Руководство по определению дальности видимости на ВПП (RVR)

1. Область применения

     
     Настоящее Руководство содержит методику определения дальности видимости на ВПП, которая используется при разработке и применении соответствующих таблиц и инструментальных средств, в том числе АМИС, а также для корректировки их программного обеспечения при установке на аэродромах гражданской авиации новых светосигнальных систем.
     
     Требования настоящего Руководства и таблицы, представленные в приложениях*, являются обязательными при метеорологическом обеспечении взлета и посадки воздушных судов для специалистов авиационных метеорологических центров, авиационных метеорологических станций гражданских, а также рекомендуемыми при обучении авиационного и метеорологического персонала.
________________
     * Текст приложений в издании "Воздушный транспорт" не приводится. - Примечание .

2. Термины и определения

     
     2.1 аэродром: Определенный участок земной или водной поверхности (включая любые здания, сооружения и оборудование), предназначенный полностью или частично для прибытия, отправления и движения по этой поверхности воздушных судов.
     
     2.2 видимость: Видимость для авиационных целей представляет собой наибольшую из следующих величин:
     
     а) наибольшее расстояние, на котором можно различить и опознать черный объект приемлемых размеров, расположенный вблизи земли при наблюдении на светлом фоне;
     
     б) наибольшее расстояние, на котором можно различить и опознать огни силой света около 1000 кд на неосвещенном фоне.
     
     Примечания:
     
     1. Эти два расстояния имеют различные значения в воздухе с заданным показателем ослабления, причем второе расстояние (б) зависит от освещенности фона, а первое расстояние (а) характеризуется метеорологической дальностью видимости (MOR).
     
     2. Термин метеорологическая дальность видимости МДВ и его определение приводятся из руководящих документов ИКАО [1, 2].
     
     В отечественной практике второе расстояние (б) характеризуется видимостью групповых огней силой света 100 кд, что соответствует наименьшей силе света групповых огней ВПП светосигнальных систем ОМИ и одиночного светового ориентира (эл. лампа 60 Вт).
     
     2.3 визуальный порог освещенности: Наименьшая освещенность, при которой можно видеть небольшой точечный источник света (люкс, лк).
     
     2.4 дальность видимости: Максимальное расстояние обычно по горизонтали, при котором становится видимым источник света или объект при определенных значениях яркости фона (метр, м или километр, км). На практике дальность видимости отождествляется с видимостью.
     
     2.5 дальность видимости на ВПП (RVR): Расстояние, в пределах которого пилот воздушного судна, находящегося на осевой линии ВПП, может видеть маркировочные знаки на поверхности ВПП или огни, которые ограничивают ВПП или обозначают ее осевую линию (метры, м).
     
     2.6 закон Аллара: Уравнение, связывающее освещенность Е, создаваемую точечным источником света с интенсивностью I в атмосфере с прозрачностью или ослаблением на плоскости, перпендикулярной линии зрения и расположенной на расстоянии S от источника света.
     
     Примечание - Применяется для вычисления дальности видимости огней.
     

     2.7 закон Кошмидера: Соотношение между видимым яркостным контрастом Сх объекта, визуально наблюдаемого на расстоянии на фоне горизонта, и его собственным яркостным контрастом Со, т.е. яркостным контрастом, который будет иметь данный объект на фоне горизонта при наблюдении с очень близкого расстояния.
     
     Примечание - Применяется к определению дальности видимости объектов днем.
     
     2.8 измеритель рассеяния: Прибор для оценки показателя ослабления интенсивности света путем измерения светового потока, рассеянного за пределы луча света находящимися в атмосфере частицами.
     
     2.9 коэффициент пропускания (пропускаемость, прозрачность): Часть светового потока, которая сохраняется в луче после прохождения оптической траектории в атмосфере на единицу расстояния (безразмерная величина).
     
     Примечание - Коэффициент пропускания используется при определении степени ослабления светового потока на определенной траектории конкретной длины, называемой измерительной базой трансмиссометра (фотометра). В этом случае полученная величина умножается на 100 и выражается в процентах (%).
     
     2.10 метеорологическая дальность видимости МДВ: В дневное время определяется как наибольшее расстояние, на котором черный объект, имеющий подходящие размеры и находящийся у поверхности земли, можно увидеть и распознать при наблюдении на фоне рассеивающей среды: тумана, неба и т.д. Следует отметить, что необходимо использовать критерии распознавания объекта, а не просто его видения.
     
     Метеорологическая дальность видимости в ночное время определяется как:
     
     а) наибольшее расстояние, на котором можно видеть и распознать черный объект необходимых размеров, повысив общую освещенность до уровня дневной освещенности, или б) наибольшее расстояние, на котором можно увидеть и распознать источники света умеренной силы.
     
     Примечание - Термин метеорологическая дальность видимости МДВ и его определение приводятся по публикации ВМО [3].*
________________
     * Библиография документа в издании "Воздушный транспорт" не приводится. - Примечание .     
     
     2.11 метеорологическая дальность видимости (метеорологическая оптическая дальность); MOR: Длина пути в атмосфере, создающая ослабление светового потока от лампы накаливания при дневной температуре 2700 К до 0,05 его первоначального значения; при этом световой поток оценивается по функции фотометрической яркости, которая определена Международной светотехнической комиссией (метр, м или километр, км).
     
     Примечания:
     

     1 Отношение между метеорологической дальностью видимости (метеорологической оптической дальностью) и показателем ослабления (при пороге контрастной чувствительности глаза = 0,05) с использованием закона Кошмидера выражается в виде MOR = .In (0,05)/. = 3/...* При определенных условиях MOR соответствует видимости.
________________
     * Брак оригинала. - Примечание .          
     
     2 При допущении, что расчет величин, относящихся к световому потоку, основан на использовании в качестве эталона лампы накаливания при световой температуре 2700 К, определение MOR можно сформулировать как длина пути в атмосфере, создающая ослабление светового потока в коллимационном пучке до 0,05 его первоначального значения.
     
     3 Термин метеорологическая дальность видимости (метеорологическая оптическая дальность) (MOR) и его определение приводятся по публикации ИКАО [1].* Этому термину соответствует термин метеорологическая оптическая дальность (MOR), приведенный в публикации ВМО [3].*
________________
     * Библиография документа в издании "Воздушный транспорт" не приводится. - Примечание .     
     
     2.12 минимум аэродрома для взлета: Минимально допустимые значения дальности видимости на ВПП (видимости) или при необходимости высоты нижней границы облаков и видимости, позволяющих безопасно производить взлет на воздушном судне данной категории (метр, м).
     
     2.13 минимум аэродрома для посадки: Минимально допустимые значения высоты принятия решения и видимости на ВПП или видимости, позволяющие безопасно производить посадку на воздушном судне данной категории (метр, м).
     
     2.14 освещенность Е: Отношение светового потока к площади освещаемой поверхности (люкс или люмен на квадратный метр, лм · м).
     
     2.15 показатель ослабления: Пропорциональная величина ослабления светового потока в коллимированном пучке от лампы накаливания при цветовой температуре 2700 К при прохождении его в атмосфере на единицу расстояния (на один метр, м).
     
     Примечание - Данный показатель является мерой ослабления светового потока, вызванного рассеянием и поглощением света.
     
     2.16 порог контрастной чувствительности глаза: Минимальное значение различимого глазом яркостного контраста, т.е. значение, при котором объект можно отличить от его фона (безразмерная величина).
     
     Примечание - Порог контрастной чувствительности глаза меняется в зависимости от зрения человека. Для удовлетворения требований авиации Международным соглашением (ИКАО. ВМО, 1973 год) при определении метеорологической оптической дальности (MOR) принят порог контрастной чувствительности глаза 0,05.
     

     2.17 порог освещенности Ер: Наименьшая освещенность на зрачке глаза наблюдателя, которая позволяет обнаружить точечные источники света на фоне с данной яркостью (люкс, лк).
     
     2.18 световой поток F: Величина, получаемая на основе потока излучения путем оценки этого излучения в соответствии с его воздействием на стандартного фотометрического наблюдателя, который определен Международной светотехнической комиссией (IEC) (люмен, лм).
     
     Примечание - Поток излучения характеризует силу пучка света, а световой поток характеризует уровень чувствительности глаза к этому пучку света.
     
     2.19 сила света (интенсивность света) I: Световой поток, приходящийся на единицу телесного угла (кандела, кд).
     
     2.20 трансмиссометр (фотометр): Прибор, который осуществляет непосредственные измерения коэффициента пропускания (прозрачности) атмосферы между двумя точками в пространстве, т.е. вдоль определенной длины траектории или базисной линии.
     
     2.21 яркость (фотометрическая яркость) L: Сила света, приходящаяся на единицу площади освещаемой поверхности в заданном направлении (кандела на квадратный метр, кд · м).
     

3. Сокращения

     
     
4. Дальность видимости на ВПП

     
     4.1 Общие положения
     
     Как следует из определения термина "дальность видимости на ВПП (RVR)", оценка дальности видимости на взлетно-посадочной полосе производится по дальности видимости маркировки покрытия ВПП, и дальности видимости огней ВПП аэродромной светосигнальной системы, т.е. боковых огней, ограничивающих ВПП, и осевых огней ВПП.
     
     При этом в тех случаях, когда дальность видимости огней аэродромной светосигнальной системы меньше видимости маркировки ВПП за дальность видимости на ВПП принимается дальность видимости маркировки ВПП.
     
     Дальность видимости маркировки ВПП, которую должен видеть пилот при взлете и посадке, так же как и дальность видимости огней аэродромной светосигнальной системы, наблюдателю (средству измерения), находящемуся не на ВПП, определить невозможно, поэтому информацию о дальности видимости на ВПП следует рассматривать как максимально приближенную к реальному значению.
     
     Определение дальности видимости на ВПП осуществляется по результатам измерений, полученным либо инструментальным методом, либо визуальным способом с помощью наблюдателя.
     
     Дальность видимости маркировки покрытия ВПП при использовании инструментальных средств в светлое время суток соответствует измеренной прибором метеорологической оптической дальности (MOR). В темное время значения MOR характеризуют дальность видимости маркировки ВПП при условии повышения освещенности до уровня дневной.
     
     Дальность видимости маркировки покрытия ВПП при использовании визуального метода измерения видимости с допустимой степенью корреляции соответствует видимости, определенной по щитам-ориентирам.
     
     Методы и средства измерения метеорологической оптической дальности описаны в разделе 5*, методы и средства визуальных наблюдений видимости - в разделе 6.*
________________
     * Текст разделов 5 и 6 в издании "Воздушный транспорт" не приводится. - Примечание .     
     
     Дальность видимости огней ВПП аэродромных светосигнальных систем определяется описанным ниже расчетным методом с использованием результатов инструментальных или визуальных измерений.
 
     
     4.2 Формулы для вычисления дальности видимости огней
     
     4.2.1 Дальность видимости огней аэродромной светосигнальной системы S вычисляется по соотношению, вытекающему из закона Аллара     

      =  , где

     
      - пороговая освещенность на зрачке глаз наблюдателя при зрительном восприятии точечных источников света (огней) силой света I;
     
     S - дальность видимости огня; е - основание натуральных логарифмов;
     
     ?.* - показатель ослабления, по которому определяется MOR. Показатель ослабления измеряется непосредственно приборами (раздел 5.1**).
________________
     * Брак оригинала.
     ** Текст раздела 5.1 в издании "Воздушный транспорт" не приводится. - Примечание .     
          
     Для вычисления дальности видимости огней аэродромных светосигнальных систем соотношение (1) преобразовывается с учетом известной зависимости, вытекающей из закона Кошмидера (MOR = 3), а именно:
     
     Е =  или
     
     4.2.2. Используя соотношение (2), дальность видимости огней аэродромных светосигнальных систем рассчитывается методом итераций после следующих преобразований:
     
 +  -  =


 =  -
     
Обозначив  = A ,  -  = B,   = B
     
получим
·
A = B - B· S
     
     4.2.3 По соотношению (2), преобразованному в (5), произведено вычисление дальности видимости огней аэродромных светосигнальных систем, которые вошли в таблицы определения (оценки) дальности видимости ВПП.
     
     Из соотношеия (2) следует, что для расчета дальности видимости огней аэродромных светосигнальных систем необходимы следующие величины:
     
     а) метеорологическая оптическая дальность (MOR);
     
     б) яркость фона (визуальный порог освещенности Ep);
     
     в) интенсивность боковых и осевых огней ВПП I.
     
     4.3 Метеорологическая оптическая дальность
     
     4.3.1 Теоретические основы, методы и средства определения метеорологической оптической дальности, а также зависимость точности ее определения от точности измерений коэффициента пропускания трансмиссометрами и коэффициента рассеяния приборами прямого рассеяния подробно описаны в разделе 5*. В данном пункте рассматривается влияние значений MOR на результаты вычисления дальности видимости огней ВПП аэродромных светосигнальных систем.
________________
     * Текст раздела 5 в издании "Воздушный транспорт" не приводится. - Примечание .     
     
     4.3.2 Значения метеорологической оптической дальности оказывают наибольшее влияние на конечные результаты расчета дальности видимости огней.
     
     На рисунке 1 представлены результаты вычисления значений дальности видимости огней S при изменении MOR на ± 10% от заданной величины при одних и тех же значениях порога освещенности (Ер = 10.6,1 лк) и силы света (I = 10000 кд).
     

Рисунок 1

Зависимость вычисленных значений дальности видимости огней (S)
от изменения значений MOR на 10%

     
     4.3.3 Анализ рисунка 1 и рассчитанных значений дальности видимости огней при изменении MOR на ±10% показывает, что дальность видимости огней изменяется на величину, близкую величине изменения MOR (не менее ±8% в диапазоне от 50 до 1000 м), из чего следует, что погрешность вычисления дальности видимости огней соизмерима с погрешностью определения MOR при неизменной пороговой освещенности и силе света огней.
     
     4.4 Визуальный порог освещенности
     
     4.4.1 Для того чтобы огни аэродромной светосигнальной системы были видны, видимый огонь должен освещать глаз с интенсивностью, превышающей порог освещенности. Величина порога освещенности непостоянная и зависит не только от силы света огня, но и от освещенности фона или яркости фона, на котором виден огонь.
     
     4.4.2 Для достижения определенной сопоставимости значений RVR на различных аэродромах, группа экспертов по всепогодным полетам на четвертом совещании (1971 год) предложила использовать значения порога освещенности в зависимости от яркости фона, приведенные в таблице 1 и на рисунке 2.
     

Таблица 1  

     
Значения порога освещенности, рекомендованные ИКАО

     
Рисунок 2

     
Зависимость порога освещенности от яркости фона

     
     4.4.3 Плавная линия, представленная на рисунке 2, зависимости порога освещенности от яркости фона может быть выражена уравнением:
     
     , (6)
     
где  - порог освещенности в люксах, лк,  - яркость неба в северной части горизонта.
     
     4.4.4 Диапазон изменения яркости фона у горизонта в течение суток при различных метеоусловиях составляет от 10 до 100000 кд/м, что определяет диапазон изменения пороговой освещенности в пределах более трех порядков. На рисунке 3 представлена зависимость видимости огней от изменения пороговой освещенности через полпорядка при силе света 10000 кд для боковых огней ВПП и 1500 кд для осевых огней ВПП.
     

Рисунок 3

     
Зависимость изменения вычисленных значений дальности видимости огней ВПП аэродромных светосигнальных систем от изменения порога освещенности Ер. Сила света боковых огней Iб = 10000 кд, осевых Iос = 1500 кд

     
     
     Из рисунка 3 и результатов расчета, следует, что: изменение порога освещенности на полпорядка приводит к изменению значений дальности видимости огней аэродромных светосигнальных систем в пределах 10%. Такое сравнительно небольшое влияние порога освещенности допускает при наличии средств измерения яркости фона производить вычисление дальности видимости огней аэродромных светосигнальных систем типа ОВИ по указанным ступенчатым значениям пороговой освещенности.
     
     4.4.5 При отсутствии средств измерения яркости фона и возможности выбора порогов освещенности только по времени суток следует использовать пороги освещенности, приведенные в таблице 2, обеспечивающие с целью повышения безопасности полетов учет наихудших параметров освещенности в указанных условиях.
     
     При этом время наступления сумерек, дня и ночи определяется по "Календарному справочнику времени восхода и захода солнца, наступления рассвета и темноты" для каждого дня с учетом географического положения аэродрома".
     
     По указанным значениям пороговой освещенности рассчитаны таблицы определения дальности видимости на ВПП, прилагаемые к Руководству (приложения А, В, Г, Д, Е и И)*.
________________
     * Текст приложений в издании "Воздушный транспорт" не приводится. - Примечание .
     
     
     4.4.6 Использование редких (четырех и менее) ступенчатых значений пороговой освещенности, указанных в таблицах 1 и 2, приводит к значительным погрешностям при вычислении дальности видимости огней аэродромных светосигнальных систем. На рисунке 4 представлена зависимость вычисленных значений дальности видимости огней ВПП типа ОВИ от MOR при одной и той же силе света боковых (Iб = 10000 кд) и осевых (Iос = 5000 кд) огней ВПП для трех значений пороговой освещенности, указанных в таблице 2.
     

Рисунок 4

     
Зависимость вычисленных значений дальности видимости огней
от MOR при силе света боковых огней 10000 кд, осевых 5000 кд и
ступенчатых значений пороговой освещенности

          
Таблица 2  

     
Пороги освещенности в различное время суток

     
     
     Анализ рисунка 4 и таблиц, по которым построен график, показывают, что погрешность вычисления дальности видимости огней ВПП аэродромных светосигнальных систем типа ОВИ, а следовательно дальности видимости на ВПП при редких ступенчатых значениях порога освещенности, указанных в таблицах 1 и 2, могут достигать 30%.
     
     4.4.7 Для повышения точности определения дальности видимости на ВПП следует использовать по измеренным значениям яркости фона текущие значения порога освещенности, вычисленные с использованием формулы (6), или ступенчатые учащенные значения пороговой освещенности, в частности приведенные на рисунке 5 для светосигнальных систем ОВИ.
     

Рисунок 5

     
Ступени порога освещенности, достаточные для вычисления
дальности видимости огней светосигнальных систем с требуемой точностью

     При наличии на аэродроме АМИС переход с одного порога освещенности на другой должен осуществляться автоматически по результатам текущих измерений датчика яркости фона с использованием градаций, соответствующих в целях повышения безопасности полетов наибольшему в данном диапазоне значению пороговой освещенности.
     
     По указанным в таблице 3 учащенным ступенчатым значениям порога освещенности, рассчитаны таблицы определения дальности видимости на ВПП (приложения Б и В)*.
________________
     * Текст приложений в издании "Воздушный транспорт" не приводится. - Примечание .

     

Текст документа сверен по:
Воздушный транспорт,
N 23, сентябрь, 2006 год