RNAV Route って

　今や、携帯電話にもＧＰＳが搭載され、屋外の見晴らしの良いところでは、そこそこの精度で自分の居場所が地図上に表示され、屋内でも、最寄の基地局情報を使っておおよその居場所が特定できる世の中となりました。

航空機の航法システムも当然のことながら進歩し、地上の航法支援施設（ NDB, VOR, TACAN, DME など）を新設することなく、衛星を利用した航法システム GNSS: Global Navigation Satellite System や、航空機に搭載された自律航法装置（いわゆる、INS: Inertial Navigation System や IRS: Inertial Reference System ）＋ FMS: Flight Management System を利用することによって、航空路や標準出発経路・標準到着経路を設定できるようになってきました。

GNSS とは ICAO が提唱した（航法システムの）名称で、 ICAO Annex 10 Volume I Radio Navigation Aids に定義が書かれています。
GNSS を用いるための要件としては、次の４つが満たされる必要があります。
　－ Accuracy ... 精度（位置情報の正確さ）
　－ Integrity ... 完全性（情報が確実であること）
　－ Continuity ... 継続性（サービスが中断しない）
　－ Availability ... 利便性（稼働率の高さ）
このそれぞれに、さらに細かな要件が定められていますが、ここでは割愛します。

国際標準・勧告方式 SARPs: International Standards And Recommendation Practices では、 GNSS の構成要素として、以下を挙げています。
　－ 全地球的衛星測位システム
　　・ GPS: Global Positioning System
　　・ GLONASS: Global Navigation Satellite System
　－ 補強システム
　　・ ABAS: Aircraft Based Augmentation System *1
　　・ SBAS: Satellite Based Augmentation System *2
　　・ GBAS: Ground Based Augmentation System *3
　－ GNSS受信装置

　＊１　ABAS：衛星航法の補強を行う航空機に搭載されたシステム ... 自律航法装置はこれに相当します。
　＊２　SBAS：補強情報を静止衛星を介して航空機に提供するシステム ... 本邦では、運輸多目的衛星 MTSAT を経由して補強システム信号が送信されています。 MSAS: MTSAT Satellite-based Augmentation System と呼ばれています。
　＊３　GBAS：地上から補強情報を航空機に提供するシステム ... 従来からの地上の航法支援施設では、VORDME, ILS がこれに相当します。

このような、新たな航法システム（インフラ、定義、運用方式）を利用した航法のことを、広義で PBN: Performance Based Navigation 、意訳すると「性能・実行力を基にした航法」とでも言えましょうか、と言います。

今では本邦の上空にも RNAV Route （Ｙなんちゃら、Ｚなんちゃら）が網の目のようにはりめぐらされています。
　※Ｚなんちゃら（現在は４本しかないけど）は、調整経路 っても呼ばれます　［一昨年、駄文を書いてました］。

RNAV: Area Navigation （広域航法）とは；

　地上航法支援施設やＧＰＳから受信した信号をもとに自機の位置と次の地点へのコースを航法機器が算出して飛行する航法概念であり、地上航法支援施設からの信号の受信装置、自律（自蔵）航法装置もしくは衛星航法装置、またはこれらを組み合わせることによって飛行可能になる。

といったことが AIM-j には書かれています。

AIM-j には、また、

　RNAV 経路は、従来の経路とは異なり、地上無線施設の配置等に左右されることなく（地上無線施設の直上を結ぶように経路を設定する必要がなく）、任意の地点を結んだ経路の設定が可能である。このため、地上無線施設を新設しなくても経路の設定が可能となる他、経路中心線の間隔が接近した平行経路や円弧状の経路の設定も可能である。これは空域の有効利用と円滑な航空交通の確保に効果があり、管制運用の柔軟性や効率的な運航等が期待できる。

とのメリットも記されています。

ここで、従来の経路と RNAV 経路との違いをイメージするために、お得意の拙い画を２つ用意しました。

図１は、従来の航空路の概念図を示したもので、地上航法支援装置（図では VORDME を想定した）間を結んだり、三点測量の原理で定義される交差点、 Intersection を用いて航空路が設定されます。

図１　従来の航空路の概念図
「目的地の空港近くまで真っ直ぐに飛びたい」と思っても、地上航法支援装置が発する電波は有限距離までしか到達しませんし（羽田に駐機中から、千歳の VORDME は受信できない .... 当然か）、地上航法支援装置からの距離が離れるにつれて、電波強度が弱くなることや、 VOR 無線局での１度の差に伴う横方向距離が大きくなることから、地上航法支援装置から離れるにつれて、航空路中心線から左右方向へのずれによる安全を確保するための Protect Area も広く設定しなければなりません。


図２　RNAV 航空路の概念図
これに対して、 RNAV Route では、『“任意の地点” Waypoint を結んだ経路の設定が可能 』となるので、図２に示すように、従来航法に比べて、ショートカットした効率的な経路を設定でき、それによって、飛行時間の短縮、 CO2 排出を減らし地球に優しい航空機の運航が可能になります。

Waypoint はどのように決められるか一つをとっても、またさらに細かくあるのですが、説明力不足＋１万字の制限を越えそうなので、別の機会に譲ることとしましょう。
ざっくりと、緯度経度＋それを補強するための手段により位置決めされている、と考えておいても間違いではないと思います。

RNAV 経路は、その成り立ちからも想像できるでしょうが、どんな飛行機，パイロットでも航行ＯＫではありません。
航行するにはお大臣様（国土交通大臣）の許可が必要です。航空法第８３条の２に定められた『特別な方式による航行』にあたるので、 RNAV 経路が RNAV システムの航法要件を満たしていること（インフラ側＋航空機側）に加え、パイロットが教育・訓練を履修していなければなりません。

このなかの航法要件の一つとして、航法精度が出てきます。

Waypoint を結んだ線は幅０です。その上を、ドンピシャにトレースすることは所詮無理な話なので、経路中心線から左右にどれだけの距離精度で航行できるかを、 RNAV の航法要件として規定しています。

そこで「私は、どれだけ正確に飛べる性能・実行力 ( Performance ) を持ってますよ」ということを、フライトプランに明記します。
具体的には「 RNAV 種別 」「 RNP 種別 」を記入します。
「私は、全体の飛行時間の９５％は、RNAV 経路中心線から左右それぞれ１マイルを逸れることなく航行できますよ」という場合には、RNAV1 or RNP1 、とか。
　※厳密には横方向だけでなく、縦方向誤差にも適用されます。

ここで、 RNP: Required Navigation Performance なる新しい言葉が出てきました。

RNAV ～， RNP ～の両者は「経路の横方向の誤差は全飛行時間中の少なくとも９５％はｎマイルの範囲になければならない」という点では同じなのですが、 RNAV ペケペケと RNP ペケペケとが異なる点は、 RNP ペケペケ においては、機上装置自身で、航法性能を監視して、ペケペケの要件を満足しなくなったらパイロットに対して警報を発する、監視と警報機能“ On-Board Peformance Monitoring and Alerting ”を備えていることがその一つとしてあげられます［図３に概念図を示しました］ 。

図３　RNAV と RNP との違い

RNAV 経路のなかにも、機上装置による精度監視と警報機能を必要とする（ RNAV 航法能力に加え、航法能力の要件をも規定する）ものがあります［図４］。
図４　監視と警報機能が必要とされる RNAV 航空路（ RNP ）の概念図
RNP は、その精度に応じ、 RNP10 (*), RNP4, RNP2, Basic RNP1, Advanced RNP1, RNP APPROACH, RNP AR APPROACH に区別されています。
＊ RNP10 は監視と警報機能を必要としていないが、 ICAO では RNAV10 ではなくて RNP10 の表記を容認している。

RNP AR APPROACH ともなると、RF: Radius to Fix 旋回といって、FMS のアシストによって旋回中も経路中心線を一定誤差（ ICAO PBN Manual Draft 5.1 には、その水平方向精度は 0.1 ～ 0.3 NM 、垂直方向精度も√（理解不能な数式）フィートとの要件が示されている） 未満で飛行可能との要件も規定されるので、地形やその他の理由で、現状 ILS による精密進入を設定できない滑走路へも、精密進入が可能となり、安全性の向上や就航率の向上などが期待できます。

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現在、本邦の RNAV 経路は RNAV5 の基準で、原則として、レーダ覆域でレーダ管制業務が提供されている場合に限定して運用されています。
また、羽田をはじめ、いくつかの空港では RNAV1 の基準に基づく RNAV SID や RNAV STAR が整備されている他、 RNAV 進入（ RNP 0.3 ＝ RNP APPROACH 移行過渡期 ）が公示されている空港・滑走路も増えてきました。

２０１２年度を目処に、ノンレーダ空港も含めその路線の多くは RNAV 運航が可能とすべく、 RNAV 整備が行われているそうです。

航空機の航法能力もどんどん向上し、またそのような航空機の割合が増えてくるでしょうから、そう遠くない将来には、 RNP に基づく RNAV 運航が当たり前となる日がくることでしょう。

CJC3407/12FEB EWRBUF update

　NTSB: National Transportation Safety Board が現地時間の１５日午後４時から、 Media Briefing を開きました。

それによると、当該機はわずか５秒間に８００フィート（ 1800 feet から 1000 feet [ 高度は AMSL: Above Mean Sea Level. バッファロー空港 Rwy 23 の接地帯の標高は 728 feet なので、 1000 feet と言っても地表の極めて近くということになります]）も降下し、墜落に至ったとのことです。

CVR: Cockpit Voice Recorder には、墜落直前、 Autopilot が disengage した警告音や、失速を知らせる stick-shaker の音が記録されていたそうです。

当該機の着氷防止装置 de-icing system のスイッチは、ニューワークを離陸後１１分後に ON されて、ずっと ON のままだったとのこと。

ニューワーク出発時点で、目的地バッファロー付近では、弱～中程度の着氷 light to moderate iding の予報が出ていましたが、フライトをキャンセルする程でないとの判断で、出発したようです。

実際、当該機到着予定時間帯にバッファローに到着した便のパイロットから、進入・着陸に支障がある着氷の報告はありませんでした。

当該機は、自動操縦を使用してバッファロー空港へ向けて降下・進入していました。

（　NTSB の調査官は、「 自動操縦による進入は当時の天候下で不適切だったのでは？」 との問いに、「それはない」と答えています ）

※ボンバルディア社が発行した AOM: Aircraft Operation Manual では、着氷が起こりうる状況下での自動操縦の使用に関して“ SEVERE ICING ” condition 時にのみ使用制限を設けているとのことです。

NTSB 調査官は、当時の気象状況は、“ SEVERE ICING CONDITION ”では無く、自動操縦を使用していたことに問題は無い － 当時の気象状況下で自動操縦を使用すること（解除しないこと）は一般的だ、と述べています。

当該機に異変が発生したのは、ギアを出し、フラップをセットしようとしたときでした。

当該機のピッチ角は、３１°の機首上げ状態になった後、４５°の機首下げを記録していました。ロールは、左に４６°傾いた後、右に１０５°（９０°［垂直］を超えている）にまでなりました。

NTSB の調査官は、地上に衝突するまで、当該機からの部品脱落はなかった、との見方をも示しています。

Icing ? -- CJC3407/12FEB EWRBUF

　NTSB: National Transportation Safety Board が Cockpit Voice Recorder から得られた情報として、

　Landing Gear を出して、Flap を展開した後、ピッチ，ロールが激しく変化したこと。

　Cockpit Crew は、 Windshield （フロント・ウィンドウ）と主翼前縁への著しい着氷について会話を交わしていたこと。

　録音終了間際には、Landing Gear Up と Flap Up しようとしていたこと。

を発表しました。

CJC3407/12FEB EWRBUF

　痛ましい事故のニュースを目にしました。お亡くなりになられた方々のご冥福をお祈りいたします。

未だ明らかになっていないことが多い中で、推測するのは不謹慎ではありますが、気になった点がひとつ。

事故現場が、ほぼ、 BUFFALO NIAGARA INTL 空港への最終進入経路上近辺であったことです。


AviationSafetyNetwork のサイトにあった地図と、事故当時 BUFFALO 空港の到着機が使用していたであろう Rwy 23 への ILS or LOC Approach , RNAV (GPS) Approach チャートを見比べると、滑走路に向けて、あたかも正常に進入していて、突然、事故が発生したように思えるのです。

　

事故発生時刻は、現地時間の１２日午後１０時２０分頃（国際標準時：１３日０３時２０分）で、その前後の BUFFALO 空港のお天気は、

KBUF 130254Z 24015G22KT 3SM -SN BR FEW011 BKN021 OVC027 01/M01 A2979 RMK AO2 SLP097 P0001 60004 T00061006 51015=
KBUF 130354Z 24011KT 3SM -SN BR SCT011 OVC021 01/M01 A2981 RMK AO2 SLP103 P0002 T00061006=

でした。

弱い雪で低い雲が垂れこめ、視程も約４８００ｍ。しかし、精密計器進入をする飛行機にとっては、とりたてて悪い状況でもなく、風もほぼ滑走路方位から吹いていたようです。

気象条件からは、突然の強烈なダウンバーストにでも遭遇しない限り、事故は起こらないように思えます。

FAA により公示された BUFFALO ILS or LOC Rwy 23 Approach Chart によると、Glide Slope Capture は、 2300 feet で、これは、地上［厳密には Rwy 23 の接地帯］から約 1500 feet （約 470 m ）の高さになります。


事故現場は、GS Capture して降下を開始した直後のあたりと思われます。

【 CFIT: Controlled Flight Into Terrain 】
－ Altimeter Setting を間違えたか....。
－ 2300 feet で level-off せず、そのまま continuous descend で降りていって（しかもそれなりの降下率で）しまったか....。

CNFG にもよりますが、 GPWS が Warning を発したかもしれないのですが、too late だった？

【 機材トラブル・他 】
－ 突然の機材故障

NTSB は十数名からなる調査団を現地に派遣した模様です。今後の調査に注目しましょう。

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［23:33 追記］

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NTSB ADVISORY
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National Transportation Safety Board
Washington, DC 20594

February 13, 2009

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NTSB TEAM INVESTIGATING AIRLINER CRASH NEAR BUFFALO

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The National Transportation Safety Board has dispatched a Go Team to investigate the crash of a turboprop airliner last night near Buffalo, New York.

At about 10:15 p.m. (EST) Thursday, February 12, a Bombardier Dash 8-Q400 twin-engine turboprop airplane, registration N200WQ, operated by Colgan Air, Inc., as Continental Express flight 3407 from Newark, New Jersey, crashed into a house during an instrument approach to Buffalo International Airport. It appears all aboard the aircraft lost their lives and there is a report of at least one ground fatality.

NTSB Senior Air Safety Investigator XXXXXXX XXXX will serve as Investigator-in-Charge of the team comprising approximately a dozen NTSB investigators. NTSB Member XXXXXX XXXXXXXXX is accompanying the team and will serve as principal spokesman for the on-scene investigation. XXXXX XXXXXXXX is the press officer joining the team. Once on scene, Mr. XXXXXXXX can be reached on his cell phone, XXX-XXX-XXXX.

The Federal Aviation Administration, Colgan Air, and the Air Line Pilots Association will be parties to the NTSB's investigation. The aircraft and engines were manufactured in Canada, and the Transportation Safety Board (TSB) of Canada has appointed an Accredited Representative who will arrive on scene today along with technical advisors from TSB, Bombardier Aerospace and Pratt & Whitney Canada.

An NTSB media briefing will be announced later today.

- 30 -

USA1549/15JAN LGACLT 3rd update from NTSB

　今朝、 NTSB から USA1549/15JAN LGACLT に関するアップデートが入っていたので、取り急ぎ引用しておきます。

（後程、加筆予定）
相変わらずの意訳ですが、ちょっと加筆しました。

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NTSB ADVISORY
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National Transportation Safety Board
Washington, DC 20594

February 4, 2009

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THIRD UPDATE ON INVESTIGATION INTO DITCHING OF US AIRWAYS
JETLINER INTO HUDSON RIVER

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The following is an update on the National Transportation Safety Board's investigation of US Airways flight 1549, which ditched into the Hudson River on January 15, 2009.

The left (#1) engine, which was recovered from the Hudson River on January 23 and subsequently shipped to the manufacturer in Cincinnati where the NTSB is directing a teardown, was found to contain bird remains. The organic material found in the right (#2) engine has also been confirmed to be bird remains. The material from both engines has been sent to the Smithsonian Institution in Washington where the particular bird species will be identified.

As part of its investigation into this accident, the NTSB investigated an engine surge event that occurred in the right (#2) engine during a flight on January 13, two days prior to the accident. The engine recovered from the surge and the remainder of the flight was completed uneventfully. The NTSB determined that the surge was due to a faulty temperature sensor, which was replaced by maintenance personal following approved procedures. After the engine was examined with a boroscope and found to be undamaged and in good working order, the aircraft was returned to service.

On December 31, 2008, the Federal Aviation Administration (FAA) issued an Airworthiness Directive (AD) covering all CFM56-5B series turbofan engines, the same type that was on the accident aircraft. After examining the engine maintenance records and interviewing relevant personnel, the NTSB determined that all of the requirements of the AD were complied with prior to the accident flight.

During the accident flight, the flight data recorder revealed no anomalies or malfunctions in either engine up to the point where the captain reported a bird strike, after which there was an uncommanded loss of thrust in both engines.

Last week the aircraft was moved from the barge where it had been docked in Jersey City, NJ, to a secure salvage yard in Kearny, NJ, where it will remain throughout the NTSB investigation, which is expected to last 12-18 months.

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ハドソン川から引き揚げられた左側の No.1 エンジンからもバードストライクの痕跡が確認されました。

右主翼の No.2 エンジンから発見された生体組織も鳥のものと確認され、No.1 No.2 共にバードストライクに遭ったことが裏付けられました。

当該機は、事故の前々日のフライトで No 2 エンジンがサージを起こしていたのですが、サージからの回復後は、そのフライトは問題なくオペレーションされていたとのことです。

サージの原因は、温度センサーの誤作動によるものでした。その後、誤作動した温度センサーは点検整備により交換されましたが、交換作業手順に問題はなく、 BSI: BoreScope Inspection でエンジンに（交換作業に伴う）損傷がないことを確認の後、運航に供されています。

当該機が装備していいたエンジンと同型の CFM56-5B シリーズには、昨年（ 2008 年 ） 12 月 31 日に FAA: Federal Aviation Administration から、耐空改善命令 AD: Airworthiness Directive （※１）が出されておりましたが、 NTSB は「当該機は事故前にその AD の要件を満たしていた」と結論付けています。

当該フライトで機長からバードストライクの通報があるまでは、FDR: Flight Data Recorder には異変・不具合は記録されていなかったとのこと。

NTSB の調査は継続され、調査期間は１年から１年半に及ぶ見込みだそうです。

※１
FAA-2008-1353; Directorate Identifier 2008-NE-46-AD; Amendment 39-15779; AD 2009-01-01

Airworthiness Directives; CFM International, S. A. CFM56-5B Series Turbofan Engines

ACTION: Final rule; request for comments.

DATES: This AD becomes effective December 31, 2008.
　　　　　We must receive any comments on this AD by March 2, 2009.

この AD は CFM56-5B1/P を装備した A321 が離陸・上昇中に高圧コンプレッサ HPC: High-Pressure Compressor ストールを起こしたことを受けて、 HPC ストール防止のために発効されたもので、 HPC の BSI と共に、エンジン排気ガス温度 EGT: Exhaust Gas Temperature マージンを継続モニタリングするように、とされています。

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Title Photo: Photo of feather found in the left (#1) engine
Copyright © 2009 National Transportation Safety Board