İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ UÇAK VE UZAY BİLİMLERİ FAKÜLTESİ RÜZGAR VERİSİNE BAĞLI UÇUŞ ROTASI PLANLAMA BİTİRME ÇALIŞMASI Mert OKUYAN Uçak Mühendisliği Tez Danışmanı: Dr. Öğr. Üye. Emre KOYUNCU HAZİRAN 2018
İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ UÇAK VE UZAY BİLİMLERİ FAKÜLTESİ RÜZGAR VERİSİNE BAĞLI UÇUŞ ROTASI PLANLAMA BİTİRME ÇALIŞMASI Mert OKUYAN 110140707 Uçak Mühendisliği Tez Danışmanı: Dr. Öğr. Üye. Emre KOYUNCU HAZİRAN 2018
İTÜ, Uçak ve Uzay Bilimleri Fakültesinin 110140707 numaralı öğrencisi Mert OKUYAN, ilgili yönetmeliklerin belirlediği gerekli tüm şartları yerine getirdikten sonra hazırladığı RÜZGAR VERİSİNE BAĞLI UÇUŞ ROTASI PLANLAMA başlıklı tezini aşağıda imzaları olan jüri önünde başarı ile sunmuştur. Tez Danışmanı : Dr. Öğr. Üye. Emre KOYUNCU... İstanbul Teknik Üniversitesi Jüri Üyeleri : Prof. Dr. Gökhan İnalhan... İstanbul Teknik Üniversitesi Dr. Öğr. Üye. Ramazan Yeniçeri... İstanbul Teknik Üniversitesi Teslim Tarihi : 28.05.2018 Savunma Tarihi : 13.06.2018
Aileme, 6
7
8
ÖNSÖZ Bitirme çalışmamda bana sabırla yardım eden Araş.Gör.Mevlüt UZUN hocama, konumu belirlememde bana yardımcı olan bitirme hocam Dr.Öğr.Üye.Emre KOYUNCU hocama ve havacılık konusunda bana çok şey öğreten Bee Flight Academy kulübündeki arkadaşlarım Tarık Berçin, Kerem Hafızoğlu, Serdar Kesik ve Burak Kılıç arkadaşlarıma çok teşekkür ederim. Tüm okul hayatım boyunca desteğini hiçbir şekilde esirgemeyen aileme ve kız arkadaşım Işıl Işık a ayrıca teşekkür ederim. Haziran 2018 Mert OKUYAN 9
10
BÖLÜM 1 GİRİŞ Havacılık tarihi çok eski çağlara dayanır. Milattan önce 400 lü yıllarda Çinlilerin yaptıkları uçurtmaları uçurmaları insanların aklına kendilerinin de uçabileceklerini düşünmelerini sağlamıştır. Ayrıca insanlar kollarına kanat benzeri yapılar takıp kuşlar gibi uçmaya çalışmışlardır. Fakat tahmin edileceği gibi bu denemeler hüsranla sonuçlanmıştır. Çünkü insan kas yapısı bu tür uçuşa uygun değildi. Daha sonraları antik yunanlarda İskenderiyeli Heron adlı deneysel mucit aslında ilkel bir motor diyebileceğimiz Aeolipile adını verdiği ilkel buhar türbinini yapmıştır. 1485 yılında Leonarda da Vinci uçuşla ilgili bilinen ilk çalışmaları yapmıştır. The Ornithopter denen kanatlı uçuş aracını tasarlamıştır. Ama çalışmaları çizimlerden ileriye gidememiştir. 1783 yılında Joseph Michel ve Jacques Etienne Montgolfier kardeşler ilk uçan balonu tasarlamışlar ve uçurmuşlardır. Isınan havanın yükselmesi ile uçurdukları balona bir koyun bağlayarak, koyunu 6000 ft yükseklikte 1 mil kadar uçurmayı başarmışlardır. Daha sonrasında ise 21 Kasım 1783 te ilk insanlı uçuşu gerçekleştirmişlerdir. 1850 li yıllarda George Cayley, vücut kontrolüyle çalışan birden çok planör tasarlamıştır. Bu planörler üzerinde 50 seneden fazla geliştirmeler yapmıştır. Kanat yapısını düzeltip daha iyi bir hava akışı sağlamasının yanında, yaptığı planörlere kuyruk ekleyerek stabilite üzerine de geliştirme sağlamıştır. Ayrıca bir çocuğu yaptığı planörde uçurabilmiştir. 1891 de Otto Lilienthal aerodinamik üzerine çalışmış ve planörle uzun süreli uçuşlar gerçekleştirebilmiştir. 2500 den fazla uçuş yapmış ve ne yazık ki bu uçuş denemelerinin birinde kontrolü kaybederek hayatını kaybetmiştir. Yine 1891 yılında Samuel Langley adlı gök bilimci yapılan bu planörlere ek güç gerektiğini düşünmüş ve bir uçak modeli üzerine buhar motoru takarak ¾ mil kadar uçurmayı başarmıştır. Sonrasında ise gerçek boyutta bir uçakta bunu denemiş fakat uçak çok ağır olduğundan uçamamış ve denemelerinden vazgeçmiştir. Fakat yaptığı bu denemelerle planöre motor ekleme fikrini havacılığa katmıştır. 11
1903 yılında Wright Kardeşler ilk kontrollü ve motorlu uçuşu gerçekleştirmişlerdir. Bundan sonraki yıllarda havacılık çok hızlı gelişme göstermeye başlamıştır. 1904 te yaptıkları uçak 45 dk lık bir uçuş süresine ulaştı. 1909 da Louis Bleriot Manş denizini uçarak geçmiştir. 1910 da Walter R.Brookins 1852 metreye çıkarak yükseklik rekoru kırmış, 1911 de Clabraith P.Rodgers çift kanatlı Wright uçağıyla New York California arasını 49 günde gitmiştir. 1.Dünya savaşında uçaklar savaş için kullanılmaya başlandığından itibaren uçaklar için çok büyük teknik gelişmeler yaşandı. Hava araçlarıyla ilk yolcu taşımacılığı DELAG (Deutsche Luftschiffahrts- Aktiengesellschaft) firması tarafından zeplinler ile yapılmıştır. Sabit kanatlı hava aracıyla yapılan ilk yolcu taşımacılığı ise 1 Ocak 1914 te St.Petersburg,Florida dan Tampa,Florida arasında yapılmıştır. İlk sivil uçuştan bu yana bir asır geçmiştir ve şu anda sivil havacılığın modern toplumdaki yeri çok önemlidir. Bu sektör sadece büyük ve hızlıca büyüyen bir sektör olmasının yanında, doğrudan veya dolaylı birçok sektörün de (gezi, turizm vs.) devam etmesini sağlamaktadır. Havayolu taşımacılığı son otuz yılda hızlı bir büyüme gösterdi. EU-15 ülkelerindeki yolcu kilometre sayısı 1970 yılından 2000 yılına 33 milyardan 281 milyara yükselmiş, ortalama yıllık büyüme ise %7,4 olmuştur. Aynı dönem içerisinde majör kurumsal ve düzenleyici değişimler gerçekleşmiştir. Sivil havacılık hava taşımacılığının stratejik önemi nedeniyle ciddi düzenlemelerden geçmiştir ve bu düzenlemelere uyulması ve uçuşların bunlara göre sürdürülmesi her havayolu şirketinin başlıca görevlerindendir. 12
BÖLÜM 2 UÇUŞ PLANI Uçuş planı A noktasından B noktasına giderken gerekli tüm bilgileri içeren bir uçuş dokümanıdır, dokümanı hazırlayan uçuş harekât uzmanı (Flight Dispatcher) verilen kalkış günü ve zamanına en uygun ve verimli uçuş planını birtakım değişkenleri hesaba katarak hesaplamak zorundadır. Bu planı hazırlarken özetle; kalkış ve iniş pistleri, uçuş rotası, uçuş yüksekliği, hava durumu, kalkış ağırlığı, uçuş sürati, yakıt miktarı, alternatif havalimanları, taksi süresi ve alternatif rotaları göz önünde bulundurmalıdır. Aşağıda bu etmenlere sırasıyla bakıp aynı zamanda 12 Nisan 2018 TK1 uçuş numaralı TC-JJI tescilli uçakla yapılan İstanbul New York seferinin operasyonel uçuş planından örneklerle açıklanacaktır. Şekil 1 Şekil 1'de görüldüğü üzere ilk kutucukta uçuş numarası(tk1), callsign (THY1), Cost Index (CI 46) olarak görülüyor. Ayrıca planda yakıt miktarlarının kilogram(kgs) olarak kullanıldığı ve uçuşun IFR olarak uçulacağı gösterilmiştir. İkinci kutuda uçuşun 12 Nisan 2018(12APR18)'de tarifeli bir uçuş olduğu [Scheduled(S)] olarak yapıldığı, uçağın IATA kodlamasına göre modeli (773ER), uçağın kuyruk kodu (TCJJI) ve uçakta bulunan motorun modeli(ge90-115bl) yazılmıştır. "FC VALID 120600 13000" planın geçerlilik süresini, PAX ise yolcu sayısını belirtir. Üçüncü kutuda uçağın nereden kalkıp nereye vardığı zulu zamanına göre belirtilmiştir. Ayrıca zulu zamanının yanında yerel zamanla olan fark da verilmiştir. 13
BLK ile gösterilen kısım ise uçağın pist başına varacağı (Block time) zamanı gösterir. 2.1 Kalkış ve iniş pisti Kalkış ve iniş pistlerinde nihai kararı ATC vermesine rağmen rotayı hazırlayan kişi öncelikli bir tahminde bulunarak kalkış ve iniş pistlerini belirlemelidir. Bu pistleri belirlerken öncelikli olarak göz önünde bulundurulması gereken değişken rüzgâr yönüdür. Pilotlar emniyet açısından kalkışta daha az pist mesafesi kullanarak kalkmak isterler, bu yüzden kafadan alınan rüzgâr kalkış için daha uygundur. Bunların dışında pistlerin açık ve kapalı olması, iniş yapacak uçak için uygun kriterleri karşılayıp karşılamadığı da diğer değişkenlerdir. Uçağın harekât uzmanının seçtiği iniş ve kalkış pistleri uçuş planında DEST ROUTE TEXT kısmında görülebilir. Örnek uçuş planımızda LTBA'dan kalkış 35L pisti olarak KJFK iniş pisti olarak 22R pisti öngörülmüştür. Şekil 2 2.2 Uçuş rotası Kalkıştan sonra ve inişten önce uçakların kullandığı belirli yollar vardır. Bu yolların kullanımı içine uçtuğunuz hava sahasına izin almayı ve eğer alternatif ve daha hızlı yollar varsa arkadan alınan rüzgârla daha verimli hızlı ve verimli hale 14
getirilebilir. Eğer uçtuğunuz hava sahası bir nedenden dolayı kapatılmışsa veya rota üzerinde türbülans, volkanik patlama gibi uçuş emniyetini ve konforunu tehlikeye atacak durumlar söz konusuysa rotanın bu durumlardan sakınacak şekilde düzenlenmesi gerekir. Örnek planın şekil 2'de gösterilen kısmında "LTBAR35L" ve "KJFKR22R" arasında uçuş rotası belirtilmiştir. PIKIL HOIST noktaları arasında NATC yani okyanus üzerinde geçiş rotası belirlenmiştir. Bu noktalar arasındaki rota bilgisi planın diğer sayfalarında belirtilmiştir. Atlantik üzerindeki bu yollar üzerinde çok yüksek hızlı "jet stream" denilen hava akımları vardır. Bu rüzgarlar özellikle batıya olan uçuşlarda uçuş süresini düşürerek yakıt tüketimini düşürürler. Şekil 3 te uçuşun FlightRadar24 ten alınmış rotasını görebilirsiniz. Mavi rota uçuşun gerçek rotasını gösterirken, kırmızıyla gösterilen rota ise uçuşun büyük daire rotası denilen dünya üzerinde bir noktadan bir noktaya olan en kısa mesafeyi gösteren rotayı takip etseydi nasıl bir çizgiyi takip edeceği gösterilmiştir. Şekil 3. Uçuş rotası 15
Genellikle atlantik üzerinde kullanılan ve uçakların seyir rotaları boyunca bir havalimanına en az 60 dk uzaklıkta olması kuralını esneten ETOPS yani "Extended Twin-engine Operations" ın kısaltması olan ve uçağın tipine göre bu kuralı 330 dk'ya kadar uzatan kurala göre rota planlaması yapılmış ve belirtilmiştir. Bizim uçağımız ETOPS 180 dakika kuralına elverişli olduğundan planlama buna göre yapılmıştır. 2.3 Uçuş irtifası Uçuş sırasında uçulabilecek maksimum uçuş irtifası uçuş sırasında değişebilir. Uçağın ağırlığın APU veya motor çalıştırıldığından itibaren harcanan yakıt oranında azalma göstermeye başlar. Uçağın ağırlığı azaldıkça çıkabileceği yükseklik artmaya başlar. Daha yüksekten yapılan uçuşlar atmosferik koşullardan dolayı daha etkin hale gelmeye başlar ve daha az yakıtla daha fazla yol kat edebilirsiniz. Bazen bu duruma istisna olarak düşük irtifalarda kuyruktan alınan rüzgârla daha verimli bir uçuş sağlanabilir. Uçuş irtifası örnek uçuş planının şekil 2'teki kısmında gösterilmiştir. "F300 UTEKA/F320 LEGRO/F340 HOIST/F360" kısmında başlangıçta 30000 ft'e tırmanıp uçağın ağırlığı azaldıkça UTEKA noktasında 32000 ft, LEGRO'da 34000 ft, HOIST noktasında ise 36000 ft'e yükseleceği belirtilmiştir. 2.4 Hava Durumu Rüzgâr kalkış, iniş ve uçtuğu yükseklik için en önemli faktördür. Ayrıca rüzgâr uçuşun süresini ve yakıt tüketimini de etkiler. Fakat sıcaklık da yükseklik, hız ve uçağın ağırlığını önemli ölçüde etkiler. Hava bilgilerinin nereden alındığı bölüm 3'te ayrı bir başlık altında anlatılacaktır. 16
2.5 Ağırlık Uçağın ağırlığı uçuştaki maliyetleri etkileyen ve uçağı kısıtlayan en önemli parametrelerden biridir. Uçağın ağırlığını değiştiren başlıca değişkenler; yolcular, kabin ve kokpit ekibi, bavullar, kargolar, su, yakıt vb. gibidir. Uçağa alınan yakıt miktarı doğru miktarlarda ayarlanmazsa uçakta gereksiz ağırlık taşınmış olacaktır. Daha sonradan bahsedileceği gibi uçağa alınan yakıt varış havalimanında uçuş emniyeti için belirli bir değerin altında kalamaz. Fakat varış noktasında fazladan yakıt kalmasının da maliyet açısından olumsuz yönleri olacaktır. Bu yüzden uçuş harekât uzmanı harcanacak yakıtı doğru hesaplayarak uçağa alınacak doğru yakıt miktarını belirlemelidir. Ayrıca fazla ağırlık uçağın kalkış mesafesini de arttıracaktır. Şekil 4'te örnek uçuş planında belirtilmiş ağırlık bilgileri yer almaktadır. Uçağa alınan faydalı yük miktarı(payload) 50446 kg olarak belirtilmiştir. EZFW (Yüksüz yakıtsız ağırlık) 244015 kg, ETOW(Yüksüz kalkış ağırlığı) 310010 kg, ELDW(Yüksüz iniş ağırlığı) 233386 kg olarak belirlenmiştir. Ayrıca inişten sonra kalacak yakıt miktarı (REMF) ise 9371 kg olarak tespit edilmiştir. Dikkat edilirse EZFW, ETOW ve ELDW bilgilerinin yanında sırasıyla MZFW, MTOW ve MLDW bilgileri verilmiştir. Bunlar uçağın kaldırabileceği maksimumları belirtirler ve uçağa yapılan yüklemelerin hepsi bu değerlerin altında olmalıdır. MIN DIV ile gösterilen kısımda ise uçağın planlanan havalimanında inişte yakıt tanklarında bulundurması gereken minimum yakıt miktarını göstermektedir. Uçak bu yakıt miktarının altında havalimanına inerse kurallara aykırı bir harekât yapılmış olur. Çünkü bu durumda pilotun başka bir havalimanına divert etmiş olması gerekmektedir. 17
Şekil 4 2.6 Hız Düşük hızlar daha az yakıt tüketimi anlamına gelir. Ama doğru zamanda gideceğiniz havalimanına varmak için de belirli bir hızı yakalamanız gerekir. Örnek uçuş planında uçuş hızlarının hangi noktalarda ne kadar olacağı ek-1'deki uçuş planının 3,4,5,6,7. sayfalarında belirtilmiştir. 2.7 Yakıt miktarı Daha önceden de belirtildiği gibi bir uçağa gereğinden fazla yakıt yüklenirse uçak gereğinden fazla ağırlaşmaya başlar. Uçağın tipi ve yukarıdaki tüm anlatılanların yanında bekleme anında APU nun çalıştırılması da yakıt tüketimini etkileyen faktörler arasındadır. Ayrıca pilot isterse bazı nedenlerden dolayı ekstra yakıt talebinde bulunabilir. 18
Uçakta bulunacak yakıt miktarı uçuş planına ve uçuş sırasınca yapılacak yeni rota düzenlemelerini de göz önünde bulundurarak uçuşun her evresinde yeterli yakıt bulunmasını gerektirir. Ayrıca planlanandan sapmalar için de rezerv yakıt bulundurma zorunluluğu vardır. Bu hesaplamalar yapılırken uçağın üreticisinden alınan veriler ve uçağın kendi yaptığı uçuşlardaki yakıt tüketim miktarları göz önünde bulundurulmalıdır. Ayrıca uçağa binecek tahmini ağırlık, beklenen hava durumu, ATC prosedür ve kısıtlamaları da yakıt miktarını etkileyen faktörlerdendir. Uçuş için gerekli yakıtın hesaplamaları, taksi yakıtı, uçuş yakıtı, rezerv yakıtı ve pilot tarafından talep edilen ekstra yakıtı içerir. Burada rezerv yakıt; beklenmedik olaylar için alınan yakıt, alternatif varış havaalanı için gerekli yakıt, nihai yedek yakıtı ve ETOPS operasyonlar için gerekli yakıtı içerir. Şekil 5 Şekil 6'da örnek uçuş planında uçağa alınan yakıt miktarı, yakıtın uçuşun hangi aşamasında kullanılacağı ve bu aşamaların ne kadar süreceği bilgileri verilmiştir. Uçağın kalkıştan inişe kullanacağı yakıt miktarı (TRIP) 76624 kg, beklenmedik olaylar için aldığı yakıt miktarı(cont%3) TRIP yakıt miktarının 19
yüzde 3'ü olan 2299 kg, alternatif havalimanı olan Philadelphia Uluslararası Havalimanı için alınan yakıt miktarı [ALTN(KPHL)] 3604 kg, ETOPS için alınan yakıt miktarı 320 kg, taksi için alınan yakıt miktarı (TAXI) 561 kg, 1 saatlik APU çalıştırılması için alınan yakıt miktarı 240 kg olarak belirlenmiştir. Pilotun ekstra yakıt istememesi (COMNDR.EXTRA) ve gidilecek yerde TANKERING denen ekonomik sebepli ekstra yakıt alımına ihtiyaç olmadığından bu bölümler 0 olarak belirtilmiştir. Total yakıt miktarı nihai olarak 86796 kg olarak belirtilmiştir. Şekil 6 2.8 Alternatif Havalimanı Eğer bir nedenden dolayı planlanan havalimanına iniş mümkün değilse bu gibi durumlar için alternatif havalimanı planlaması yapılır. Bu daha uzun bir uçuş süresi ve dolayısıyla daha fazla yakıt tüketimi anlamına gelebilir. Örnek uçuş planının şekil 2'deki kısmında alternatif kalkış ve iniş havalimanları belirtilmiştir. Kalkış alternatif havalimanın LTAC (Ankara Esenboğa 20
Havalimanı) iken, varış alternatif havalimanı KPHL (Philedelphia Uluslararası Havalimanı) olarak belirtilmiştir. 2.9 Taksi süresi Taksi süresi de-icing operasyonlar ve havalimanındaki uzak bir piste gidiş söz konusuysa uzayabilir. Örnek uçuş planında taksi süresi 17 dakika olarak belirtilmiştir. 2.10 Alternatif rotalar Bazen akıllara ilk gelen gibi A noktasından B noktasına düz bir uçuş her zaman en verimli rotada olduğunuz anlamına gelmez. Yukarıda anlattığımız gibi bir rotanın rüzgâra, uçuş yüksekliğine, yakıt tüketimine, sıcaklığa ve hıza bağlı olduğunu gördük. Bazen diğer güzergâhlar daha az yakıtla hedefe ulaşmayı mümkün kılan daha elverişli rüzgâr koşullarına sahip olabilir. 21
BÖLÜM 3 AUTOMATIC DEPENDENT SURVEILLANCE-BROADCAST (ADS-B) Hava trafiği servis sağlayıcıları ve dünyanın dört bir yanındaki havacılık regülatörleri hava sahası ve uçuş operasyonlarında daha fazla esneklik ve uyarlana bilirliğin yanı sıra geliştirilmiş trafik akışı, kapasite, verimlilik ve güvenlik sağlamak için çalışmalar yapıyorlar. Radarla gözetlemeden, ADS-B gözetlemeye geçiş uçuş sırasınca ve yerdeyken uçakların daha kesin ve güvenilir bir şekilde izlenmesine olanak sağlıyor. ADS-B, hava taşımacılığı sistemini modernize etmek için tasarlanmış yeni bir gözetim teknolojisidir. "Next Generation Air Transportation System (NextGen)" ve "Single European Sky Air Traffic Management (ATM) Researh Programme (SESAR) ile ilgili araştırmalar için temel teknoloji ADS-B 'den sağlanır. NextGen, FAA hava trafik kontrol (ATC) sistemini daha fazla uçak için daha verimli hale getirmeye amaçlar, SESAR ise aynı amaçta Avrupa'da yapılan çalışmaların ismidir. Geleneksel radar sisteminin yanına daha uygun fiyatlı bir yedek olarak geliştirilmiş ve onaylanmış olan ADS-B sistemi, ATC'nin uçakları daha büyük bir hassasiyetle ve daha önce hiç olmadığı kadar büyük bir alanda izleyip kontrol etmesini sağlar. Örneğin, şu anda herhangi bir radar kapsamı olmayan Avustralya'nın ve Kanada'da ki Hudson Körfezi'nin büyük kısmı şu anda düşük bütçeli ADS-B antenlerinin stratejik yerleşimi sayesinde ATC ekranlarında görülebilir hale gelmiştir. ADS-B, NextGen ve SESAR için radar temelli bilgileri uydu tabanlı konum bilgisine çevirmede en önemli teknolojilerden biridir. Ayrıca, FAA, ADS-B'nin bu dönüşüm için bir temel taşı olacağını ve uydu tabanlı gözetlemenin kesinliğini ve güvenilirliğini arttıracağını belirtmiştir. Bu bölümde yeni bir teknoloji olan ADS-B'nin uçaklarda nasıl çalıştığını, ATC'nin bunu nasıl kullandığını ve ATC'ye yerde nasıl bir katkı sağladığı anlatılacak. Ayrıca, ADS-B'nin uçuş ekibinin havada ve yerdeki diğer uçaklara olan farkındalığını nasıl arttırdığını ve operatörlere ne gibi faydalar sağlayabileceği anlatılacaktır. 22
3.1 ADS-B nasıl çalışır? ADS-B, uçuş ekiplerinin ve yer kontrol personelinin, bölgedeki uçakların konumu ve hızı hakkında spesifik bilgi sağlayan bir uydu, verici ve alıcı kombinasyonunu kullanır. (Bkz. Şekil 3.1) Şekil 7.ADS-B nasıl çalışır Uçak tarafından bakarsak ADS-B'nin iki yönü vardır. "ADS-B Out" sinyalleri uçaktaki vericiden yerdeki veya diğer uçaktaki alıcılara yollanır. Bu sinyaller görüş hattı boyunca iletilebilirler. "ADS-B Out" sinyalleri ATC tarafından uçakların ekranda görüntülenmesi için kullanılabilir. Ayrıca bu sinyaller civardaki diğer uçaklar tarafından alınabilirler. Alınan bu sinyaller sayesinde alıcı uçağın CDTI (Cockpit Display of Traffic Information) ekranında diğer uçağın lateral pozisyon, yükseklik, hız ve uçuş numarası görüntülenebilir. Alınan bu sinyal "ADS-B In" olarak adlandırılır. İki uçak arasındaki maksimum mesafe 100 nm'den fazladır ve bu da CDTI'da uçakların yakın veya uzak olduğunu göstermesine olanak sağlar. 23
Uydular GNSS ve GPS alıcıları olan uçaklara konum ve hızlarını belirleyebilmeleri için hassas zamanlama bilgisi yollar. "ADS-B Out" ile donatılmış uçaklar pozisyon, hız ile uçuş numarası ve acil durum gibi diğer bilgilerini yerdeki ve diğer uçaktaki alıcılara 1090 MHz'lik dijital datalink ile yayınlarlar. Yerdeki ATC sistemlerinde ve diğer uçaklarda bulunan ADS-B alıcıları sayesinde kullanıcılara hava trafiğinin gerçek zamanlı görüntüsü verilmiş olur. Geleneksel radar sistemlerinin aksine ADS-B düşük irtifalarda ve yerdeyken de çalışır. Bu sayede havalimanındaki taksi yolları ve pistteki trafik izlenebilir. Aynı zamanda ADS-B, radar kapsamının olmadığı veya radar kapsamının sınırlı olduğu uzak bölgelerde de etkilidir. 3.2 ADS-B'nin havayolu şirketlerine olan yararları Uygun yer ve hava ekipmanları ve operasyonel prosedürlerle birlikte, ADS-B havayollarına aşağıdaki faydaları sağlar; 3.2.1.Güvenlik ADS-B havacılık endüstrisine, sistem verimliliğini ve kapasitesini arttırırken mevcut güvenlik standartlarını koruma ve geliştirme olanağı sağlar. ADS-B, diğer uçakların nerede olduğunu gösterdiğinden uçuş ekiplerinin durumsal farkındalığını önemli ölçüde arttırır. ADS-B kullanan uçakların belirlenen uçuş rotasından sapmaları durumunda bilgilerinin hızlı bir şekilde paylaştığından gerçek zamanlı ortak bir gözlem yeteneği sunar. Daha hassas ve ortak olarak sunulan trafik bilgileri sayesinde tüm ADS-B kullanıcılarına ortak bir operasyonel pencere sunar. ADS-B, radara göre daha hızlı ve kesin bilgi sağlar. ADS-B terminal için 6 saniyede, rota için ise 12 saniyede bir bilgi sunan radardan daha hızlı bilgi sunar. Hem hava hem de yer trafiğini görüntüleme imkânı sağlar. 24
100 nm'den daha fazla bir alanda yüksek doğrulukta bilgi imkânı sağlayarak mevcut olan sistemlerden çok daha ön plana çıkar. Çakışan trafiğin tespiti, hızlanma, yükselme ve alçalma bilgilerini temiz ve hızlı bir şekilde gösterir. ADS-B bazı uygulamalarla otomatik trafik bildirimleri veya pist ihlali vs. benzeri uyarıları verebilir. 3.2.2 Kapasite ADS-B ATC sisteminin sağlayabileceği uçuş sayısında önemli bir artış sağlayabilir. Uçakların arasındaki ayırım standartları düşürülebilirse daha fazla uçak belirli bir hava sahasında bulunabilir. ADS-B'nin artan hassasiyeti güvenlik seviyesi değişmeden uçaklar arasındaki ayırımın düşürülmesini mümkün kılar. Aynı zamanda ADS-B; Geliştirilmiş fix ölçümleri ile pist kapasitesinin arttırılmasını sağlar. Kötü hava koşullarında trafik bilgilerini kokpite yansıtarak pist yaklaşımının korunmasına yardımcı olur. Aynı pistte daha fazla uçağın kullanılmasına izin vermek için bölgede bulunan uçakların görünürlüğünü arttırır. Radar olmayan sahalarda normal prosedürün aksine 5 nm'ye kadar trafik ayrımına izin verir, ayrıca radar bulunan sahada potansiyel olarak trafik ayrımını 5 nm'den 3 nm'ye çekmeye izin verir. 3.2.3 Verimlilik ADS-B arttırılmış kapasitenin yanında uçuş verimliliğinin artmasını da sağlar. ATC sisteminin içerisindeki gözetim verilerinin doğruluğunu önemli ölçüde iyileştirir. Bu şekilde ATC'nin uçaklar arasındaki gerçek ayrımı anlamasına yardımcı olur ve kontrolörün uçakları ayırmasında kullandığı ve verimsiz olan vektörel ayrımdan kaçınmasını sağlar. Pilotların okyanus sahası gibi uzak alanlarda, daha yüksek, daha verimli ve dolayısıyla yakıt tasarrufu yapabilecekleri irtifalara 25
çıkmaları için izin almalarını sağlar, bu şekilde daha çevreci bir uçuş yapılmış olunur. ADS-B ile; Uçaklar birbirlerine daha yakın uçabilirler, çünkü ATC frekansı daha yüksek ve kesin bilgilerle uçuşları yönlendirebilir. Uçaklar daha verimli rotaları kullanabildiğinden yakıt tüketimi düşürülür. Mevcut kanıtlanmış bir dijital iletişim teknolojisi kullandığından ADS-B'nin daha düşük maliyetle daha hızlı kurulumu mümkündür. Tüm hava ve yer trafiğinin, hava alanı taksi yollarında ve pistlerde, ayrıca radarın kullanılamadığı hava sahalarında bile ekonomik ve bir çözüm sunar. Genel havacılık uçakları, grafiksel hava durumu ve uçuş metinlerini ADS-B kullanarak alabilirler. Havayolları, sürekli tırmanma ve alçalma profilleriyle daha verimli irtifa ve hızlarda uçarak yolcu-kilometre maliyetlerini düşürebilirler. Motor emisyonları ve uçak gürültüsü sürekli alçalma ve dönerek yaklaşımlarla azalır. 3.3 ADS-B için gerekli ekipmanlar ADS-B sinyallerini almak ve göndermek için yerde ve uçakta özel ekipmanlar gereklidir. 3.3.1 ADS-B Out sinyali için havada kullanılan ekipmanlar GNSS alıcısı ve uçaktaki ilgili antenler, uçağın konumunu ve bu konumdan hızı türetmek için GNSS uydu sinyallerini alıp işlemektedir. Konum ve hız bilgisi, ATC anteninden ADS-B Out sinyali yayınlayan ATC transponderına yollanır. 3.3.2 ADS-B In sinyali için havada kullanılan ekipmanlar TCAS sistemiyle ilgili antenler hedef uçaktan ADS-B Out sinyalini almak için kullanılır. Uçakta bilgi işlenir ve daha sonra uçuş ekibinin görmesi için CDTI ekranına gönderilir. ADS-B In uygulamasının gerekliliklerine bağlı olarak, FMS, kontrol panelleri, elektronik uçuş çantaları, ekranlar ve kablolar bu ekipmanlara dahil edilebilir. 26
3.3.3 Yer ekipmanları ATC sistemi uçaktan gelen ADS-B Out sinyallerini alabilmek için ADS-B yer istasyonuna sahip olmalıdır. ADS-B yer istasyonları ufka doğru engelsiz bir görüş, ADS-B alıcısı, güç kaynağı, iletişim bağlantısı (uydu veya karasal) ve fiziksel ve veri güvenirliği olan bir ADS-B alıcı anteni içerir. Havadaki bileşenlerin dünyanın her yerindeki hava seyrüsefer servis sağlayıcıları (ANSP) ile doğru çalışabilmeleri için gerekli standartlara uymaları gerekmektedir. 27