3.2 Co to jest holding i dlaczego samolot musi czekać w powietrzu?

• Czym jest holding w lotnictwie?
• Dlaczego samoloty muszą czekać w powietrzu?
• Z jakich elementów składa się procedura holdingu?
• Jakie są kierunki holdingu?
• Metody wlotu
• Jak holding jest oznaczany na mapach lotniczych?
• Co to znaczy holding jednominutowy?
• Czy holding jest bezpieczny dla pasażerów?
• Czy holding zwiększa zużycie paliwa?

Kiedy samolot krąży nad lotniskiem zamiast lądować, nie oznacza to problemu technicznego. To holding – standardowa procedura lotnicza, która zapewnia bezpieczeństwo i porządkuje ruch w przestrzeni powietrznej. Każdy, kto kiedykolwiek doświadczył opóźnienie lotu lub widział samolot krążący w okolicy, prawdopodobnie był świadkiem tej procedury w praktyce.

Holding to procedura oczekiwania, podczas której samolot wykonuje powtarzalny tor lotu oparty na wyznaczonym punkcie w przestrzeni. Jest to zdefiniowany manewr utrzymujący statek powietrzny w określonym obszarze do momentu otrzymania zgody na kontynuowanie lotu lub lądowanie.

Można to porównać do oczekiwania w kolejce, z tą różnicą, że odbywa się ono w powietrzu. Samolot wykonuje powtarzalny wzór lotu, przypominający wzorzec toru wyścigowego (racetrack pattern), krążąc wokół konkretnego punktu nawigacyjnego.

Procedurę holdingu wykonuje się na specjalnie wyznaczonych obszarach w przestrzeni powietrznej, zwanych holding fix. Piloci otrzymują od kontrolera ruchu lotniczego dokładne instrukcje. Dotyczą one wysokości, prędkości i kierunku lotu podczas oczekiwania.

Kontrola ruchu lotniczego (ATC) kieruje samoloty do holdingu z kilku kluczowych powodów. Każdy z nich ma bezpośredni związek z bezpieczeństwem operacji lotniczych.

Zatłoczenie przestrzeni powietrznej to najczęstszy powód. Jeśli na lotnisku jest zbyt wiele samolotów, które chcą jednocześnie wylądować, kontrolerzy muszą wprowadzić procedurę oczekiwania. Zapewnia to odpowiednią separację między statkami powietrznymi. Szczególnie często zdarza się to w okolicach dużych międzynarodowych portów lotniczych w godzinach szczytu.

Złe warunki pogodowe wymuszają holding równie często jak zatłoczenie. W przypadku silnego wiatru, burzy, mgły lub ograniczonej widoczności kontrola ruchu lotniczego nakazuje pilotom oczekiwanie w powietrzu. Samolot czeka, aż warunki poprawią się na tyle, aby umożliwić bezpieczne lądowanie.

Problemy techniczne na lotnisku również prowadzą do holdingu. Może dojść do awarii systemu nawigacji, sprzętu na lotnisku, problemu z pasem startowym czy innego nieprzewidzianego zdarzenia. Wtedy maszyny muszą oczekiwać w powietrzu do usunięcia usterki.

Oczekiwanie na dostęp do pasa startowego to kolejna przyczyna. Lotniska dysponują ograniczoną liczbą pasów startowych. Kiedy jeden samolot ląduje, a drugi startuje, trzeci może musieć czekać w powietrzu. To kwestia logistyki i przepustowości lotniska.

Cały cykl holdingu składa się z czterech podstawowych elementów, które tworzą powtarzalny wzór lotu. Każdy z nich ma swoją nazwę i funkcję.

Holding Fix (punkt oczekiwania) to centralny punkt nawigacyjny, wokół którego samolot wykonuje procedurę. Może to być stacja VOR, NDB lub określony punkt nawigacyjny RNAV (waypoint). Stanowi on podstawę całej procedury – od niego rozpoczyna się i kończy każdy cykl krążenia.

Inbound Leg (odcinek dolotowy ) to część trasy, w której samolot leci w kierunku punktu oczekiwania. Ten odcinek trwa zazwyczaj jedną minutę przy normalnych warunkach. Może być wydłużony w przypadku trudnych warunków pogodowych.

Outbound Leg (odcinek odlotowy) stanowi część trasy, w której samolot oddala się od punktu oczekiwania. Jego długość wynika ze standardu ICAO: 1 minuta (do FL140) lub 1,5 minuty (powyżej FL140) lub jest określona odległością DME. Kontrola ruchu lotniczego może modyfikować ten czas/odległość tylko w razie potrzeby (non-standard holding). Te dwa odcinki – przylotowy i odlotowy – są kluczowe dla utrzymania regularnego toru lotu.

Turn (zakręt) – manewr zmiany kursu o 180° (z odcinka dolotowego na odlotowy i odwrotnie), wykonywany jako skoordynowany zakręt standardowy (Rate 1) z prędkością kątową 3° na sekundę. Kąt przechylenia dobiera się tak, aby osiągnąć Rate 1, jednak zgodnie z PANS-OPS (Procedures for Air Navigation Services – Aircraft Operations – jeden z najważniejszych dokumentów Międzynarodowej Organizacji Lotnictwa Cywilnego (ICAO) oznaczony jako Doc 8168) nie przekracza się 25° (stosuje się 25° lub Rate 1 – co wymaga mniejszego przechylenia).

• Holding standardowy (prawoskrętny) to najczęściej spotykany rodzaj procedury. Samolot krąży wokół wyznaczonego punktu nawigacyjnego po eliptycznej trasie, zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Ma to na celu utrzymanie samolotu w jednej określonej pozycji do momentu otrzymania zezwolenia na dalszy lot. W przypadku dużego ruchu wiele samolotów może oczekiwać nad tym samym punktem nawigacyjnym – na różnych wysokościach. Mówimy wtedy o holding stack (stosie oczekiwania). Zapewnia to bezpieczny odstęp między nimi – nazywa się to separacją wysokościową.

• Holding lewoskrętny polega na krążeniu w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. To mniej powszechna procedura. Stosuje się ją głównie wtedy, gdy warunki powietrzne lub specyfika terenu wymuszają zmianę kierunku. Może być wymagany przy unikaniu przeszkód terenowych lub gdy istnieją ograniczenia ruchu w danej przestrzeni.

Wlot bezpośredni (direct entry)

To uproszczona procedura. Stosuje się ją, gdy samolot nadlatuje do pozycji oczekiwania (holding fix) w sektorze bezpośrednim, czyli pod kątem pozwalającym na natychmiastowy zwrot w kierunku holding pattern (±70° od kursu powrotnego).

Wlot z odchyleniem (offset entry)

Po przekroczeniu pozycji oczekiwania (po przelocie nad holding fix, wychodząc w sektor offset) pilot wykonuje skręt, aby utrzymać kąt 30° do kursu powrotnego. Leci przez około minutę, a następnie wykonuje skręt, aby powrócić na odcinek dolotowy.

Wlot równoległy (parallel entry)

Po przekroczeniu pozycji oczekiwania pilot skręca, by lecieć równolegle do inbound leg. Leci przez minutę, a następnie skręca na stronę oczekiwania (holding side), aby obrać kurs na pozycję oczekiwania. Po minięciu pozycji oczekiwania wykonuje standardową procedurę holdingu.

Jak widać na powyższych przykładach, możemy rozrysować trzy podstawowe strefy wlotu w holding lotniczy. Te trzy wloty zaprojektowano tak, aby samolot mógł wejść w strefę oczekiwania bez wykonywania nadmiernych manewrów.

Miejsca przeznaczone na holding są zaznaczane na mapach lotniczych za pomocą specjalnych symboli. Wskazują one kształt i wymiary procedury. Zazwyczaj znajdują się w pobliżu punktów nawigacyjnych, takich jak VOR czy NDB, albo na trasach podejścia do lotnisk.

Na mapach lotniczych holding przedstawiany jest w formie podłużnych pętli. Obok nich znajdują się dodatkowe informacje:

• Kierunek krążenia – standardowo zakręty odbywają się w prawo (zgodnie z ruchem wskazówek zegara), ale w niektórych przypadkach stosuje się zakręty w lewo
• Punkty nawigacyjne – holding fix jest jasno oznaczony, aby piloci wiedzieli, gdzie rozpoczyna się procedura
• Wysokość – mapy wskazują minimalną lub maksymalną wysokość wykonywania procedury oraz informację o separacji między różnymi statkami powietrznymi
• Czas odcinków – określa się długość odcinka przylotowego i odlotowego
• Ograniczenia – mogą obejmować limity prędkości, odległości od punktu DME lub radiale ograniczające

Pilot musi dokładnie przestudiować te oznaczenia przed wejściem do holdingu. Nie może polegać wyłącznie na wyglądzie symbolu na mapie – to tylko graficzna reprezentacja. Rzeczywista procedura zależy od precyzyjnych parametrów określonych w dokumentacji.

Pojęcie holdingu jednominutowego odnosi się do czasu trwania odcinków przylotowych i odlotowych. Długość odcinków trasy mierzy się czasem, a nie dystansem. Pozwala to lepiej zarządzać ruchem powietrznym w zmiennych warunkach atmosferycznych.

W normalnych warunkach pogodowych odcinek przylotowy oraz odlotowy trwają po jednej minucie. To standard dla lotów wykonywanych do wysokości 14 tysięcy stóp (poniżej FL140).

Powyżej tego poziomu ograniczenie wynosi półtorej minuty. W obszarach o silnych wiatrach czas może być dostosowany przez kontrolę ruchu lotniczego. Wiatr boczny może znacznie wydłużyć lub skrócić rzeczywistą długość pokonanej odległości.

Dlatego właśnie używa się czasu, nie odległości. Samolot lecący z wiatrem pokona większy dystans w minutę niż ten lecący pod wiatr. Używając czasu jako miary, kontrolerzy mogą przewidzieć, kiedy samolot powróci do punktu oczekiwania.

Pasażerowie mogą odczuwać lekkie zakręty podczas krążenia. Czasami lot może wydawać się dłuższy niż planowano, ale to nic niepokojącego. Kapitan informuje pasażerów o przyczynie opóźnienia, jeśli holding trwa dłużej.

Współczesne systemy nawigacyjne, takie jak GPS i autopilot, ułatwiają precyzyjne wykonywanie holdingu. Wiele samolotów może wykonywać tę procedurę automatycznie po wprowadzeniu odpowiednich danych przez pilotów.

Tak, holding zużywa dodatkowe paliwo – każda minuta spędzona w powietrzu oznacza spalanie paliwa. Dlatego zarówno piloci, jak i kontrolerzy ruchu lotniczego starają się maksymalnie skracać czas oczekiwania. Ilość zużywanego paliwa zależy od typu samolotu i warunków lotu. Na przykład Airbus A320ceo w locie przelotowym zużywa około 2,4–2,6 tony paliwa na godzinę, a A320neo około 2,0–2,2 t/h. Duże szerokokadłubowce, takie jak Boeing 747-400, spalają typowo 10–12 ton na godzinę. W przypadku holdingu trwającego 15 minut A320 zużyje dodatkowe około 600–650 kg paliwa, a Boeing 747 – około 2,5–3 tony (przy założeniu holdingu na wysokości ok. 1500 ft nad lotniskiem).

Przepisy ICAO i EASA (CAT.OP.MPA.150) wymagają, aby na pokładzie znajdował się odpowiedni zapas paliwa, w tym rezerwa na holding.

Contingency fuel (rezerwa na nieprzewidziane okoliczności, w tym ewentualny holding) wynosi co najmniej większą z dwóch wartości: 5% paliwa na trasę (trip fuel) lub paliwo na 5 minut lotu w holdingu na wysokości 1500 ft (450 m) nad lotniskiem docelowym – w warunkach ISA i na planowanej masie lądowania.

Dodatkowo zawsze planowana jest final reserve fuel – paliwo na 30 minut holdingu z prędkością holdingową na wysokości 1500 ft (450 m) nad lotniskiem alternatywnym (destination alternate aerodrome) lub, gdy nie jest wymagane lotnisko alternatywne, nad lotniskiem docelowym (destination aerodrome), obliczone w warunkach ISA dla przewidywanej masy lądowania.

W przypadku spodziewanego dużego natężenia ruchu, złej pogody lub innych nieprzewidzianych czynników kapitan może zdecydować o zabraniu dodatkowego paliwa – tzw. extra fuel lub rezerwy kapitańskiej. Linie lotnicze niechętnie patrzą na dodatkowe kilogramy (zwiększają masę startową i spalanie), ale bezpieczeństwo zawsze pozostaje absolutnym priorytetem.

Kontrola ruchu lotniczego optymalizuje przepływ ruchu, aby minimalizować czas holdingu. W Polsce wyznaczono obszar POLFRA (Polish Free Route Airspace), który umożliwia planowanie najkrótszych tras przelotu poza siecią stałych dróg lotniczych. Stosuje się również technikę CDO (Continuous Descent Operations) lub CDA (Continuous Descent Approach) – ciągłe, nieprzerywane zniżanie z wysokości przelotowej. Według badań EUROCONTROL technika ta pozwala zaoszczędzić 50–150 kg paliwa na podejście w porównaniu z tradycyjnym podejściem schodkowym, a dodatkowo redukuje hałas i emisję CO₂.