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