The Role and Effectiveness of Continuous Descent Operations In Aviation and How It Can Be Verified
Kajanus, Pasi (2024)
2024
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2024102926965
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2024102926965
Tiivistelmä
The subject of this thesis was to investigate what is the role of Continuous Descent Operation (CDO) to aviation in terms of importance, how effective it is in relation to environmental realities, and how could the current indicators be verified to be correct. CDO has been found to deliver undeniable benefits to environment in form of less CO₂ emissions and noise and for aircraft operators in a form of savings.
This thesis researched the different stakeholder’s objectives on CDO and their responsibilities towards the success of CDO trajectory. Research considered the obstacles that would hinder the opportunities presented by CDO and how they could be influenced. Research also investigated the different structures of Standard Arrival Route (STAR) and their possible opportunities, advantages or downfalls and the effects of using Required Time of Arrival (RTA) as a sequencing measure for arriving air traffic.
Parameters made for measuring the effectiveness of CDO by Eurocontrol CDO Task Force were explored, especially the attribute for level segment, which would appear to be the most influential parameter that could affect the results of measurement. Atmospheric conditions were found not to be considered as an affective parameter measuring the success of CDO approach from Top of Descent (ToD) to final approach track. Also flight technical solutions, such as holding or vectoring, was found to be following the same reasoning even though they have been identified among other studies to be an affective factor. The importance of Distance To Go (DTG) information to flight crew was considered in a situation, where approaching aircraft was pulled out from a STAR and continued under vectoring.
Two Eurocontrol databases were investigated through a case study, which used data from both databases to compare the CDO results between two network airports. The aim was to find out whether the information would be usable for future development of airspace and a solid base of information concerning success of CDO in conjunction with aircraft operators and airports. Also, the case study took an interest on a question, whether there were different results on CDO with the same parameters within different regions and if so, what could be the factors behind them.
As a conclusion, the RTAs could be beneficial for the sequencing of arrival air traffic without compromising the capacity of an airport. Parameters for CDO should be reconsidered to widen the acceptable reasons for level segment to include weather conditions and flight technical solutions in more detail. Also, the Eurocontrol database discrepancies should be solved and make the information more transparent for the aviation society.
Opinnäytetyön aihe oli tutkia, mikä on jatkuvan liu’un rooli ja tärkeys ilmailulle, kuinka tehokas se on suhteessa tämänhetkisten ympäristövaikutusten hillitsemisessä ja kuinka nykyisten mittareiden tuottamat tulokset voitaisiin varmistaa oikeiksi. Jatkuvan liu’un on havaittu tuovan kiistattomia hyötyjä ympäristölle vähentämällä CO₂ päästöjä, lentomelua sekä tuomalla säästöjä lentokone operaattoreille.
Opinnäytetyö tutki erilaisten sidosryhmien tavoitteita sekä vastuullisuutta jatkuvan liu’un lentoradan onnistumisen edesauttamiseksi ja harkitsi mahdollisia esteitä, jotka hidastaisivat jatkuvan liu’un tuomien mahdollisuuksien jalkauttamista ja kuinka näihin esteisiin pystyttäisiin vaikuttamaan. Se myös tutki erilaisia tuloreittien rakenteita ja niiden mukanaan tuomia mahdollisuuksia, hyötyjä ja haasteita sekä reittipisteelle vaaditun saapumisajan vaikutuksia saapuvan lentoliikenteen porrastuksiin.
Tarkkailun kohteena olivat myös Eurocontrollin Continuous Descent Operation (CDO) Task Forcen laatimat jatkuvan liu’un tehokkuusmittarit, erityisesti vaakalennon määrite, joka oli havaittu vaikuttavimmaksi määritelmäksi jatkuvan liu’un onnistumisen kannalta. Jatkuvan liu’un onnistumista liu’un aloituspisteestä kiitotien loppulähestymislinjalle mittaavien määreiden joukosta huomattiin puuttuvan ilmakehän vaikutukset onnistuneeseen lopputulemaan. Samaa kaavaa noudattivat lentotekniset ratkaisut, kuten odotuskuvio sekä vektorointi siitä huolimatta, että niiden vaikuttavuus onnistuneeseen jatkuvan liu’un lähestymiseen oli huomattu jo muissakin tutkimuksissa. Lentomiehistön tietoisuus jäljellä olevista lähestymismaileista ja sen yhteyttä onnistuneeseen lopputulemaan tutkittiin tilanteessa, missä lähestyvä lentokone otettiin ulos tuloreitistä ja asetettiin vektorointiin.
Kahta Eurocontrollin tuottamaa tietokantaa tutkittiin esimerkin kautta, missä käytettiin kahta maakuntakenttää verrokkeina toisilleen käyttäen jatkuvan liu’un dataa molemmista tietokannoista. Tarkoituksena oli selvittää, josko tietokannoista saatu data olisi käyttökelpoista tulevaisuuden ilmatilan kehittämisessä sekä jatkuvan liu’un onnistumisen määrittelyssä suhteessa lentokone operaattoreihin ja lentoasemiin. Lisäkysymyksenä tutkittiin, olisiko jatkuvan liu’un tuloksissa eroavaisuuksia samoilla määritelmillä eri paikkakunnilla ja jos vastaus olisi kyllä, mikä voisi olla syy.
Johtopäätöksenä vaadittu saapumisaika reittipisteelle koettiin hyödyttävän lennonjohtajaa saapuvan liikenteen porrastamisessa ilman että lentoaseman kapasiteetti vaarantuisi. Jatkuvan liu’un onnistumisen mittareita tulisi selkeyttää ja laajentaa käsittämään myös sääolosuhteita ja lentoteknisiä ratkaisuja. Eurocontrollin tarjoamien tietokantojen eroavaisuudet tulisi korjata ja panostaa saatavan tiedon läpinäkyvyyteen.
This thesis researched the different stakeholder’s objectives on CDO and their responsibilities towards the success of CDO trajectory. Research considered the obstacles that would hinder the opportunities presented by CDO and how they could be influenced. Research also investigated the different structures of Standard Arrival Route (STAR) and their possible opportunities, advantages or downfalls and the effects of using Required Time of Arrival (RTA) as a sequencing measure for arriving air traffic.
Parameters made for measuring the effectiveness of CDO by Eurocontrol CDO Task Force were explored, especially the attribute for level segment, which would appear to be the most influential parameter that could affect the results of measurement. Atmospheric conditions were found not to be considered as an affective parameter measuring the success of CDO approach from Top of Descent (ToD) to final approach track. Also flight technical solutions, such as holding or vectoring, was found to be following the same reasoning even though they have been identified among other studies to be an affective factor. The importance of Distance To Go (DTG) information to flight crew was considered in a situation, where approaching aircraft was pulled out from a STAR and continued under vectoring.
Two Eurocontrol databases were investigated through a case study, which used data from both databases to compare the CDO results between two network airports. The aim was to find out whether the information would be usable for future development of airspace and a solid base of information concerning success of CDO in conjunction with aircraft operators and airports. Also, the case study took an interest on a question, whether there were different results on CDO with the same parameters within different regions and if so, what could be the factors behind them.
As a conclusion, the RTAs could be beneficial for the sequencing of arrival air traffic without compromising the capacity of an airport. Parameters for CDO should be reconsidered to widen the acceptable reasons for level segment to include weather conditions and flight technical solutions in more detail. Also, the Eurocontrol database discrepancies should be solved and make the information more transparent for the aviation society.
Opinnäytetyön aihe oli tutkia, mikä on jatkuvan liu’un rooli ja tärkeys ilmailulle, kuinka tehokas se on suhteessa tämänhetkisten ympäristövaikutusten hillitsemisessä ja kuinka nykyisten mittareiden tuottamat tulokset voitaisiin varmistaa oikeiksi. Jatkuvan liu’un on havaittu tuovan kiistattomia hyötyjä ympäristölle vähentämällä CO₂ päästöjä, lentomelua sekä tuomalla säästöjä lentokone operaattoreille.
Opinnäytetyö tutki erilaisten sidosryhmien tavoitteita sekä vastuullisuutta jatkuvan liu’un lentoradan onnistumisen edesauttamiseksi ja harkitsi mahdollisia esteitä, jotka hidastaisivat jatkuvan liu’un tuomien mahdollisuuksien jalkauttamista ja kuinka näihin esteisiin pystyttäisiin vaikuttamaan. Se myös tutki erilaisia tuloreittien rakenteita ja niiden mukanaan tuomia mahdollisuuksia, hyötyjä ja haasteita sekä reittipisteelle vaaditun saapumisajan vaikutuksia saapuvan lentoliikenteen porrastuksiin.
Tarkkailun kohteena olivat myös Eurocontrollin Continuous Descent Operation (CDO) Task Forcen laatimat jatkuvan liu’un tehokkuusmittarit, erityisesti vaakalennon määrite, joka oli havaittu vaikuttavimmaksi määritelmäksi jatkuvan liu’un onnistumisen kannalta. Jatkuvan liu’un onnistumista liu’un aloituspisteestä kiitotien loppulähestymislinjalle mittaavien määreiden joukosta huomattiin puuttuvan ilmakehän vaikutukset onnistuneeseen lopputulemaan. Samaa kaavaa noudattivat lentotekniset ratkaisut, kuten odotuskuvio sekä vektorointi siitä huolimatta, että niiden vaikuttavuus onnistuneeseen jatkuvan liu’un lähestymiseen oli huomattu jo muissakin tutkimuksissa. Lentomiehistön tietoisuus jäljellä olevista lähestymismaileista ja sen yhteyttä onnistuneeseen lopputulemaan tutkittiin tilanteessa, missä lähestyvä lentokone otettiin ulos tuloreitistä ja asetettiin vektorointiin.
Kahta Eurocontrollin tuottamaa tietokantaa tutkittiin esimerkin kautta, missä käytettiin kahta maakuntakenttää verrokkeina toisilleen käyttäen jatkuvan liu’un dataa molemmista tietokannoista. Tarkoituksena oli selvittää, josko tietokannoista saatu data olisi käyttökelpoista tulevaisuuden ilmatilan kehittämisessä sekä jatkuvan liu’un onnistumisen määrittelyssä suhteessa lentokone operaattoreihin ja lentoasemiin. Lisäkysymyksenä tutkittiin, olisiko jatkuvan liu’un tuloksissa eroavaisuuksia samoilla määritelmillä eri paikkakunnilla ja jos vastaus olisi kyllä, mikä voisi olla syy.
Johtopäätöksenä vaadittu saapumisaika reittipisteelle koettiin hyödyttävän lennonjohtajaa saapuvan liikenteen porrastamisessa ilman että lentoaseman kapasiteetti vaarantuisi. Jatkuvan liu’un onnistumisen mittareita tulisi selkeyttää ja laajentaa käsittämään myös sääolosuhteita ja lentoteknisiä ratkaisuja. Eurocontrollin tarjoamien tietokantojen eroavaisuudet tulisi korjata ja panostaa saatavan tiedon läpinäkyvyyteen.