stringtranslate.com

Система осведомленности о рельефе местности и оповещения

В авиации система предупреждения и оповещений о столкновении с землей ( TAWS ) обычно представляет собой бортовую систему, направленную на предотвращение непреднамеренных столкновений с землей, называемых авариями « контролируемого полета с землей » или CFIT. [1] Конкретные системы, которые в настоящее время используются, — это система предупреждения о сближении с землей (GPWS) и усовершенствованная система предупреждения о сближении с землей (EGPWS). [1] Федеральное управление гражданской авиации США (FAA) ввело общий термин TAWS для охвата всех систем предупреждения о столкновении с землей, которые отвечают соответствующим стандартам FAA, включая GPWS, EGPWS и любые будущие системы, которые могут их заменить. [1]

По состоянию на 2007 год 5% коммерческих авиакомпаний мира по-прежнему не имели системы TAWS. [2] Исследование, проведенное Международной ассоциацией воздушного транспорта, изучило 51 аварию и инцидент и обнаружило, что пилоты не отреагировали адекватно на предупреждение TAWS в 47% случаев. [3]

Несколько факторов все еще могут подвергать самолеты риску аварий CFIT: устаревшие системы TAWS, отключение системы EGPWS или игнорирование предупреждений TAWS, когда аэропорт отсутствует в базе данных TAWS. [4]

История

Часть обломков самолета Air New Zealand Flight 901 , который потерпел крушение в Антарктиде в 1979 году, несмотря на то, что был оборудован GPWS. Все 257 человек на борту самолета погибли.

Начиная с начала 1970-х годов, ряд исследований рассматривал возникновение аварий CFIT, когда исправный самолет под управлением полностью квалифицированного и сертифицированного экипажа врезался в землю (или воду, или препятствия) без видимого осознания со стороны экипажа. [5] В 1960-х и 70-х годах в среднем происходило одно происшествие CFIT в месяц, и CFIT был самой большой причиной смертельных случаев на авиаперелетах в то время. [6]

C. Donald Bateman , инженер компании Honeywell , считается создателем первой системы предупреждения о близости земли ( GPWS ); в ходе раннего испытания, проведенного после крушения рейса 1866 авиакомпании Alaska Airlines в 1971 году , устройство обеспечивало достаточное предупреждение для небольшого самолета, чтобы избежать столкновения с землей, но недостаточное для более крупного реактивного лайнера Boeing 727. [6] Самые ранние устройства Bateman, разработанные в 1960-х годах, использовали радиоволны для измерения высоты и включали сигнал тревоги, когда самолет находился слишком низко, но он не был направлен вперед и не мог обеспечить достаточного предупреждения о круто поднимающейся местности впереди. [6]

Ранние мандаты GPWS

Результаты этих ранних исследований показали, что многих подобных аварий можно было бы избежать, если бы использовалось GPWS. В результате этих исследований и рекомендаций Национального совета по безопасности на транспорте США ( NTSB ) в 1974 году FAA потребовало от всех владельцев сертификатов 14 CFR 121 (часть 121) (то есть тех, кто эксплуатирует большие самолеты с турбинными двигателями) и некоторых владельцев сертификатов 14 CFR 135 (часть 135) (то есть тех, кто эксплуатирует большие самолеты с турбореактивными двигателями) установить одобренное TSO оборудование GPWS. [5] [7]

В 1978 году FAA распространило требование GPWS на владельцев сертификатов Части 135, эксплуатирующих самолеты меньшего размера: самолеты с турбореактивными двигателями с десятью или более пассажирскими местами. Эти операторы должны были установить одобренное TSO оборудование GPWS или альтернативные консультативные системы близости земли, которые обеспечивают регулярные выносы высоты независимо от того, есть ли какая-либо непосредственная опасность. [8] Это требование считалось необходимым из-за сложности, размера, скорости и летно-технических характеристик этих самолетов. Оборудование GPWS считалось необходимым для помощи пилотам этих самолетов быстро набирать высоту и избегать того, что могло бы стать аварией CFIT. [5]

Установка GPWS или альтернативных одобренных FAA консультативных систем не требовалась на самолетах с турбовинтовыми двигателями (турбовинтовых), эксплуатируемых в соответствии с Частью 135, поскольку в то время общее мнение состояло в том, что эксплуатационные характеристики турбовинтовых самолетов делали их менее восприимчивыми к авариям CFIT. Например, считалось, что турбовинтовые самолеты обладают большей способностью быстро реагировать в ситуациях, когда контроль высоты был непреднамеренно пренебрежен, по сравнению с турбореактивными самолетами. Однако более поздние исследования, включая расследования NTSB, проанализировали аварии CFIT с участием турбовинтовых самолетов и обнаружили, что многих из этих аварий можно было бы избежать, если бы использовалось оборудование GPWS. [5]

Некоторые из этих исследований также сравнивали эффективность альтернативной системы предупреждения о близости земли с GPWS. Было обнаружено, что GPWS превосходит ее в том, что она предупреждает только при необходимости, обеспечивает максимальное время предупреждения с минимальным количеством нежелательных сигналов тревоги и использует предупреждения командного типа. [5]

На основании этих отчетов и рекомендаций NTSB в 1992 году FAA внесла поправки в §135.153, требуя наличия оборудования GPWS на всех самолетах с газотурбинными двигателями и десятью или более пассажирскими местами. [5] [9]

Предупреждение режима 5 в системе EGPWS предупреждает пилотов, если они снижаются ниже глиссады во время захода на посадку.

Эволюция к EGPWS и TAWS

После того, как эти правила были выпущены, достижения в технологии картографирования местности позволили разработать новый тип системы предупреждения о близости земли, которая обеспечивает большую ситуационную осведомленность для летных экипажей. FAA одобрило определенные установки этого типа оборудования, известного как улучшенная система предупреждения о близости земли (EGPWS). Однако в предлагаемом окончательном правиле FAA использует более широкий термин «система осведомленности и предупреждения о близости земли» (TAWS), поскольку FAA ожидает, что в ближайшем будущем может быть разработано множество систем, которые будут соответствовать улучшенным стандартам, содержащимся в предлагаемом окончательном правиле. [5] Прорыв, который сделал возможным успешную EGPWS, произошел после распада Советского Союза в 1991 году; СССР создал подробные карты местности мира, и Бейтман убедил своего директора по инжинирингу купить их после того, как политический хаос сделал их доступными, что позволило получать более ранние предупреждения о близости земли. [6]

TAWS улучшает существующие системы GPWS, предоставляя летному экипажу гораздо более раннее звуковое и визуальное предупреждение о надвигающейся земле, возможность смотреть вперед и продолжать работу в конфигурации посадки. Эти улучшения предоставляют больше времени летному экипажу для более плавных и постепенных корректирующих действий. [5] United Airlines была одним из первых, кто принял технологию EGPWS. CFIT рейса 965 American Airlines в 1995 году убедил этого перевозчика установить EGPWS на все свои самолеты; хотя Boeing 757 был оснащен более ранней GPWS, предупреждение о земле было выдано всего за 13 секунд до крушения. [6]

В 1998 году FAA выпустило Уведомление № 98-11 «Система осведомленности и предупреждения о приближении к земле» [10], в котором предлагалось, чтобы все самолеты с турбинными двигателями, зарегистрированные в США и сертифицированные для шести или более пассажирских мест (не считая мест пилота и второго пилота), были оборудованы одобренной FAA системой осведомленности и предупреждения о приближении к земле. [5]

23 марта 2000 года FAA выпустило поправки 91–263, 121–273 и 135-75 (исправление 135.154). [11] Эти поправки внесли изменения в правила эксплуатации, требуя, чтобы все зарегистрированные в США самолеты с турбинными двигателями и шестью или более пассажирскими местами (исключая места пилота и второго пилота) были оборудованы одобренной FAA системой TAWS. [5] Требование касается только самолетов, произведенных после 29 марта 2002 года. [12]

К 2006 году число несчастных случаев, связанных с нарушением равновесия воздушных судов, превысило число несчастных случаев с воздушными судами, вызванных CFIT, в качестве основной причины гибели людей в авиакатастрофах, что было обусловлено широким внедрением TAWS. [13] 7 марта 2006 года NTSB призвал FAA потребовать, чтобы все зарегистрированные в США вертолеты с турбинными двигателями, сертифицированные для перевозки не менее 6 пассажиров, были оборудованы системой предупреждения и распознавания рельефа местности. [14] В 2000 году эта технология еще не была разработана для уникальных летных характеристик вертолетов. Крушение вертолета со смертельным исходом в Мексиканском заливе с участием вертолета Era Aviation Sikorsky S-76A++ с двумя пилотами, перевозившими восемь сотрудников нефтяной службы, стало одним из многих несчастных случаев, побудивших принять это решение. [15] [16]

В 2010 году президент Барак Обама наградил Бейтмана Национальной медалью за технологии и инновации за изобретение GPWS и его последующую эволюцию в EGPWS/TAWS. [6] [17]

Выработки

Современная система TAWS работает, используя цифровые данные о высоте и инструментальные значения самолета, чтобы предсказать, пересечется ли вероятное будущее положение самолета с землей. [18] Таким образом, летный экипаж получает «раннее звуковое и визуальное предупреждение о надвигающейся местности, возможность смотреть вперед и продолжать работу в конфигурации посадки». [19]

Типы TAWS

В спецификациях FAA содержатся подробные требования относительно того, когда в кабине экипажа должны звучать определенные предупреждения. [20]

Система TAWS класса A включает все требования системы TAWS класса B, указанные ниже, а также добавляет следующие три дополнительных требования к оповещениям и отображению:

Класс B TAWS определяется FAA США как: [2] [21] Класс оборудования, который определен в TSO -C151b и RTCA DO-161A. [22] Как минимум, он будет подавать оповещения в следующих случаях:

Класс C определяет добровольное оборудование, предназначенное для небольших самолетов авиации общего назначения , которые не требуют установки оборудования класса B. [20] Это включает минимальные стандарты эксплуатационных характеристик, предназначенные для поршневых и турбинных самолетов, когда они сконфигурированы с менее чем шестью пассажирскими местами, не считая сидений пилотов. Оборудование TAWS класса C должно соответствовать всем требованиям TAWS класса B с модификациями для небольших самолетов, описанными FAA. [20] FAA разработало класс C, чтобы упростить добровольное использование TAWS для небольших самолетов. [23]

Эффекты и статистика

До разработки GPWS крупные пассажирские самолеты были вовлечены в 3,5 фатальных CFIT- катастроф в год, а к середине 1970-х годов их число сократилось до 2 в год. В отчете 2006 года говорилось, что с 1974 года, когда FAA США ввело требование к крупным самолетам иметь такое оборудование, до времени составления отчета не было ни одного случая гибели пассажира в результате CFIT-катастрофы с участием крупного самолета в воздушном пространстве США. [24]

После 1974 года все еще были некоторые аварии CFIT, которые GPWS не смогла предотвратить из-за "слепой зоны" тех ранних систем GPWS. Были разработаны более совершенные системы.

Старая система TAWS, или отключение EGPWS, или игнорирование ее предупреждений, когда аэропорт отсутствует в ее базе данных, [25] по-прежнему оставляют самолеты уязвимыми для возможных инцидентов CFIT. В апреле 2010 года самолет Ту-154М ВВС Польши потерпел крушение недалеко от Смоленска, Россия, в результате возможной аварии CFIT [26], в результате которой погибли все пассажиры и члены экипажа, включая президента Польши. [27] [28] [29] [30] Самолет был оснащен системой TAWS производства Universal Avionics Systems из Тусона. [27] По данным Российского межгосударственного авиационного комитета, система TAWS была включена. [31] Однако аэропорт, в котором самолет собирался приземлиться (Смоленск (XUBS)) отсутствует в базе данных TAWS. [32] [33] В январе 2008 года самолет Casa C-295M польских ВВС потерпел крушение в результате аварии CFIT около Мирославца, Польша, несмотря на то, что был оборудован EGPWS; расследование показало, что предупреждающие звуки EGPWS были отключены, а командир самолета не был должным образом обучен работе с EGPWS. [34]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc Федеральное управление гражданской авиации , Установка системы предупреждения и оповещений о приближении к земле (TAWS) одобрена для самолетов Части 23 Архивировано 19 января 2016 г., в Wayback Machine , 14 июня 2000 г.
  2. ^ ab "Прогнозы 2009 – Безопасность и защищенность в упадке". Flight International . Получено 27 января 2020 г. .
  3. ^ "Раздел 10 - Система предупреждения о сближении с землей (GPWS) / Система предупреждения о столкновении с землей (TAWS)". Отчет ИАТА по анализу происшествий с контролируемым полетом, столкнувшимся с землей (данные за 2008-2017 гг.) (PDF) (Отчет). Международная ассоциация воздушного транспорта . 2018. стр. 25. Архивировано (PDF) из оригинала 27 января 2020 г. Получено 27 января 2020 г.
  4. ^ Фика (27 апреля 2010 г.). «"Lotniska w Smolensku mogło nie być w bazie GPWS" – Польша – Информация – портал TVN24.pl – 27.04.2010». TVn24.pl . Проверено 18 октября 2011 г.
  5. ^ abcdefghij «Установка системы предупреждения и оповещений о сближении с землей (TAWS) одобрена для самолетов Части 23, Консультативный циркуляр 23-18» (PDF) . Федеральное управление гражданской авиации, Министерство транспорта США. 14 июня 2000 г. . Получено 31 января 2020 г. .
    Примечание: Оригинальный текст скопирован из US FAA Circular AC23-18 [1] Архивировано 1 декабря 2017 г. на Wayback Machine . Как работа правительства Соединенных Штатов, на нее нет авторских прав, и ее можно свободно копировать, поэтому она включена сюда. Дополнительный или сокращенный текст и форматирование, не включенные в оригинал, были добавлены здесь для ясности и акцентирования.
  6. ^ abcdef Левин, Алан (10 августа 2016 г.). «Благодаря этому человеку самолеты больше не врезаются в горы». Bloomberg . Получено 1 февраля 2020 г.
  7. ^ 14 CFR 121.360 и 14 CFR 135.153 , как опубликовано в 39 FR 44439: "Часть 121 — Сертификация и эксплуатация: Внутренние, национальные и дополнительные авиаперевозчики и коммерческие операторы больших самолетов | Системы предупреждения о близости земли" (PDF) . Федеральный реестр . 39 (248): 44439–40. 18 декабря 1974 г.
  8. ^ 14 CFR 135.153 , опубликовано в 43 FR 28176: "Часть 121 — Сертификация и эксплуатация: Внутренние, национальные и дополнительные авиаперевозчики и коммерческие операторы больших самолетов; Часть 123 — Сертификация и эксплуатация: Клубы авиапутешествий, использующие большие самолеты; Часть 135 — Операторы воздушного такси и коммерческие операторы малых самолетов | Специальный федеральный авиационный регламент № 30; Система предупреждения о близости земли" (PDF) . Федеральный реестр . 43 (126): 28176–77. 29 июня 1978 г.
  9. ^ 14 CFR 135.153 , опубликовано в 57 FR 9944: "14 CFR Часть 135 [Досье № 26202; Поправка № 135–42] RIN 2120–AD29 | Система предупреждения о приближении к земле" (PDF) . Федеральный реестр . 57 (55): 9944–51. 20 марта 1992 г.
  10. ↑ 63 FR 45628, 26 августа 1998 г.
  11. ↑ 65 FR 16736, 29 марта 2000 г.; вступил в силу 29 марта 2001 г.
  12. ^ "Sec. 121.354 – Terrain awareness and alert system". Федеральное управление гражданской авиации . Архивировано из оригинала 8 декабря 2016 года . Получено 29 апреля 2007 года .
  13. ↑ Бурин, Джеймс М. (26 января 2013 г.). «Нежелательное возвращение CFIT». Фонд безопасности полетов . Проверено 1 февраля 2020 г.
  14. ^ «Рекомендация по безопасности A-06-019». Национальный совет по безопасности на транспорте. 24 марта 2006 г. Получено 31 января 2020 г.
  15. ^ Управляемый полет в сторону земли, Era Aviation, Sikorsky S-76A++, N579EH | Отчет об авиационном происшествии (AAR) 06-02 (Отчет). Национальный совет по безопасности на транспорте. 7 марта 2006 г. Получено 31 января 2020 г.
  16. ^ "NTSB призывает к установке систем предотвращения столкновений с землей для всех вертолетов с турбинными двигателями, перевозящих не менее 6 пассажиров". sirs.com . Получено 16 января 2016 г.
  17. ^ Данн, Сидни (2010). "C. Donald Bateman, Aerospace Technology". Национальные медали . Получено 1 февраля 2020 г.
  18. ^ "Наши мнения о системах предотвращения столкновений". Eastern Avionics International. Архивировано из оригинала 6 апреля 2007 г. Получено 29 апреля 2007 г.
  19. ^ "Avionics Intel: TAWS" (PDF) . Aircraft Electronics Association. Архивировано из оригинала (PDF) 28 мая 2006 г. . Получено 29 апреля 2007 г. .
  20. ^ abc "Текущий технический стандартный порядок". RGL.FAA.gov . Получено 18 октября 2011 г. .
  21. ^ Определения скопированы из US FAA Circular AC23-18. Как работа правительства Соединенных Штатов, на работу нет авторских прав, и она может быть свободно скопирована, поэтому включена сюда. Дополнительный текст, форматирование и жирный шрифт, не включенные в оригинал, были добавлены здесь для ясности и акцента.
  22. ^ Текст изначально был скопирован из TSO-C151a. Эти спецификации могли измениться в TSO-C151b и должны быть проверены на предмет актуальной точности.
  23. ↑ Уильям Рейниш (1 апреля 2006 г.). «Avionics Magazine :: Terrain Avoidance Technology: What Lies Ahead?». AviationToday.com . Архивировано из оригинала 17 марта 2007 г. Получено 18 октября 2011 г.
  24. ^ Сабатини, Николас. «Downward Pressure on the Accident Rate» (Нисходящее давление на уровень аварийности). Федеральное управление гражданской авиации . Получено 19 марта 2009 г.
  25. ^ ""Lotniska w Smolensku mogło nie być w bazie GPWS" – Польша – Информация – портал TVN24.pl – 27.04.2010». TVn24.pl. 27 апреля 2010 года . Проверено 17 октября 2011 г.
  26. ↑ Вацлав Радзивинович, Москва, Мичиган (19 апреля 2010 г.). «Śledztwo. Я могу сделать катастрофу». Выборча.пл . Проверено 17 октября 2011 г.{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  27. ^ ab Левин, Алан (13 апреля 2010 г.). «Устройство вызывает вопросы в польской катастрофе». USA Today .
  28. ^ "Ту-154 мяла система остжегания. Не задзяла?". ТВП.Инфо. 15 апреля 2010 года . Проверено 17 октября 2011 г.
  29. ^ "Смолот президента не миал права сень розбич!". Факт.пл. 19 апреля 2010 года . Проверено 17 октября 2011 г.
  30. ^ "Wprost 24 - Nie było nacisków na załogę Tu-154, zapis czarnych skrzynek będzie uppubliczniony" . Wprost.pl. 16 апреля 2010 года . Проверено 17 октября 2011 г.
  31. ^ "Untitled Page". Архивировано из оригинала 25 марта 2010 г. Получено 24 апреля 2010 г.
  32. ^ "Архивная копия" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 17 июля 2011 г. . Получено 18 апреля 2010 г. .{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )
  33. ^ Universal Avionics Systems Corporation (12 июля 2011 г.). "Unknown Datum Codes" (PDF) . uasc.com . Архивировано из оригинала (PDF) 17 июля 2011 г. . Получено 11 февраля 2022 г. .
  34. ^ "ASN Авария самолета CASA C-295M 019 Miroslawiec AB". Aviation-safety.net . Получено 17 октября 2011 г. .

Внешние ссылки