Yeni ADS-B Uygulamaları

Yazar: Scott Dennstaedt | Rotor&Wing International  |18 Mayıs 2018

Çeviren: Ercan Caner, Sun Savunma Net, 11 Kasım 2019

Günümüze kadar hava araçlarının takip ve izlenmeleri radarlar tarafından yapılmıştır, fakat 2020 yılından itibaren hava araçlarının takip ve izlenmelerinin Avrupa ve Amerika’da ADS-B (Automatic Dependent Surveillance – Broadcast) kullanımı ile geliştirilmesi öngörülmektedir.

Automatic-Otomatik; mesajların periyodik olarak kesintisiz biçimde gönderilmesi anlamına gelmektedir.

Dependent-Bağımlı; pozisyon ve hız bilgileri küresel konumlama sisteminden alınmaktadır.

Surveillance-Gözlem; asıl hedef hava trafik kontrol ünitelerinin hava aracının nerede olduğunu bilmesidir.

Broadcast-Yayın; mesajlar, spesifik alıcılardan ziyade herkese yayınlanır.

Farklı disiplinlerin uyum ve işbirliğine dayanan ADS-B hava aracı takip ve izleme sistemi, hava araçlarının pozisyonunu uydu seyrüsefer sistemi ve hava araçlarından belirli aralıklar ile yayınlanan sinyaller vasıtası ile belirlemekte ve hava araçlarının sürekli ve kesintisiz olarak, uçuşun her safhasında izlenebilmesini sağlamaktadır.

Hava trafik yer kontrol istasyonları hava araçlarından yayınlanan sinyalleri direkt olarak almakta ve tali bir radara olan ihtiyacı ortadan kaldırmaktadır. ADS-B takip ve izleme sistemi, bağlantısız bir yayın teknolojisi olduğundan, diğer hava araçları da sinyalleri almakta ve birbirlerinin konumlarını belirleyerek kendi kendilerine yatay/dikey mesafe ayırımlarını yapabilmektedirler.

ADS-B otomatik bir sistemdir ve pilot veya harici bir müdahaleyi gerektirmemektedir. Sistem sadece hava aracı seyrüsefer sisteminden aldığı verilere bağımlıdır, hava aracının devamlı olarak izlenebilmesini sağlar ve devamlı olarak sinyal yayını yapılır.

Pilotlar ve mürettebat şimdi artık kokpitte bir çeşit data link hizmetine güvenebilirler. Bu hizmet bugünlerde neredeyse  Küresel Konumlama Sistemi (GPS- Global Positioning System) kadar yaygın bir  durumdadır. Data link sistemleri, direkt olarak hava aracı panellerine entegre edilen sertifiye edilmiş sistemler kadar portatif sistemler de olabilirler.

Eğer hava aracı kokpitinde Uçuş Bilgi Servisi Yayını (FIS-B: Flight Information Services Broadcast) için bir data link çözümünüz varsa, altı adet yeni meteoroloji verisinin bu yılın ortalarından itibaren 48 Birleşik Devletler eyaletinde yayınlanmaya başlayacağını öğrenmek sizi mutlu edecektir.

Üç ADS-B Hizmet sağlayıcısının kapsadığı ADS-B alanları. Foto: Research Gate

Data link aracılığı ile hava durumuyla ilgili bilgilerin alınması söz konusu olduğunda pilotların iki  seçeneği bulunmaktadır. Halihazırda mevcut olan iki seçenek; SiriusXM tarafından sağlanan uydu tabanlı sistem ile  FAA  tarafından sağlanan ve kokpitte ADS-B In tavsiye hizmetlerinin parçası olan yer tabanlı FIS-B sistemidir. FIS-B, grafiksel NWS (National Weather Service- Ulusal Hava Durumu Hizmeti) sonuçlarını, geçici uçuş kısıtlamalarını ve özel hava sahası kullanım bilgilerini, 978 mHz. frekansı üzerinden UAT (Üniversal Erişim Alıcı-Verici) donanımı ile göndermektedir. Her iki seçenek de donanım satın alınmasını, fakat sadece SiriusXM, hizmeti uzun vadede daha pahalı hale getiren abone olmayı gerektirmektedir.

Geçtiğimiz yıl RTCA (Radio Technical Commission for Aeronautics- Havacılık Telsiz Teknik Komisyonu) SC-206 çalışma grubu üyesi olma zevkine eriştim. Bu gurup, RTCA’nın Aeronautical Information and Meteorological Data Link Services (Havacılık Bilgi ve Meteorolojik Data Link Hizmetleri) organizasyonu oluşturan birçok çalışma gurubundan sadece bir tanesidir.

Başlangıçta çalışma gurubu 2017 yılı sonlarına kadar, yıldırım servisinin yanı sıra bulut tepe noktaları, buzlanma ve türbülans dahil olmak üzere dört yeni hizmeti devreye almayı planlamıştı. Çalışmanın ilk safhasında, çalışma gurubundan, bu hizmetlerin yanı sıra merkezi hava tavsiyeleri (CWA) ve grafiksel AIRMET’leri de eklemelerini rica ettim. Birçok geliştirme aşamalarından kaçınmak maksadıyla bu iki  hizmetin birleştirilerek ertelenmesine karar verildi. Bu hizmetlerin verilmesine 9 Mayıs tarihinde başlanmıştır, ülke genelinde yayının ise 7 Haziran 2018 tarihinde başlaması planlanmıştır.

Birleşik Devletler ADS-B Kapsama Alan Haritası. Foto: Google

Yıldırım Çarpmaları

Bir hava aracına yıldırım, örneğin burun bölgesi veya kanat ucundan çarpabilir, elektrik akımı hava aracının metal gövdesi üzerinde hareket ederek bir noktadan, örneğin uçağın kuyruğundan hava aracını terk eder. Hava araçları sanıldığından çok daha fazla yıldırım çarpmalarına maruz kalmaktadırlar. Hava araçları yoğun bulutlarla kaplı bir saha içinden geçerlerken kendileri yıldırım çarpmasını tetiklemektedir.

Birleşik Devletler’de ticari yolcu uçaklarında yıldırım çarpması sonucu felaketle sonuçlanan en son kaza-kırım 1967 yılında yaşanmıştır. Yıldırım çarpması sonucunda yakıt tanklarında bir tanesi infilak ederek felakete neden olmuştur. İsviçre Havayollarına ait uçağa yıldırım çarpması sonucu meydana gelen kazada uçakta bulunan 129 insan hayatlarını kaybetmiştir.

2006 yılında meydana diğer bir olayda da bir Rus havayolu şirketine ait Tu-154 tipi yolcu uçağı yıldırım çarpması sonucu Ukrayna’nın doğusunda düşmüş ve kazada  uçakta bulunan 170 kişi hayatlarını kaybetmiştir. Pilotların son mesajı ağır türbülans şartlarına girdiklerini bildiren sözleri olmuştur. 11.000 metre irtifada uçmakta olan yolcu uçağı pilotların bu mesajı sonrasında radar ekranlarından kaybolmuştur.

Yayınlanacak olan bilgiler arasında belki de en faydalısı yıldırımla ilgili bilgilerdir. Yıldırım özellikleri gösteren her türlü hava bunun yanı sıra tehlikeli konvektif türbülans ile de yüklü olacaktır. Yıldırımlarla ilgili yayınların sadece bulut-toprak yıldırım çarpmalarını kapsadığını anlamak önemlidir. Yani hemen rahatlamamak gerekmektedir, ABD’nin merkezi ovalarındaki fırtınaların çoğunda buluttan buluta ve buluttan toprağa olan yıldırım çarpmaları oranı ona bir oranındadır. Bunun anlamı; bazı ciddi gök gürültülü fırtınalarda, kısa periyotlarda çok büyük sayıda yıldırım olaylarına rastlanabileceğidir.

Solda yıldırım çarpmaları ve sağda konvektif türbülans bulutları

Bant genişliği sınırlamaları nedeniyle bulut-toprak arasında meydana gelen yıldırım olaylarının tamamının pozisyonu hakkında bilgi alınamayacaktır. Bunun yerine 2 kilometrelik grid paternlerindeki yıldırım çarpma rakamları yayınlanacaktır.

Buzlanma

Buzlanma, havacılık endüstrisi için gerçekten büyük bir tehdittir ve uçuş emniyetine (NTSB verilerine göre 1998-2007 yılları arasında hava araçlarında meydana gelen buzlanma nedeniyle hayatını kaybedenlerin sayısı 200’den fazladır) olan olumsuz etkilerinin yanı sıra NCAR (National Center for Atmospheric Research- Ulusal Atmosferik Araştırmalar Merkezi) verilerine göre havacılık sektörüne her yıl yaklaşık olarak 20 milyon dolar maliyete neden olmaktadır.

Buzlanma verileri özellikle, daha alçak irtifalarda uçmaları nedeniyle buzlanma şartlarına maruz kalma riski daha fazla olan  30’dan az koltuklu ticari yolcu taşıma uçakları ile küçük hava araçları için oldukça önemlidir. Bu tip hava araçlarının çoğunda da buzlanmayı önleyici sistemler bulunmamaktadır.

Bu yayın 1 veya 2 saatlik, olasılık ve şiddeti dahi buzlanma şartlarıyla ilgili tahminleri  içerecektir. Bu hizmeti, aviationweather.gov sitesinden FIP (Forecast Icing Product-Buzlanma Tahmin Verisi) adıyla biliyor olabilirsiniz. Buzlanma tahminlerinin yayınlanmasıyla ilgili halihazırdaki en büyük problem eskimiş olmasıdır.

Her 15  dakikada bir yayınlanıyor olsa da sadece her saatte bir yenilenmektedir. Bunun anlamı;  son güncellemeden sonra bir saat boyunca pilotların aynı görüntüye bakıyor olmasıdır. Buzlanma şartları çok hızlı gelişebilir ve kısa süreli olabilirler ve bir saat öncesine ait bir  tahmin pek de işe yaramayabilir.

Yukarıdaki grafik, FIP şiddet yazılım programından alınan 15 Mart 2011 gününde Birleşik Devletler için 2 saat süreli buzlanma oluşum şiddetini göstermektedir. Grafikte; deniz seviyesinden 1,000 ile 30,000 feet irtifa arasındaki buzlanma tahmin verileri gösterilmektedir. Grafikte mavinin tonları ile buzlanmanın şiddeti gösterilmektedir. SLD Threat (Supercooled Large Drops- Aşırı Soğuk Büyük Yağış Tehdidi) olarak gösterilen kırmızı alanlar ise donan çisenti  ve donan yağmur içeren ve ciddi buzlanma potansiyeli olan alanları göstermektedir. Foto: NOAA/NWS/ADDS.

Türbülans

Bu hizmeti de aviationweather.gov sitesinden GTG (Graphical Turbulence Guidance-Grafiksel Türbülans Rehberi) adıyla biliyor olabilirsiniz. Bu hizmetle, EDR (Eddy Dissipation Rate- Girdap Yayılım Oranı) olarak adlandırılan, hava aracından bağımsız bir tahmin hizmeti sunulmaktadır.

Girdapları hızlı bir şekilde yaymakta olan bir atmosfer türbülanslı demektir. EDR kullanımında hava aracı sınıfı çok önemlidir. Buzlanmaya benzer şekilde 1 veya 2 saatlik tahminler sadece FL240 seviyesine ulaşabilmektedir. Her 15 dakikada bir yayınlanır fakat ancak her saat başında güncellenir ve buzlanma tahmin hizmeti gibi bu hizmet de artık oldukça eskidir.

Grafiksel  AIRMET (Hava Meteorolojileri)

Bunlar kısaca G-AIRMET olarak bilinirler ve yalnızca hava meteorolojisinin grafiksel olarak gösterilmesi  değildirler. Aslında metin hava meteorolojisi, metin bilgileri içermeyen ve sadece biraz üst veri  içeren G-AIRMET’in bir yan ürünüdür.

Saha tahminlerinin kullanımdan kalkması gibi AIRMET uygulamasının da artık sonuna gelinmiştir. Yani, AIRMET yerine G-AIRMET yayınının yapılması, AIRMET’e olan bağımlılıktan kurtulmakta ileriye doğru atılan bir adımdır ve artık AIRMET sistemi de emekliye ayrılabilir.

G-AIRMET yayını, 2010 yılı mart ayından günümüze kadar AWC (Aviation Weather Center- Havacılık Meteoroloji Merkezi) tarafından günde dört kez yayınlanan ve kullanıcılar tarafından kullanılmakta olan temel sistemdir.

Eski AIRMET sistemi zamanın azizliğine uğrayan altı saatlik zaman dilimleri için geçerli  olan bir hizmettir. AIRMET, rota boyunca türbülans, buzlanma ve IFR şartları hakkında bilgi sağlayan o kadar da faydalı olmayan bir hizmettir.

Buna karşılık G-AIRMET, her biri tek bir anda geçerli olan, ilk görüntü ve ilk görüntünün alınma zamanından itibaren 3, 6, 9 ve 12 saatlerde geçerli olan dört adet anlık görüntüyü kapsayan, beş adet anlık görüntüden ibarettir. Bu nedenle her bir anlık durum görüntüsü belirli havacılık tehlikesini (örneğin buzlanma) belirli bir zamanda sunarak daha iyi ve faydalı uzaysal ve zamansal çözünürlük sağlamaktadır. Eski AIRMET sisteminin metin kısmı hâlâ otomatik olarak ilk üç G-AIRMET anlık durum görüntülerinin (başlangıç, 3 saat ve 6 saat) birleştirilmesi suretiyle oluşturulmaktadır.

Merkezi Hava Durumu Tavsiyeleri

Merkezi Hava Durumu Tavsiyeleri (CWA- Center Weather Advisories), aşağıdaki  haritada gösterilen Hava Rotası Trafik Kontrol Merkezlerinde (ARTCC) bulunan Merkezi Hava Durumu Hizmet Birimlerindeki meteoroloji uzmanları tarafından yayınlanır. SIGMET’ler (Significant Meteorological Information- Önemli Meteorolojik Bilgi) gibi programlı olarak yayınlanmazlar ve sadece şartlar gerekli  kıldığında yayınlanırlar. Merkezi hava durumu tavsiyeleri meydana gelecek meteorolojik olaylardan çok kısa bir süre önce yayınlandıkları ve genellikle iki saatten fazla geçerli olmadıkları için oldukça faydalıdır ve bir anlamda, varılacak yere uçarken meydana gelebilecek hava olaylarını tahminden ziyade hâlihazırdaki mevcut hava şartlarını tanımlamaktadır.

Merkezi Hava Durumu Tavsiyeleri (CWA) mevcut G-AIRMET ve SIGMET’ler ile uyum içinde yayınlanırlar. Bir bölgede tehlikeli bir hava durumu oluştuğunda yayınlanabilirler, fakat SIGMET ve G-AIRMET kriterlerine uymazlar. Merkezi Hava Durumu Tavsiyeleri (CWA), bir G-AIRMET’i geliştirme maksatlı olarak da yayınlanabilirler. Örneğin, IFR şartlar için hazırlanan bir G-AIRMET pilotlara IFR şartların (görüş üç kara milinin altında ve bulut tavanı 1.000 feet altında) potansiyel genişlemesiyle ilgili tavsiyelerde bulunabilir. Bununla birlikte Merkezi Hava Durumu Tavsiyeleri, önemli sayıda havaalanı düşük IFR şartları (görüş bir kara mili veya daha düşük ve bulut tavanı 500 feet veya altında) rapor ettiğinde, genellikle bir IFR G-AIRMET sınırları içinde yayınlanırlar.

Birleşik Devletler Hava Rotası Trafik Kontrol Merkezleri (ARTCC)

Bulut Tepe Noktaları

Bulut tepe noktalarının havacılıkta meteorolojinin kutsal kaseleri olduğu bilinmektedir. Fakat bu bulut tepe noktaları kızıl ötesi  uydu verlerinden alınan gözlemlere dayanmamaktadır. Bunun yerine HRRR (High Resolution Rapid Refresh- Yüksek Çözünürlüklü Hızlı Yenileme) modelinden alınan bir saatlik tahmin verileridir. Bu yöntem stratiform (yayılmış, uzamış, yassılaşmış, düzleşmiş görünümde) ve nimbostrotüs bulut tepe noktalarında oldukça işe yarayabilir, fakat parçalanmış kümülüs bulutları veya kümülonimbüs (yığılmış, birikmiş yağmur bulutu) bulutları gibi nem konveksiyonunun olduğu sahalarda bu yöntem güvenilir değildir.

HRRR her saat başı yenilenmekte fakat tahminleri her 15  dakikada bir hassaslaştırmaktadır. Her HRRR tahmini,  atmosferin 3 boyutlu bir radar fotoğrafı ile başlamakta ve meteoroloji istasyonları, balonları ve uydulardan alınan veriler ile güncellemektedir.

NOAA (National Oceanic and Athmospheric Administration- Ulusal Okyanus ve Atmosfer İdaresi) en yeni hava modeli tarafından oluşturulan bu görüntü 2 millik bir alanda sıcaklık okuma değerlerini göstermektedir. Her bir piksel, 113 F ° (en parlak sarı) ile donma derecesi (beyaz) sıcaklıklarına göre gölgelenmiştir. Foto: NOAA

Yeni FIS-B Hava Durumu Ürünlerinin Güncelleme ve Yayın Aralıkları

Bu yazıda bahsedilen altı adet ADS-B hava ürününü kokpitte görüntüleyebilmek sadece hava aracında bulunan ADS-B In almacı içindeki verileri işleyen sağlayıcıya  bağlıdır. Sağlayıcı donanımdan alınan verileri işleyecek yazılımı yazmalı ve kokpitteki görüntü ünitesine gönderebilmelidir. Ayrıca, yazılım sağlayıcı, yayınlanan bütün verileri dönüştürmeyebilir. Örneğin yıldırımlarla ilgili ürün her bir grid içindeki yıldırım çarpma sayısını içermektedir, fakat yazılım sağlayıcı, bütün yıldırım olaylarının sayısını göstermektense bunları basit şekilde tek bir  kuşak olarak gösterebilir ve o grid alanı içinde kaç adet yıldırım çarpması meydana geldiğini göz ardı edebilir.

Son olarak, FIS-B pilotlara rotaları üzerindeki hava durumu güncellemelerini, grafiksel tasvirler dahil, bir uçuş hizmet ünitesine telsizle aramak zorunda kalmadan, neredeyse gerçek zamanlı olarak alma fırsatını sağlamaktadır. Bu inovatif çözüm, kokpitte geniş bant internet bağlantısı olarak adlandırılan bir sonraki büyük dönüm noktasına kadar pilotlar ve mürettebata hava durumuyla ilgili çeşitleri bilgileri sağlamakta yeterli olacaktır.

Çevirenin Notları: Yazı aslına sadık kalınarak çevrilmiş ve bazı bilgiler ilave edilmiştir, orijinal metne aşağıdaki link üzerinden erişebilirsiniz.

Aşağıda, Devlet Hava Meydanları İşletmesi Genel Müdürlüğü’nün 2015-2019 Stratejik Planından alınan bazı verileri okuyabilirsiniz.

Kuruluşumuzca, Türk hava sahasında uçuş yapan ve havalimanlarımıza iniş-kalkış yapan uçaklar ile ülkemiz üzerinden transit geçiş yapan tüm hava araçlarına hava seyrüsefer ve hava trafik hizmetleri verilmekte olup, bu hizmetlerin ifası için 7 PSR, 24 SSR, 1 ADS-B, 56 ILS (2 adet Sabiha Gökçen Havalimanında, 1 adet de Eskişehir Anadolu Üniversitesi Havalimanında), 69 VOR (1 Sabiha Gökçen Havalimanında), 127 DME (3 Sabiha Gökçen Havalimanında), 71 NDB (1 Sabiha Gökçen Havalimanında), olmak üzere 355 adet seyrüsefer yardımcı cihazı ülke genelinde değişik yörelerde tesis edilmiş olup hava trafiğinin sevk ve idaresinde kullanılmaktadır.

New ADS-B In Applications Will be Deployed in June – Rotor & Wing International

Pilots and crew now depend on having some kind of datalink service in the cockpit. It’s just about as ubiquitous as GPS is these days. These datalink systems can be certified systems integrated directly into the aircraft’s panel-mounted avionics as well as portable solutions. If you have a datalink solution for flight information services broadcast …