mathematical-modeling-in-engineering
تطبيق سجلات الأداء على مركز الطائرات في ظروف متفاوتة
Table of Contents
وتمثل خرائط الأداء أحد أهم الأدوات في الطيران، حيث تشكل أساسا لعمليات الطيران الآمنة عبر جميع مراحل الطيران، وتتيح هذه المجموعات الشاملة للطيارين ومهنيين الطيران التنبؤ بسلوك الطائرات في ظل مجموعة من الظروف لا حصر لها، بدءا بعمليات مستوى البحر في الصباح الباطل إلى حالات المغادرة العالية في درجات حرارة شديدة، كما أن مخططات الأداء أساسية بالنسبة للطيارين، وتوفر بيانات حاسمة لعمليات الطيران المأمونة والفعالة، وتسمح باتخاذ قرارات مستنيرة بشأن تخطيط الرحلات الجوية.
مؤسسة رسوم أداء الطائرات
خرائط الأداء هي عروض بيانية لقدرات أداء الطائرة في ظروف مختلفة، تقدم معلومات هامة عن عوامل مثل سرعة التسلق، سرعة الرحلة، استهلاك الوقود، و المدى، وهذه الخرائط يتم تطويرها من خلال اختبارات الطيران الواسعة النطاق التي أجراها المصنعون خلال عملية إصدار شهادات الطائرات، حيث تقوم طيارات الاختبارات بتقييم أداء الطائرات بصورة منهجية عبر طائفة واسعة من ظروف التشغيل.
وسيوفر قسم الأداء في بعثة إدارة الطيران المدني/مكتب الصحة العامة عموما خرائط تسلسل الرحلة: الإقلاع، والتسلق، والرحلة البحرية، والنسب، والهبوط، وهذه المنظمة المنطقية تسمح للطيارين بالتخطيط لكل مرحلة من مراحل طيرانهم بصورة منهجية، بما يكفل معالجة جميع اعتبارات الأداء قبل المغادرة.
كيف تولد بيانات الأداء
وهناك تصور خاطئ مشترك بشأن صحة مخططات الأداء للعمليات اليومية، ومن الأسطورة الثابتة أن مخططات أداء الطائرات لا تعكس الواقع بالنسبة لمعظم الطيارين، لأن الخرائط أنشئت بواسطة طيارين محترفين في مجال الاختبار يطيرون طائرات جديدة بعلامات تجارية، ومع ذلك، فإن الواقع أكثر دقة مما تشير إليه هذه الأسطورة.
عند تحديد المسافة بين الإقلاع والهبوط يجب أن تكون الإجراءات قادرة على التنفيذ بشكل متسق بواسطة طيارين متوسطي المهارات في الظروف الجوية يتوقعون بشكل معقول أن يصادفوا، مع وجود طيار متوسط قادر على الطيران إلى المعايير اللازمة لإختبار الطيران، وهذا يعني أن مخططات الأداء مصممة لكي يمكن تحقيقها بواسطة طيارين ذوي كفاءة يحافظون على معايير الكفاءة، وليس فقط تجريبيين ذوي خبرة عالية.
معظم المنتجين ينتجون بيانات أداء دقيقة إذا استخدمت التقنيات والافتراضات التي تُدخل في وضع مخططات الكتيبات، والجوهر يكمن في فهم الظروف والتقنيات المحددة في الخرائط والالتزام بها.
الشكليات والتوحيد القياسي
المعلومات في الـ "إف إم إم" لا تُوحّد بين المُصنّعين، مع بعض منّي البيانات في شكل جدول، بينما يستخدم الآخرون الرسوم البيانية، هذا الافتقار إلى التوحيد يعني أن الطيارين يجب أن يُطلعوا على الشكل المحدد المستخدم في وثائق طائراتهم.
وتدرج الرسوم البيانية المجمعة رسمين أو أكثر في مخطط واحد للتعويض عن ظروف متعددة للرحلات الجوية، مما يتيح للطيار التنبؤ بأداء الطائرات بالنسبة للتغيرات في ارتفاع الكثافة والوزن والرياح في مخطط واحد، مما يجعل من المهم أن تكون دقيقة جدا في قراءة المخطط، ويمكن لهذه الخرائط المتعددة المعالم أن تستخلص معلومات هامة ولكنها تتطلب اهتماما دقيقا بالتفاصيل، حيث أن الأخطاء الصغيرة في القراءة الأولية يمكن أن تتفاقم في حالات عدم الدقة.
الأثر المترتب على أداء الطائرات
ويتأثر أداء الطائرات بالعديد من المتغيرات المترابطة، التي يجب النظر في كل منها بعناية عند استخدام مخططات الأداء، ويعتبر فهم هذه العوامل وتفاعلاتها أمرا أساسيا لتوقعات الأداء الدقيقة.
الكثافة: المعلم المتغير
ويستند أداء الطائرات إلى ارتفاع الكثافة، حيث يشير ارتفاع الكثافة إلى ارتفاع الهواء الراقي والثديي المنخفض، ويشير إلى الهواء الكثيف، وبغض النظر عن الارتفاع الفعلي للطائرة، فإنه يؤدي كما لو أنه يعمل على ارتفاع يعادل الارتفاع الكثيف الحالي، وهذا المفهوم أساسي لفهم أداء الطائرات في ظروف مختلفة.
ارتفاع الكثافة هو ارتفاع الضغط المصحح بالنسبة لدرجات الحرارة غير القياسية، وتستند جداول الأداء لمعظم الطائرات إلى ارتفاع الكثافة، ويتطلب حساب ارتفاع الكثافة أول تحديد لارتفاع الضغط، ثم تصحيح التباينات في درجات الحرارة عن الظروف الجوية القياسية.
ويؤثر ارتفاع الكثافة على أداء الطائرات من خلال آليات متعددة:
- تقلبات الطاقة: المحرك يأخذ في الهواء أقل
- ديسترا الصدأ: إن مروحة أقل كفاءة في الهواء الضعيف
- انخفاض حروف الطائرات: لا يمارس الهواء الخفيف إلا قوة أقل على الهواء
وتسهم عدة عوامل بيئية في إحداث تغييرات في ارتفاع الكثافة:
- الضغط الجوي المنخفض: في درجة الحرارة الثابتة، تنخفض الكثافة مباشرة مع الضغط
- درجة الحرارة العالية: تخفض درجة الحرارة في المادة كثافة المادة
- ارتفاع درجة الحرارة: فخار المياه أخف من الهواء؛ وبالتالي يصبح الهواء أقل كثافة حيث يزيد محتوى المياه فيه
ارتفاع الكثافة معدل لدرجات الحرارة غير القياسية، وهو ما يلحق ضررا أكبر بأداء الاقلاع من التغيرات في الضغط، حيث يمكن أن تزيد درجة الحرارة غير القياسية على نحو 300 قدم إلى مدفأة الاقلاع، وهذا يدل على أن العمليات التي تجرى في مطارات ارتفاع درجة الحرارة تمثل تحديات كبيرة في الأداء.
اعتبارات الطائرات
ويؤثر وزن الطائرات تأثيرا مباشرا على كل جانب من جوانب الأداء، إذ تتطلب الطائرات الثقيلة مسافات أطول، وتظهر انخفاضا في أداء التسلق، وتستهلك المزيد من الوقود، وتحتاج إلى مسافات طويلة من الهبوط، ويؤثر وزن الطائرات على أداء التسلق والرحلات السياحية، حيث تتطلب الطائرات أثقل عادة مزيدا من الطاقة والوقود.
وعند التخطيط للإقلاع، من الضروري أن يكون التخطيط السليم لضمان أن تكون الطائرة في حدود الوزن والتوازن، وألا تتجاوز وزنها الإجمالي، وأن تعرف حسابات الأداء لتحديد مدى حاجتك إلى الإقلاع والهبوط بالضبط، إلى جانب كمية الوقود التي ستحترقين فيها وما ستطيرين إليه، حيث أن هذه حسابات أساسية يقوم بها كل طيار كل مرة قبل أن يطير.
درجة الحرارة وضغط الغلاف الجوي
ويمكن أن تؤثر التغييرات في كثافة الهواء تأثيراً كبيراً على أداء الطائرات، لا سيما أثناء التسلق والرحلة البحرية، مع تأثير درجة الحرارة على كثافة الهواء، مما يؤثر بدوره على أداء الطائرات، وتُعرَّف الظروف الجوية القياسية بأنها 59 درجة شرقاً (15 درجة مئوية) و29.92 بوصة من الزئبق، ولكن الظروف الفعلية كثيراً ما تنحرف عن هذه المعايير.
وعندما تتجاوز درجات الحرارة الظروف القياسية، ينخفض أداء الطائرات، ويؤدي الجمع بين ارتفاع درجة الحرارة وارتفاع درجة الارتفاع إلى نشوء ظروف صعبة بوجه خاص، حيث أن كلا العاملين يسهمان في زيادة ارتفاع الكثافة وانخفاض الأداء.
دليل شامل عن أنماط الأداء
وتتطلب مختلف مراحل الرحلات الجوية أنواعا مختلفة من بيانات الأداء، وتتضمن كتيبات تشغيل الطائرات الحديثة أنواعا متعددة من الخرائط، يصمم كل منها لمعالجة سيناريوهات تشغيلية محددة.
رسوم الأداء المشطوبة
وتُقدم الخرائط المشطوبة عادة بأشكال عدة، وتتيح لطرفي أن يُحسب المسافة الفاصلة بين الطائرة بدون رفوف أو مع تشكيلة محددة من الطيار، كما يمكن للطيار أن يحسب المسافات التي تقطع دون أن يُقلع على سيناريو العقبة التي تبلغ 50 قدما، فضلا عن أن يُضرب على العقبة التي تُرفع على مسافة 50 قدما.
وتُحسب خرائط الأداء في عمليات السحب عادة لمتغيرات متعددة تشمل ارتفاع الكثافة، ووزن الطائرات، وظروف الرياح، وظروف سطح المجرى، ولا يُذكر في الظروف المرتبطة بذلك، ولكن يفترض أن الصانع هو أن سطح المدرج مُمهد وناضج، وأي حالة أخرى من حالات المدرج ستؤثر على أداء التصريف، ولكن ليس لدينا أي إرشادات بشأن مدى ذلك.
وتستدعي الظروف المرتبطة بذلك القوة الكاملة قبل إطلاق المكابح، والارتطام بالأجهزة الأرضية التي تسحب بمجرد أن تحقق الطائرة معدلا إيجابيا من التسلق، مما يشير إلى أن هذه تقنية للإقلاع قصيرة أساسا، وأن الإقلاع المتجدد سيسفر عن عملية إطفاء أطول، ولكن المخطط لا يبين إلى متى سيطول ذلك، وهذا يبرز أهمية فهم التقنيات المحددة اللازمة لتحقيق أرقام الأداء المنشورة.
خرائط الأداء الخاصة بالإقلاع تُخبر قصة المسافة التي تُبعدها عن الأنظار، حيث تتأثر بالظروف الجوية، وزن الطائرات، الرياح، والعقبات، لكن المكونات المفقودة تشمل الرطوبة، وارتداء المحرك، وتقنية تجريبية دون المستوى الأمثل، لذا من المهم إدراج حاجز أمان صحي.
رسوم أداء كليمب
مخططات أداء التسلق توفر بيانات عن معدل تسلق الطائرة وتسلق التدرج والوقت للتسلق هذه الخرائط ضرورية لتحديد ما إذا كان يمكن للطائرة أن تزيل العقبات بأمان أثناء المغادرة و التخطيط للتسلق إلى ارتفاع الرحلات البحرية
ويتأثر أداء الكثافة بوجه خاص بارتفاع الكثافة، حيث أن انخفاض كثافة الهواء في ارتفاعات الكثافة العالية يؤثر على إنتاج الطاقة المحركية، وكفاءة الوقود، وتوليد المصعد الهوائي، ويجب أن تولي الطيارات العاملة في التضاريس الجبلية أو في المطارات المرتفعة الارتفاع اهتماما خاصا لتسلق حسابات الأداء لضمان إزالة العقبات على نحو كاف.
رسوم الأداء
مخططات الأداء الحاد تظهر سرعة الرحلة الجوية واستهلاك الوقود ونطاقه تحت ظروف مختلفة هذه الخرائط تمكن الطيارين من الوصول إلى أقصى حد لرحلتهم إما بالسرعة أو كفاءة الوقود، حسب احتياجات البعثة
وتميل خرائط الأداء الخام إلى أن تكون دقيقة للغاية إذا ما قمت بإدارة المحرك للافتراضات القائمة على الكتيبات، مع تدفق وقود الرحلات البحرية على أساس إستئجار المحرك إلى 25 درجة ف من درجة الحرارة القصوى لغاز العادم بالنسبة للمحركات التي تستخدم الوقود، ووضع الطاقة والميل في الكتاب، يؤدي إلى سرعة الهواء وتدفقات الوقود التي تُوضع في موقعها.
ومع ذلك، فإن العديد من الطيارين يميلون بشكل مختلف، وإذا ما ركضتم في الثراء، فإن سرعة الهواء ستزداد قليلاً، ولكن الاندفاع سيتناقص، بينما يتناقص تدفق الوقود في الجانب الضيق من ذروة الـ (إي جي تي)، ولكن سرعة الهواء ستنخفض، ربما بشكل كبير، وهذا يدل على أن الانحرافات عن إجراءات الكتيبات يمكن أن تؤثر تأثيراً كبيراً على الأداء الفعلي مقارنة بالتنبؤات.
مخططات أداء الطائرة عادة توفر أقصى مدى و أقصى درجات الطيران للدوام مع الحد الأقصى للحجم الذي يحدث حيث نسبة السرعة إلى القوة/الصدمات المطلوبة هي أكبر نسبة، وسرعة المدى القصوى تعتمد على نوع محطة الطاقة.
رسوم أداء الهبوط
وتساعد الخرائط المتعلقة بأداء الهبوط الطيارين على تحديد طول المجرى اللازم للهبوط الآمن في ظل ظروف مختلفة، مثل مخططات الإقلاع، فإن رسوم الهبوط تُحسب لطول الكثافة، وزن الطائرات، وظروف الرياح، وخصائص سطح المجرى.
شروط الهبوط في الحقول القصيرة تتطلب قفزات كاملة، وبطاقة كهربائية، و61 جهازاً من أجهزة الاستخبارات المالية تمر عبر 50 قدماً، و(ماكسيموم) يتفاخر على ممر ممتد من الصفر، مع مخططات منها تعديلات على الرياح أو على مجرى العشب الجاف، وفهم هذه المتطلبات التقنية المحددة أمر أساسي لتحقيق مسافات الهبوط المنشورة.
رسوم استهلاك الوقود
وتتيح الخرائط المتعلقة باستهلاك الوقود للطيارين حساب احتياجات الوقود اللازمة للرحلات الجوية المقررة، وضمان احتياطيات كافية من الوقود للطريق المعتزم إضافة إلى الاحتياطيات المطلوبة، وهذه الخرائط عادة ما توفر معدلات حروق الوقود في مختلف مناطق الطاقة، والارتفاعات، والظروف الجوية.
ويتطلب التخطيط الدقيق للوقود النظر في جميع مراحل الرحلات الجوية، بما في ذلك سيارات الأجرة، والاقتلاع، والتسلق، والرحلة البحرية، والنسب، والنهوج، والهبوط، بالإضافة إلى احتياطيات الطوارئ مثل تحويلات الطقس أو أنماط الحيازة.
التطبيق العملي: قراءة وترجمة محاضر الأداء
والقدرة على القراءة والتفسير الدقيقين لجداول الأداء هي مهارة رائدة أساسية تتطلب الممارسة والاهتمام بالتفاصيل، ويستند كل مخطط إلى شروط معينة ويتضمن ملاحظات عن كيفية تكييف المعلومات لظروف الطيران، مما يجعل من المهم قراءة كل مخطط وفهم كيفية استخدامه.
عملية قراءة الرسوم البيانية
حساب الأداء الفعلي سهل إذا اقتربت منه في أجزاء، مع تقسيم معظم مخططات الأداء إلى أقسام متعددة، على الحدود مع خطوط مرجعية، باستخدام قسم واحد في وقت تحسب فيه أداء الطائرة.
وتشمل العملية النموذجية لقراءة جداول الأداء ما يلي:
- في القسم الأول يقارن درجة الحرارة المحيطة بارتفاع ضغط الطائرة، ويتداخل بين الخطوط حسب الحاجة إذا منحنى خط البيانات
- في القسم الثاني ستعدل حساب وزن الطائرة
- Apply Wind Corrections:] account for headwind or tailwind components that will affect performance
- Read Final Performance Values:] Extract the final performance figure from the chart
تقنيات الاستقراء
بعض الخرائط تتطلب استقراءاً لظروف محددة للرحلات، مع وجود معنى يُستدل منه على إيجاد قيمة وسيطة من خلال حسابها من القيم المعروفة المحيطة، وعندما لا تتطابق الظروف الدقيقة مع قيم الخرائط، يجب على الطيارين أن يتداخلوا بين نقاط البيانات المقدمة.
وتحتاج بعض الخرائط إلى استقراءات لمعرفة المعلومات المتعلقة بظروف محددة للرحلات الجوية، مع وجود معلومات متداخلة تفيد بأن الطيار، بأخذ المعلومات المعروفة، يمكن أن يحسب المعلومات الوسيطة، وإن كان الطيارين يفصلون أحيانا القيم من الخرائط إلى رقم أكثر تحفظا، مع وجود قيم تعكس ظروفا أكثر ضارا قليلا توفر تقديرا معقولا للمعلومات المتعلقة بالأداء وتعطي هامشا طفيفا من السلامة.
قراءتها مذكرات وشروط رسوم
وإذا كان لدى المخطط ملاحظة تتعلق بالحرارة والرياح والتغيرات في تشكيل الطائرات، والنسبة المئوية للمسافات، وما إلى ذلك، فإن ذلك يتوقع سؤالا يتطلب منك استخدام المذكرة، وكثيرا ما تتضمن الملاحظات البيانية معلومات هامة عن التصويبات أو القيود أو الشروط الخاصة التي يجب تطبيقها لتحقيق نتائج دقيقة.
ويجب أن تنظر الطيارات عن كثب في الظروف المرتبطة بكل مخطط من مخططات الأداء وأن تطبق هامش أمان سخي على جميع حسابات الأداء استنادا إلى الخبرة المكتسبة في الطائرات المحددة، وتحدد هذه الظروف المرتبطة بها التقنيات والتشكيلات المحددة اللازمة لتحقيق أرقام الأداء المنشورة.
تطبيق سجلات الأداء على الظروف التشغيلية المتفاوتة
إن الطيران في العالم الحقيقي نادرا ما يعرض الظروف التي تتطابق تماما مع السيناريوهات القياسية التي رسمت في مخططات الأداء، ويجب أن يفهم الطيارون كيفية تكييف البيانات مع الظروف الفعلية والتعرف على الحالات التي تخرج فيها الظروف عن نطاق المخطط المنطبق.
عمليات الكثافة العالية
إن عمليات الارتفاع العالية الكثافة تمثل بعض أكثر سيناريوهات الأداء تحديا في الطيران، والمجالات القصيرة، والارتفاعات العالية الكثافة، والظروف البغيضة، والتجهيزات، والمنحدرات المتجهة، هي مجرد عدد قليل من التحديات التي يمكن أن تختبر قدرة الطيار على النزول أو الحصول على نقل جوي آمن.
وعندما يتعلق الأمر بحسابات أداء الطائرات، يمكن أن تكون التفاصيل هامة بصفة خاصة، كما كان الدرس المستفاد من برنامج تجريبي ومدرب في سي - 150 في يوم صيفي حار ورطيب في بنسلفانيا عندما كان الطالب يركز على مهارات الطيران كما كان مستعدا لفحصه التجريبي الخاص المقبل عندما انحرفت الحالة.
وقد كانت كارثة التصفية اللاحقة كارثة متعمدة، حيث رفعت الطائرة، ولكن مع الظروف الساخنة والرطبة السائدة، رفضت التسلق كما كان يأمل الاثنان، حيث ضربت الأرض مرة أخرى حوالي 100 قدم من الأشجار عند نهاية الممر، ولحقت أضرارا كبيرة، وهذا الحادث يوضح الأهمية الحاسمة لعمليات حساب الأداء الدقيقة في ظروف ارتفاع الكثافة العالية.
التصويبات والنظر في المسائل
ويؤثر الفوز تأثيرا كبيرا على أداء الطائرات، ولا سيما أثناء التصفية والهبوط، ويحسن أداء الرؤوس بتقليص المسافة من القاعدة إلى القاعدة، بينما يتدهور أداء الرؤوس من خلال زيادة المسافات المطلوبة.
ولا تأخذ الهيئة الرياح في الحسبان، وعلى سبيل المثال، إذا كنا قد انقطعنا مع ذيل، فإن هذه الهيئة يمكن أن تقلل كثيرا من المسافة اللازمة لإزالة عقبة تبلغ 50 قدما، وهذا يبرز أهمية النظر بعناية في ظروف الرياح عند استخدام مخططات الأداء.
أما العنصر الأقصى الذي تُتاح البيانات له فيكون 10 عقدات، وعندما تتجاوز ظروف الرياح حدود الخرائط، يجب على الطيارين أن يتوخوا الحذر الإضافي وأن ينظروا في مسارات عمل بديلة.
شروط الهروب غير الساندردية
وتفترض جداول الأداء عادة أن تكون مسطحة، ومستوى، وممرات جافة، وتحتاج العمليات على الطرق العشبية أو الحصى أو الرطبة أو الملوثة إلى هامش أداء إضافي، كما أن المنحدرات المتدفقة تؤثر تأثيرا كبيرا على الأداء، حيث تزيد المنحدرات من ارتفاع المسافات المخففة وتزيد من المنحدرات المهبطة.
There's the issue of the fine print, as we need to read those details carefully and consider the actual conditions we'll be experiencing. Critical questions include: What is the density altitude? What is the wind actually doing? Is the runway dry pavement? Is there any runway slope? What flap settings are appropriate? What are the appropriate airspeeds? These variables can make a world of difference in takeoff and landing performance.
اعتبارات الوزن والتوازن
ويؤثر وزن الطائرات على جميع جوانب الأداء، ويجب أن يكون الوزن ضمن الحدود المعتمدة للطائرة لكي تؤدي كما تنبأ به الخرائط، وقد اكتشفت التحقيقات في الحوادث عوامل سببية ناتجة عن توقعات غير معقولة لأداء الطائرات، لا سيما عندما تعمل على حافة حجم الطائرات ومظروف ميزانها، وهذا هو السبب في اقتراح تحسين فهم الطيارين وحساب أداء الطائرات.
المريخيات والتخطيط المحافظ
وحتى عندما تقرأ خرائط الأداء بشكل صحيح، وتُحسب جميع المتغيرات على النحو الصحيح، فإن الطيارات الحكيمة تطبق هامش أمان إضافي على حساباتها، وقد تؤدي عوامل متعددة إلى انخفاض الأداء الفعلي عن توقعات المخططات.
لماذا "مريخون" الآمن
وقد يكون من الأفضل أن ننطلق من الجانب المحافظ، حيث أن طياري الاختبار الذين يولدون بيانات الأداء ربما عليهم أن يجربوها بضع مرات، وبالنسبة لنا، قد يكون الأمر صفقة واحدة، مع بعض الطيارين يحبون إضافة نسبة مئوية إلى القيم المعروضة في البيانات المنشورة، لأن بيانات الأداء تحدد بواسطة تجريبي تجريبي تجريبي تجريبي يطير طائرة جديدة، ومن المرجح أن يطبقوا بعض المهارات المهذبة.
ولن تكون البيانات الواردة من الخرائط دقيقة إذا لم تكن الطائرة في حالة جيدة من العمل أو عندما تعمل في ظروف سيئة، مما يجعل من المهم دائما النظر في ضرورة التعويض عن أرقام الأداء إذا لم تكن الطائرة في حالة جيدة من حيث النظام أو كانت المهارات التجريبية أقل من المتوسط.
وتشمل العوامل التي يمكن أن تتدهور الأداء تحت توقعات المخطط ما يلي:
- عمر الطائرات وحالتها
- ارتداء المحرك أو الصيانة غير السليمة
- التغييرات التقنية الرائدة
- عدم استيلاء على ظروف الغلاف الجوي على ارتفاع الكثافة
- تلوث سطحي
- قذيفة الرياح أو ظروف الغوغاء
ممارسات الماجستير في السلامة الموصى بها
يجب أن تعامل أرقام الأداء في قسم الصحة العامة كأفضل قيم الحالة، ومن الأفضل عموما إضافة بعض هامش الأمان إلى القيم المحوسبة، مع توصيات بإضافة 10-20 في المائة للمسافات أو الهبوطية وإضافة 10-20 في المائة إلى أرقام حروق الوقود.
بعد حساب قيمة للمسافة المطلوبة للإقلاع، دائماً ما يضمن أن المجرى الذي تغادر منه هو على الأقل ضعف ما تم حسابه، لأنه قاعدة كانت جيدة في مهنة الطيران، وهذا النهج المحافظة يوفر هامشاً كبيراً للظروف غير المتوقعة أو تدهور الأداء.
وفي جميع الحالات، يقترب من حواف هوامش الأداء بعناية وحذر، ويمارس التكنولوجيا التي يكون هامش الأمان فيها أكبر، قبل أن يحاول شيئا بالكاد يناسب ظرف الأداء المحسوب.
التحقق من الأداء الفعلي
بعض الطيارين يحبون إضافة نسبة مئوية للقيم التي قدمت في البيانات المنشورة ولكن ربما أفضل طريقة هي قياس الأداء الذي نراه عندما نطير للحصول على بيانات أكثر واقعية
عند الإقلاع، يمكننا رصد روفتنا الأرضية باستخدام علامات المجرى لنرى إن كنا ننزل من الأرض عند نقطة أن تُخبرنا مخططات الأداء أننا يجب أن نتذكر أنه من بداية خط وسطي واحد إلى بداية الجولة التالية عادة ما يكون 200 قدم، مما يجعل تلك القطع مفيدة لشيء آخر غير الحكم على موقعنا الجانبي على الرصيف.
ونحن بحاجة إلى رصد نهجنا لمعرفة ما إذا كنا نطابق عادة بيانات الأداء، مما يعني استخدام نهج ثابت من 500 قدم AGL إلى اللمسات الأرضية ل VFR، ومراقبة سرعة الهواء، ثم استخدام علامات المدرج لتحديد مسافتنا الفعلية للهبوط.
التجاوزات المشتركة والتصورات الخاطئة
ويساعد فهم الأخطاء المشتركة في استخدام مخطط الأداء الطيارين على تجنب الأخطاء التي يحتمل أن تكون خطيرة في عملياتهم الخاصة.
Misreading Chart Values
ونظراً للكم الهائل من المعلومات التي يمكن استخلاصها من الخرائط المجمّعة، من المهم أن يكون دقيقاً جداً في قراءة المخطط، لأن خطأ صغير في البداية يمكن أن يؤدي إلى خطأ كبير في نهاية المطاف، ومن الضروري إيلاء اهتمام دقيق لجداول الخرائط، والخطوط المرجعية، والتنبؤ بنتائج دقيقة.
تقييدات الشحنات
ويحد كل مخطط من جداول الأداء من نطاق الشروط التي يوفر بيانات صحيحة بشأنها، ويتطلب العمل خارج هذه القيود مزيدا من الحذر ومن وسائل التخطيط البديلة المحتملة.
عدم حساب جميع المتغيرات
ويؤدي سوء تفسير بيانات الأداء إلى عدم دقة حسابات الأداء وزيادة مخاطر السلامة، مما يتطلب من الطيارين الحفاظ على الكفاءة في استخدام مخططات الأداء والتحقق من الحسابات، مع عدم النظر في العوامل البيئية، يمكن أن يؤدي إلى تقدير أداء الطائرات تقديرا مفرطا، مما يتطلب من الطيارين أن يحسبوا العوامل البيئية مثل درجة الحرارة وارتفاع الكثافة.
الثقة المفرطة في الخصيتين
ويمكن أن تؤدي الفروق في أداء الطائرات بسبب عوامل لم تُحسب في الحسابات إلى نقص غير متوقع في الأداء، مما يتطلب من الطيارين أن يأخذوا وقتا للتحقق من الحسابات وأن يحسبوا أوجه التباين المحتملة، في حين أن التقنيات التجريبية والمهارات يمكن أن تؤثر على الأداء الفعلي، مما يتطلب التخطيط المحافظ لكي يحسبوا الفروق.
المتطلبات التنظيمية وأفضل الممارسات
وتقتضي منا أن نحدد طول المجرى في المطار (المطارات) للاستخدام المقصود، فضلا عن المسافة إلى المسافات والهبوط، و " معلومات أخرى موثوقة مناسبة للطائرة، تتصل بأداء الطائرات في إطار القيم المتوقعة لارتفاع المطارات وهطول المدرجات، ووزن الطائرات الإجمالي، ورياحها ودرجاتها " ، وترسي هذه اللائحة المتطلبات القانونية لتخطيط الأداء قبل كل رحلة طيران.
تخطيط الأداء قبل الرحلات الجوية
وتختلف أداء كل طائرة، وبالتالي، لها أرقام أداء مختلفة، مما يتطلب من الطيارين حساب أداء الطائرة قبل كل رحلة، حيث أن كل رحلة مختلفة، وهذا يؤكد أن تخطيط الأداء ليس نشاطا غير متكرر بل يجب أن يتم لكل رحلة على أساس الظروف الراهنة.
ومن الأهمية بمكان أن يحدد الطيارون قبل كل رحلة أن الطائرة لديها أداء كاف للرحلة المخطط لها، وهذا التحديد يتطلب تحليلا دقيقا لجميع مخططات الأداء ذات الصلة والنظر في جميع العوامل التي تؤثر على الرحلة المحددة.
الوثائق وحفظ السجلات
حفظ سجلات حسابات الأداء يقدم الوثائق للتخطيط المناسب ويمكن أن يكون أداة للتعلم لتحسين التنبؤات المستقبلية للأداء، تسجيل الأداء المخطط له مقابل الأداء الفعلي يساعد الطيارين على تحسين فهمهم لقدرات طائراتهم.
النظر في الأداء المتقدم
الأداء المتعدد المهندسون
وتضع الطائرات المتعددة المواقع اعتبارات أداء إضافية، لا سيما فيما يتعلق بأداء المحرك الوحيد، وتشمل عادة رسوم الطائرات المتعددة المواقع بيانات عن السيناريوهات التي تعمل فيها جميع المواقع والسيناريوهات التي تعمل بمحركات واحدة، مع اعتبار أن هذه المركبات ذات أهمية حاسمة بالنسبة لتخطيط السلامة.
الطائرات ذات الأداء العالي والمركبة
وكثيرا ما يكون للطائرات ذات الأداء العالي والطائرات المعقدة أقسام أكثر اتساعا في مخطط الأداء، بما في ذلك بيانات عن مختلف التشكيلات مثل موقع معدات الهبوط، والزبابات، والأماكن التي تستخدم فيها الطاقة، وقد تكون لهذه الطائرات أيضا قيود على الأداء تتصل بنظم محددة أو بطرائق تشغيلية.
قضايا الطائرات
وتختلف خصائص أداء الطائرات التي تعمل بالطاقة التربينية اختلافا كبيرا عن الطائرات التي تعمل بالبوستون، ولا سيما فيما يتعلق بآثار الحرارة والارتفاع على أداء المحركات، وكثيرا ما تتضمن مخططات أداء الطائرات في توربين متغيرات إضافية مثل استخدام نظام مكافحة الأيس كريم والتشكيل الجوي المنزف.
التكنولوجيا وتخطيط الأداء
وقد تحولت التكنولوجيا الحديثة إلى كيفية وصول الطيارين إلى بيانات الأداء واستخدامها، رغم أن المبادئ الأساسية لا تزال دون تغيير.
باق الطيران الإلكتروني وأجهزة الأداء
واستخدام حقيبة طيران إلكترونية للقيام بعمل سريع في مجال تحطيم أرقام الأداء يعني عدم اكتساب فكرة عن الأهمية النسبية للعوامل التي تنطوي عليها الحسابات أو تعلم طرق يمكن بها أن تكون متشككة في الناتج، وفي حين أن الأدوات الإلكترونية يمكن أن تسرع الحسابات، يجب على الطيارين فهم المبادئ الأساسية للاعتراف عندما لا تكون النتائج منطقية.
وتتيح أجهزة حساب الأداء الإلكتروني مزايا تشمل ما يلي:
- الحسابات السريعة مع انخفاض الأخطاء الرياضية
- دمج البيانات المتعلقة بالطقس في الظروف الراهنة
- الاستقراء الآلي بين قيم الخرائط
- تخزين البيانات الخاصة بالطائرات
- توثيق حسابات الأداء
غير أنه يجب على الطيارين التحقق من أن الأدوات الإلكترونية تستخدم بيانات صحيحة لطائراتهم المحددة وتفهم كيفية إجراء الحسابات اليدوية كدعم.
رصد الأداء في الوقت الحقيقي
ويمكن أن توفر النظم الحديثة للملاحة الجوية رصد الأداء في الوقت الحقيقي، ومقارنة الأداء الفعلي بالقيم المتوقعة، وتساعد هذه القدرة الطيارين على تحديد تدهور الأداء في وقت مبكر واتخاذ قرارات مستنيرة بشأن مواصلة أو تعديل خطتهم للطيران.
سيناريوهات العمليات الخاصة
أداء الطيران في الجبال
ويطرح الطيران الجبلي تحديات فريدة في الأداء بسبب ارتفاع مستويات الارتفاع، والاضطرابات الناجمة عن تغير المناخ بسرعة، وخيارات الهبوط المحدودة، ويتطلب تخطيط الأداء للعمليات الجبلية هوامش محافظة، والنظر بعناية في آثار ارتفاع الكثافة.
ويمكن أن تكون للظروف المناخية المتناهية الصغر آثاراً هائلة، حيث أن الاضطراب المحلي الناجم عن تفاوت الأراضي وظروف الرياح يؤدي دوراً رئيسياً في أداء الهبوط والتسلق، ويمكن أن يغير النتائج تغييراً جذرياً.
العمليات الميدانية القصيرة
العمليات الميدانية القصيرة تتطلب حسابات وتقنية دقيقة للأداء لا يوجد مخطط يتوقع الأداء لما يعتبره معظم الطيارين "إقلاع أو هبوط عادي"
عمليات المجرى المهيمن
فالعمليات على الطرق المبللة أو المسطحة بالثلوج تؤدي إلى تدهور كبير، ففي حين أن بعض الطائرات لديها مخططات لعمليات المجرى الملوث، فإن العديد من الطائرات الخفيفة لا تحتاج إلى طيارين لتطبيق هوامش إضافية كبيرة أو تجنب هذه العمليات تماما.
التدريب والتخصص
ومن أكثر المهام المذهلة التي يضطلع بها العديد من الطلاب الذين سيتدربون على التدريب على الطيارات إدارة مخططات الأداء، ومن أكثر المهارات روعة في مجال الطيارين ذوي الخبرة حساب أداء الطائرات، مما يبرز أهمية التدريب الأولي ومدى الكفاءة المستمرة في تخطيط الأداء.
مهارات تخطيط الأداء في المباني
ويتطلب تطوير الكفاءة في استخدام مخطط الأداء ما يلي:
- دراسة منهجية للرسوم البيانية والإجراءات الخاصة بالطائرات
- حسابات الممارسة في إطار سيناريوهات مختلفة
- مقارنة الأداء المحسوب مقابل الأداء الفعلي
- فهم المبادئ الأيرودينامية التي يستند إليها الأداء
- الاستعراض المنتظم والممارسة للحفاظ على الكفاءة
وكثيرا ما لا توجد صلة واضحة بين حساب أداء الطائرة وتقييم الأداء الفعلي بالمقارنة بتلك الحسابات بمجرد بدء تشغيل الطائرة، وينبغي أن يؤدي التدريب الفعال إلى سد هذه الفجوة عن طريق التحقق من حسابات الطلاب مقارنة بالأداء الفعلي.
الحفاظ على الكفاءة
ويتطلب تحقيق الكفاءة في تخطيط الأداء ممارسة منتظمة، وينبغي أن تقوم الطيارات بما يلي:
- حساب الأداء لكل رحلة، حتى العمليات الروتينية
- استعراض إجراءات جدول الأداء دوريا
- الممارسة مع سيناريوهات وشروط مختلفة
- التوقعات المقارنة بالنتائج الفعلية
- البقاء على حالها مع أي تحديثات لبيانات أداء الطائرات
دراسات الحالات: تخطيط الأداء في العمل
وتوضح الأمثلة على العالم الحقيقي الأهمية الحاسمة للتخطيط السليم للأداء ونتائج عدم إيلاء اهتمام كاف للقيود المفروضة على الأداء.
مرتفع الكثافة
وواصل الطيار نهجه، ولكن في منتصف الطريق، كانت الطائرة لا تزال تطفو، وادراكاً أن الهبوط كان في خطر، قرر الطيار أن يتجول ويضع حزاماً في نهاية المطاف في كامل القوة، ولكن مع تقييد قوته بشدة من الارتفاع الكثيف، لم تتمكن الطائرة من تجاوز التضاريس أو المناورة التي تنجم عنها في الكانتيون الضيقة للعودة إلى مهبط الطائرات.
ليس واضحاً من تقرير (إن تي إس بي) إن كان الطيار قد أكمل حسابات أداء هذه الرحلة، و غير معروف أيضاً هو ظروف الرياح في ذلك الوقت، أو ما إذا كانت السحب قد ساهمت في عجز الأداء وما تلاه من تحطم، لكن من الواضح أن أداء الطائرة، أو مهارة الطيار، لم يكن كافياً لمطالب اليوم.
الدروس المستفادة من الحوادث ذات الصلة بالأداء
ويكشف تحليل الحوادث المتصلة بالأداء عن مواضيع مشتركة:
- عدم إجراء حسابات الأداء قبل الطيران
- عدم كفاية هوامش الأمان في الظروف الفعلية
- الثقة المفرطة في الطائرات أو القدرات التجريبية
- عدم الاعتراف عند تجاوز الظروف حدود الطائرات
- مواصلة الطيران إلى تدهور ظروف الأداء
نحن مدينون لأنفسنا لتقييم أداء الطائرة ونفسنا عندما نطير و بيقظة خاصة عندما نقترب من أطراف المظروف
التطورات المقبلة في تخطيط الأداء
ولا تزال تكنولوجيا الطيران تتطور، مما يجلب قدرات جديدة على تخطيط ورصد الأداء، وقد تشمل التطورات المقبلة ما يلي:
- دمج بيانات الطقس في الوقت الحقيقي مع حسابات الأداء
- نظم استخباراتية ذات خبرة فنية تتعلم خصائص الأداء الخاصة بالطائرات
- عرض معزز للقنابل يظهر هوامش الأداء في الوقت الحقيقي
- رصد الأداء الآلي مع الإنذارات المتوقعة
- قواعد بيانات الأداء القائمة على الكلاود مع تحديثات مستمرة
وعلى الرغم من التقدم التكنولوجي، فإن الشرط الأساسي الذي يقتضيه الأمر من الطيارين فهم مبادئ الأداء وإصدار أحكام سليمة تستند إلى بيانات الأداء سيظل ثابتا.
الاستنتاج: الدور الحاسم لسجلات الأداء في سلامة الطيران
وتمثل خرائط الأداء أكثر بكثير من أدوات الامتثال التنظيمية - فهي أدوات أساسية لعمليات الطيران الآمنة، وباستخدام هذه الخرائط، يمكن للنموذج أن يحدد طول المدرج اللازم للإقلاع والهبوط، ومقدار الوقود الذي سيستخدم أثناء الرحلة، والوقت اللازم للوصول إلى الوجهة.
ويتطلب الاستخدام الفعال لرسوم الأداء فهم المبادئ الأساسية، والاهتمام الدقيق بالتفاصيل، والتخطيط المحافظ مع هوامش الأمان المناسبة، والممارسة المنتظمة للحفاظ على الكفاءة، وستكون هناك دائما تفاوتات في حالة الطيران، والعوامل البيئية، وأهم التقنيات النموذجية التي تدعو إلى تطبيق هامش أمان صحي على نتائج حسابات مخطط الأداء.
فكل رحلة جوية توفر ظروفا فريدة يجب تقييمها من حيث قدرات أداء الطائرات، ويمكن للطيارين، من خلال فهم دقيق لجداول الأداء وتطبيقها على النحو السليم، اتخاذ قرارات مستنيرة تكفل عمليات آمنة في جميع أطياف ظروف الطيران، ويدفع الاستثمار في تطوير مهارات تخطيط الأداء وصيانتها أرباحا في تعزيز السلامة والكفاءة التشغيلية والكفاءة المهنية.
بالنسبة للطيارين الذين يسعون إلى تعميق فهمهم لأداء الطائرات، يقدم دليل المعارف الجوية التجريبية لوكالة الطيران الاتحادية (FLT:0) ) تغطية شاملة لمبادئ الأداء واستخدام الخرائط. وبالإضافة إلى ذلك، تقدم رابطة مالكي المركبات والقيادات (AOPA) موارد ومواد تخطيطية واسعة النطاق.
تذكر أن مخططات الأداء قيمة بقدر ما يمكن للطيار أن يفسرها وتطبيقها بشكل صحيح، فالتعلُّم المستمر، والممارسة المنتظمة، وصنع القرار المحافظة تشكل أساس عمليات الطيران الآمنة القائمة على الأداء، وسواء كان الطيران بمدرب بسيط أو طائرة توربينية معقدة، فإن تدبير مخططات الأداء يظل حجر الزاوية في ممارسة الطيران المهنية.