На самолете «Илья Муромец» в 1913 г. «к новым усовершенствованным приборам добавились и два корабельных компаса», см. рис. 1 (показан основной компас) [2].

Рис 1. Кабина пилота самолета «Илья Муромец» и горизонтальная панель с морским компасом [3]

Полеты в районах с незначительным магнитным склонением (∆М <15°) не выше 70°N по магнитному компасу не представляют сложность. Свыше указанных ограничений возникают сложности выдерживания заданной траектории по причине изменения текущего путевого угла на коротком расстоянии (менее 100 км). Кроме того, значение ∆М со временем изменяется за счет перемещения северного и южного магнитных полюсов, рис. 2 [4].

Рис. 2. Перемещение северного магнитного полюса

На рис. 3 представлена информация об изменении ∆М за 100 лет из которого видно, что в районе Санкт-Петербурга ∆М от 0° изменилось примерно на +7° [5]. По данным АИП России в 2018 г. на аэродроме Пулково ∆М составляло +11° с годовым увеличением 9'.

Рис. 3. Изменение ∆М за 100 лет

Активное перемещения магнитного полюса связано с циклической инверсией магнитных полюсов, последняя из которых имела место 780 тысяч лет назад. Ввиду быстрого перемещения полюса в 2019 г. не ожидая 2020 г. (смена эпохи магнитного склонения) выпущена новая модель магнитного поля Земли для более точного представления его изменения, рис. 4 [6].

Рис. 4. Распределения ∆М по состоянию 2019 г.

На территории Российской Федерации значение ∆М доходит до +30° и резко меняется в регионе Ямала и Таймыра, переходя от положительного значения к отрицательному, что очень неудобно для навигации.

В арктическом регионе Канады ∆М > 30° затруднено применение информации от  маяка VOR, рис 5 [7]. По этой причине маяки ориентированы по истинному меридиану.

Рис. 5. Регион Канады с ориентированием маяка VOR по истинному меридиану

Отсчет направления от магнитного меридиана требует отслеживания изменения ∆М, что является очень затратным мероприятием каждые 5 лет. А в некоторых случаях приходится изменять ∆М не дожидаясь очередной эпохи.

На 12 Аэронавигационной конференции ИКАО (2012 г.) делегация Канады внесла предложение о переходе системы отчета к истинному меридиану (см. выдержку (перевод автора)) [8]:

Следует отметить, что ИКАО в повестке дня 12 Аэронавигационной конференции данный вопрос не рассматривался [9].

Активное использование в навигации GNSS и инерциальных систем, а в этих системах навигация осуществляется от истинного меридиана, позволяет перейти на отсчет направления от севера истинного.

На 13 Аэронавигационной конференции ИКАО (2018 г.) в Перечне рекомендаций включен пункт 3.5/4 Истинный север [10], а от Канады был представлен документ [11] в котором более подробно была изложена проблема перехода на север истинный.

В настоящее время работает специальная рабочая группа по изучению и обоснованию перехода в гражданской авиации от магнитного меридиана на истинный – Aviation Heading Reference Transition Action Group (AHRTAG) [12]. В группу входят специалисты из Австралии, Великобритании, Канады, Нидерландов, России, США, Франции и Японии и производители авионики. С начала 2021 г. группа проводит онлайн-заседания ежемесячно. В середине декабря 2021 г. AHRTAG представила презентацию о статусе вопроса на заседании рабочей группы ИКАО в Брюсселе и получила одобрение на продолжение работы.

8 сентября 2022 г. ИКАО провела вебинар по теме: Moving from Magnetic to True North in Aviation на котором была представлена информация представителей Канады, ИКАО и Jeppesen о состоянии дел и целесообразность перехода.

Целесообразность перехода заключается в повышении точности навигации и сокращении расходов при издании документов аэронавигационной информации и матрицы ∆М. Например, в аэропорту Шереметьево 92 страницы АИП содержать информацию, связанную с ∆М (включая номер ВПП) и при изменении ∆М их необходимо переиздать. А кроме того, необходимо переиздать соответствующие схемы и карты в бортовых сборниках аэронавигационной информации, что очень затратно.

Что необходимо сделать для перехода на север истинный:

1) на аэродроме:

переименовать нанесенные на ВПП номера цифровых знаков;

заменить обозначения транспарантов места ожидания у ВПП, расположенных у конца ВПП;

маяк VOR, автоматический пеленгатор, применяемый в районе аэродрома, и измеритель направления ветра ориентировать на север истинный;

2) на навигационных картах и схемах – перейти от магнитных путевых углов к истинным;

3) в прогнозах (TAF) и фактической погоды (METAR) указывать направление ветра от севера истинного;

4) на ВС перейти на систему отсчета курса относительно севера истинного.

Относительно пп. 1) – 3) переход потребует финансовых затрат и он решаем.

В отношении реализации п. 2) можно постепенно на навигационных картах и схемах начать публикацию заданной линии пути от истинного меридиана с разращением 0,1°, как это представлено на картах RNP Approach, а в скобках – относительно магнитного меридиана. После полного перехода на север истинный – удалить магнитные путевые углы.

Сложней переход на истинный курс на ВС, у которых присутствует система отсчета курса только от магнитного меридиана:

Возможно, к моменту перехода на север истинный к 2030 г. у некоторых ВС ресурс закончится. А у ВС, у которых ресурс не закончится, необходимо планировать установку нового поколения инерциальной курсовертикали на основе волоконно-оптических гироскопов (Fibre Optic Gyro (FOG) или микроэлектромеханическиой системы (Micro Electromechanical Systems - MEMS), технология которых не предусматривает определение магнитного курса.

Касаясь ВС, у которых в состав навигационного комплекса входят инерциальные и спутниковые системы, переход на север истинный возможен при обнулении в NAVDATA матрицы магнитного склонения.

Так как процесс перехода на север истинный очень затратный, то государству необходимо заблаговременно разработать дорожную карту. При этом надо учесть возможности и интересы государственной авиации.

Опыт внедрения в России нововведений в навигации показывает, что от момента внедрения ИКАО конкретной реализации в России она внедрялась с большой задержкой. В качестве примера см. таблицу:

В авиации переход отсчета направления от истинного меридиана неизбежен. России, как стране восходящего Солнца, в вопросах перехода на север истинный, желательно стать примером для остальных государств.

Источники:

1. The Magnetic Compass in Aviation – How it is used in airplanes. – URL:  https://pilotinstitute.com/magnetic-compass/#:~:text=History%20of%20Magnetic%20Compasses%20in%20Aviation&text=It%20was%20only%20until%20the,30%20seconds%20of%20previous%20models (дата обращения 12.07.2022)/
2. Михеев Вадим Ростиславович. Неизвестный Сикорский [«Бог» вертолетов] – URL:  https://biography.wikireading.ru/104523 (дата ссылки 09.09.2022).
3. Музей ВВС Монино. Зал 8 ч.  13: Илья Муромец С-22.  – URL:  https://igor113.livejournal.com/74567.html (дата ссылки 02.08.2022).
4. Resisting The Pull: Should We Still Be Using Magnetic North By Chris Shieff. – URL:  https://ops.group/blog/resisting-the-pull-should-we-still-be-using-magnetic-north/?print=pdf (дата ссылки 10.07.2022).
5. Declination of the Earth 1590-1990. – URL:  https://www.usgs.gov/media/images/declination-earth-1590-1990 (дата ссылки 04.09.2022).
6. Мировую модель магнитного поля пришлось обновить раньше обычного графика - 06 февраля 2019. – URL:  https://meteoinfo.ru/novosti/99-pogoda-v-mire/15831-mirovuyu-model-magnitnogo-polya-prishlos-obnovit-ranshe-obychnogo-grafika (дата ссылки 09.09.2022).
7. Презентация. MAGNETIC VS TRUE NORTH. Vision to 2030. Captain Anthony MacKay Director Flight Operations. 26/09/2017.
8. Avionics requirements roadmap to meet future communication, navigation and surveillance (CNS) technology advances (Presented by Canada) Twelfth air navigation conference/ ANConf.12.WP.147. Montréal, 19 to 30 November 2012.
9. Двенадцатая аэронавигационная конференция. Монреаль, 19–30 ноября 2012 года. (Представлено Секретариатом). Повестка дня. AN-Conf/12-WP/1 19/3/12.
10. Тринадцатая аэронавигационная конференция. Монреаль, Канада, 9–19 октября 2018 года. Доклад конференции. Общая часть. AN-Conf/13-WP/311 18/10/18.
11. Тринадцатая аэронавигационная конференция. Монреаль, Канада, 9–19 октября 2018 года. КОМИТЕТ А. Пункт 3 повестки дня. Повышение эффективности глобальной аэронавигационной системы. 3.5. Прочие вопросы ОрВД. Система отсчета, привязанная к истинному северу (Представлено Канадой). AN-Conf/13-WP/114 14/9/18 – URL: https://www.icao.int/Meetings/anconf13/Pages/WP_Num.aspx (дата ссылки 03.09.2022).
12. Nederlands instituut voor navigatie. – URL: https://www.navnin.nl/new/mag2true/ (дата ссылки 01.09.2022).