На самолете ？Илья Муромец？ в 1913 г. ？к новым усовершенствованным приборам добавились и два корабельных компаса？, см. рис. 1 (показан основной компас) [2].
Рис 1. Кабина пилота самолета ？Илья Муромец？ и горизонтальная панель с морским компасом [3]
Полеты в районах с незначительным магнитным склонением (？М <15°) не выше 70°N по магнитному компасу не представляют сложность. Свыше указанных ограничений возникают сложности выдерживания заданной траектории по причине изменения текущего путевого угла на коротком расстоянии (менее 100 км). Кроме того, значение ？М со временем изменяется за счет перемещения северного и южного магнитных полюсов, рис. 2 [4].
Рис. 2. Перемещение северного магнитного полюса
На рис. 3 представлена информация об изменении ？М за 100 лет из которого видно, что в районе Санкт-Петербурга ？М от 0° изменилось примерно на +7° [5]. По данным АИП России в 2018 г. на аэродроме Пулково ？М составляло +11° с годовым увеличением 9'.
Рис. 3. Изменение ？М за 100 лет
Активное перемещения магнитного полюса связано с циклической инверсией магнитных полюсов, последняя из которых имела место 780 тысяч лет назад. Ввиду быстрого перемещения полюса в 2019 г. не ожидая 2020 г. (смена эпохи магнитного склонения) выпущена новая модель магнитного поля Земли для более точного представления его изменения, рис. 4 [6].
Рис. 4. Распределения ？М по состоянию 2019 г.
На территории Российской Федерации значение ？М доходит до +30° и резко меняется в регионе Ямала и Таймыра, переходя от положительного значения к отрицательному, что очень неудобно для навигации.
В арктическом регионе Канады ？М > 30° затруднено применение информации от маяка VOR, рис 5 [7]. По этой причине маяки ориентированы по истинному меридиану.
Рис. 5. Регион Канады с ориентированием маяка VOR по истинному меридиану
Отсчет направления от магнитного меридиана требует отслеживания изменения ？М, что является очень затратным мероприятием каждые 5 лет. А в некоторых случаях приходится изменять ？М не дожидаясь очередной эпохи.
На 12 Аэронавигационной конференции ИКАО (2012 г.) делегация Канады внесла предложение о переходе системы отчета к истинному меридиану (см. выдержку (перевод автора)) [8]:
Следует отметить, что ИКАО в повестке дня 12 Аэронавигационной конференции данный вопрос не рассматривался [9].
Активное использование в навигации GNSS и инерциальных систем, а в этих системах навигация осуществляется от истинного меридиана, позволяет перейти на отсчет направления от севера истинного.
На 13 Аэронавигационной конференции ИКАО (2018 г.) в Перечне рекомендаций включен пункт 3.5/4 Истинный север [10], а от Канады был представлен документ [11] в котором более подробно была изложена проблема перехода на север истинный.
В настоящее время работает специальная рабочая группа по изучению и обоснованию перехода в гражданской авиации от магнитного меридиана на истинный – Aviation Heading Reference Transition Action Group (AHRTAG) [12]. В группу входят специалисты из Австралии, Великобритании, Канады, Нидерландов, России, США, Франции и Японии и производители авионики. С начала 2021 г. группа проводит онлайн-заседания ежемесячно. В середине декабря 2021 г. AHRTAG представила презентацию о статусе вопроса на заседании рабочей группы ИКАО в Брюсселе и получила одобрение на продолжение работы.
8 сентября 2022 г. ИКАО провела вебинар по теме: Moving from Magnetic to True North in Aviation на котором была представлена информация представителей Канады, ИКАО и Jeppesen о состоянии дел и целесообразность перехода.
Целесообразность перехода заключается в повышении точности навигации и сокращении расходов при издании документов аэронавигационной информации и матрицы ？М. Например, в аэропорту Шереметьево 92 страницы АИП содержать информацию, связанную с ？М (включая номер ВПП) и при изменении ？М их необходимо переиздать. А кроме того, необходимо переиздать соответствующие схемы и карты в бортовых сборниках аэронавигационной информации, что очень затратно.
Что необходимо сделать для перехода на север истинный:
1) на аэродроме:
переименовать нанесенные на ВПП номера цифровых знаков;
заменить обозначения транспарантов места ожидания у ВПП, расположенных у конца ВПП;
маяк VOR, автоматический пеленгатор, применяемый в районе аэродрома, и измеритель направления ветра ориентировать на север истинный;
2) на навигационных картах и схемах – перейти от магнитных путевых углов к истинным;
3) в прогнозах (TAF) и фактической погоды (METAR) указывать направление ветра от севера истинного;
4) на ВС перейти на систему отсчета курса относительно севера истинного.
Относительно пп. 1) – 3) переход потребует финансовых затрат и он решаем.
В отношении реализации п. 2) можно постепенно на навигационных картах и схемах начать публикацию заданной линии пути от истинного меридиана с разращением 0,1°, как это представлено на картах RNP Approach, а в скобках – относительно магнитного меридиана. После полного перехода на север истинный – удалить магнитные путевые углы.
Сложней переход на истинный курс на ВС, у которых присутствует система отсчета курса только от магнитного меридиана:
Возможно, к моменту перехода на север истинный к 2030 г. у некоторых ВС ресурс закончится. А у ВС, у которых ресурс не закончится, необходимо планировать установку нового поколения инерциальной курсовертикали на основе волоконно-оптических гироскопов (Fibre Optic Gyro (FOG) или микроэлектромеханическиой системы (Micro Electromechanical Systems - MEMS), технология которых не предусматривает определение магнитного курса.
Касаясь ВС, у которых в состав навигационного комплекса входят инерциальные и спутниковые системы, переход на север истинный возможен при обнулении в NAVDATA матрицы магнитного склонения.
Так как процесс перехода на север истинный очень затратный, то государству необходимо заблаговременно разработать дорожную карту. При этом надо учесть возможности и интересы государственной авиации.
Опыт внедрения в России нововведений в навигации показывает, что от момента внедрения ИКАО конкретной реализации в России она внедрялась с большой задержкой. В качестве примера см. таблицу:
В авиации переход отсчета направления от истинного меридиана неизбежен. России, как стране восходящего Солнца, в вопросах перехода на север истинный, желательно стать примером для остальных государств.
Источники:
The Magnetic Compass in Aviation – How it is used in airplanes. – URL: https://pilotinstitute.com/magnetic-compass/#:~:text=History%20of%20Magnetic%20Compasses%20in%20Aviation&text=It%20was%20only%20until%20the,30%20seconds%20of%20previous%20models (дата обращения 12.07.2022)/Михеев Вадим Ростиславович. Неизвестный Сикорский [？Бог？ вертолетов] – URL: https://biography.wikireading.ru/104523 (дата ссылки 09.09.2022).Музей ВВС Монино. Зал 8 ч. 13: Илья Муромец С-22. – URL: https://igor113.livejournal.com/74567.html (дата ссылки 02.08.2022).Resisting The Pull: Should We Still Be Using Magnetic North By Chris Shieff. – URL: https://ops.group/blog/resisting-the-pull-should-we-still-be-using-magnetic-north/?print=pdf (дата ссылки 10.07.2022).Declination of the Earth 1590-1990. – URL: https://www.usgs.gov/media/images/declination-earth-1590-1990 (дата ссылки 04.09.2022).Мировую модель магнитного поля пришлось обновить раньше обычного графика - 06 февраля 2019. – URL: https://meteoinfo.ru/novosti/99-pogoda-v-mire/15831-mirovuyu-model-magnitnogo-polya-prishlos-obnovit-ranshe-obychnogo-grafika (дата ссылки 09.09.2022).Презентация. MAGNETIC VS TRUE NORTH. Vision to 2030. Captain Anthony MacKay Director Flight Operations. 26/09/2017.Avionics requirements roadmap to meet future communication, navigation and surveillance (CNS) technology advances (Presented by Canada) Twelfth air navigation conference/ ANConf.12.WP.147. Montréal, 19 to 30 November 2012.Двенадцатая аэронавигационная конференция. Монреаль, 19–30 ноября 2012 года. (Представлено Секретариатом). Повестка дня. AN-Conf/12-WP/1 19/3/12.Тринадцатая аэронавигационная конференция. Монреаль, Канада, 9–19 октября 2018 года. Доклад конференции. Общая часть. AN-Conf/13-WP/311 18/10/18.Тринадцатая аэронавигационная конференция. Монреаль, Канада, 9–19 октября 2018 года. КОМИТЕТ А. Пункт 3 повестки дня. Повышение эффективности глобальной аэронавигационной системы. 3.5. Прочие вопросы ОрВД. Система отсчета, привязанная к истинному северу (Представлено Канадой). AN-Conf/13-WP/114 14/9/18 – URL: https://www.icao.int/Meetings/anconf13/Pages/WP_Num.aspx (дата ссылки 03.09.2022).Nederlands instituut voor navigatie. – URL: https://www.navnin.nl/new/mag2true/ (дата ссылки 01.09.2022).