Система авионики для предотвращения столкновений самолетов
Самолет ВВС США F-16 D с технологией предотвращения столкновений на земле (GCAT)
Бортовая система предупреждения столкновений ( ACAS , обычно произносится как ай-кас ) работает независимо от наземного оборудования и управления воздушным движением , предупреждая пилотов о присутствии других самолетов, которые могут представлять угрозу столкновения. Если риск столкновения неизбежен, система рекомендует маневр, который снизит риск столкновения. Стандарты и рекомендуемые практики ACAS в основном определены в приложении 10, том IV, Конвенции о международной гражданской авиации . [1] Большая часть технологий, применяемых сегодня как в военной, так и в гражданской авиации, разрабатывается NASA и другими партнерами с 1980-х годов. [2]
Все чаще проводится различие между ACAS и ASAS (система обеспечения эшелонирования на борту самолета). ACAS используется для описания систем ближнего радиуса действия, предназначенных для предотвращения реальных столкновений металла с металлом. В отличие от этого, ASAS используется для описания систем дальнего радиуса действия, используемых для поддержания стандартного эшелонирования на маршруте между самолетами (5 морских миль (9,3 км) по горизонтали и 1000 футов (300 м) по вертикали). [3]
Начиная с 1973 года, стандарт Федерального управления гражданской авиации США (FAA) для минимальных эксплуатационных характеристик транспондера, Технический стандартный приказ (TSO) C74c, содержал ошибки, которые вызывали проблемы совместимости с радаром системы радиолокационного маяка управления воздушным движением (ATCRBS) и способностью системы предотвращения столкновений в движении (TCAS) обнаруживать транспондеры воздушных судов. Сначала названные «Проблемой Терры», с тех пор были выпущены отдельные Директивы летной годности FAA против различных производителей транспондеров в попытке устранить эксплуатационные недостатки, чтобы обеспечить работу более новых радаров и систем TCAS. К сожалению, дефект [ необходимо разъяснение ] находится в TSO , и отдельные корректирующие действия для транспондеров привели к значительным различиям в логическом поведении транспондеров по марке и марке, что доказано исследованием транспондеров на месте, проведенным FAA. [ необходима цитата ] В 2009 году была определена новая версия, TSO C74d [5], с более жесткими техническими требованиями. [ необходима цитата ]
AIS-P (ACAS) [ необходимо уточнение ] — это модификация, которая одновременно исправляет недостатки транспондера (транспондер будет реагировать на все виды радаров и TCAS), а затем добавляет автоматическое независимое наблюдение с усилением конфиденциальности. Протокол AIS-P не страдает от проблемы насыщения в условиях высокой плотности трафика, не мешает работе радиолокационной системы управления воздушным движением (УВД) или TCAS и соответствует международно одобренному стандарту пакетов данных Mode S. [ необходимо цитирование ] Он ожидает представления страной-членом в ИКАО в качестве запрошенного одобрения. [ необходимо цитирование ]
Другие системы предотвращения столкновений
Современные самолеты могут использовать несколько типов систем предотвращения столкновений для предотвращения непреднамеренного контакта с другими самолетами, препятствиями или землей.
Предотвращение столкновений самолетов
Некоторые из систем разработаны для предотвращения столкновений с другими самолетами и беспилотными летательными аппаратами . Они называются «электронной заметностью» в UK CAA . [6]
Бортовой радар может определять относительное местоположение других самолетов и используется в военных целях со времен Второй мировой войны , когда он был введен для помощи ночным истребителям (таким как de Havilland Mosquito и Messerschmitt Bf 110 ) в определении местоположения бомбардировщиков. В то время как более крупные гражданские самолеты оснащены метеорологическими радарами , чувствительные радары для предотвращения столкновений редко встречаются в невоенных самолетах.
Система предотвращения столкновений на дорогах (TCAS), реализация ACAS, [4] : 14 активно опрашивает транспондеры других самолетов и согласовывает с ними тактику предотвращения столкновений в случае угрозы. Системы TCAS относительно дороги и, как правило, появляются только на более крупных самолетах. Они эффективны для предотвращения столкновений только с другими самолетами, которые оснащены функционирующими транспондерами с сообщением высоты.
Малое устройство PCAS для использования в легких самолетах.Портативная система предотвращения столкновений (PCAS) — это менее дорогая, пассивная версия TCAS, разработанная для использования в авиации общего назначения . Системы PCAS не опрашивают активно транспондеры других самолетов, а пассивно слушают ответы других опросов. PCAS подвержена тем же ограничениям, что и TCAS, хотя стоимость PCAS значительно ниже.
FLARM — это малогабаритное маломощное устройство (обычно используемое в планерах или других легких самолетах), которое передает собственное положение и вектор скорости (полученные с помощью встроенного GPS) по безлицензионной радиопередаче в диапазоне ISM. В то же время оно слушает другие устройства, работающие на том же стандарте. Интеллектуальные алгоритмы прогнозирования движения предсказывают краткосрочные конфликты и предупреждают пилота соответственно акустическими и визуальными средствами. FLARM включает в себя высокоточный 16-канальный GPS-приемник WAAS и встроенный маломощный радиопередатчик. Статические препятствия включены в базу данных FLARM. Предупреждение не выдается, если самолет не содержит дополнительного устройства FLARM.
Система предупреждения и осведомлённости о местности (TAWS) использует цифровую карту местности вместе с информацией о местоположении из навигационной системы, такой как GPS , чтобы предсказать, может ли текущий маршрут полёта самолёта привести к столкновению с препятствиями, такими как горы или высокие башни, которые не будут обнаружены GPWS (которая использует высоту земли непосредственно под самолётом). Одним из лучших примеров этого типа технологий является Auto-GCAS ( автоматическая система предотвращения столкновений с землёй ) и PARS (система восстановления, активируемая пилотом), которая была установлена на всём парке самолётов F-16 ВВС США в 2014 году. [7]
Синтетическое зрение предоставляет пилотам компьютерную симуляцию внешней среды для использования в ситуациях с плохой или нулевой видимостью. Информация, используемая для отображения предупреждений, часто берется из GPS, INS или гироскопических датчиков.
^ "EUROCONTROL - ACAS II ICAO Provisions". Архивировано из оригинала 2010-04-21 . Получено 2010-04-18 .
^ "NASA-Pioneered Automatic Ground-Collision Avoidance System Operational". Веб-сайт NASA . Получено 8 октября 2014 г.
^ [Хекстра, Дж. М. (2002). Свободный полет с бортовым обеспечением эшелонирования. Отчет № NLR-TP-2002-170. Национальная аэрокосмическая лаборатория NLR.]
^ ab Руководство по бортовой системе предупреждения столкновений (ACAS) (PDF) . Евроконтроль . Март 2022 г.
^ "TSO C74d Система радиолокационного маяка управления воздушным движением (ATCRBS) Бортовое оборудование" (PDF) . Федеральное управление гражданской авиации.
^ "Электронные устройства обнаружения". UK CAA . Получено 13 сентября 2022 г.
^ Джедик, Рокки (14 декабря 2014 г.). «Система предотвращения столкновений на земле». Go Flight Medicine . Получено 16 декабря 2014 г.
