مؤشر مسار الاقتراب الدقيق

مؤشر مسار الاقتراب الدقيق ( PAPI ) هو نظام يتكون من أربعة أضواء على جانب عتبة مدرج المطار ، يوفر معلومات توجيهية بصرية للهبوط أثناء الاقتراب النهائي . ويقع عادةً على الجانب الأيسر من المدرج على بعد حوالي 300 متر (980 قدمًا) بعد عتبة الهبوط. 

فيما يلي مواصفات التصميم الهندسي النموذجية لكل وحدة من وحدات إضاءة PAPI الأربع:

التركيب البصري:

• مصباحان احتياطيان؛
• عاكسات من الألومنيوم المؤكسد؛
• فلتر اللون الأحمر؛
• عدسة واحدة أو عدستين؛
• يمكن استبدال المصابيح والعاكسات دون الحاجة إلى إعادة المعايرة.

تتكون كل وحدة إضاءة من مصدر ضوئي واحد أو أكثر، وفلاتر حمراء، وعدسات. قد لا يكون فلتر الألوان ضروريًا مع مصابيح LED الملونة. تُصدر كل وحدة إضاءة شعاعًا عالي الكثافة. الجزء السفلي من الشعاع أحمر، والجزء العلوي أبيض. يجب أن يتم الانتقال بين اللونين بزاوية لا تتجاوز ثلاث دقائق قوسية. هذه الخاصية تجعل تغيير اللون واضحًا للغاية، وهي سمة أساسية لإشارة PAPI. لتشكيل إشارة توجيه PAPI، تُثبّت حدود انتقال اللون للوحدات الأربع بزوايا مختلفة. تُستخدم أدنى زاوية للوحدة الأبعد عن المدرج، وأعلى زاوية للوحدة الأقرب إليه. يقع مسار الانزلاق المُحدد في منتصف المسافة بين إعدادات وحدتي الإضاءة الثانية والثالثة.

يتكون نظام مؤشر مسار الاقتراب الدقيق (PAPI) من قضيب يضم أربع وحدات. يجب أن تكون الوحدات قابلة للكسر ولكن غير متأثرة بضغط الهواء النفاث . يجب أن تكون الحافة الداخلية لنظام PAPI على بُعد 15 مترًا (49 قدمًا) من حافة المدرج، وعلى مسافة لا تقل عن 14 مترًا (46 قدمًا) من أي مدرج أو ممر تاكسي. يجب أن تكون المسافة بين الوحدات 9 أمتار (30 قدمًا) . يمكن استخدام نظام مختصر، A-PAPI، لبعض فئات عمليات الطائرات. يتكون هذا النظام من وحدتين، حيث تقع الوحدة الداخلية على بُعد 10 أمتار (33 قدمًا) من حافة المدرج. ^{[ 1 ]}    

يجب وضع جهاز مؤشر مسار الاقتراب الدقيق (PAPI) على الجانب الأيسر من المدرج بزاوية قائمة على خط منتصف المدرج، مع إمكانية وضعه على الجانب الأيمن عند الحاجة. تُحسب إشارات الضوء الأحمر دائمًا بدءًا من جانب جهاز PAPI الأقرب إلى المدرج. في حال وضع الجهاز على الجانب الأيمن (وهو وضع غير قياسي)، تُحسب إشارات الضوء الأحمر بدءًا من الجانب الأيسر للجهاز. في بعض المواقع، يُركّب جهاز PAPI على جانبي المدرج، إلا أن هذا المستوى من التجهيز يتجاوز متطلبات منظمة الطيران المدني الدولي (ICAO).

تعتمد المسافة المثلى من عتبة المدرج على خلوص عجلات الطائرات المتوقع هبوطها على المدرج فوق العتبة؛ والتوافق مع مسارات الانزلاق غير البصرية، مثل نظام الهبوط الآلي (ILS)، وصولاً إلى أدنى مدى وارتفاع ممكنين؛ وأي فرق في الارتفاع بين موقع تركيب نظام مؤشر مسار الاقتراب الدقيق (PAPI) وعتبة المدرج. يمكن تعديل هذه المسافة المثلى تبعًا لطول المدرج وخلوص العوائق. يجب أن يراعي التنسيق بين نظام مؤشر مسار الاقتراب الدقيق (PAPI) ونظام الهبوط الآلي (ILS) المسافة بين مستوى نظر الطائرة ومستوى مستقبل نظام الهبوط الآلي (ILS) لمختلف أنواع الطائرات. ^{[ 1 ] : 8-33}

بالنسبة لمنحدر اقتراب نموذجي بزاوية 3 درجات ، يجب ضبط زوايا أضواء نظام مؤشر مسار الاقتراب الدقيق (PAPI) كما يلي: 3°30'، 3°10'، 2°50'، 2°30' (3.50°، 3.17°، 2.83°، 2.50°). ^{[ 1 ] : 8-36}

تعتمد نسبة الأضواء البيضاء إلى الحمراء المرئية على زاوية الاقتراب من المدرج. ففوق زاوية الانحدار المحددة ، يرى الطيار أضواء بيضاء أكثر من الحمراء؛ أما تحت الزاوية المثالية، فيرى أضواء حمراء أكثر من البيضاء. وعند زاوية الاقتراب المثلى، تتساوى نسبة الأضواء البيضاء إلى الحمراء لمعظم الطائرات.

قد يستخدم الطيارون المتدربون في المرحلة الأولية أسلوب التذكر التالي

• أبيض على أبيض - "تحقق من طولك" (أو "ستطير طوال الليل") (مرتفع جدًا)
• ريد أون وايت - "أنت بخير"
• ريد أون ريد – "أنت ميت" (منخفض جدًا)

إلى أن يعتادوا على معنى الأضواء.

تُعاير مؤشرات مسار الاقتراب الدقيق (PAPIs) نسبةً إلى الحد الأدنى لارتفاع العين فوق العتبة (MEHT). ^{[ 1 ]} بالنسبة لبعض الطائرات ذات الارتفاع المنخفض لعين الطيار، سيرى الطيار مؤشر "منخفض قليلاً" حتى وإن كان على مسار انزلاق نظام الهبوط الآلي (ILS). ^{[ 2 ]} عادةً ما يكون ارتفاع عين الطيار أعلى من هوائي مستقبل نظام الهبوط الآلي (ILS). ^{[ 3 ]} تميزت طائرة الكونكورد بارتفاع عين مرتفع بشكل خاص لأن جهاز الهبوط الرئيسي كان بعيدًا جدًا خلف قمرة القيادة، لذا كان على الطيارين الهبوط مع ظهور مؤشر "مرتفع قليلاً". ^{[ 4 ]}

تتشابه خصائص الإضاءة لجميع وحدات الإضاءة. في ظروف الرؤية الجيدة، يمكن استخدام معلومات التوجيه على مسافات تصل إلى 8 كيلومترات (5 أميال) ليلاً ونهاراً. أما ليلاً، فيمكن رؤية أشرطة الإضاءة على مسافات لا تقل عن 32 كيلومتراً (20 ميلاً) .  

تتوفر أنظمة PAPI بسهولة من مصنعي إضاءة المطارات حول العالم. عادةً ما يتم تشغيل نظام PAPI بواسطة مراقبة الحركة الجوية (ATC). في حال عدم توفر خدمات مراقبة الحركة الجوية في المطار، يمكن للطيار تفعيل نظام PAPI، بالإضافة إلى أضواء المطار الأخرى ، عن طريق الضغط على زر ميكروفون الطائرة باستخدام جهاز الاتصال اللاسلكي الخاص بالطائرة والمضبوط على تردد CTAF أو تردد الإضاءة المخصص الذي يتحكم به الطيار (PCL).

تم ابتكار نظام مؤشر مسار الاقتراب الدقيق لأول مرة عام 1974 على يد توني سميث وديفيد جونسون في مؤسسة الطائرات الملكية في بيدفورد، إنجلترا. واستغرق تطوير هذه التقنية بالكامل عامين إضافيين. كما شاركت شركة الهندسة "ريسرش إنجينيرز" (RE) بشكل كبير في المشروع، حيث قامت بتصنيع وتوريد وحدات PAPI للتجارب الأولى التي أُجريت. ولا يزال التصميم نفسه مستخدمًا حتى اليوم. ^{[ 5 ]}

حظي عمل سميث وجونسون بتكريم من خلال شهادة تقدير من الأكاديمية الملكية للطيران، وزمالة من الجمعية الجوية، وجائزة من المؤسسة الأمريكية لسلامة الطيران ، وميدالية ذهبية من نقابة الطيارين البريطانية.

استُخدمت أجهزة تحديد المواقع المحمولة جواً (PAPIs) من قبل مكوك الفضاء التابع لناسا من أجل هبوطه الآمن، والذي أُجريت مقابلة مع جونسون بشأنه من قبل وسائل الإعلام الإخبارية المحلية والتلفزيونية في المملكة المتحدة.

كان نظام مؤشر مسار الانزلاق السابق، وهو مؤشر مسار الاقتراب البصري (VASI)، يوفر التوجيه فقط حتى ارتفاعات 60 مترًا (200 قدم)، بينما يوفر نظام PAPI التوجيه حتى بدء التوهج (عادةً 15 مترًا، أو 50 قدمًا ).  

شهد عام 2008 ظهور أجهزة PAPI جديدة مصنعة باستخدام مصابيح LED صلبة بدلاً من المصابيح المتوهجة . توفر مصابيح LED سطوعًا كافيًا لتلبية معايير منظمة الطيران المدني الدولي (ICAO) لشدة الإضاءة وانتشار الشعاع، ويبلغ متوسط ​​عمرها الافتراضي 50,000 ساعة أو أكثر. وباستخدام مصابيح LED، ينخفض ​​استهلاك الطاقة للجهاز بشكل ملحوظ. تعمل أنظمة LED داخليًا بجهد التيار المستمر، لذا فإن متطلبات جهد التيار المستمر، إلى جانب استهلاك الطاقة المنخفض بطبيعته لمصابيح LED، تسمح الآن بتشغيل أجهزة PAPI بالطاقة الشمسية، مما يُمكّنها من العمل بشكل مستقل تمامًا عن شبكة الكهرباء. ^{[ 6 ]}

يُستخدم نظام مؤشر مسار الاقتراب الدقيق (PAPI) في نظام إشارة إشغال المدرج عند الاقتراب النهائي (FAROS) الذي تُطبّقه ^{[ 7 ]} العديد من المطارات الرئيسية في الولايات المتحدة، وذلك لتمكين الطيارين من حلّ مشكلة دخول الطائرة إلى المدرج دون الحاجة إلى إشعار مسبق من برج المراقبة . في نظام FAROS، تستشعر أجهزة استشعار المدرج الآلية، التي تعمل ضمن خط الرؤية المباشر، ما إذا كانت مركبة قد دخلت المدرج، وفي حال حدوث ذلك، تُومض أضواء PAPI لتنبيه الطيار إلى أن الطائرة في مرحلة الاقتراب النهائي مشغولة. يصبح الطيار مسؤولاً حينها عن حلّ المشكلة بإبلاغ مراقب الحركة الجوية وتنفيذ مناورة الإقلاع من جديد . بمجرد أن يتأكد برج المراقبة من خلو المدرج، يُعيد مراقب الحركة الأرضية ضبط نظام PAPI لاستئناف عمليات الهبوط بشكل طبيعي. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

• نظام إضاءة الاقتراب (ALS)
• الإضاءة التي يتم التحكم فيها بواسطة الطيار (PCL)
• مؤشر ميل الاقتراب البصري (VASI)
• أضواء تحديد نهاية المدرج (REIL)
• أضواء حافة المدرج (HIRL، MIRL، LIRL)
• نظام هبوط بصري
• الأضواء الرائدة