DME [GR]

D.M.E. ή DME. Ακρωνύμιο των λέξεων Distance Measuring Equipment. Συσκευή Μέτρησης Απόστασης.
Ανήκει στην κατηγορία των αεροναυτιλιακών ραδιοβοηθημάτων και αποτελείται από το σταθμό εδάφους και το σταθμό του αεροσκάφους.
Ο σταθμός εδάφους μπορεί να λαμβάνει και να εκπέμπει ηλεκτρονικά σήματα δηλαδή είναι πομποδέκτης. Αυτός ειδικά λέγεται ερωτω-ανταποκριτής (Transponder από τις λέξεις Transmitter, Responder)
Το ίδιο συμβαίνει και με το σταθμό που είναι εγκατεστημένος στο αεροσκάφος. Αποκαλείται interrogator, (ερωτών) αυτός που ρωτάει, που υποβάλει ερωτήσεις στον Transponder.
Το DME μετράει την απόσταση του αεροσκάφους από το σταθμό βάσης.
Η μονάδα μέτρησης της απόστασης στην αεροναυτιλία είναι το ναυτικό μίλι (1842 μέτρα) και έχει επικρατήσει η ορολογία το DME να ταυτίζεται με το ναυτικό μίλι.
Δηλαδή όταν λέμε ένα αεροσκάφος απέχει 15 DME από το αεροδρόμιο εννοούμε 15 ναυτικά μίλια και το αντίθετο.
Η απόσταση αυτή είναι επικλινής και σχετική με τη θέση και το ύψος του αεροσκάφους και το σταθμό DME.
Μιλώντας με όρους γεωμετρίας, όταν λέμε επικλινής εννοούμε ότι η απόσταση του αεροσκάφους είναι η υποτείνουσα ενός ορθογωνίου τριγώνου που σχηματίζεται με κορυφές (Α) το ίδιο το αεροσκάφος, (Β) την (κάθετη) προβολή του στο έδαφος πάνω από το οποίο υπερίπταται και (Γ) το σταθμό εδάφους του DME.
Αυτός ο τρόπος μέτρησης παρόλο που δίνει αξιόπιστα αποτελέσματα σε κάποιες ειδικές περιπτώσεις, αυτά δεν είναι αξιοποιήσιμα.
Ένα παράδειγμα:
Ένα αεροσκάφος πετάει στα 30.000 πόδια (1 πόδι = 30 εκατοστά περίπου), άρα είναι σε ύψος 9.000 μέτρα από το έδαφος. Η απόσταση που δείχνει ο Transponder του DME είναι υποθετικά 10 μίλια, άρα 18.420 μέτρα από το σταθμό DME. Όταν το αεροσκάφος φτάσει πάνω ακριβώς από το σταθμό DME, o Transponder θα δείχνει 4,85 μίλια (9.000 μέτρα / 1.842 [μίλι] = 4,85 μίλια) απόσταση η οποία όμως δεν είναι σωστή.
Η σωστή απόσταση είναι μηδέν (0) μίλια από το σταθμό, σε επίπεδο εδάφους.
Αυτό βέβαια το γνωρίζουν οι αεροναυτιλόμενοι και δεν τους προξενεί σύγχυση.
Συνεργάζεται πάντα με VOR (είναι εγκατεστημένα στον ίδιο χώρο και συζευγμένα -coupled-) και οι "πληροφορίες" που δίνουν μαζί είναι επαρκείς για την ασφαλή πλοήγηση των αεροσκαφών.

Τρόπος λειτουργίας

Ο interrogator του αεροσκάφους στέλνει μια παλμοσειρά (ηλεκτρομαγνητικά κύματα) προς το σταθμό εδάφους (transponder).
Αυτή η παλμοσειρά είναι κωδικοποιημένη και περιέχει στοιχεία που μόνο ο συγκεκριμένος interrogator γνωρίζει. (στον ίδιο σταθμό trasponder απευθύνουν ερωτήματα πολλά αεροσκάφη ταυτόχρονα – έχει δυνατότητα να εξυπηρετεί μέχρι 100 – και αυτός είναι ο τρόπος για να αναγνωρίζει κάθε αεροσκάφος τη δική του απάντηση).
Ο transponder λαμβάνει την παλμοσειρά και την εκπέμπει ξανά, με μια ακριβή καθυστέρηση χρόνου.
Ο ineterrogator αφού την λάβει και αναγνωρίσει ότι είναι η δική του, μετράει το χρόνο που πέρασε από τη στιγμή της εκπομπής μέχρι το χρόνο που την έλαβε πίσω.
Από αυτόν το χρόνο αφαιρεί 50 μικροδευτερόλεπτα (μsec) που είναι ο χρόνος που χρειάζεται ο transponder για να λάβει, επεξεργαστεί και επανεκπέμψει την παλμοσειρά και είναι διεθνής κανόνας.
Το χρόνο που περισσεύει, τον διαιρεί με το δύο (γιατί ο μισός καταναλώθηκε στην διαδρομή της εκπομπής και ο άλλος μισός στη διαδρομή της λήψης) και το πηλίκο της διαίρεσης (πραγματικός χρόνος), το χρησιμοποιεί για να υπολογίσει την απόσταση, δεδομένου ότι η ταχύτητα διάδοσης των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων είναι γνωστή (300.000.000 μέτρα ανά δευτερόλεπτο).
Είναι περίπου σαν το φαινόμενο της ηχούς (αντήχησης) που όλοι, λίγο ως πολύ, γνωρίζουμε πως λειτουργεί.
Το DME λειτουργεί στη περιοχή συχνοτήτων 960 έως 1215 MHZ. Μέσα σε αυτή υπάρχουν 126 συχνότητες (λέγονται κανάλια όπως στην τηλεόραση) στις οποίες εκπέμπουν οι interrogators και 126 συχνότητες στις οποίες εκπέμπουν οι transponders. Οι συχνότητες εκπομπής του ενός είναι συχνότητες λήψης του άλλου.
Ίσως κάποιος αναρωτηθεί: γιατί αφού υπάρχουν 126 κανάλια εκπομπής και λήψης πιο πάνω αναφέρεται ότι εξυπηρετεί μέχρι 100 αεροσκάφη; Και τι γίνεται αν σε ένα DME συμβεί να απεθυνθούν περισσότερα των 100 αεροσκαφών;
Η απαντήσεις είναι οι ακόλουθες:
Για λόγους αξιοπιστίας και καλής λειτουργίας ποτέ δεν φέρνουμε ένα μηχάνημα στην οριακή λειτουργία του.
Υπάρχει μηχανισμός που μειώνει την ευαισθησία λήψης του DME όταν τα ερωτήματα ξεπεράσουν τον αριθμό 100. Έτσι μειώνεται και ο αριθμός των απαντήσεων που έχει να δώσει και αυτοπροστατεύεται.
Τα αεροσκάφη που δεν παίρνουν απάντηση στο ερώτημά τους δεν έχουν ενδείξεις απόστασης.
Βλέποντάς το ο κυβερνήτης του αεροσκάφους, αντιλαμβάνεται ότι είναι εκτός εμβέλειας (απόσταση στην οποία μπορεί να πάρει ενδείξεις) και συντονίζει το δέκτη του σε κάποιο κοντινότερο DME.
Τα DME είναι – κατά κανόνα – συζευγμένα (εργάζονται μαζί) με VOR και όταν συντονίζει ο κυβερνήτης στη συχνότητα ενός συγκεκριμένου VOR τότε αυτομάτως έχει και ενδείξεις DME.
Κατά συνέπεια οι εμβέλειά τους είναι 40-60 μίλια για τερματικά συστήματα και 150-200 για συστήματα διαδρομής.

VOR [GR]

Σταθμός Ντόπλερ-VOR

Η λέξη V.O.R. ή VOR είναι ένα σύνθετο ακρωνύμιο των λέξεων Very high frequency (VHF) Omnidirectional Range. Στην ελληνική γλώσσα ο όρος μεταφράζεται ως Πανκατευθυντικός (προς κάθε κατεύθυνση) Αεροναυτιλιακός Ραδιοφάρος πολύ υψηλής συχνότητας.
Είναι ένα ραδιοναυτιλιακό βοήθημα (Ραδιοφάρος) το οποίο δίνει τη δυνατότητα στα αεροσκάφη να ακολουθούν την πορεία τους από το αεροδρόμιο αναχώρησης, στο αεροδρόμιο προορισμού.
Παρόλο που η λειτουργία τους είναι ακριβώς ίδια, διακρίνονται σε VOR διαδρομής (en-route) και σε τερματικά (terminal) VOR. Η διαφορά τους βρίσκεται στην ισχύ που εκπέμπουν. Τα τερματικά VOR έχουν ισχύ συνήθως 40-60 Watt ενώ τα διαδρομής 150-200 Watt. Το «διαδρομής» εννοεί ότι χρησιμοποιούνται κατά τη διαδρομή του αεροσκάφους από το αεροδρόμιο αναχώρησης στο αεροδρόμιο προορισμού, ενώ τα τερματικά χρησιμοποιούνται κατά την προσέγγιση και διαδικασία προσγείωσης (όπου τερματίζεται η πτήση) στο αεροδρόμιο προορισμού.
Υπάρχει ένας σταθμός εδάφους, ο οποίος είναι συνήθως εγκατεστημένος σε χώρο εντός αεροδρομίων (τερματικό) ή εκτός σε διάφορα επιλεγμένα σημεία (συνήθως υψώματα, λόφους, βουνά) [VOR διαδρομής] ο οποίος εκπέμπει όπως ένας ραδιοφωνικός σταθμός κάποιες πληροφορίες σε ηλεκτρομαγνητική μορφή.

Λειτουργία

Οι πληροφορίες, λαμβάνονται από τους δέκτες που είναι εγκατεστημένοι στα αεροσκάφη και εμφανίζονται σε μια μικρή οθόνη (του δέκτη). Στην αεροπορική ορολογία λέγονται ενδείξεις VOR και ουσιαστικά είναι δύο «πληροφορίες».
Η πρώτη είναι ένας αριθμός που παίρνει τιμές από 0 έως 359, ο οποίος εμφανίζεται σε ψηφιακή ή/και σε αναλογική μορφή και αφορά (δείχνει) στις μοίρες της πορείας του αεροσκάφους από το μαγνητικό Βορά, πάνω στον οποίο (Βορά) είναι προσανατολισμένα όλα τα VOR.
Η δεύτερη ένδειξη είναι σε μορφή γραμμάτων ή βέλους και:

• Αν είναι γράμματα είναι FM από τη λέξη FROM (από) ή TO (προς) και δηλώνουν ότι το αεροσκάφους απομακρύνεται από το συγκεκριμένο VOR αν η ένδειξη είναι FM ή πλησιάζει προς το συγκεκριμένο VOR αν είναι TO.
• Αν είναι βέλος τότε όταν δείχνει προς το ρύγχος (μύτη) του αεροσκάφους δηλώνει ότι αυτό κατευθύνεται προς το VOR και αν δείχνει προς την ουρά, δηλώνει ότι το αεροσκάφος απομακρύνεται από το VOR.

Υπάρχει και μια τρίτη πληροφορία η οποία εκπέμπεται από το σταθμό εδάφους και αυτή είναι σε ακουστική μορφή (ακούγεται από ένα μεγάφωνο) και είναι μια τριάδα γραμμάτων του λατινικού αλφαβήτου, κωδικοποιημένη σε κώδικα Mors και αποτελεί την ταυτότητα του μηχανήματος που εκπέμπει, π.χ. τα γράμματα KPL (– · –    · – – ·   · – · ·), από τη λέξη KrisouPoLis (Χρυσούπολις), είναι αυτό που ακούει ο κυβερνήτης του αεροσκάφους, όταν συντονίσει στη συχνότητα 108,8 MHZ το δέκτη του VOR του αεροσκάφους του, για το αεροδρόμιο Καβάλας. Έτσι γνωρίζει ότι ενδείξεις που λαμβάνει, προέρχονται από το σωστό ραδιοβοήθημα.
Έχοντας αυτές τις πληροφορίες διαθέσιμες καθ' όλη τη διάρκεια της πτήσης και συμβουλευόμενος την απόσταση από το DME και τις πληροφορίες που υπάρχουν στα αεροναυτικά εγχειρίδια οι οποίες αφορούν στα ραδιοβοηθήματα που υπάρχουν εγκατεστημένα, ο κυβερνήτης του αεροσκάφους μπορεί με σιγουριά να το κατευθύνει στον προορισμό του.

Transponder landing system [EN]

A transponder landing system (TLS) is an all-weather, precision landing system that uses existing airborne transponder and instrument landing system (ILS) equipment to create a precision approach at a location where an ILS would normally not be available.

Description

 

 

TLS electronics shelter, elevation sensor and uplink antennas

Conventional ILS systems broadcast using a number of "single purpose" antennas. One, located just off the end of the runway, provides a fan-shaped signal for azimuth direction (side to side) and another located beside the runway provides elevation to indicate a standard glideslope. ILS installations also include one or more "marker beacons" located off the end of the runway to provide distance indications as the aircraft approaches the runway. This complex set of antennas is expensive to install and maintain, and are often difficult to site in built-up areas.
The TLS facility interrogates the transponder of the aircraft. After receiving a response, it determines the aircraft's location using two sets of direction finding antenna arrays: one for horizontal position, the other for vertical. It then calculates the signal that the aircraft would "see" if they were located at that location and approaching a conventional ILS system, and then broadcasts that signal to the aircraft. The aircraft's ILS receivers receive a signal that is indistinguishable from a normal ILS signal, and displays this information on their glideslope and localizer displays. TLS can also produce marker beacon-like audio to indicate distance at appropriate times during the approach. All the pilot has to do is tune in the TLS system as if it were an ILS.
A TLS can be installed in areas where a conventional ILS would not fit or would not function properly, like, for example, an airport that doesn't have a proper reflecting surface for an ILS glideslope because of uneven terrain like steep hills or mountains, or airports that have large buildings like hangars or parking garages that create disruptive reflections that would prevent an ILS localizer from being used. TLS does not even have to be installed at a particular location relative to the runway, but can "offset" its signals from wherever it is installed to appear as if it were at the end of the runway. This makes it much less expensive to install while still providing ILS-class blind-landing approaches. As of 2001, TLS was certified by the FAA for Category I ILS usage.
Radio-navigation aids must keep a certain degree of accuracy (given by international standards, FAA, ICAO...); to assure this is the case, Flight Inspection organizations check periodically critical parameters with properly equipped aircraft to calibrate and certify TLS precision.

Benefits

One of the primary benefits of TLS is the ability to function using equipment that is currently widely used by the aviation industry. TLS uses the existing transponder equipment to determine the aircraft's position. It then transmits the correct signal on the same frequencies used for the current ILS system. All the aircraft is required to do is set the transponder to the assigned code and tune an ILS receiver to the appropriate frequency. As of 2005, modern GPS systems, such as Wide Area Augmentation System (WAAS) and Local Area Augmentation System (LAAS), have not gained wide acceptance and there is not a large user base. TLS uses equipment most airplanes already have.
For military users, TLS also provides a Precision Approach Radar (PAR) graphic display of aircraft position compared to the desired approach course in order for a PAR operator to provide talk-down guidance to the pilot.

Drawbacks

Since the system locks on to a single aircraft's transponder then transmits a signal that is specific to that aircraft's location, only one aircraft at a time can fly the landing approach. Any other aircraft in the area will receive the same guidance regardless of their location relative to the approach.
TLS systems are privately operated and maintained. However, unlike standard ILS equipment, the US Federal Aviation Administration (FAA) is not publishing approach procedures for TLS facilities. This leaves the approaches to be determined by the local airport. TLS approach procedures are designated Special Instrument Approach Procedures and require special aircrew training.

Variations

For mobile applications, primarily of interest to the military, there is a variety of electronics packaging available including transportability by trailer, HMMWV or NATO shelter.

Future

It is likely that TLS will be installed in locations that prohibit conventional ILS systems. However, GPS landing systems such as WAAS and LAAS will likely replace these systems once they become widely used.

Microwave landing system [EN]

A microwave landing system (MLS) is an all-weather, precision landing system originally intended to replace or supplement instrument landing systems (ILS). MLS has a number of operational advantages, including a wide selection of channels to avoid interference with other nearby airports, excellent performance in all weather, and a small "footprint" at the airports.
Although some MLS systems became operational in the 1990s, the widespread deployment initially envisioned by its designers never became a reality. GPS-based systems, notably WAAS, allowed the expectation of the same level of positioning detail with no equipment needed at the airport. GPS/WAAS dramatically lowers the cost of implementing precision landing approaches, and since its introduction most existing MLS systems in North America have been turned off. GPS/WAAS-based LPV 'Localizer Performance with Vertical guidance' approaches provide vertical guidance comparable to ILS Category I and FAA-published LPV approaches currently outnumber ILS approaches at US airports.
MLS continues to be of some interest in Europe, where concerns over the availability of GPS continue to be an issue. A widespread installation in the United Kingdom is currently underway, which included installing MLS receivers on most British Airways aircraft, but the continued deployment of the system is in doubt. NASA operates a similar system called the Microwave Scanning Beam Landing System to land the Space Shuttle.
Radio navigation aids in general (including MLS) require calibration to ensure accuracy, which is done periodically through flight inspection.

Principle

MLS employs 5GHz transmitters at the landing place which use passive electronically scanned arrays to send scanning beams towards approaching aircraft. An aircraft that enters the scanned volume uses a special receiver that calculates its position by measuring the arrival times of the beams.

History

The US version of MLS was a joint development between the FAA, NASA, and the U.S. Department of Defense, was designed to provide precision navigation guidance for exact alignment and descent of aircraft on approach to a runway. It provides azimuth, elevation, and distance, as well as "back azimuth", for navigating from an aborted landing or missed approach. MLS channels were also used for short-range communications with airport controllers, allowing long-distance frequencies to be handed over to other aircraft.
In Australia, design work commenced on its version of an MLS in 1972. Most of this work was jointly done by the then Federal Department of Civil Aviation (DCA), and the Radio Physics Division of the Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (CSIRO). The project was called Interscan, one of several microwave landing systems under consideration internationally. Interscan was chosen by the FAA in 1975 and by ICAO in 1978 as the format to be adopted. An engineered version of the system, called MITAN, was developed by industry (Amalgamated Wireless Australasia Limited and Hawker de Havilland) under a contract with DCA's successor, the Department of Transport, and successfully demonstrated at Melbourne Airport (Tullamarine) in the late 1970s. The white antenna dishes could still be seen at Tullamarine up till 2003 before it was dismantled. This initial research was followed by the formation of Interscan International limited in Sydney, Australia in 1979 who manufactured MLS systems that were subsequently deployed in the US, EU, Taiwan, China and Australia. The CAA in UK developed a version of the MLS which is installed at Heathrow and other airports due to the greater incidence of instrument approaches and Cat II/III weather there. GPS has not yet solved the critical problems needed to match the MLS international standard.
Compared to the existing ILS system, MLS had significant advantages. The antennas were much smaller, due to using a higher frequency signal. They also did not have to be placed at a specific point at the airport, and could "offset" their signals electronically. This made placement at the airports much simpler compared to the large ILS systems, which had to be placed at the ends of the runways and along the approach path.
Another advantage was that the MLS signals covered a very wide fan-shaped area off the end of the runway, allowing controllers to vector aircraft in from a variety of directions or guide aircraft along a segmented approach. In comparison, ILS required the aircraft to fly down a single straight line, requiring controllers to distribute planes along that line. MLS allowed aircraft to approach from whatever direction they were already flying in, as opposed to flying to a parking orbit before "capturing" the ILS signal. This was particularly interesting to larger airports, as it potentially allowed the aircraft to be separated horizontally until much closer to the airport. Similarly in elevation, the fan shape coverage allows for variation in approach angle making MLS particularly suited to aircraft with steep approach angles such as helicopters, fighters and the space shuttle.

An MLS elevation guidance station

Unlike ILS, which required a variety of frequencies to broadcast the various signals, MLS used a single frequency, broadcasting the azimuth and altitude information one after the other. This reduced frequency contention, as did the fact that the frequencies used were well away from FM broadcasts, is another problem with ILS. Additionally, MLS offered two hundred channels, making the possibility of contention between airports in the same area extremely remote.
Finally, the accuracy was greatly improved over ILS. For instance, standard DME equipment used with ILS offered range accuracy of only +/- 1200 feet. MLS improved this to +/- 100 ft in what they referred to as DME/P (for precision), and offered similar improvements in azimuth and altitude. This allowed MLS to guide the extremely accurate CAT III approaches, whereas this normally required an expensive ground-based high precision radar.
Similar to other precision landing systems, lateral and vertical guidance may be displayed on conventional course deviation indicators or incorporated into multipurpose cockpit displays. Range information can also be displayed by conventional DME indicators and also incorporated into multipurpose displays.
It was originally intended that ILS would remain in operation until 2010 before being replaced by MLS. The system was only being installed experimentally in the 1980s when the FAA began to favor GPS. Even in the worst cases, GPS offered at least 300 ft accuracy, not as good as MLS, but much better than ILS. Additionally, GPS worked "everywhere", not just off the end of the runways. This meant that a single navigation instrument could replace both short and long-range navigation systems, offer better accuracy than either, and required no ground-based equipment.

An MLS azimuth guidance station

The major issues with GPS, namely 2 feet vertical guidance accuracy near the runway threshold and the integrity of the system has not been able to match historical ICAO standards and practices. Additional GPS accuracy could be provided by sending out "correcting signals" from ground-based stations, which would improve the accuracy to about 10 m in the worst case, far outperforming MLS. Initially it was planned to send these signals out over short-range FM transmissions on commercial radio frequencies, but this proved to be too difficult to arrange. Today a similar signal is instead sent across all of North America via commercial satellites, in a system known as WAAS. However WAAS is not capable of providing CAT II or CAT III standard signals (those required for autolanding) and so a Local Area Augmentation System, or LAAS, must be used.

Operational Functions

The system may be divided into five functions: Approach azimuth, Back azimuth, Approach elevation, Range and Data communications.

Approach azimuth guidance

The azimuth station transmits MLS angle and data on one of 200 channels within the frequency range of 5031 to 5091 MHz and is normally located about 1,000 feet (300 m) beyond the stop end of the runway, but there is considerable flexibility in selecting sites. For example, for heliport operations the azimuth transmitter can be collocated with the elevation transmitter.
The azimuth coverage extends: Laterally, at least 40 degrees on either side of the runway centerline in a standard configuration. In elevation, up to an angle of 15 degrees and to at least 20,000 feet (6 km), and in range, to at least 20 nautical miles (37 km) (See FIG 1-1-8.)

Elevation guidance

The elevation station transmits signals on the same frequency as the azimuth station. A single frequency is time-shared between angle and data functions and is normally located about 400 feet from the side of the runway between runway threshold and the touchdown zone.
Elevation coverage is provided in the same airspace as the azimuth guidance signals: In elevation, to at least +15 degrees; Laterally, to fill the Azimuth lateral coverage and in range, to at least 20 nautical miles (37 km) (See FIG 1-1-9.)

Range guidance

The MLS Precision Distance Measuring Equipment (DME/P) functions the same as the navigation DME, but there are some technical differences. The beacon transponder operates in the frequency band 962 to 1105 MHz and responds to an aircraft interrogator. The MLS DME/P accuracy is improved to be consistent with the accuracy provided by the MLS azimuth and elevation stations.
A DME/P channel is paired with the azimuth and elevation channel. A complete listing of the 200 paired channels of the DME/P with the angle functions is contained in FAA Standard 022 (MLS Interoperability and Performance Requirements).
The DME/N or DME/P is an integral part of the MLS and is installed at all MLS facilities unless a waiver is obtained. This occurs infrequently and only at outlying, low density airports where marker beacons or compass locators are already in place.

Data communications

The data transmission can include both the basic and auxiliary data words. All MLS facilities transmit basic data. Where needed, auxiliary data can be transmitted. MLS data are transmitted throughout the azimuth (and back azimuth when provided) coverage sectors. Representative data include: Station identification, Exact locations of azimuth, elevation and DME/P stations (for MLS receiver processing functions), Ground equipment performance level; and DME/P channel and status.
MLS identification is a four-letter designation starting with the letter M. It is transmitted in International Morse Code at least six times per minute by the approach azimuth (and back azimuth) ground equipment.
Auxiliary data content: Representative data include: 3-D locations of MLS equipment, Waypoint coordinates, Runway conditions and Weather (e.g., RVR, ceiling, altimeter setting, wind, wake vortex, wind shear).

Future

There are different requirements when it comes to landing in Europe and the USA. In the USA if the pilots are unable to see the runway due to low visibility conditions the aircraft can always be diverted to another airport. In Europe due to its smaller land area the low visibility can effect all airports in the vicinity so the plane must land in low visibility conditions.

FIG 1-1-9 Coverage Volumes of the Elevation station

In the United States, the FAA suspended the MLS program in 1994 in favor of the GPS (Wide Area Augmentation System WAAS). The FAA's inventory of instrument flight procedures no longer includes any MLS locations; the last two were eliminated in 2008.
Many countries in Europe (particularly those known for low visibility conditions) have embraced the MLS system as a replacement to ILS.

Instrument Landing System [EN]

An instrument landing system (ILS) is a ground-based instrument approach system that provides precision guidance to an aircraft approaching and landing on a runway, using a combination of radio signals and, in many cases, high-intensity lighting arrays to enable a safe landing during instrument meteorological conditions (IMC), such as low ceilings or reduced visibility due to fog, rain, or blowing snow.
Instrument approach procedure charts (or approach plates) are published for each ILS approach, providing pilots with the needed information to fly an ILS approach during instrument flight rules (IFR) operations, including the radio frequencies used by the ILS components or navaids and the minimum visibility requirements prescribed for the specific approach.
Radio-navigation aids must keep a certain degree of accuracy (set by international standards of CAST/ICAO); to assure this is the case, flight inspection organizations periodically check critical parameters with properly equipped aircraft to calibrate and certify ILS precision.

Principle of operation

An ILS consists of two independent sub-systems, one providing lateral guidance (localizer), the other vertical guidance (glide slope or glide path) to aircraft approaching a runway. Aircraft guidance is provided by the ILS receivers in the aircraft by performing a modulation depth comparison.

The emission patterns of the localizer and glideslope signals. Note that the glide slope beams are partly formed by the reflection of the glideslope aerial in the ground plane.

A localizer (LOC, or LLZ until ICAO designated LOC as the official acronym) antenna array is normally located beyond the departure end of the runway and generally consists of several pairs of directional antennas. Two signals are transmitted on one out of 40 ILS channels between the carrier frequency range 108.10 MHz and 111.95 MHz (with the 100 kHz digit always odd, so 108.10, 108.15, 108.30, and so on are LOC frequencies but 108.20, 108.25, 108.40, and so on are not). One is modulated at 90 Hz, the other at 150 Hz and these are transmitted from separate but co-located antennas. Each antenna transmits a narrow beam, one slightly to the left of the runway centerline, the other to the right.
The localizer receiver on the aircraft measures the difference in the depth of modulation (DDM) of the 90 Hz and 150 Hz signals. For the localizer, the depth of modulation for each of the modulating frequencies is 20 percent. The difference between the two signals varies depending on the position of the approaching aircraft from the centerline.
If there is a predominance of either 90 Hz or 150 Hz modulation, the aircraft is off the centerline. In the cockpit, the needle on the horizontal situation indicator (HSI, the instrument part of the ILS), or course deviation indicator (CDI), will show that the aircraft needs to fly left or right to correct the error to fly down the center of the runway. If the DDM is zero, the aircraft is on the centerline of the localizer coinciding with the physical runway centerline.
A glide slope (GS) or glide path (GP) antenna array is sited to one side of the runway touchdown zone. The GP signal is transmitted on a carrier frequency between 329.15 and 335 MHz using a technique similar to that of the localizer. The centerline of the glide slope signal is arranged to define a glide slope of approximately 3° above horizontal (ground level). The beam is 1.4° deep; 0.7° below the glideslope centerline and 0.7° above the glideslope centerline.
These signals are displayed on an indicator in the instrument panel. This instrument is generally called the omni-bearing indicator or nav indicator. The pilot controls the aircraft so that the indications on the instrument (i.e., the course deviation indicator) remain centered on the display. This ensures the aircraft is following the ILS centreline (i.e., it provides lateral guidance). Vertical guidance, shown on the instrument by the glideslope indicator, aids the pilot in reaching the runway at the proper touchdown point. Many aircraft possess the ability to route signals into the autopilot, allowing the approach to be flown automatically by the autopilot.

Identification

Localizer array and approach lighting at Whiteman Air Force Base, Johnson County, Missouri.

In addition to the previously mentioned navigational signals, the localizer provides for ILS facility identification by periodically transmitting a 1,020 Hz Morse code identification signal. For example, the ILS for runway 4R at John F. Kennedy International Airport transmits IJFK to identify itself, while runway 4L is known as IHIQ. This lets users know the facility is operating normally and that they are tuned to the correct ILS. The glide slope transmits no identification signal, so ILS equipment relies on the localizer for identification.

Localizer backcourse

Modern localizer antennas are highly directional. However, usage of older, less directional antennas allows a runway to have a non-precision approach called a localizer backcourse. This lets aircraft land using the signal transmitted from the back of the localizer array. This signal is reverse sensing so a pilot may have to fly opposite the needle indication (depending on the equipment installed in the aircraft). Highly directional antennas do not provide a sufficient signal to support a backcourse. In the United States, backcourse approaches are commonly associated with Category I systems at smaller airports that do not have an ILS on both ends of the primary runway.

Marker beacons

Main article: marker beacon

On some installations, marker beacons operating at a carrier frequency of 75 MHz are provided. When the transmission from a marker beacon is received it activates an indicator on the pilot's instrument panel and the tone of the beacon is audible to the pilot. The distance from the runway at which this indication should be received is promulgated in the documentation for that approach, together with the height at which the aircraft should be if correctly established on the ILS. This provides a check on the correct function of the glideslope. In modern ILS installations, a DME is installed, co-located with the ILS, to augment or replace marker beacons. A DME continuously displays the aircraft's distance to the runway.

Outer marker

Blue outer marker

The outer marker is normally located 7.2 kilometres (3.9 nmi; 4.5 mi) from the threshold except that, where this distance is not practical, the outer marker may be located between 6.5 to 11.1 kilometres (3.5 to 6.0 nmi; 4.0 to 6.9 mi) from the threshold. The modulation is repeated Morse-style dashes of a 400 Hz tone. The cockpit indicator is a blue lamp that flashes in unison with the received audio code. The purpose of this beacon is to provide height, distance and equipment functioning checks to aircraft on intermediate and final approach. In the United States, an NDB is often combined with the outer marker beacon in the ILS approach (called a Locator Outer Marker, or LOM); in Canada, low-powered NDBs have replaced marker beacons entirely.

Middle marker

Amber middle marker

The middle marker should be located so as to indicate, in low visibility conditions, the missed approach point, and the point that visual contact with the runway is imminent, ideally at a distance of approximately 3,500 ft (1,100 m) from the threshold. It is modulated with a 1.3 kHz tone as alternating Morse-style dots and dashes at the rate of two per second. The cockpit indicator is an amber lamp that flashes in unison with the received audio code. Middle markers are no longer required in the United States so many of them are being decommissioned.

Inner marker

White inner marker

The inner marker, when installed, shall be located so as to indicate in low visibility conditions the imminence of arrival at the runway threshold. This is typically the position of an aircraft on the ILS as it reaches Category II minima. Ideally at a distance of approximately 1,000 ft (300 m) from the threshold. The modulation is Morse-style dots at 3 kHz. The cockpit indicator is a white lamp that flashes in unison with the received audio code.

DME

Distance measuring equipment (DME) provides pilots with a slant range measurement of distance to the runway in nautical miles. DMEs are augmenting or replacing markers in many installations. The DME provides more accurate and continuous monitoring of correct progress on the ILS glideslope to the pilot, and does not require an installation outside the airport boundary. When used in conjunction with an ILS, the DME is often sited midway between the reciprocal runway thresholds with the internal delay modified so that one unit can provide distance information to either runway threshold. On approaches where a DME is specified in lieu of marker beacons, the aircraft must have at least one operating DME unit to begin the approach, and a DME Required restriction will be noted on the Instrument Approach Procedure.

Monitoring

It is essential that any failure of the ILS to provide safe guidance be detected immediately by the pilot. To achieve this, monitors continually assess the vital characteristics of the transmissions. If any significant deviation beyond strict limits is detected, either the ILS is automatically switched off or the navigation and identification components are removed from the carrier. Either of these actions will activate an indication ('failure flag') on the instruments of an aircraft using the ILS.

Approach lighting

Some installations include medium- or high-intensity approach light systems. Most often, these are at larger airports but many small general aviation airports in the U.S. have approach lights to support their ILS installations and obtain low-visibility minimums. The approach lighting system (abbreviated ALS) assists the pilot in transitioning from instrument to visual flight, and to align the aircraft visually with the runway centerline. Pilot observation of the approach lighting system at the Decision Altitude allows the pilot to continue descending towards the runway, even if the runway or runway lights cannot be seen, since the ALS counts as runway end environment. In the U.S., an ILS without approach lights may have CAT I ILS visibility minimums as low as 3/4 mile (runway visual range of 4,000 feet) if the required obstacle clearance surfaces are clear of obstructions. Visibility minimums of 1/2 mile (runway visual range of 2,400 feet) are possible with a CAT I ILS approach supported by a 1,400-to-3,000-foot-long (430 to 910 m) ALS, and 3/8 mile visibility 1,800-foot (550 m) visual range is possible if the runway has high-intensity edge lights, touchdown zone and centerline lights, and an ALS that is at least 2,400 feet long (see Table 3-5a in FAA Order 8260.3b). In effect, ALS extends the runway environment out towards the landing aircraft and allows low-visibility operations. CAT II and III ILS approaches generally require complex high-intensity approach light systems, while medium-intensity systems are usually paired with CAT I ILS approaches. At many non-towered airports, the intensity of the lighting system can be adjusted by the pilot, for example the pilot can click their microphone 7 times to turn on the lights, then 5 times to turn them to medium intensity.

Use

At a controlled airport, air traffic control will direct aircraft to the localizer via assigned headings, making sure aircraft do not get too close to each other (maintain separation), but also avoiding delay as much as possible.. Several aircraft can be on the ILS at the same time, several miles apart. An aircraft that has come within two and a half degrees of the localizer course (half scale deflection shown by the course deviation indicator) is said to be established on the approach. Typically, an aircraft will be established by at least two miles prior to the final approach fix (glideslope intercept at the specified altitude).
Aircraft deviation from the optimal path is indicated to the flight crew by means of display dial (a carry over from when an analog meter movement would indicate deviation from the course line via voltages sent from the ILS receiver).
The output from the ILS receiver goes both to the display system (head-down display and head-up display, if installed) and can also go to the Flight Control Computer. An aircraft landing procedure can be either coupled, where the Flight Control Computer directly flies the aircraft and the flight crew monitor the operation; or uncoupled (manual) where the flight crew fly the aircraft uses the HUD and manually control the aircraft to minimize the deviation from flight path to the runway centreline.

Rate-of-descent formula

A useful formula pilots use to calculate descent rates (standard 3° glide slope):

Rate of descent = ground speed ⁄ 2 × 10

or

Rate of descent = ground speed × 5

For other glideslope angles:

Rate of descent = glide slope angle × ground speed × 100 / 60

The latter replaces tan α (see below) with α/60, which is about 95% accurate up to 10°.
Example:

  120 kts × 5
  or
  120 kts / 2 × 10

= 600 fpm

The above simplified formulas are based on a trigonometric calculation:

Rate of descent = ground speed × 101.25 × tan α

where:

• α is the descent or glideslope angle from the horizontal (3° being the standard)
• 101.25 (^fpm⁄_kt) is the conversion factor from knots to feet per minute (1 knot ≡ 1 ^nm⁄_h = 6075 ^ft⁄_h = 101.25 fpm)

Example:

Ground speed = 250 kts
           α = 4.5

  250 kts × 101.25fpm/kt × tan 4.5

= 1992 fpm

Decision altitude/height

Once established on an approach, the autoland system or pilot will follow the ILS and descend along the determined altitude and position. From there the pilot will either try the same approach again, try a different approach or divert to another airport.
Aborting the approach (as well as the ATC instruction to do so) is called executing a missed approach.

ILS categories

There are three categories of ILS which support similarly named categories of operation. Information below is based on ICAO; certain states may have filed differences.

• Category I (CAT I) – A precision instrument approach and landing with a decision height not lower than 200 feet (61 m) above touchdown zone elevation and with either a visibility not less than 800 meters (2,625 ft) or a runway visual range not less than 550 meters (1,804 ft).
• Category II (CAT II) – A precision instrument approach and landing with a decision height lower than 200 feet (61 m) above touchdown zone elevation but not lower than 100 feet (30 m), and a runway visual range not less than 300 meters (984 ft) for aircraft category A, B, C and not less than 350 meters (1,148 ft) for aircraft category D.
• Category III (CAT III) is subdivided into three sections:
  • Category III A – A precision instrument approach and landing with:
    • a) a decision height lower than 100 feet (30 m) above touchdown zone elevation, or no decision height (alert height); and
    • b) a runway visual range not less than 200 meters (656 ft).
  • Category III B – A precision instrument approach and landing with:
    • a) a decision height lower than 50 feet (15 m) above touchdown zone elevation, or no decision height (alert height); and
    • b) a runway visual range less than 200 meters (656 ft) but not less than 75 meters (246 ft). Autopilot is used until taxi-speed. In the United States, FAA criteria for CAT III B runway visual range allows readings as low as 150 ft.
  • Category III C – A precision instrument approach and landing with no decision height and no runway visual range limitations. This category is not yet in operation anywhere in the world, as it requires guidance to taxi in zero visibility as well. "Category III C" is not mentioned in EU-OPS. Category III B is currently the best available system.

FAA Order 8400.13D allows for special authorization of CAT I ILS approaches to a decision height of 150 feet (46 m) above touchdown, and a runway visual range as low as 1,400 feet (430 m). The aircraft and crew must be approved for CAT II operations, and a heads-up display in CAT II or III mode must be used to the decision height. CAT II/III missed approach criteria applies.
In the United States, many but not all airports with CAT III approaches have listings for CAT IIIa, IIIb and IIIc on the instrument approach plate (U.S. Terminal Procedures). CAT IIIb runway visual range minimums are limited by the runway/taxiway lighting and support facilities, and would be consistent with the airport Surface Movement Guidance Control System (SMGCS) plan. Operations below 600 runway visual range require taxiway centerline lights and taxiway red stop bar lights. If the CAT IIIb runway visual range minimums on a runway end were 600 feet, which is a common figure in the U.S., ILS approaches to that runway end with runway visual range below 600 feet would qualify as CAT IIIc and require special taxi procedures, lighting and approval conditions to permit the landings. FAA Order 8400.13D limits CAT III to 300 runway visual range or better. Order 8400.13D, which was released during 2009, also allows special authorization CAT II approaches to runways without ALSF-2 approach lights and/or touchdown zone/centerline lights, which has expanded the number of potential CAT II runways.
In each case, a suitably equipped aircraft and appropriately qualified crew are required. For example, CAT IIIb requires a fail-operational system, along with a crew who are qualified and current, while CAT I does not. A head-up display which allows the pilot to perform aircraft maneuvers rather than an automatic system is considered as fail-operational. CAT I relies only on altimeter indications for decision height, whereas CAT II and CAT III approaches use radar altimeter to determine decision height.
An ILS is required to shut down upon internal detection of a fault condition. With the increasing categories, ILS equipment is required to shut down faster, since higher categories require shorter response times. For example, a CAT I localizer must shutdown within 10 seconds of detecting a fault, but a CAT III localizer must shut down in less than 2 seconds.

Limitations and alternatives

The Glideslope station for runway 09R at Hanover Airport in Germany

Due to the complexity of ILS localizer and glideslope systems, there are some limitations. Localizer systems are sensitive to obstructions in the signal broadcast area like large buildings or hangars. Glideslope systems are also limited by the terrain in front of the glideslope antennas. If terrain is sloping or uneven, reflections can create an uneven glidepath causing unwanted needle deflections. Additionally, since the ILS signals are pointed in one direction by the positioning of the arrays, ILS only supports straight-in approaches. A modified ILS called an Instrument Guidance System (IGS) is also occasionally used, the most famous example being that which was in use at one of the runways of Kai Tak Airport, Hong Kong to accommodate a non-straight approach; IGSes are also called Localizer Type Directional Aids in the US. Installation of ILS can also be costly due to the complexity of the antenna system and siting criteria. To avoid hazardous reflections that would affect the radiated signal, ILS critical areas and ILS sensitive areas are established. Positioning of these critical areas can prevent aircraft from using certain taxiways. This can cause additional delays in take offs due to increased hold times and increased spacing between aircraft.
In the 1980s, there was a major US & European effort to establish the Microwave Landing System (MLS), which is not similarly limited and which allows curved approaches. However, a combination of airline reluctance to invest in MLS, and the rise of Global Positioning System (GPS) has resulted in its failure to be adopted in civil aviation. The Transponder Landing System (TLS) is another alternative to an ILS that can be used where a conventional ILS will not work or is not cost-effective.
Localizer Performance with Vertical guidance (LPV) is the latest alternative to the ILS. Based on the Wide Area Augmentation System (WAAS), LPV has similar minima to ILS for appropriately equipped aircraft. As of November 2008^[update], the FAA has published more LPV approaches than Category I ILS procedures.
Another potential alternative to ILS is the Ground-Based Augmentation System (GBAS), a safety-critical system that augments the GPS Standard Positioning Service (SPS) and provides enhanced levels of service. It supports all phases of approach, landing, departure, and surface operations within the VHF coverage volume. (Local Area Augmentation System is the United States' implementation of GBAS). GBAS is expected to play a key role in modernization and in all-weather operations capability at CATI/II and III airports, terminal area navigation, missed approach guidance and surface operations. GBAS provides the capability to service the entire airport with a single frequency (VHF transmission) whereas ILS requires a separate frequency for each runway end. GBAS CAT-I is seen as a necessary step towards the more stringent operations of CAT-II/III precision approach and landing. Until recently, the technical risk of implementing GBAS prevented wide spread acceptance of the technology. The FAA, along with industry, have fielded Provably Safe Prototype GBAS stations which mitigate the impact of satellite signal deformation, ionosphere differential error, ephemeris error and multipath.

History

Tests of the ILS system began in 1929, and the Civil Aeronautics Administration (CAA) authorized installation of the system in 1941 at six locations. The first landing of a scheduled U.S. passenger airliner using ILS was on January 26, 1938, as a Pennsylvania Central Airlines Boeing 247-D flew from Washington, D.C., to Pittsburgh and landed in a snowstorm using only the Instrument Landing System. The first fully automatic landing using ILS occurred at Bedford Airport UK in March 1964.

Future

The Microwave Landing System (MLS) introduced in the 1970s was intended to replace ILS but fell out of favour in the United States because of satellite based systems. However, it is showing a resurgence in the United Kingdom for civil aviation. ILS and MLS are the only standardized systems in Civil Aviation that meet requirements for Category III automated landings. The first Category III MLS for civil aviation was commissioned at Heathrow airport in March 2009.
The advent of the Global Positioning System (GPS) provides an alternative source of approach for aircraft. In the US, the Wide Area Augmentation System (WAAS) has been available to provide precision guidance to Category I standards since 2007, and the equivalent in Europe, the European Geostationary Navigation Overlay Service (EGNOS), is currently undergoing final trials and will be certified for safety of life applications in 2010. Other methods of augmentation are in development to provide for Category III minimums or better, such as the Local Area Augmentation System (LAAS).
The FAA Ground-Based Augmentation System (GBAS) office is currently working with the industry in anticipation of the certification of the first GBAS ground stations in Memphis, TN; Sydney, Australia; Bremen, Germany; Spain and Newark, NJ. All four countries have installed GBAS systems and are involved in technical and operational evaluation activities. The Honeywell and FAA team are working on the System Design Approval of the world’s first Non-Federal U.S. approval for LAAS Category I operations; expected in first quarter 2009 and compliant with International Civil Aviation Organization (ICAO) Standards and Recommended Practices (SARPs) Category I LAAS.

Flight managment system (FMS) [EN]

A flight management system (FMS) is a fundamental part of a modern aircraft's avionics. A FMS is a specialized computer system that automates a wide variety of in-flight tasks, reducing the workload on the flight crew to the point that modern aircraft no longer carry flight engineers or navigators. A primary function is in-flight management of the flight plan. Using various sensors (such as GPS and INS) to determine the aircraft's position, the FMS can guide the aircraft's autopilot along the flight plan. From the cockpit, the FMS is normally controlled through a Control Display Unit (CDU) which incorporates a small screen and keyboard. The FMS sends the flight plan for display on the EFIS, Navigation Display (ND) or MultiFunction Display (MFD).
The modern FMS was introduced on the Boeing 767, though earlier navigation computers did exist. Now, FMS exist on aircraft as small as the Cessna 172. In its evolution an FMS has many different sizes, capabilities and controls. However certain characteristics are common to all FMS.

Navigation database

All FMS contain a navigation database. The navigation database contains the elements from which the flight plan is constructed. These are defined via the ARINC 424 standard. The navigation database (NDB) is normally updated every 28 days, in order to ensure that its contents are current. Each FMS contains only a subset of the ARINC data, relevant to the capabilities of the FMS.
The NDB contains all of the information required for building a flight plan and information relevant to it. These include

• Waypoints,
• Airways (highways in the sky)
• Radio navigation aids including distance measuring equipment (DME), VHF omnidirectional range (VOR), and non-directional beacons (NDBs)
• Airports
• Runways
• Standard instrument departure (SID)
• Standard terminal arrival (STAR)
• Holding patterns
• And a variety of related and often installation-specific information

Flight plan

The flight plan is generally determined on the ground, before departure either by the pilot for smaller aircraft or a professional dispatcher for airliners. It is entered into the FMS either by typing it in, selecting it from a saved library of common routes (Company Routes) or via a datalink with the airline dispatch center.
During preflight other information relevant to managing the flight plan is entered. This can include performance information such as gross weight, fuel weight and center of gravity. It will include altitudes including the initial cruise altitude. For aircraft that do not have a GPS, the initial position is also required.
The pilot uses the FMS to modify the flight plan, in flight for a variety of reasons. Significant engineering design minimizes the keystrokes in order to minimize pilot workload in flight and eliminate any confusing information (Hazardously Misleading Information). The FMS also sends the flight plan information for display on the Navigation Display (ND) of the flight deck instruments Electronic Flight Instrument System(EFIS). The flight plan generally appears as a magenta line, with other airports, radio aids and waypoints displayed.
Special flight plans, often for tactical requirements including search patterns, rendezvous’, in-flight refueling tanker orbits, calculated air release points (CARP) for accurate parachute jumps are just a few of the special flight plans some FMS can calculate.

Position determination

Once in flight, a principal task of the FMS is to determine the aircraft's position and the accuracy of that position. Simple FMS use a single sensor, generally GPS in order to determine position. But modern FMS use as many sensors as they can in order to determine and validate exactly their position. Some FMS use a Kalman filter to integrate the positions from the various sensors into a single position. Common sensors include:

• Airline quality GPS receivers act as the primary sensor as they have the highest accuracy and integrity.
• Radio aids designed for aircraft navigation act as the second highest quality sensors. These include;
  • Scanning DME (distance measuring equipment) that check the distances from five different DME stations simultaneously in order to determine one position every 10 seconds or so.
  • VORs (VHF omnidirectional radio range) that supply a bearing. With two VOR stations the aircraft position can be determined, but the accuracy is limited.
• Inertial reference systems (IRS) use ring laser gyros and accelerometers in order to calculate the aircraft position. They are highly accurate and independent of outside sources. Airliners use the weighted average of three independent IRS to determine the “triple mixed IRS” position.

The FMS constantly crosschecks the various sensors and determines a single aircraft position and accuracy. The accuracy is described as the Actual Navigation Performance (ANP) a circle that the aircraft can be anywhere within measured as the diameter in nautical miles. Modern airspace has a set required navigation performance (RNP). The aircraft must have its ANP less than its RNP in order to operate in certain high-level airspace.

Guidance

Given the flight plan and the aircraft's position, the FMS calculates the course to follow. The pilot can follow this course manually (much like following a VOR radial), or the autopilot can be set to follow the course.
The FMS mode is normally called LNAV or Lateral Navigation for the lateral flight plan and VNAV or vertical navigation for the vertical flight plan. VNAV provides speed and pitch or altitude targets and LNAV provides roll steering command to the autopilot.

VNAV

Sophisticated aircraft, generally airliners such as the Airbus A320 or Boeing 737 and larger, have full performance VNAV or Vertical Navigation. The purpose of VNAV is to predict and optimize the vertical path. Guidance includes control of the pitch axis and control of the throttle.
In order to have the information necessary to accomplish this, the FMS must have a detailed flight and engine model. With this information, the function can build a predicted vertical path along the lateral flight plan. This detailed flight model is generally only available from the aircraft manufacturer.
During pre-flight, the FMS builds the vertical profile. It uses the initial aircraft empty weight, fuel weight, centre of gravity and initial cruise altitude, plus the lateral flight plan. A vertical path starts with a climb to cruise altitude. Some SID waypoints have vertical constraints such as "At or ABOVE 8,000". The climb may use a reduced thrust or "FLEX" climb to save stress on the engines. Each must be considered in the predictions of the vertical profile.
Implementation of an accurate VNAV is difficult and expensive, but it pays off in fuel savings primarily in cruise and descent. In cruise, where most of the fuel is burned, there are multiple methods for fuel savings.
As an aircraft burns fuel it gets lighter and can cruise higher where it is generally more efficient. Step climbs or cruise climbs facilitate this. VNAV can determine where the step or cruise climbs (where the aircraft drifts up) should occur to minimize fuel consumption.
Performance optimization allows the FMS to determine the best or most economical speed to fly in level flight. This is often called the ECON speed. This is based on the cost index, which is entered to give a weighting between speed and fuel efficiency. Generally a cost index of 999 gives ECON speeds as fast as possible without consideration of fuel and a cost index of Zero gives maximum efficiency. ECON mode is the VNAV speed used by most airliners in cruise.
RTA or required time of arrival allows the VNAV system to target arrival at a particular waypoint at a defined time. This is often useful for airport arrival slot scheduling. In this case, VNAV regulates the cruise speed or cost index to ensure the RTA is met.
The first thing the VNAV calculates for the descent is the top of descent point (TOD). This is the point where an efficient and comfortable descent begins. Normally this will involve an idle descent, but for some aircraft an idle descent is too steep and uncomfortable. The FMS calculates the TOD by “flying” the descent backwards from touchdown through the approach and up to cruise. It does this using the flight plan, the aircraft flight model and descent winds. For airline FMS, this is a very sophisticated and accurate prediction, for simple FMS (on smaller aircraft) it can be determined by a “rule of thumb” such as a 3 degree descent path.
From the TOD, the VNAV determines a four dimensional predicted path. As the VNAV commands the throttles to idle, the aircraft begins its descent along the VNAV path. If either the predicted path is incorrect or the downpath winds different than the predictions, then the aircraft will not perfectly follow the path. The aircraft varies the pitch in order to maintain the path. Since the throttles are at idle this will modulate the speed. Normally the FMS allows the speed to within a small band. After this, either the throttles advance (if the aircraft is below path) or the FMS requests speed brakes with a message such as “ADD DRAG” (if the aircraft is above path).
An ideal idle descent, also known as a “green descent” uses the minimum fuel, minimizes pollution (both at high altitude and local to the airport) and minimizes local noise. While most modern FMS of large airliners are capable of idle descents, most air traffic control systems cannot handle multiple aircraft each using its own optimum descent path to the airport, at this time. Thus the use of idle descents is minimized by Air Traffic Control

Έλεγχος Εναέριας Κυκλοφορίας [GR]

Έλεγχος εναέριας κυκλοφορίας στο αεροδρόμιο της Ναντ

Ο Έλεγχος Εναέριας Κυκλοφορίας (ΕΕΚ) είναι διεθνής υπηρεσία που προσφέρεται στους αεροναυτιλομένους με κύριο σκοπό την διατήρηση αποστάσεων ασφαλείας μεταξύ των πτήσεων και δευτερεύοντα σκοπό την παροχή πληροφοριών που αφορούν την ασφάλεια των πτήσεων, όπως συνθήκες καιρού, διαθεσιμότητα βοηθημάτων ναυτιλίας και κατάσταση αεροδρομίων. Σε περίπτωση διαπίστωσης απώλειας επαφής με κάποια πτήση επί υποθετικού ή διαπιστωμένου κινδύνου γι αυτήν, προβαίνει άμεσα σε συνέγερση διαδικασιών με σκοπό την παροχή βοήθειας ή έρευνας. Ο συνήθης διεθνής όρος που χρησιμοποιείται γι αυτήν την υπηρεσία είναι ATC (Air Traffic Control).
Το σύνολο των βοηθητικών υπηρεσιών που ενισχύουν το παραπάνω βασικό έργο , συμπεριλαμβανομένου και του Ελέγχου Εναέριας Κυκλοφορίας , περιγράφονται απ τον περιεκτικό όρο ATS (Air Traffic Services) και ενίοτε στην ελληνική γλώσσα αποδίδονται και με τον γενικό όρο Υπηρεσίες Αεροναυτιλίας. Μετά το 1990, αρχής γενομένης απ τον Ευρωπαϊκό χώρο, το EurocontrolCFMU (Central Flow Control Management Unit ) η οποία έκτοτε δρα σαν αναπόσπαστο κομμάτι του (Ευρωπαϊκού) συστήματος ΕΕΚ.
Επί πλέον έχουν οργανωθεί αναγκαίες υπηρεσίες που δρουν παράλληλα με την ΕΕΚ για την στοιχειοθέτηση και διανομή των πολλαπλών πληροφοριών που είναι αναγκαίες να διατίθενται προς τους πιλότους σε μόνιμη, εποχιακή ή παροδική βάση. Ακόμα λειτουργούν υπηρεσίες που ασχολούνται με την συντήρηση και εφαρμογή πολύπλοκων και εντελώς εξειδικευμένων ηλεκτρονικών συστημάτων, σχεδιασμού εναερίου χώρου και τηρήσεως πολλών ειδικών κανονισμών ασφαλείας. Ένας γενικότερος διεθνής όρος που περιλαμβάνει όλες αυτές τις δραστηριότητες είναι ο ATM (Air Traffic Managament), ο οποίος χρησιμοποιείται παράλληλα με εκείνον του ATC και συχνά για το πλατύ κοινό ταυτίζεται μαζί του. ίδρυσε μια πρόσθετη υπηρεσία η οποία προαποφασίζει για την ώρα αναχώρησης κάθε πτήσης που εισέρχεται στον εναέριο Ευρωπαϊκό χώρο με σκοπό να περιορίσει σε όρια ασφαλείας τον αριθμό πτήσεων σε κάθε περιοχή που ασκείται ΕΕΚ. Η υπηρεσία αυτή είναι γνωστή με τον αγγλικό όρο

Σύντομη ιστορία κι εξέλιξη της ΕΕΚ

Η γέννηση του Ελέγχου Εναέριας Κυκλοφορίας

Η ανάγκη παροχής πληροφοριών καιρού, πλοήγησης και αποφυγής εναέριων συγκρούσεων για τους αεροναυτιλομένους ξεκίνησε στην Ευρώπη, κυρίως μεταξύ Αγγλίας και Γαλλίας, το 1921, μετά από ένα εναέριο ατύχημα. Εντούτοις δεν υπήρξε επίσημη έναρξη μιας οργανωμένης υπηρεσίας. Μετά το 1930 ωστόσο στις ΗΠΑ η ύπαρξη πολλών πτήσεων αεροταχυδρομείων που πετούσαν καθημερινά μεταξύ των διαφόρων πολιτειών προκάλεσε επικίνδυνες προσεγγίσεις αεροπλάνων όπως επίσης απαίτησε και την οργάνωση δικτύου επιγείων βοηθημάτων αεροναυτιλίας και παροχής πληροφοριών για την συνεχή και κατά το δυνατόν καθημερινή εκτέλεση των πτήσεων. Το 1932 οι αεροπορικές εταιρείες αποφάσισαν να εκπονήσουν ένα σύστημα για την δική τους κατ αρχήν ασφάλεια στον χώρο των Νοτιοανατολικών ΗΠΑ. Ο Ερλ Γουώρντ (Earl Ward) , πιλότος αεροταχυδρομείων , εργάστηκε προς αυτήν την κατεύθυνση και επινόησε πρώτος ένα σύστημα παροχής πληροφοριών μέσω ασυρμάτου και ορατών σημάτων εδάφους ενώ προώθησε ένα δίκτυο φωτεινών φάρων που καθοδηγούσαν οπτικά τους πιλότους στην διαδρομή τους σε συνδυασμό με αναφορές όταν περνούσαν από πάνω τους για τον έλεγχο της προόδου κάθε πτήσης και υπολογισμού της θέσης της. Έτσι ιδρύθηκε το πρώτο δίκτυο μέσω «αεροδιαδρόμων» και διατυπώθηκαν οι πρώτοι βασικοί κανονισμοί εναέριας κυκλοφορίας με έδρα το αεροδρόμιο του Κλήβελαντ. Το 1934 υπήρχαν τουλάχιστον 20 παρόμοια κέντρα παρακολούθησης των πτήσεων με πλήρη τηλεφωνική επικοινωνία μεταξύ τους και σχεδόν όλα τα αεροπλάνα εφοδιάστηκαν με ασύρματο.

Επίσης υιοθετήθηκε σύστημα καταγραφής των αναφορών σε λωρίδες χαρτιού ενώ σε ένα μεγάλο χάρτη κινούσαν ειδικά σημάδια που έδειχναν την θέση κάθε πτήσης όπως εκτιμούταν απ τις αναφορές των πιλότων, τις αποστάσεις την ώρα και τις ταχύτητες. Ο άμεσος βοηθός του Ward, ονόματι Γκλέν Γκίλμπερτ (Glen Gilbert) ανέλαβε να κωδικοποιήσει όλο το σύνολο των κανόνων μεταξύ των πιλότων και των ανθρώπων που παρακολουθούσαν τις πτήσεις στα κέντρα αυτά εκδίδοντας ειδικά εγχειρίδια. Χάρις στον Γκίλμπερτ δόθηκε και μια άλλη διάσταση στο έργο αυτών των ανθρώπων. Αναγνωρίστηκε ότι την ασφαλή καθοδήγηση των πτήσεων θα αναλάμβαναν πλέον τα κέντρα εκδίδοντας εντολές στις οποίες θα υπάκουαν όλοι οι πιλότοι που πετούσαν μέσα στην ίδια περιοχή αναλαμβάνοντας εκείνα την ευθύνη διαχωρισμού των πτήσεων κι όχι οι πιλότοι μεταξύ τους. Έκτοτε καθιερώθηκε ο όρος «έλεγχος» στο ήδη υπάρχον σύστημα «εναέριας κυκλοφορίας» κι απ το 1934-35 ο όρος εμφανίζεται επίσημα για πρώτη φορά με την πλήρη του μορφή σαν Έλεγχος Εναέριας Κυκλοφορίας (ΕΕΚ)

Διαπιστώθηκε όμως ότι όλοι αυτοί οι κανονισμοί δεν θα είχαν αξία παρά μόνο αν όλοι ανεξαιρέτως οι αεροναυτιλόμενοι υπάκουαν σε αυτούς και παράλληλα έγινε αντιληπτό ότι επρόκειτο για ένα δαπανηρό σύστημα που ξεπερνούσε τα όρια των εταιρειών ενώ επρόκειτο στην ουσία για μια δημόσια κοινωφελή υπηρεσία. Η κυβέρνηση των ΗΠΑ (Φ.Ν. Ρούσβελτ) που αντιλήφθηκε την οικονομική σημασία της ανάπτυξης των αερομεταφορών αποφάσισε να αναλάβει το σύστημα υπό την κρατική κηδεμονία. Το 1936 η συντήρηση των φάρων διαδρομής και το σύστημα των αεροδιαδρόμων σε όλη τη χώρα περιήλθε στον προϋπολογισμό του κράτους αν και η λειτουργία των αεροδρομίων παρέμεινε υπό το παλαιό καθεστώς. Μεταξύ όμως 1941-44 η νεοϊδρυθείσα Αμερικανική Υπηρεσία Πολιτικής Αεροπορίας (CAA = Civil Aviation Authority) ανέλαβε και τα αεροδρόμια και τους πύργους ελέγχου μέσα σε αυτά, κάπου 115 ως τότε. Η βασική διάρθρωση αυτή του ΕΕΚ μέσω των υπηρεσιών πολιτικής αεροπορίας χρησιμοποιήθηκε σαν μοντέλο που υιοθετήθηκε αργότερα από όλες τις χώρες. Αξίζει να αναφέρουμε ότι το 2011-12 η Ευρωπαϊκή Ένωση προωθεί προς ψήφιση κάτι παρόμοιο για όλες τις χώρες μέλη της αναλαμβάνοντας την επιθεώρηση ενός συστήματος Πανευρωπαϊκού ΕΕΚ , που φέρει το όνομα SES (Single European Sky)

Οι πρώτοι διεθνείς αεροδιάδρομοι

Μεταπολεμικά η Αγγλία ήταν η πρώτη Ευρωπαϊκή χώρα στην οποία οι υπηρεσίες ΕΕΚ ξεκίνησαν μια συστηματική οργάνωση και τυποποίηση. Ιδρύθηκε κέντρο ΕΕΚ, καθιερώθηκαν τοπικοί κανονισμοί, παρόμοιοι αν κι όχι πάντα ταυτόσημοι με εκείνους στις ΗΠΑ, κι ιδρύθηκαν οι πρώτοι Ευρωπαϊκοί αεροδιάδρομοι. Η χάραξή τους πάνω στον χάρτη έγινε με έγχρωμα μολύβια (σαν μαρκαδόροι) κι ονομάστηκαν με βάση το πρώτο γράμμα του χρώματος κι έναν αριθμό μετά , πχ B1 απ το Blue και το 1 , G12 απ το Green και το 12 κ.ο.κ. Σχεδόν όλοι που χαράχτηκαν τότε επιζούν ως τις μέρες μας κι εκτείνονται πολύ πέραν τις Ευρώπης με χαρακτηριστικό τον A1 (Amber + 1 ) , ο πρώτος που δημιουργήθηκε, που φτάνει απ την Αγγλία ως την …Ινδία. Την Ελλάδα διασχίζουν μερικοί από αυτούς τους πολύ πρώτους διαδρόμους , όπως ο :

• B1 : Διατρέχει την Αγγλία, Ολλανδία, Γερμανία φτάνοντας στα βόρεια σύνορά μας και μετά ακολουθεί την διαδρομή Θεσσαλονίκης, Σκοπέλου, Αθήνας, Μεθάνων, Παλαιοχώρας Κρήτης και καταλήγει στην Λιβύη
• A14 : Ξεκινάει απ το Μιλάνο, φτάνει στο Μπρίντεζι κι ακολουθεί την διαδρομή Κέρκυρα, Αραξο, Τρίπολη, Μήλο, Σητεία και καταλήγει στην Μέση Ανατολή
• Κ.ο.κ.

Από τότε η προσθήκη πολύ περισσοτέρων διαδρόμων σε μεγάλη αφθονία επέβαλε την χρήση γραμμάτων πολύ πέρα των αρχικών των χρωμάτων οπότε το χρώμα δεν αναφέρεται πλέον καθόλου στην ονομασία τους. Επίσης ο εναέριος χώρος χαρακτηρίστηκε σε Κατώτερο κι Ανώτερο με διαχωριστική γραμμή το ύψος των 20.000-24.000 ποδών στην Ευρώπη και 18.000 στις ΗΠΑ, διαχωρίζοντας θεωρητικά τον χώρο των πλέον αργών κι ελαφρών πτήσεων κι εκείνο ,τον Ανώτερο, που επρόκειτο να κυριαρχηθεί απ τα ταχύτερα νέα αεριωθούμενα επιβατηγά αεροπλάνα.

Διαίρεση Υπηρεσιών ΕΕΚ

Στην Αγγλία ακόμα δημιουργήθηκε κι η πρώτη σχολή εκπαίδευσης των αποκληθέντων Ελεγκτών Εναέριας Κυκλοφορίας, κατά τους Άγγλους : Air Traffic Control Officers (ATCO) , αρκετοί δε απ τους οποίους είχαν πρότερη εμπειρία απ το σύστημα εναέριας ανάσχεσης που εφάρμοσε η Αγγλία το 1939-45 στον 2ο ΠΠ. Οι Άγγλοι επίσης με λεπτομερή τρόπο άρχισαν να αναπτύσσουν σύστημα σχεδίασης και καταγραφής ελιγμών απογείωσης και προσγείωσης εκπονώντας ένα σύστημα διαδικασιών, δηλαδή τρισδιάστατων τροχιών, τις οποίες ακολουθούσαν σταθερά οι πιλότοι όταν έφευγαν από ένα αεροδρόμιο και μέχρι να βρεθούν μέσα στους αεροδιάδρομους, και αντιστρόφως. Με βάση πάντα την ραδιο-επαφή πιλότου-ΕΕΚ και με οδηγίες που αντανακλούσαν στις σταθερές αυτές διαδικασίες με καταγραμμένα ονόματα και περιγραφή σε εγχειρίδια, η Εναέρια Κυκλοφορία πήρε μια σημαντική εξέλιξη, με την ίδρυση του αποκαλουμένου Διαδικασιακού Ελέγχου, ο οποίος επέτρεψε την κωδικοποίηση του τρόπου εργασίας και την υποστήριξη της συστηματικής ανάπτυξης των εμπορικο-επιβατικών μεταφορών στην Ευρώπη. Έκτοτε η πλειονότητα των διεθνών κανονισμών ακολούθησε το αγγλικό σύστημα υιοθέτησης διαδικασιών πολλοί των οποίων παραμένουν αναλλοίωτοι στα σχετικά θεμελιώδη εγχειρίδια. Μοιραία από τότε και η διεθνής φρασεολογία υιοθέτησε λόγω διαδικασιών την αγγλική γλώσσα σαν παγκόσμια γλώσσα της ΕΕΚ. Τον καιρό εκείνο η ΕΕΚ χωρίζεται επίσημα σε 3 υπηρεσίες οι οποίες σήμερα εκτελούν διαφορετικό έργο και απαιτούν ξεχωριστή ειδίκευση :

• Τον Έλεγχο Διαδρομής ή Περιοχής : της κυκλοφορίας που λαμβάνει χώρα μέσα σε διαδρόμους
• Τον Έλεγχο Τερματικής Περιοχής ή Προσέγγισης : της κυκλοφορίας που λαμβάνει χώρα σε μια περιοχή ελιγμών προς και από το αεροδρόμιο (ή κοντινά μεταξύ τους αεροδρόμια)
• Τον Έλεγχο Αεροδρομίου ή Πύργου : της κυκλοφορίας που λαμβάνει χώρα επί του εδάφους του αεροδρομίου και σε με μια περιοχή γύρω από αυτό που εκτελούνται οι φάσεις της τελικής προσέγγισης η ελιγμών αμέσως μετά την απογείωση

Σημείωση

Κάθε αεροδρόμιο διαθέτει μέσα σε αυτό Πύργο Ελέγχου Αεροδρομίου. Ο Έλεγχος Τερματικής Περιοχής ή Προσέγγισης μπορεί να γίνεται μόνο για ένα αεροδρόμιο ή για περισσότερα γειτονικά μέσα σε μια περιοχή 60-80 ναυτικών μιλίων. Ο Έλεγχος Διαδρομής ή Περιοχής γίνεται σε όλο τον υπόλοιπο 3διάστατο χώρο. Συνήθως ο Έλεγχος Τερματικής Περιοχής ή Προσέγγισης που γίνεται για ένα μόνο αεροδρόμιο συστεγάζεται με τον Πύργο Αεροδρομίου. Σε οποιαδήποτε άλλη περίπτωση τα κτίρια του Ελέγχου Τερματικής Περιοχής ή Προσέγγισης και Διαδρομής ή Περιοχής μπορεί να βρίσκονται οπουδήποτε αλλού. Στην Ελλάδα ο Έλεγχος Διαδρομής ή Περιοχής και ο Έλεγχος Τερματικής Περιοχής ή Προσέγγισης Αθηνών στεγάζονται στο παλαιό αεροδρόμιο του Ελληνικού. Το αεροδρόμιο των Σπάτων (Βενιζέλος) διαθέτει συνεπώς μόνο έλεγχο Πύργου – Αεροδρομίου.Στα περισσότερα περιφερειακά αεροδρόμια οι μονάδες Προσέγγισης και Πύργου συστεγάζονται στα εκεί αεροδρόμια.

Στην δεκαετία 1950-60 η τεχνολογία του πολέμου που μεταφέρθηκε εξελιγμένη στην ΕΕΚ και την αεροπορία συνετέλεσε πολύ , μαζί με την ύπαρξη του Διαδικασιακού Ελέγχου, στην ανάπτυξη τακτικών πτήσεων με αεριωθούμενα πολιτικά αεροπλάνα. (ΣΗΜ : το προβάδισμα στα αεριωθούμενα επιβατικά αεροπλάνα παγκόσμια έχει η Ευρώπη, με το Αγγλικό De Havilland Comet DH6 και το Γαλλικό Caravelle SA210 - αεροπλάνα που πέταγαν στους Ελληνικούς τουριστικούς τόπους ως το 1980 περίπου).

Χάρις στην ανάπτυξη των ραδιοεντοπιστών οι άλλοτε φωτεινοί φάροι αντικαταστάθηκαν από ραδιο-εκμπομπους στα σημεία ορισμού των αεροδιαδρόμων – τους ονόμασαν Ραδιοφάρους - ενώ η ραδιο-εντοπιστική συσκευή εγκαταστάθηκε στο αεροπλάνο. Έτσι οι πιλότοι έβρισκαν τον δρόμο τους με ραδιο-εντόπιση των ραδιοφάρων χωρίς να έχουν καμία ανάγκη ορατής επαφής με το έδαφος αδιαφορώντας για την ορατότητα, την μέρα ή την νύκτα. Αυτή η ναυτιλία ονομάστηκε Ραδιο-ναυτιλία ή Ενόργανη Αεροναυτιλία κι επρόκειτο για μια επανάσταση στην εξέλιξη της πολιτικής αεροπορίας που επέτρεψε τις τακτικές προγραμματισμένες πτήσεις μεταξύ χωρών σε όλον τον πλανήτη και την εξέλλιξη των αερομεταφορών σε σημαντικότατο παγκόσμιο οικονομικό παράγοντα .

Τα μέσα της 1ης γενιάς συστημάτων ΕΕΚ

Το γνωστο ραντάρ απ τον 2ο ΠΠ χρησιμοποιήθηκε μεν και στην ΕΕΚ αλλά σχετικά περιορισμένα στην αρχή. Στην προ του 1950 εποχή και μάλιστα κατά τον αποκλεισμό του Βερολίνου αναπτύχθηκε αρκετά η χρήση του τύπου GCA (Ground Control Approach )που εξυπηρετούσε τις προσγειώσεις κάτω από πολύ άσχημες συνθήκες ορατότητας. Αν και διαδεδομένο στην στρατιωτική αεροπορία χρησιμοποιήθηκε και στην πολιτική αποκλειστικά όμως σε χώρες των βορείων κλιμάτων. Παρόλα τα πλεονεκτήματά του για επιβοήθηση των πιλότων σε τόσο αντίξοες συνθήκες , απαιτεί έναν ΕΕΚ να κατευθύνει αποκλειστικά και μόνο ένα αεροσκάφος την φορά και σε απόσταση πολύ κοντά στο αεροδρόμιο πράγμα που για πολύ τακτική και αλλεπάλληλη κυκλοφορία θεωρήθηκε μη πρακτικό με αποτέλεσμα να μην γίνει δημοφιλές στην πολιτική ΕΚ.

Αντίθετα , κι ειδικά στην δεκαετία του 60 , αναπτύχθηκαν ραντάρ Προσέγγισης (Approach Radar) η Τερματικής Περιοχής (Terminal Area Radar) που ήταν σε θέση να καθοδηγήσουν κινήσεις προς τα αεροδρόμια από απόσταση 60 ως και 80 ναυτικά μίλια και μέχρι μια ικανοποιητική απόσταση από τον διάδρομο προσγείωσης. Η εμβέλειά τους όμως δεν μπορούσε να επεκταθεί σε μεγαλύτερες αποστάσεις ενώ τεχνικά παρέμενα αρκετά μειονεκτήματα στην χρήση , την απεικόνιση των στόχων και την ευκρίνεια ενώ ήταν αδύνατη η απεικόνιση της ταυτότητας της πτήσης στην οθόνη και το ύψος του αεροπλάνου γινόταν γνωστό κυρίως με τον διάλογο ΕΕΚ και πιλότων. Αυτού του τύπου τα ραντάρ παρέμειναν γνωστά με τον όρο 'πρωτεύοντα' ή Primary Radar αλλά παρέμειναν σίγουρα τα καλλίτερα μέσα άσκησης ΕΕΚ για την εποχή . Εντούτοις μόνο τα μεγάλα αεροδρόμια εξοπλίστηκαν με αυτά ενώ στα μικρότερα επικρατούσε ακόμα ο Διαδικαστικός Έλεγχος. Στα τέλη του 60 ένα δεύτερο είδος ραντάρ προστέθηκε στην τότε τεχνολογία που πρόσθεσε την ταυτότητα των πτήσεων και την αυτόματη ανάγνωση του ύψους από την ΕΕΚ : ονομάστηκαν 'Δευτερεύοντα Ραντάρ' η Secondary Radar . Η παράλληλη χρήση και των δύο ενίσχυσε σε μεγάλο βαθμό την χωρητικότητα στις Τερματικές Περιοχές. Διαπιστώθηκε μάλιστα ότι τα 'Δευτερεύοντα Ραντάρ' είχαν μεγαλύτερη κάλυψη και σχετικά μικρότερο κόστος κατασκευής και συντήρησης , πράγμα που σε ένα βαθμό προσέφερε ένα πολύτιμο μέσο και στον Έλεγχο Περιοχής αν και όχι σε όλη την έκταση του εναερίου χώρου πέρα απ το γεγονός ότι οι μεγάλες θαλάσσιες εκτάσεις δεν προσέφεραν πάντα τόπους όπου ήταν δυνατή η εγκατάστασή τους

Με τεχνολογία παρόμοια σχεδόν του ραντάρ παρουσιάστηκε το 1959 και ένα όργανο που προσέφερε την αυτόματη ανάγνωση της απόστασης από ένα σημείο στον πιλότο , ένα είδος αυτόματου αποστασιομέτρου που έγινε γνωστό με το όνομα DME (Distance Measuring Equipment) . Το DME συνετέλεσε όχι μόνο σε ακριβέστερη αεροναυτιλία αλλά προσέφερε και στον Διαδικασιακό Έλεγχο , μετά από ραδιεοπαφή με τον πιλότο ένα νέο μέσος μέτρησης των διαχωρισμών ασφαλείας μεταξύ αεροπλάνων , πράγμα που βοήθησε σημαντικότατα στον Έλεγχο Περιοχής και σε μεγάλες αποστάσεις ( ως 150 και 200 ναυτικά μίλια ) όπου δεν υπήρχαν διαθέσιμα ραντάρ . Σχεδόν ταυτόχρονα εξελίχθηκαν και νέοι τύποι ραδιοφάρων που δούλευαν σε πλέον αξιόπιστο φάσμα συχνοτήτων (VHF) και είχαν ακρίβεια μέχρι και 1 μοίρα στην πορεία των πτήσεων , το VOR (VHF Omni Range) , που σε σύζευξη με το DME (VOR/DME) προσέφερε την δυνατότητα πλοήγσης σε σημεία (intersections) που δεν ήταν τα ίδια ραδιο-φάροι αλλά ήταν συνδυασμοί απόστασης και κατεύθυνσης από σήματα που λαμβάνονταν μέσα στην εμβέλεια άλλων γειτονικών VOR/DME . Αυτό πολλαπλασίασε την δημιουργία των αεροδιαδρόμων και έδωσε μια ικανοποιητική λύση στην αύξηση της κυκλοφορίας στον Έλεγχο Περιοχής

Αεροσκάφος της Υ.Π.Α. κατά τη διαδικασία βαθμονόμησης ραδιοβοηθήματος ILS

Τέλος , βασισμένο στην τεχνολογία του VOR , αναπτύχθηκε και ένα ειδικό σύστημα αποκλειστικά σαν βοήθημα των προσγειώσεων σε αεροδρόμια , το ILS (Instrument Landing System) που εξασφάλιζε στον πιλότο αυτόματη καθοδήγηση στην προσγείωση εξυπηρετώντας την ίδια στιγμή μεγάλο αριθμό σχεδόν ταυτόχρονων αφίξεων. Αν και λανθασμένα μερικοί βιάστηκαν να το ονομάσουν 'Τυφλό Σύστημα Προσγείωσης' , εντούτοις η καθοδήγηση αυτή έχει ένα όριο και απαιτεί στο τελικό στάδιο την οπτική επαφή πιλότου και διαδρόμου προσγείωσης απ όπου και οι περιορισμοί του συστήματος αυτού σε ορισμένες πολύ κακές συνθήκες ορατότητας. Η ακρίβεια του σημείου κοντά στο οποίο ο πιλότος πρέπει να αποκτήσει αυτήν την οπτική επαφή καθόρισε 5 κατηγορίες του ILS , την Cat I , II , IIIa , IIb και IIIc . Όσο αυξάνει ο αριθμός της κατηγορίας τόσο κοντύτερα στον διάδρομο οδηγείται ο πιλότος εφόσον φυσικά και το αεροσκάφος διαθέτει τον κατάλληλο εξοπλισμό στα αντίστοιχα όργανα. Μια χονδρικά μέση τιμή γι αυτές τις προσεγγίσεις είναι η αυτόματη οδήγηση του πιλότου σε περίπου 200 πόδια ύψος απ τον διάδρομο με δυνατότητα συνέχισης της προσγείωσης υπό μια ορατότητα σε αυτό το σημείο κοντά στα 500 ως 200 μέτρα. Σε εξαιρετικές περιπτώσεις πολύ χαμηλής νέφωσης και πολύ άσχημης ορατότητας ακόμα και με το ILS οι προσγειώσεις δεν είναι δυνατές. Παρόλα αυτά , με εξαίρεση κάποιων ημερών τον χρόνο , το ILS , από τότε και ως σήμερα θεωρείται το πιο δημοφιλές ραδιο-βοήθημα για την προσγείωση . Εμπόδιο στην εγκατάστασή του παραμένουν μερικά αεροδρόμια με σημαντικά γειτονικά φυσικά εμπόδια που αποκόπτουν ενωρίς την ακτινοβολία του ILS και δεν την αφήνουν να φτάσει ως το αεροπλάνο. Μια νεώτερη παραλλαγή του ILS είναι το MLS (Microwave Landing System) όπου η συχνότητα εκπομπής προσεγγίζει τις συχνότητες ραντάρ ενώ η αντίστοιχη καθοδήγηση γίνεται πολύ πιο ευέλικτη εαν στην άμεση γειτονία του αεροδρομίου υπάρχουν σοβαρά εμπόδια που δεν επιτρέπουν την εγκατάσταση ILS . Η σημαντική διαφορά είναι η υψηλή τιμή αγοράς του MLS και γι αυτό τον λόγο εγκαθίσταται μόνο σε εξαιρετικά δύσκολα αεροδρόμια . Εντούτοις τα δύο αυτά συστήματα ILS και MLS επιτρέπουν στο σήμερα και στο αύριο τις αποκαλούμενες προσεγγίσεις ακριβείας (Precision Approaches) . Επειδή το MLS άρχισε να γίνεται ευρύτερα γνωστό στα μέσα της δεκαετίας του 90 , κατατάσσεται μάλλον στην επόμενη γενιά των συστημάτων ΕΕΚ

Η 2η γενιά συστημάτων ΕΕΚ

Ραντάρ εδάφους και ILS στον πύργο ελέγχου EHAM, Αεροδρόμιο Σχίπολ στην Ολλανδία.

Τα συστήματα της 1ης γενιάς βοήθησαν σε τεράστιο βαθμό την αδιάκοπη αύξηση των πτήσεων οι οποίες γίνονταν ολοένα και πιο προσιτές στο πλατύ κοινό πράγμα που δημιούργησε νέο πρόβλημα χωρητικότητας των συστημάτων ΕΕΚ που στα τέλη της δεκαετίας του 70 , αντιμετώπιζαν ήδη ένα σταθερό ετήσιο ποσοστό αύξησης γύρω στα 15-20%. Σύντομα έγινε ορατό ότι ο ανθρώπινος παράγοντας και τα υπάρχοντα τότε συστήματα δεν είχαν την δυνατότητα να αντεπεξέλθουν σε μια αύξηση διπλασιασμού της κυκλοφορίας μέσα σε μια 5ετία αν μέρος της εργασίας δεν γίνονταν αυτοματοποιημένα. Έτσι άρχισε μια φάση αυτοματοποίησης με σκοπό να αντιμετωπισθεί η συνεχής αύξησης η οποία για μετά το 1990 προβλέπετο να φτάσει το απόλυτο αδιέξοδο με καταστροφικές επιπτώσεις στην οικονομία του εμπορίου και του τουρισμού. Η εποχή μεταξύ 1975-1990 έγινε γνωστή σαν η 2η γενιά των συστημάτων ΕΕΚ , που στην πραγματικότητα δεν ήταν παρά η απαρχή μιας συστηματικής και συνεχούς τεχνολογικής εξέλιξης από τότε με αντικείμενο την ικανοποίηση ολοένα και μεγαλυτέρων χωρητικοτήτων πτήσεων στα συστήματα ΕΕΚ . Είναι χαρακτηριστικό ότι από την δεκαετία του 70 , που ο ημερήσιος αριθμός εμπορικών πτήσεων σε όλη την Ευρώπη έφτανε τις 5000-7.000 , σήμερα περί το 2008 , ο αριθμός αυτός έχει ξεπεράσει τις 25.000 ( που σε περιόδους τουριστικής αιχμής φτάνουν και τις 30.000 ) - ένας ρυθμός που προσεγγίζει τον διπλασιασμό (αύξηση 100% ) ανα 10ετία

Τα χαρακτηριστικά του Αυτοματισμού αυτού στηρίχτηκαν κυρίως στους ηλεκτρονικούς υπολογιστές, οι οποίοι έκανα την εμφάνισή τους στους παρακάτω τομείς :

• Απεικόνιση οθόνης ραντάρ με Συνθετική Εικόνα : Αντί για την απλή εμφάνιση ανακλάσεων των αεροπλάνων με την μορφή ‘στιγμάτων’ καθιερώθηκε η χρήση χαρακτήρων / συμβόλων και η προσθήκη σε ειδική ‘ετικέτα’ που ακολουθεί αυτά τα σύμβολα που αναγράφει με χαρακτήρες τα στοιχεία της πτήσης. Μέσα στην οθόνη μπορούν να παρουσιαστούν ψηφιακοί χαρακτήρες με χρήσιμες λίστες και να εκτελεστούν ειδικές ρουτίνες , όπως αυτόματοι υπολογισμοί αποστάσεων , πορειών, αλλαγή διαστάσεων οθόνης κλπ.
• Ανάλυση σημάτων που συλλαμβάνουν τα ραντάρ με σκοπό την απόρριψη ανεπιθύμητων φαινομένων και σωστότερου υπολογισμού θέσεων αεροσκαφών, πράγμα που εξασφαλίζει καθαρή και βελτιωμένη απεικόνιση της κυκλοφορίας
• Ηλεκτρονική επεξεργασία των σχεδίων πτήσεων για καταχώρηση, ενεργοποίηση και γεωγραφική διανομή με έτοιμους προϋπολογισμούς θέσης και χρόνου για σχεδιασμό και ανάλυση διαχωρισμών
• Ηλεκτρονικό έλεγχο των επιγείων και εναερίων επικοινωνιών
• Σύνδεση πολλών απομακρυσμένων και μεμονωμένων κεραιών ραντάρ για συνάθροιση της κάλυψης περιοχής πέραν της φυσικής εμβέλειας μιας και μόνης κεραίας ραντάρ. Το χαρακτηριστικό αυτό επέτρεψε την καθιέρωση ελέγχου με ραντάρ και στον Έλεγχο Περιοχής οπότε ήρθε η στιγμή της εγκατάλειψης του Διαδικασιακού Ελέγχου στις μεγάλες γεωγραφικές εκτάσεις με εξαίρεση τις μακρινές υπερθαλάσσιες περιοχές που η κάλυψη των κεραιών ραντάρ δεν ήταν ακόμα δυνατή λόγω απόστασης. (ΣΗΜ : Σήμερα στον Ευρωπαϊκό χώρο υπάρχει κάλυψη ραντάρ κοντά στο 80% του συνόλου των πτήσεων )
• Υπολογισμό και διέγερση για επικείμενη απώλεια διαχωρισμού πτήσεων στα επόμενα 2 λεπτά

Η αρχική αδράνεια για τον νωρίς σχεδιασμό της 2ης γενιάς είχε σαν αποτέλεσμα την μερική μόνο εφαρμογή αυτών των χαρακτηριστικών σε διάφορα κέντρα ελέγχου αλλά τουλάχιστον ως τα 1985 η τεχνολογία είχε αρχίσει να βρίσκει τον δρόμο της κατασταλάζοντας σε συγκεκριμένες κατευθύνσεις. Παρόλα αυτά σε διεθνές επίπεδο οι διαφορές στα μέσα ΕΕΚ παρέμεναν τεράστιες στα διάφορα μέρη της υδρογείου. Στις ΗΠΑ η εισαγωγή υπολογιστών στην ΕΕΚ άρχισε πολύ νωρίς , απ την δεκαετία του 60, αλλά τα βήματα ήταν αργά στην υιοθέτηση των χαρακτηριστικών ενός συγκεκριμένου συστήματος ΕΕΚ. Έτσι η εξέλιξη Ευρώπης και ΗΠΑ κρατήθηκε χονδρικά στα ίδια τεχνολογικά επίπεδα αν και στις ΗΠΑ οι αριθμοί πτήσεων και κυκλοφορίας παρέμεναν εξαιρετικά πολλαπλάσιοι σε σύγκριση με την Ευρώπη. Με την είσοδο στην 10ετία του 90 τα σημαντικότερα κέντρα ελέγχου στην Ευρώπη και ΗΠΑ έχουν ολοκληρώσει την φάση του Αυτοματισμού αν και παραμένουν εδώ κι εκεί προβλήματα με τα λογισμικά.

Το 1990 ήταν μια στιγμή επανεξέτασης της κατάστασης. Η κυκλοφορία συνέχιζε πάντα την ίδια ετήσια αύξησή της με ένα ρυθμό που παρά τον αυτοματισμό κρατούσε την ΕΕΚ σε μόνιμη κατάσταση κορεσμού. Η κατάσταση πλησίασε τα όρια κρίσης περισσότερο στον μικρό Ευρωπαϊκό χώρο που σχετικά είναι γι αυτό και περισσότερο κορεσμένος. Εξ άλλου οι στατιστικές προέβλεπαν ένα διπλασιασμό της εναέριας κυκλοφορίας στην Ευρώπη κοντά στο 2010. Τότε οι κυριότερες Ευρωπαϊκές χώρες ανέλαβαν την πρωτοβουλία να αναθέσουν στον οργανισμό του Eurocontrol την ευθύνη σχεδιασμού νέων συστημάτων που θα έδιναν την ικανότητα στην ΕΕΚ να συνεχίσει την ανάπτυξή της στην εποχή του 2000+ με πρόσθετο σκοπό την συνολική εναρμόνιση όλων των μεθόδων , συστημάτων και κανονισμών ομοιόμορφα σε όλη την Ευρωπαϊκή έκταση. Το αρχικό σχέδιο το οποίο προέβλεπε όλη αυτή την αναδόμηση ονομάστηκε EATCHIP (European ATC Harmonisation Programme). Μεταξύ 1990 και 2000 οι ερευνητές και επιχειρησιακοί της Ευρώπης άρχισαν να σχεδιάζουν τα συστήματα 3ης γενιάς. Παρόμοια βήματα έγιναν και στις ΗΠΑ, αλλά η Ευρώπη εν τω μεταξύ είχε ήδη αναλάβει την πρωτοβουλία και σε πολλά σημεία κέρδισε χρονικά το προβάδισμα.

Η 3η γενιά συστημάτων ΕΕΚ

Τα συστήματα αυτά βασίστηκαν στην φιλοσοφία ότι η επίτευξη περισσότερης χωρητικότητας στην εναέρια κυκλοφορία δεν στηρίζονταν στην πρόοδο ορισμένων τεχνικών τομέων μόνο. Χρειάζονταν η παράλληλη ανάπτυξη έστω και σε μικρά ποσοστά όλων ανεξαιρέτως των τομέων , οι οποίοι αριθμητικά μετρήθηκαν να είναι γύρω στους 30 ! Παράλληλα ερευνήθηκε ο τομέας κόστους και εκεί διαπιστώθηκε ότι η μικρή Ευρώπη, που έχει μάλιστα και μικρά κρατίδια που μια πτήση διατρέχει σε λίγα λεπτά, δεν μπορούσε να είναι αποτελεσματική οικονομικά με το να επιτρέπει την ανεξάρτητη και παράλληλη εγκατάσταση συστημάτων ΕΕΚ απ το καθένα από αυτά. Μοιραία λοιπόν συζητήθηκε και η συλλογική αποδοχή κοινών λύσεων και ο διαμοιρασμός του κόστους. Η παρουσία της Ευρωπαϊκής Κοινότητας (EΕ) απετέλεσε παράγοντα-κλειδί τουλάχιστον στην διοικητική προώθηση όλων αυτών των εξελίξεων η οποία ανέλαβε τον ρόλο του νομοθέτη. Έτσι η σε Ευρωπαϊκό επίπεδο ανάπτυξη της ΕΕΚ στην εποχή του 2000+ προκάλεσε την θέσπιση νομοθεσίας της ΕΕ (Single European Sky) η οποία άμεσα επέβαλλε αυτόματες νομοθετικές ρυθμίσεις και στα κράτη μέλη της ενώ ταυτόχρονα προτάθηκε και στα άλλα μη μέλη κράτη που υπάγονταν όμως στο Eurocontrol να ακολουθήσουν τους ίδιους όρους , πράγμα που πρακτικά υιοθετήθηκε.

Εξαίρεση στην ανάπτυξη παρουσίασε μόνο η κατασκευή νέων αεροδρομίων. Λόγω περιβαντολογικών αναγκών και ελλείψει χώρων , εκτός από ελάχιστες εξαιρέσεις , η Ευρώπη αποφάσισε να μην κατασκευάσει νέα αεροδρόμια. Αλλά η πτώση του ‘τείχους του Βερολίνου, επέτρεψε ειδικά στην Κεντρική Ευρώπη να απαλλαγεί από ένα σοβαρό αριθμό στρατιωτικών βάσεων ή ακόμα και από την συχνή επιχειρησιακή τους χρήση προσφέροντας έτσι τις εγκαταστάσεις τους και για την πολιτική αεροπορία. Με αυτό τον τρόπο αυξήθηκαν οι αριθμοί των πτήσεων μεταξύ μικρότερων περιφερειακών ή δευτερευόντων στρατιωτικών αεροδρομίων αποσυμφορίζοντας τα μεγαλύτερα κλασσικά μεγάλα αεροδρόμια που έφταναν ήδη τα όρια κορεσμού. Ένας σοβαρός αριθμός ‘εταιρειών μικρού κόστους’ (low-cost air companies) εκμεταλλεύτηκε σοβαρά αυτήν την δυνατότητα αυξάνοντας ακόμα περισσότερο την ΕΕΚ στην Ευρώπη υπερκαλύπτοντας μάλιστα την απουσία μερικών άλλων γνωστών εταιρειών που στο διάστημα αυτό άρχιζαν να εξαφανίζονται.

Τα συστήματα 3ης γενιάς άρχισαν να εμφανίζονται πειραματικά μεταξύ 1996-98 αλλά η ανάπτυξή τους που υποχρεώθηκε να ακολουθεί τους γοργούς τεχνολογικούς ρυθμούς βρέθηκε σε φάση αναθεωρήσεων αρκετά συχνά κερδίζοντας όμως τελικά απ τα νέα επιτεύγματα. Στην πρώτη 5ετία του 2000+ , τα περισσότερα από αυτά είναι αποκρυσταλλωμένα αναμένοντας τις τελικές αποφάσεις και κονδύλια για την τελική εφαρμογή τους η οποία προβλέπεται μεταξύ 2010-2020 ενώ οι περισσότεροι πρόδρομοί τους έχουν ήδη κάνει την εμφάνισή τους σε μερικά κέντρα ελέγχου.

Χαρακτηριστικά της τεχνολογίας 3ης γενιάς

Σύνδεση Μεταφοράς Δεδομένων μέσω Δορυφόρου (Data Link)

Είναι με απλά λόγια ένα σύστημα SMS σαν κι αυτό που διαθέτει η κινητή τηλεφωνία αλλά ειδικευμένο για την ανταλλαγή μηνυμάτων μεταξύ ΕΕΚ και πιλότων. Η τεχνολογία δεν είναι διαφορετική κι είναι μάλιστα αρκετά γνωστή στο κοινό αλλά επί χρόνια η μόνη δυνατότητα άμεσης επικοινωνίας μεταξύ ΕΕΚ-πιλότων ήταν η ραδιοσυχνότητα. Ομως , σε ένα ουρανό γεμάτο από πτήσεις η απλή ανταλλαγή μιας απλής τυπικής επικοινωνίας που βεβαιώνει πχ την είσοδο σε ένα χώρο θα αρκούσε να ‘μπλοκάρει’ για καιρό την οποιαδήποτε άλλη αναγκαία συνεννόηση για κάτι σοβαρότερο. Ετσι οι ραδιοσυχνότητες θα διατηρηθούν μεν σαν μέσο ανταλλαγής άμεσων οδηγιών για μια σοβαρότερη περίπτωση αλλά θα απαλλαγούν απο την συμφόριση με το να διοχετευτούν οι λιγώτερο άμεσες αλλά παρόλα αυτά μεγαλύτερες σε όγκο και διάρκεια σε ένα άλλο ‘κανάλι’ που ουσιαστικά λειτουργεί σαν αποστολέας / δέκτης μηνυμάτων σε κείμενο.

Η ειδικές διαφορές με τα απλά γνωστά SMS είναι ότι :

1. η λήψη τους θα ενεργοποιεί ορισμένες λειτουργίες στα συστήματα των ΕΕΚ και στο κόκπιτ ώστε να εξασφαλίζεται η σωστή δράση των εντολών που περιέχει το σχετικό μύνημα
2. θα δίνει την δυνατότητα ευρύτερης σύνδεσης με ειδικές βάσεις δεδομένων και θα μπορεί να λειτουργεί και σαν είδος δικτύου ώστε για δευτερεύοντα θέματα πληροφόρησης , ο ΕΕΚ ή ο πιλότος να μην χρειάζεται καθόλου να επικοινωνούν οι ίδιοι ( πχ για να πληροφορηθεί ένας πιλότος το μέγεθος της ορατότητας στο αεροδρόμιο προορισμού, να ειδοποιηθεί για περιορισμούς διαδρομής κλπ.)

Υπολογίζεται ότι το Data Link θα προσφέρει κάπου 40-60% περισσότερη χωρητικότητα στον τομέα της διάρκειας των επικοινωνιών μεταξύ ΕΕΚ-πιλοτηρίου

Διαδίκτυο Ραντάρ (RAD-NET = Radar Network) και ARTAS (Air Traffic Tracker and Server)

Και πάλι η λέξη Διαδίκτυο δεν ηχεί σαν μοντέρνος όρος σήμερα , ωστόσο ένα ειδικευμένο τέτοιο δίκτυο που θα ενώνει όλες τις διαθέσιμες κεραίες ραντάρ στον Ευρωπαϊκό χώρο προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα στον χρήστη του. Κατ αρχήν τα ραντάρ δεν είναι καθόλου οι μαγικές συσκευές που βλέπουν τα πάντα , αντίθετα υπόκεινται σε όλα τα τεχνικά προβλήματα των ραδιοκυμάτων που έχουν κυρίως δύο επιπτώσεις α) την ελάττωση της κάλυψης λόγω γήινων εμποδίων και β) την διακοπή της συνεχούς παρακολούθησης των στόχων με συνέπεια την έλλειψη ακρίβειας στον υπολογισμό θέσης των αεροπλάνων .

Αν όμως φανταστεί κανείς ότι μπορούσε να πάρει την εικόνα του γείτονά του και να την προσθέσει στην δική του τότε αφ ενός τα χάσματα κάλυψης μικραίνουν και η ακρίβεια υπολογισμού θέσης των στόχων , επιβεβαιωμένη απο περισσότερα ραντάρ, γίνεται συνεχής και ακριβέστερη. Ο γείτονας μπορεί να είναι όχι μόνο μια γειτονική χώρα , αλλα και το ραντάρ μιας άλλης μονάδας ( πχ στρατιωτικής που καλύπτει τον ίδιο χώρο ) ή και το ραντάρ ενός μικρού αεροδρομίου που , αν και δεν ελέγχει , καλύπτει ωστόσο και υψηλότερους στόχους, ή και το αντίστροφο

Το δίκτυο αυτό παρέχει δυνατότητα plug-in για τον χρήστη , δηλαδή να βλέπει οτιδήποτε καλύπτεται απ όλους με μια απλή σύνδεση και άρα να διαλέγει να δεί τους στόχους της περιοχής που τον ενδιαφέρει χωρίς αυτό να σημαίνει ότι η εικόνα αυτή σχηματίζεται απ τα δικά του αποκλειστικά ραντάρ.

Φυσικά το σύστημα ΕΕΚ , όταν πρόκειται για υπολογισμούς πολλαπλών στόχων που αλληλεπικαλύπτονται υποχρεώνεται να κάνει ένα σωρό υπολογισμούς ώστε να φιλτράρει κατ αρχήν τους στόχους που ανήκουν στην ίδια πτήση ( αυτό ονομάζεται ‘ιχνηλάτιση’ η tracking ) και στη συνέχεια στην εκτίμηση μιας συνιστώσας μέσης θέσης για το αεροπλάνο. Κανονικά το κάθε σύστημα ΕΕΚ έπρέπε να κάνει την δουλειά αυτή από μόνο του και το ίδιο να επαναλαμβάνεται και απ όλα τα γειτονικά συστήματα ΕΕΚ. Για να αποφεύγονται οι καθυστερήσεις αλλά και η αλλαγή ακρίβειας απ τα διάφορα λογισμικά που χρησιμοποιούνται εδώ κι εκεί, κατά διαστήματα σε αυτό το δίκτυο τοποθετούνται υπολογιστές (servers) οι οποίοι κάνουν αυτή τη δουλειά για ορισμένες ευρύτερες περιοχές κι από εκεί ο χρήστης παίρνει έτοιμο το αποτέλεσμα.Τα συστήματα αυτά ονομάστηκαν ARTAS δηλαδή είναι ‘ιχνηλάτες’ (Trackers) – υπολογιστές τροχιών που τις παρέχουν σε όσους είναι συνδεδεμένοι σε κοινό δίκτυο (Servers)

Mode-S (Mode Selective)

Στην παραπάνω λειτουργία του tracking τα λογισμικά αναγκάζονται να κάνουν ορισμένες υποθέσεις / παραδοχές για να υπολογίζουν τα περιθώρια λάθους τηv θέσης ενός αεροπλάνου. Η δυσκολότερη παράμετρος σε αυτό είναι οι επιταχύνσεις στις 3 διαστάσεις και οι ελιγμοί τους οποίους τα λογισμικά αντιλαμβάνονται έμμεσα μόνο απ τις διαφορές θέσεις μεταξύ διαδοχικών ανανεώσεων της εικόνας του ραντάρ. Εντούτοις όλες αυτές οι παράμετροι εμφανίζονται άμεσα στα όργανα ενός πιλότου. Με σκοπό μια ομάδα τέτοιων ειδικών πληροφοριών να μεταφέρεται απ ευθείας στο λογισμικό γίνεται χρήσης ενός εκτεταμένου σήματος που ήδη εργάζεται στα αεροπλάνα μέσω μιας ειδικής συσκευής που λέγεται transponder που απαντά με κωδικά σήματα σε ορισμένες πληροφορίες που ερωτά πάλι με ειδικά σήματα το ραντάρ. Οι στρατιωτικοί από παλιά έχουν υιοθετήσει τον όρο IFF για την συσκευή αυτή ενώ οι ΕΕΚ ονόμασαν Mode-A και Mode-C αυτές τις ερωτήσεις-απαντήσεις που αφορούσαν αποκλειστικά την ταυτότητα (Mode-A) και το ύψος (Mode-C) μιας πτήσης. Μια επέκταση του παρόντος σήματος του για να περιλάβει τα σήματα των νέων πρόσθετων πληροφοριών έδωσε την ονομασία στον όρο του Mode-S υπό την έννοια ότι οι πληροφορίες μεταβιβάζονται επιλεκτικά (selectively) μεταξύ ερωτητή – απαντητή.

Το σύστημα αυτό μελετήθηκε ήδη απ το 1970 αλλά με κύριο σκοπό την δημιουργία ενός είδους data-link. Στην εποχή του 1990+ κρίθηκε ότι είναι πολύ πιο ακριβό και περίπλοκο απ ότι τα αντίστοιχα σήματα μέσω δορυφόρων και τελικά διατηρήθηκε και αναπτύχθηκε για ορισμένες λειτουργίες μόνο. Μια δευτερεύουσα εφαρμογή του είναι η ικανότητα να ξεπεράσει τον μέγιστο αριθμό διαφορετικών κωδίκων των σημερινών IFF που φτάνει τους 4096 και που δεν αρκούν για τις σημερινές ανάγκες. Το Mode-S μπορεί να προσφέρει πάνω από 16 εκατομμύρια διαφορετικούς κώδικες οι οποίοι αρκούν ώστε κάθε αεροσκάφος να διαθέτει έναν και μόνο, τον ίδιο, σε όλη την διάρκεια της ζωής του.

Αυτόματη Εξαρτώμενη Επίβλεψη (ADS = Automatic Dependent Surveillance)

Στις αχανείς ωκεάνιες ή ερημικές περιοχές είναι αδύνατον να εγκατασταθούν ραντάρ. Ως σήμερα ο έλεγχος εκεί γίνεται Διαδικασιακά (χωρίς ραντάρ). Αλλά η θέση του αεροπλάνου είναι γνωστή στον αυτόματο πιλότο κάθε αεροσκάφους ή , για τα σημερινά μοντέρνα αεροπλάνα, στο σύστημα FMS τους (FMS = Flight Management System) . Αν λοιπόν το ίδιο το αεροπλάνο εκπέμπει αυτόματα την θέση του, και όλα τα άλλα σχετικά στοιχεία του, υπό μια μορφή ενός σήματος σαν εκείνο της κινητής τηλεφωνίας απο εκεί και μόνο η ΕΕΚ μπορεί άνετα να απεικονίσει την θέση του σε μια οθόνη που σε τίποτα δεν διαφέρει από εκείνη του ραντάρ εκτός του ότι δεν προέρχεται από ραντάρ. Το σύστημα αυτό μπορεί να δουλέψει ουσιαστικά παντού και κατά προτίμηση , αν κι όχι αναγκαία , όπου υπάρχει κάλυψη από σύστημα εντοπισμού με δορυφόρους (GPS)

Το μόνο πρόβλημα είναι το νομικό και με τον όρο αυτό εννοούμε ότι η ΕΕΚ εξαρτάται από ένα σύστημα πτήσης του αεροπλάνου για να της δώσει την ακρίβεια των στοιχείων που της απαιτούνται , εξ ου και ο όρος Εξαρτώμενη Επίβλεψη. Προφανώς θα υπάρξουν ειδικές νομικές ρυθμίσεις για την χρήση ενός τέτοιου συστήματος. Σήμερα χρησιμοποιείται σαν πρόσθετη δευτερεύουσα πληροφορία στον Ατλαντικό απ τις ΗΠΑ και στον Ειρηνικό απ την Γαλλία που εξασκεί τον έλεγχο σε μεγάλο τμήμα του ΝΑ Ειρηνικού με βάσεις στην Ταϊτή και στην Ν. Καληδονία.

Σύστημα Παγκόσμιου Δορυφορικού Εντοπισμού (GPSS = Global Positioning Satellite System)

Το GPS σήμερα είναι πασίγνωστο κι έχει φτάσει στα χέρια του καθημερινού χρήστη. Η αρχή του στηρίζεται στο γεγονός ότι για να εντοπιστεί μια θέση στον 3διάσταστο χώρο χρειάζεται απλά να δοθούν οι αποστάσεις της από 3 γνωστά σημεία (αρχή Τριγωνισμού). Φανταστείτε ότι τα 3 σημεία αυτά είναι δορυφόροι κι η μέτρηση της απόστασης γίνεται με την χρονομέτρηση της διαδρομής σημάτων που ξεκινάνε απ τους δορυφόρους και φτάνουν στον χρήστη. Αυτό και μόνο αρκεί για τον υπολογισμό της θέσης. Φυσικά ο χρήστης διαθέτει ένα δέκτη εφοδιασμένο με έναν μικρό υπολογιστή που ασχολείται με την λήψη και τους μαθηματικούς υπολογισμούς πράγμα που κάνει την χρήση πολύ εύκολη. Υπάρχουν βέβαια και σφάλματα από την διάδοση των κυμάτων στην ατμόφαιρα αλλά τελικά η λήψη περισσότερων δορυφόρων προσφέρει , με τους κατάλληλους υπολογισμούς, μια ακόμα πιο ακριβή μέση θέση. Η ακρίβεια ενός τέτοιου συστήματος μπορεί να κυμανθεί από 100 ως 3-5 μέτρα.

Οι κύριες λειτουργικές προϋποθέσεις για τον χρήστη είναι : α) η δυνατότητα να μπορεί να πιάνει από παντού τουλάχιστον 3 δορυφόρους (Overlay Principle) και β) να του διατίθεται ελεύθερα το σήμα τους μαζί με τυχόν διορθώσεις (Integrity Principle) που προκύπτουν από σφάλματα λόγω ατμόσφαιρας. ( ΣΗΜ Αρκετοί εμπορικοί δέκτες GPSS για το πλατύ κοινό , μετά περίπου το έτος 2005 , έχουν ήδη δυνατότητα λήψης διορθώσεων μέσω του συστήματος WAAS - Wide Area Augmentation System )

Τα δύο προϋπάρχοντα τέτοια συστήματα είχαν όμως εγκατασταθεί για στρατιωτικούς σκοπούς, το GPSS απ τις ΗΠΑ και το GLONASS απ την Ρωσία και οι πολίτες είχαν επίτηδες αποστερηθεί από το να έχουν στη διάθεσή τους πάντοτε την δυνατότητα της ελεύθερης λήψης των σημάτων και της διόρθωσής τους, όσο δε για την κάλυψη, είχε περιοριστεί γύρω από μια ζώνη που κάλυπτε τα «στρατιωτικά ενδιαφέροντα» των κατόχων των συστημάτων. Γι αυτό το λόγο, δεν είναι σύστημα που χρησιμοποιείσαι επίσημα απ την Πολιτική Αεροναυτιλία και την ΕΕΚ - Ο λόγος δηλαδή είναι κύρια πολιτικός και διπλώματικός .

Η απόφαση του Ευρωπαϊκής Ένωσης (ΕΕ) να κατασκευάσει το πρώτο ποτέ Πολιτικό Σύστημα Παγκόσμιου Δορυφορικού Εντοπισμού - ονομάζεται GALILEO - έβαλε τα θεμέλια για την γενίκευση της χρήσης του απ τον απλό πολίτη ως και τον πιλότο , ανοίγοντας μια νέα εποχή. Αν και βέβαια ξεκίνησε από επιθυμία της Πολιτικής Αεροπορίας , εντούτοις η ΕΕ θεωρεί σαν κύριο πελάτη της κατά 95% τον καθημερινό πολίτη, ενώ τελικά η Πολιτική Αεροπορία αποτελεί αριθμητικά πολύ μικρό ποσοστό αυτής της πελατείας. Εντούτοις το GALILEO θα αποτελέσει σίγουρα ένα σύστημα που θα ενταχθεί σαν απαραίτητη συνιστώσα σε πάμπολλα συστήματα της ΕΕΚ και θα αποτελέσει μόνιμα ένα εξάρτημά της πέραν του 2010+ εποχής. Προς το παρόν (2008) υπάρχουν στο διάστημα 3 δορυφόροι του GALILEO που ασχολούνται με μετρήσεις και διορθώσεις. Όλος ο ‘αστερισμός’ των 30 δορυφόρων του GALILEO υπολογίζεται να βρίσκεται σε τροχιά το 2009 (ΣΗΜ : πολιτικο-οικονομικοί λόγοι έχουν προς το παρόν αναβάλει τις επόμενες εκτοξεύσεις) . Το κόστος του έργου , βασισμένο στην νέα τεχνολογία , είναι σχετικά μικρό και η ΕΕ έχει ήδη προκαταβάλει το ¼ της συνολικής του τιμής , το οποίο ισοδυναμεί μόνο με κάπου 100-150 χιλιόμετρα σιδηροδρομικής γραμμής των νέων ταχέων τραίνων τύπου TGV

Παρόλο που τα GPSS - GALILEO, δεν είναι παρά συστήματα ναυτιλίας για τον υπολογισμό θέσης η ύπαρξή τους θα επιτρέψει επίσης και την σχεδίαση νέων ειδικών διαδρομών και ελιγμών που θα διευκολύνουν τους ανθρώπινους χειρισμούς αλλά θα συμβάλλουν και σε παράλληλη μείωση στην κατανάλωση καυσίμων και εν μέρει του θορύβου στην γειτονία των αεροδρομίων.

Συστήματα Προειδοποίησης ΕΕK

Λόγω της αύξησης της κυκλοφορίας αλλά και κυρίως επανασχεδίασης πολλών νέων αεροδιαδρόμων που καλύπτουν πολλές κατευθύνσεις και δεν περνάνε πλέον πάνω από ορισμένα ραδιοβοηθήματα, ο ΕΕΚ έχει δυσκολία στο να προβλέψει ενωρίς την πιθανή μελλοντική εμπλοκή της κυκλοφορίας. Στα σημερινά προχωρημένα συστήματα που οι υπολογιστές κυριαρχούν προστέθηκαν σταδιακά ειδικές λειτουργίες που στοχεύουν στο να υποδείξουν έγκαιρα στον ΕΕΚ τον κίνδυνο απώλειας ελέγχου. Ο όρος με τον οποίο περιγράφονται όλα αυτά τα συστήματα στην αγγλική είναι ο Safety Nets ( Δίκτυα Διάσωσης) που περιγράφουν εύγλωττα τον λόγο για τον οποίον κατασκευάστηκαν. Τα κυριώτερα από αυτά είναι :

Ειδοποίηση Εμπλοκής σε Άμεσο Χρόνο (Short Term Conflict Alert)

Είναι ένα ειδικό λογισμικό που σε πραγματικό χρόνο υπολογίζει την μελλοντική 3διάστατη θέση όλης της κυκλοφορίας , σε διαστήματα των 2 ως 3 επομένων λεπτών και δημιουργεί οπτικό και ακουστικό σήμα υπόδειξης των πτήσεων που βρίσκονται υπό απειλή – μερικά συστήματα προσφέρουν και υπόδειξη ελιγμού αποφυγής. Το σύστημα αυτό το διαθέτουν σήμερα τα 70-80% των Ευρωπαϊκών Κέντρων Ελέγχου

Ειδοποίηση Εμπλοκής σε Ενδιάμεσο Χρόνο (Medium Term Conflict Detection)

Είναι ένα άλλο λογισμικό που δρα παράλληλα αλλά υπολογίζει την πιθανότητα δημιουργίας εμπλοκής με βάσει τα δεδομένα των πτήσεων που βρίσκονται μακριά ακόμα απ τον τομέα ελέγχου και θέλουν κάπου 30 λεπτά για να εισέλθουν σε αυτόν. Ο στόχος αυτού του συστήματος είναι να βοηθήσει το προηγούμενο σύστημα ώστε να μετριαστεί ο αριθμός των συνεγέρσεων αμέσου χρόνου γιατί πέραν ενός σημείου δεν φτάνει ο χρόνος των 2-3 λεπτών για να γίνουν καν ελιγμοί αποφυγής πολλών πτήσεων ταυτόχρονα. Ειδικά σε συνδυασμό με συνεννόηση με τους γειτονικούς τομείς , το σύστημα αυτό επιτρέπει και να αποφευχθούν εντελώς επικίνδυνες συγκλίσεις πολύ προτού οι πτήσεις βρεθούν κοντά στο σημείο επικίνδυνης προσέγγισης. Το σύστημα αυτό το διαθέτουν σήμερα τα 30-40% των Ευρωπαϊκών Κέντρων Ελέγχου

Ειδοποίηση Εμπλοκής σε Απώτερο Χρόνο (Long Term Conflict Detection)

Είναι η παραλλαγή του προηγούμενου συστήματος αλλά για προβλέψεις που φτάνουν τα 60-120 λεπτά πριν την σύγκλιση. Το σύστημα είναι καθαρά μελλοντικό και σκοπεύει να παίξει ρόλο σε μια εποχή που θα μπορεί να συγκεντρωθεί κάτω από μια σύνθετη εικόνα ραντάρ μια περιοχή έκτασης της τάξης τουλάχιστον των 1000 x 1000 ναυτ μιλίων. Παρόλο που η λογική είναι πολύ γνωστή το κύριο πρόβλημα βρίσκεται στην παροχή σε πραγματικό χρόνο των πραγματικών , κι όχι προβλεπομένων , μετεωρολογικών δεδομένων σε όλα τα ύψη , επειδή αυτό , σε 1-2 ωρες , προκαλεί αποκλίσεις στους υπολογισμούς πολύ πέρα του όσο είναι ανεκτές. Έτσι ενώ μια αλλαγή πχ κατά 3% στην ταχύτητα ενός σύγχρονου τζετ ( μέγιστο ποσοστό ανοχής στην αλλαγή ταχύτητας σε πτήση διαδρομής ) σε 1 ώρα δίνει σφάλμα υπολογισμού θέσης κατά 100-140 ναυτ μίλια, η ανοχή λάθους για την ΕΕΚ είναι της τάξης του 10-20 ναυτ μίλια. Τα σημερινά συστήματα με τις παραμέτρους που διαθέτουν δεν μπορούν να δώσουν ακόμα ανεκτές ακρίβειες.

Ειδοποίηση Παραβίασης Περιοχής (Area Penetration Warning) και Ειδοποίηση Παραβίασης Ελαχίστων Ύψους Ασφαλείας (Safety Minimum Altitude Warning)

Πολύ παρόμοια λογισμικά σχετικά απλής σχεδίασης. Με τον ορισμό μιας πολυγωνικής περιοχής μαζί με τα ύψη που την ορίζουν, σε πραγματικό χρόνο ελέγχεται η προσέγγισης και προβλεπόμενη διείσδυση πτήσεων που παρακολουθεί ραντάρ σε μια περιοχή που πρέπει να αποφευχθεί οριζόντια είτε / και κατακόρυφα. Υπ όψει όμως ότι σε πολλές περιοχές δεν καλύπτονται καθόλου οι πολύ χαμηλές περιοχές εκεί που πετούν μικρά ιδιωτικά αεροπλάνα εκτός ελέγχου : ας σημειωθεί ότι τα περισσότερα από αυτά δεν φέρουν συσκευές που να δείχνουν το ύψος τους στο ραντάρ, ενώ σε άλλα σημεία , λόγω λόφων και εμποδίων είναι το ραντάρ που δεν μπορεί να τα παρακολουθήσει. Το σύστημα αυτό το διαθέτουν σήμερα τα 40-60% των Ευρωπαϊκών Κέντρων Ελέγχου

Α-ΜΑΝ και D-MAN 

Σύστημα Ελέγχου Απογειώσεων και Προσγειώσεων

Η αύξηση της Εναέριας Κυκλοφορίας δεν θα μπορούσε βέβαια να μην επηρεάσει και τις κινήσεις μέσα στα ίδια τα αεροδρόμια. Ωστόσο το πρόβλημα εκεί σχετίζεται πολύ περισσότερο με τους τοπικούς γεωγραφικούς παράγοντες και το περιβάλλον τόσο που η επίλυσή του να καταντάει εξαιρετικά πολύπλοκη και πολύ δαπανηρή. Οι επεκτάσεις των υπαρχόντων διαδρόμων είναι πρακτικά αδύνατες ενώ η κατασκευή νέων αεροδρομίων προσκρούει στις περιβαλλοντολογικές περιπλοκές. Έτσι οι υπάρχουσες εγκαταστάσεις πρέπει να δεχτούν την αναμενόμενη αύξηση πράγμα που κατά κύριο λόγο επιβάλει τον περιορισμό του διαχωρισμού των απο-προσγειώσεων . Τα αεροδρόμια με διπλούς παράλληλους διαδρόμους μπορούν μεν να εκτελούν ταυτόχρονες απογειώσεις και προσγειώσεις αλλά απ την άλλη μεριά επιβαρύνουν άσχημα τις μανούβρες στο έδαφος και αυξάνουν τις συγκλίσεις των τροχιών.

Η εγκατάσταση ραντάρ επιτήρησης εδάφους γνωστού σαν ground movement surveillance radar βοηθάει σημαντικά κάτω από συνθήκες χαμηλής ορατότητας αλλά σήμερα παρέχει επίσης την δυνατότητα σε ειδικό λογισμικό να υποδεικνύει στον ΕΕΚ την πιθανότητα σύγκλισης μεταξύ των τροχιών των αεροπλάνων. Δύο τέτοια συστήματα της 3ης γενιάς είναι και τα A-MAN και D-MAN (Arrival Manager and Departure Manager). Με λογική παρόμοια με εκείνη της STCA και MTCD πάνω σε ειδική οθόνη , υποδεικνύουν στον ΕΕΚ του Πύργου Αεροδρομίου τα σημεία επικίνδυνης σύγκλισης στο έδαφος όπως και στον άξονα προσγείωσης. Ειδικά ο Α-ΜΑΝ αναλύει συνεχώς τον διαχωρισμό των αφίξεων , συνδυάζοντας τροχιές και ταχύτητες ώστε να επιτρέψει την ελαχιστοποίηση διαχωρισμού των προσγειώσεων αυξάνοντας έτσι την χωρητικότητα των διαδρόμων. Η ελάχιστη απόσταση μεταξύ προσγειώσεων από κάπου 2 λεπτά , έχει σήμερα υποβιβαστεί σε 1 λεπτό και κατά τόπους σε 50 δευτερόλεπτα τείνοντας να φτάσει στο μέλλον τα 40 ή και τα 30. Φυσικά ο αριθμός και ο σχεδιασμός των υπαρχόντων επιφανειών που χρησιμοποιούν τα αεροπλάνα (διάδρομοι και τροχόδρομοι) είναι κρίσιμος και σπάνια επιδέχεται σοβαρές τροποποιήσεις, οπότε τα δύο αυτά συστήματα θεωρούνται μοιραία οι μόνες λύσεις για το αύριο. Στο απώτερο μέλλον η χωρητικότητα των αεροδρομίων θα συνδυαστεί ακόμα και με γενικότερα συγκοινωνιακά προβλήματα που σχετίζονται με την δυνατότητα οδικής μετακίνησης των επιβατών από και προς τα αεροδρόμια και την ικανότητα των χώρων που εξυπηρετούν τους επιβάτες να αντεπεξέλθουν σε πολύ αυξημένους ρυθμούς.

Σύστημα Ειδοποίησης Αποφυγής Εναέριας Συγκρούσεως - (ACAS / TCAS)

Το μέλλον του ΕΕΚ

Το σύστημα αυτό είναι ένα σύστημα προς χρήση μόνο από τον πιλότο, απ όπου και ο επίσημος πλήρης όρος στα αγγλικά ACAS = Airborne Conflict Alert and Resolution System – ο αντίστοιχος όρος για την ΗΠΑ είναι TCAS (Traffic Collision Avoidance and Resolution System) , αλλά πρόκειται για την ίδια συσκευή. Η πηγή πληροφόρησης για την ύπαρξη άλλων αεροσκαφών στην γειτονία μιας πτήσης γίνεται μέσω του transponder (IFF) ο οποίος εδώ ειδικά πέρα από απαντητής των ερωτήσεων του ραντάρ γίνεται και ερωτητής με σκοπό να εντοπίσει κι άλλες παρόμοιες συσκευές σε μια ακτίνα γύρω στα 20 ναυτ μίλια. Ακολουθεί φυσικά υπολογισμός θέσης και μελλοντικών τροχιών μαζί με την δημιουργία ορατής και ηχητικής προειδοποίησης που να εξασφαλίζει την αποφυγή. Ας σημειωθεί ότι το ACAS δρα μόνο εφόσον τα όρια διαχωρισμού ΕΕΚ παραβιασθούν , άρα μόνο εφόσον η ΕΕΚ έχει αποτύχει στους διαχωρισμούς της, αποτελεί δηλαδή ένα ‘δίκτυ διάσωσης’ του πιλότου για την περίπτωση αποτυχίας της ΕΕΚ. Γι αυτό τον λόγο τα όρια προειδοποίησης του ACAS / TCAS είναι πολύ μικρά : Ειδοποιεί για παρουσία ‘πιθανού’ κινδύνου 40 δευτερόλεπτα πριν το σημείο σύγκρουσης και εφόσον ο κίνδυνος εξακολουθεί προτείνει ελιγμό αποφυγής μόνο στα 25 δευτερόλεπτα πριν το σημείο σύγκρουσης. Για τον λόγο αυτό στην Ευρώπη και ΗΠΑ τουλάχιστον, ο πιλότος έχει υποχρέωση να ακολουθήσει αμέσως την υπόδειξη του ACAS / TCAS και να μπει σε ελιγμό χωρίς να ζητήσει άδεια απ την ΕΕΚ προηγουμένως .

Αεροπλάνα μη εφοδιασμένα με IFF δεν γίνονται αντιληπτά απ το ACAS / TCAS. Για τους λόγους αυτούς η υποχρεωτική εγκατάσταση IFF από περισσότερα ακόμα αεροπλάνα είναι επιτακτική και σε πολλές χώρες απαγορεύεται η πτήση χωρίς αυτό σε σημαντικές περιοχές. Oλα τα επιβατικά αεροπλάνα που μεταφέρουν πάνω από 30 επιβάτες υποχρεώθηκαν εγκαταστήσουν (ACAS / TCAS). Στην Ευρώπη η τάση είναι σε μερικά χρόνια να επεκταθεί ακόμα και στα μικρά επιβατηγά 2-4 θέσεων. Το σύστημα με το ποίο είναι ήδη εφοδιασμένα τα αεροπλάνα παρέχει αποφυγή μόνο μέσω κατακόρυφου διαχωρισμού κατά 700-900 πόδια. Στο μέλλον κι εφόσον το Mode-S γίνει άμεσα διαθέσιμο τότε τα δύο IFF μπορούν μέσω του Mode-S να «συνεννοούνται» για ένα αμοιβαίο ελιγμό αποφυγής συνδυάζοντας αλλαγή ύψους μαζί με στροφή, πράγμα που προσθέτει στην ταχύτητα διαχωρισμού. Με την καθιέρωση του Data Link παντού είναι δυνατόν πιλότος και ΕΕΚ να μοιράζονται όλα τα συστήματα προειδοποιήσεων που διαθέτουν και οι δύο, οπότε η Ειδοποίηση σε Άμεσο Χρόνο (Short Term Conflict Alert) θα μεταδίδεται απ το σύστημα EEK στο πιλοτήριο κι αντίστροφα η ένδειξη του ACAS / TCAS απ το πιλοτήριο στην ΕΕΚ.

Το ACAS / TCAS παραμένει φυσικά ένα ανθρώπινο εργαλείο και σαν τέτοιο απαιτεί γρήγορες και σωστές αντιδράσεις και προσκόλληση σε κοινούς κανονισμούς. Ολα τα μεγάλα αεροπλάνα που κατασκευάστηκαν μετά το 1990 , διαθέτουν το ACAS / TCAS σαν στάνταρντ εξάρτημα