуру воздуха на полученной высоте и исправляем вы­соту на методическую температурную поправку на НЛ-10М:
tH= — 8°;   t0 + tH —13°;   Hаэр.без  = 490 м.