stringtranslate.com

Инерциальный блок отсчета воздушных данных

Инерциальный опорный блок воздушных данных ( ADIRU ) является ключевым компонентом интегрированной инерциальной опорной системы воздушных данных (ADIRS), которая поставляет воздушные данные ( скорость , угол атаки и высота ) и инерциальную опорную информацию (положение и ориентация) на электронные дисплеи системы пилотажных приборов , а также на другие системы самолета, такие как двигатели, автопилот , система управления полетом самолета и системы шасси. [1] ADIRU действует как единый отказоустойчивый источник навигационных данных для обоих пилотов самолета. [2] Он может быть дополнен вторичным опорным блоком воздушных данных ориентации (SAARU), как в конструкции Boeing 777. [3]

Это устройство используется на различных военных самолетах , а также на гражданских авиалайнерах, начиная с Airbus A320 [4] и Boeing 777 [5] .

Описание

ADIRS состоит из трех отказоустойчивых ADIRU, расположенных в электронной стойке самолета, связанного с ними блока управления и индикации (CDU) в кабине экипажа и дистанционно установленных модулей воздушных данных (ADM). [6] № 3 ADIRU является резервным блоком, который может быть выбран для подачи данных на дисплеи командира или второго пилота в случае частичного или полного отказа либо № 1, либо № 2 ADIRU. Между № 1 и 2 ADIRU нет кросс-канального резервирования, поскольку № 3 ADIRU является единственным альтернативным источником воздушных и инерциальных опорных данных. Неисправность инерциальной опорной точки (IR) в ADIRU № 1 или 2 приведет к потере информации об ориентации и навигации на связанных с ними экранах основного индикатора полета (PFD) и навигационного дисплея (ND). Неисправность опорной точки воздушных данных (ADR) приведет к потере информации о скорости и высоте полета на затронутом дисплее. В любом случае информацию можно восстановить только выбрав № 3 ADIRU. [1]

Каждый ADIRU состоит из ADR и инерциального опорного компонента (IR). [7]

Справочные данные по воздуху

Компонент опорных воздушных данных (ADR) ADIRU обеспечивает данные о воздушной скорости, числе Маха , угле атаки, температуре и барометрической высоте. [8] Давление набегающего потока воздуха и статическое давление, используемые при расчете воздушной скорости, измеряются небольшими ADM, расположенными как можно ближе к соответствующим датчикам Пито и статического давления. ADM передают свои давления в ADIRU через шины данных ARINC 429. [9]

Инерциальная система отсчета

ИК - компонент ADIRU предоставляет данные об ориентации, векторе траектории полета, скорости относительно земли и позиционные данные. [1] Кольцевой лазерный гироскоп является основной технологией в системе и используется вместе с акселерометрами , GPS и другими датчиками для предоставления необработанных данных. [10] Основными преимуществами кольцевого лазера по сравнению со старыми механическими гироскопами являются отсутствие движущихся частей, прочность и малый вес, отсутствие трения и отсутствие сопротивления изменению прецессии .

Сложность избыточности

Анализ сложных систем сам по себе настолько сложен, что может быть подвержен ошибкам в процессе сертификации. Сложные взаимодействия между бортовыми компьютерами и ADIRU могут привести к нелогичному поведению экипажа в случае отказа. В случае рейса 72 авиакомпании Qantas капитан переключил источник ИК-данных с ADIRU1 на ADIRU3 после отказа ADIRU1; однако ADIRU1 продолжал поставлять данные ADR на основной дисплей полета капитана. Кроме того, главный компьютер управления полетом (PRIM1) был переключен с PRIM1 на PRIM2, затем с PRIM2 обратно на PRIM1, тем самым создавая ситуацию неопределенности для экипажа, который не знал, на какие резервные системы он полагался. [11]

Опора на избыточность систем самолета также может привести к задержкам в выполнении необходимых ремонтных работ, поскольку операторы авиакомпаний полагаются на избыточность, чтобы поддерживать работоспособность систем самолета без необходимости немедленного устранения неисправностей. [1] [2] [3] [11]

Неудачи и директивы

Директива FAA о летной годности 2000-07-27

3 мая 2000 года FAA выпустило директиву о летной годности 2000-07-27, касающуюся двойных критических отказов во время полета, связанных с проблемами электропитания, влияющими на ранние кольцевые лазерные гироскопы Honeywell HG2030 и HG2050 ADIRU, используемые на нескольких моделях Boeing 737, 757, Airbus A319, A320, A321, A330 и A340. [2] [12] [13]

Директива о летной годности 2003-26-03

27 января 2004 года FAA выпустило директиву о летной годности 2003-26-03 (позднее замененную AD 2008-17-12), которая предусматривала изменение установки ADIRU3 на самолетах семейства Airbus A320 для предотвращения отказов и потери критических данных о пространственном положении и скорости полета. [2] [14]

Алиталия А320

I-BIKE, самолет, причастный к инциденту с A320

25 июня 2005 года самолет Alitalia Airbus A320-200, зарегистрированный как I-BIKE, вылетел из Милана с неисправным ADIRU, что разрешено Перечнем минимального оборудования . При приближении к лондонскому аэропорту Хитроу в условиях ухудшающейся погоды отказал еще один ADIRU, и в рабочем состоянии остался только один. В последовавшей неразберихе третий был непреднамеренно сброшен, потеряв свой контрольный курс и отключив несколько автоматических функций. Экипаж смог совершить безопасную посадку, объявив Pan-pan . [15]

Рейс 124 Malaysia Airlines

9M-MRG, самолет, выполнявший рейс 124

1 августа 2005 года произошел серьезный инцидент с рейсом 124 Malaysia Airlines , когда неисправность ADIRU на Boeing 777-2H6ER (9M-MRG), летевшем из Перта в Куала-Лумпур, заставила самолет действовать по ложным указаниям, что привело к несанкционированным маневрам. [16] В этом инциденте неверные данные повлияли на все плоскости движения , когда самолет поднимался на высоту 38 000 футов (11 600 м). Самолет накренился и поднялся примерно на 41 000 футов (12 500 м), при этом сработало предупреждение о сваливании. Пилоты вытащили самолет с отключенным автопилотом и запросили возвращение в Перт. Во время возвращения в Перт экипаж на короткое время активировал как левый, так и правый автопилоты, но в обоих случаях самолет накренился и накренился вправо. Оставшуюся часть полета самолет управлялся вручную и благополучно приземлился в Перте. Пострадавших и повреждений самолета не было. ATSB установило, что основной вероятной причиной этого инцидента была скрытая ошибка программного обеспечения, которая позволила ADIRU использовать данные с неисправного акселерометра . [17]

Федеральное управление гражданской авиации США выпустило Чрезвычайную директиву по летной годности (AD) 2005-18-51, требующую от всех операторов 777 установить обновленное программное обеспечение для устранения ошибки. [18]

Рейс 68 авиакомпании Qantas

VH-QPA, самолеты, участвующие в обоих рейсах 68 и 72

12 сентября 2006 года рейс 68 авиакомпании Qantas , Airbus A330, регистрационный номер VH-QPA, из Сингапура в Перт, выявил проблемы с ADIRU, но без нарушения полета. На высоте 41 000 футов (12 000 м) и в расчетном положении в 530 морских милях (980 км) к северу от Лермонта, Западная Австралия , [19] NAV IR1 FAULT, затем, 30 минут спустя, на ECAM были получены уведомления NAV ADR 1 FAULT , указывающие на неисправности навигационной системы в инерциальном опорном блоке 1, затем в ADR 1 соответственно. Экипаж сообщил более позднему расследованию рейса 72 авиакомпании Qantas , в котором участвовал тот же планер и ADIRU, что они получили многочисленные предупреждения и предостережения, которые менялись слишком быстро, чтобы их можно было обработать. Во время расследования проблемы экипаж заметил слабый и прерывистый индикатор ADR 1 FAULT и решил выключить ADR 1, после чего у них больше не возникало проблем. В ходе всего мероприятия не было никакого воздействия на управление полетом. После полета были выполнены рекомендуемые производителем процедуры технического обслуживания ADIRU, и системные испытания не выявили дальнейших неисправностей. [19]

Рейс 7 Jetstar

VH-EBC, самолет, участвующий в полете 7

7 февраля 2008 года аналогичный самолет (VH-EBC), эксплуатируемый дочерней компанией Qantas Jetstar Airways, попал в аналогичный инцидент во время выполнения рейса JQ7 из Сиднея в Хошимин, Вьетнам. В этом событии, которое произошло в 1760 морских милях (3260 км) к востоку от Лермонта, многие из тех же ошибок произошли в блоке ADIRU. Экипаж следовал соответствующей процедуре, действующей в то время, и полет продолжился без проблем. [19]

ATSB еще предстоит подтвердить, связано ли это событие с другими случаями ADIRU с Airbus A330. [19]

Директива о летной годности 2008-17-12

6 августа 2008 года FAA выпустило директиву летной годности 2008-17-12, расширяющую требования более ранней AD 2003-26-03, которая была определена как недостаточное средство. В некоторых случаях она призывала к замене ADIRU на более новые модели, но давала 46 месяцев с октября 2008 года на реализацию директивы. [20]

Рейс 72 авиакомпании Qantas

7 октября 2008 года рейс 72 авиакомпании Qantas , использовавший тот же самолет, что и в инциденте с рейсом 68, вылетел из Сингапура в Перт. В какой-то момент полета, на крейсерской высоте 37 000 футов, произошел сбой в работе ADIRU № 1, что привело к автоматическому отключению автопилота, за которым последовали два внезапных неуправляемых маневра снижения тангажа , согласно данным Австралийского бюро безопасности на транспорте (ATSB). В результате аварии пострадали до 74 пассажиров и членов экипажа, получив травмы от легких до серьезных. Самолет смог совершить аварийную посадку без дальнейших травм. Самолет был оснащен системой ADIRS производства Northrop Grumman , которую следователи отправили производителю для дальнейшего тестирования. [21] [22]

Рейс 71 авиакомпании Qantas

VH-QPG, самолет, участвующий в полете 71

27 декабря 2008 года рейс Qantas 71 из Перта в Сингапур, другой самолет Qantas A330-300 с регистрационным номером VH-QPG [23] был вовлечен в инцидент на высоте 36 000 футов примерно в 260 морских милях (480 км) к северо-западу от Перта и в 350 морских милях (650 км) к югу от аэропорта Лермонт в 17:29 WST. Автопилот отключился, и экипаж получил предупреждение о проблеме с ADIRU номер 1. [24]

Директива о чрезвычайной летной годности № 2009-0012-E

15 января 2009 года Европейское агентство по безопасности полетов выпустило Директиву о чрезвычайной летной годности № 2009-0012-E для решения вышеуказанной проблемы A330 и A340 Northrop-Grumman ADIRU, связанной с неправильным реагированием на неисправный инерциальный референс. В случае неисправности навигационного ИК-датчика экипаж теперь должен «выбрать ВЫКЛ. соответствующий ИК, выбрать ВЫКЛ. соответствующий ADR, а затем повернуть поворотный селектор режимов ИК в положение ВЫКЛ». Эффект заключается в том, чтобы гарантировать, что неисправный ИК-датчик выключен, чтобы он больше не мог отправлять ошибочные данные в другие системы. [19]

Рейс 447 авиакомпании Air France

1 июня 2009 года рейс 447 авиакомпании Air France , самолет Airbus A330, следовавший из Рио-де-Жанейро в Париж , потерпел крушение в Атлантическом океане после передачи автоматических сообщений, указывающих на неисправности различного оборудования, включая ADIRU. [25] При изучении возможных связанных событий потери ADIRS, связанных с погодными условиями, NTSB решил расследовать два похожих случая на крейсерских самолетах A330. [26] 21 мая 2009 года на рейсе TAM 8091 Майами - Сан-Паулу, зарегистрированном как PT-MVB, и 23 июня 2009 года на рейсе 8 авиакомпании Hong Kong - Tokyo Northwest Airlines, зарегистрированном как N805NW, произошла внезапная потеря данных о скорости полета на крейсерской высоте и последующая потеря контроля ADIRS. [27] [28] [29]

Рейс 6606 авиакомпании Ryanair

9 октября 2018 года самолет Boeing 737-800, выполнявший рейс из аэропорта Порту в аэропорт Эдинбурга, столкнулся с отказом левого ADIRU, в результате чего самолет задрался и поднялся на высоту 600 футов. Левый ADIRU был переведен в режим ATT (только положение) в соответствии с Краткой справочной книгой , но он продолжал отображать капитану ошибочную информацию о положении. Оставшаяся часть полета была выполнена вручную с посадкой без происшествий. Британская AAIB опубликовала окончательный отчет 31 октября 2019 года [30] со следующей рекомендацией:

Компании Boeing Commercial Aircraft рекомендуется внести поправки в краткое справочное руководство по Boeing 737, включив в него контрольный список для нештатных ситуаций, когда на индикаторе положения самолета появляются сигналы компаратора тангажа и крена.

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcd "Запутанная сложность в безупречной проблеме избыточности". Air Safety Week. 14 августа 2006 г. Получено 16 июля 2008 г.
  2. ^ abcd "Проблема безопасности". Air Safety Week . 5 мая 2005 г. Получено 16 сентября 2006 г.
  3. ^ ab "В тисках гремлинов". Неделя безопасности полетов . 26 марта 2007 г.
  4. ^ "ADIRU компании Honeywell выбран компанией Airbus". Фарнборо. 22–28 июля 2002 г. Архивировано из оригинала 2006-10-17 . Получено 2008-07-16 .
  5. ^ Цифровые авиационные системы. IEEE , AIAA . 1995. ISBN 0-7803-3050-1. Получено 16 октября 2008 г.
  6. ^ "738-3 Air Data and Inertial Reference System (ADIRS)". ARINC . 2008. Архивировано из оригинала 25 мая 2011 г. Получено 14 июля 2008 г.
  7. ^ "Руководства по обучению в авиакомпании, Авиация, Эксплуатация, Безопасность - Навигация A330". smartcockpit.com. Архивировано из оригинала 15 января 2007 года . Получено 12 июня 2009 года .
  8. ^ "Ошибочные приборы полета". Boeing Aero Magazine, выпуск 08. Архивировано из оригинала 12 июня 2008 года . Получено 2008-07-14 .
  9. ^ "Air Data Module" (PDF) . Honeywell. Архивировано из оригинала (PDF) 3 марта 2016 г. Получено 25 декабря 2016 г.
  10. ^ International Aerospace Abstracts. Cambridge Scientific Abstracts, Inc., Американский институт аэронавтики и астронавтики . 1985. Получено 16 октября 2008 г.
  11. ^ ab CW Johnson; C. Michael Holloway (2 февраля 2009 г.). «Опасности взаимодействия с модульными и самовосстанавливающимися авиационными приложениями: избыточность считается вредной» (PDF) . Получено 8 июня 2009 г.
  12. ^ "Различные транспортные самолеты, оборудованные определенными инерциальными опорными блоками Honeywell Air Data". Федеральное управление гражданской авиации США . 18 апреля 2000 г. Архивировано из оригинала 06.06.2009 г. Получено 15.10.2008 г.
  13. ^ "AD/INST/45 Honeywell Air Data Inertial Reference Units 6/2000 DM" (PDF) . Австралийское управление безопасности гражданской авиации . 27 апреля 2000 г. Архивировано из оригинала (PDF) 5 августа 2008 г.
  14. ^ "Самолеты серий Airbus моделей A318, A319, A320 и A321 оснащены определенными инерциальными опорными блоками Northrop Grumman (ранее Litton)". Федеральное управление гражданской авиации США . 6 августа 2008 г. Архивировано из оригинала 06.06.2009 г. Получено 15.10.2008 г.
  15. ^ "AAIB Bulletin: 6/2006" (PDF) . UK Air Accidents Investigation Branch . 2006. Архивировано из оригинала (PDF) 2008-10-22 . Получено 2008-10-15 .
  16. ^ Описание катастрофы рейса 124 Malaysia Airlines на сайте Aviation Safety Network . Получено 15 октября 2008 г.
  17. ^ "В полете произошло сбой, 240 км к северо-западу от Перта, штат Вашингтон, Boeing Company 777-200, 9M-MRG, 1 августа 2005 г." (PDF) . Австралийское бюро безопасности на транспорте . 2007-03-13. Архивировано из оригинала (PDF) 2021-03-15 . Получено 2008-10-15 .
  18. ^ "Директива о летной годности в чрезвычайных ситуациях (AD) 2005-18-51". Федеральное управление гражданской авиации . 2005-08-29 . Получено 2008-10-15 .
  19. ^ abcde "In-flight upset, 154 km west of Learmont, WA, 7 October 2008, VH-QPA, Airbus A330-303 - Interim Factual" (PDF) . Aviation Occurrence Investigation AO-2008-070 . Australian Transport Safety Bureau . 2009-03-06. Архивировано из оригинала (PDF) 2018-11-23 . Получено 2009-03-07 .
  20. ^ "AD 2008-17-12 Airbus" (PDF) . Федеральное управление гражданской авиации США . 6 августа 2008 г. Архивировано из оригинала (PDF) 17 июня 2009 г. Получено 2008-10-16 .
  21. ^ "Компьютерная ошибка, стоящая за драмой Qantas в воздухе". Australian Broadcasting Corporation . 14 октября 2008 г. Архивировано из оригинала 16 октября 2008 г. Получено 15 октября 2008 г.
  22. ^ Стив Криди (17 октября 2008 г.). "Американские тесты на ложные данные, отправленные самолетом Qantas над Западной Австралией". The Australian . Архивировано из оригинала 2008-10-17 . Получено 2008-10-16 .
  23. ^ Майк Уокер. "Learmonth A330 pitch events" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2014-12-17 . Получено 2014-12-17 .
  24. ^ "Инцидент с самолетом Qantas Airbus A330, 480 км к северо-западу от Перта, 27 декабря 2008 г." (пресс-релиз). Австралийское бюро безопасности на транспорте. 2 января 2009 г. Архивировано из оригинала 10 января 2009 г. Получено 6 января 2009 г.
  25. ↑ Саймон Градецкий (2 июня 2009 г.). «Катастрофа: Air France A332 над Атлантикой 1 июня 2009 г., самолет врезался в океан». The Aviation Herald .
  26. ^ "Air France 447–Два инцидента с воздушной скоростью и высотой A330 под пристальным вниманием NTSB". Aviationnewsrelease. 28 июня 2009 г.
  27. ^ "NTSB расследует два недавних инцидента, связанных с возможными аномалиями показаний скорости и высоты самолета A-330" (пресс-релиз). NTSB . 25 июня 2009 г. Получено 14 октября 2011 г.
  28. ^ «Краткое описание инцидента». NTSB. 18 июля 2011 г.
  29. ^ «Краткое описание инцидента». NTSB. 27 июня 2011 г.
  30. ^ «Расследование AAIB в отношении Boeing 737-8AS, EI-GJT» .

Дальнейшее чтение