Система воздушного транспорта следующего поколения ( NextGen ) — это текущий проект Федерального управления гражданской авиации США (FAA) по модернизации Национальной системы воздушного пространства (NAS). FAA начало работу над усовершенствованиями NextGen в 2007 году и планирует завершить окончательный этап внедрения к 2030 году. [1] [2] Цели модернизации включают использование новых технологий и процедур для повышения безопасности, эффективности, пропускной способности, доступа, гибкости, предсказуемости и устойчивости NAS при одновременном снижении воздействия авиации на окружающую среду .
Необходимость в NextGen стала очевидной летом 2000 года, когда авиаперевозки были затруднены из-за сильной загруженности и дорогостоящих задержек. Два года спустя Комиссия по будущему аэрокосмической промышленности США рекомендовала, чтобы межведомственная целевая группа разработала комплексный план по преобразованию системы воздушного транспорта США. В 2003 году Конгресс принял Закон о перераспределении полномочий Vision 100 – Century of Aviation, который учредил Объединенное управление планирования и развития (JPDO) для создания единого видения того, что должна обеспечить система воздушного транспорта США для следующего поколения и далее, для разработки и координации долгосрочных исследовательских планов и для спонсирования межведомственных исследований миссий.
Результатом усилий JPDO стало создание в 2004 году «Интегрированного национального плана для системы воздушного транспорта следующего поколения» [3] , который определил общие цели, задачи и требования по преобразованию системы воздушного транспорта. Помимо Министерства транспорта и FAA, в плане участвовали и другие правительственные агентства, отвечающие за услуги воздушного транспорта, включая Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA), Национальную метеорологическую службу , Министерство обороны и Администрацию безопасности на транспорте .
В 2007 году JPDO опубликовало для сообщества заинтересованных сторон в области авиации «Концепцию операций для системы воздушного транспорта следующего поколения» [4]. Концепция операций содержала обзор целей NextGen до 2025 года. Развитие концепции NextGen было эволюционным, и документ JPDO продолжал обновляться до 2011 года. В том же году FAA опубликовало первую версию своего расширенного Партнерства по развитию операций [5] , в котором был изложен путь агентства к NextGen до 2025 года.
Первоначальный интегрированный национальный план включал операции на поверхности аэропорта и пассажирского терминала и был известен как решение «от края до края». Концепция операций была предназначена для стимулирования межведомственных исследований для проверки концепций и устранения идей и альтернатив, которые не были эксплуатационно осуществимы или выгодны. FAA сосредоточилось на частях системы воздушного транспорта, за которые оно отвечало – компонентах «от ворот до ворот». В 2011 году FAA опубликовало отчет «Среднесрочная концепция операций NextGen для национальной системы воздушного пространства». Концепция операций FAA соответствовала широкому набору целей JPDO, включая поддержание безопасности, увеличение пропускной способности и эффективности, обеспечение доступа к воздушному пространству и аэропортам и смягчение воздействия на окружающую среду. В отчете были определены несколько ключевых концепций трансформации, необходимых для достижения целей и задач NextGen, таких как точная навигация и сетевой доступ к информации.
Изменения начались в 2008 году, когда FAA начала перемещать ключевые части NextGen, такие как Automatic Dependent Surveillance–Broadcast (ADS-B), от проектирования к поставке. Прогресс NextGen включал расширение возможностей исследований и разработок, участие авиационной промышленности и международных партнеров, а также поддержку Белого дома и Конгресса, которые освещаются в этом разделе.
Агентство создало научно-исследовательский и опытно-конструкторский центр, известный как испытательный стенд, в Университете аэронавтики Эмбри-Риддла в Дейтона-Бич , штат Флорида, в 2008 году. В 2010 году FAA выделило еще один испытательный стенд, Лабораторию возможностей интеграции и оценки NextGen в Техническом центре Уильяма Дж. Хьюза в Атлантик-Сити, штат Нью-Джерси, для исследователей, чтобы моделировать и оценивать влияние компонентов NextGen на NAS. Возможности лаборатории выросли в 2013 году с контрактом, заключенным с General Dynamics на обеспечение инжиниринга, проектирования и разработки программного обеспечения, инфраструктуры и административной поддержки. [6]
В 2008 году FAA подписала соглашения с Honeywell и ACSS об ускорении тестирования и установки технологии NextGen для обнаружения и оповещения пилотов об опасностях на поверхности аэропорта. [7] NetJets также согласилась оборудовать часть своего парка для тестирования некоторых программ в различных районах Соединенных Штатов. [8] К 2010 году FAA заключила с Computer Support Services Inc. контракт на 280 миллионов долларов на выполнение инженерных работ для NextGen, первый из шести контрактов, которые будут заключены в рамках зонтичного портфельного контракта. Boeing , General Dynamics и ITT Corp. получили контракты FAA на сумму до 4,4 миллиарда долларов, чтобы продемонстрировать в больших масштабах, как концепции, процедуры и технологии NextGen могут быть интегрированы в текущую NAS. В 2012 году FAA выбрала Harris Corp. , которая затем заключила субподряд с Dataprobe , для разработки голосовой системы NAS и управления контрактом на комплексные услуги передачи данных на сумму 331 миллион долларов. [9] [10] FAA и Harris Corp. расторгли контракт на систему голосовой связи NAS в 2018 году, и замены ей не было. [11]
Авиакомпании также стали участвовать в NextGen. В 2011 году FAA подписало соглашение с JetBlue , чтобы позволить перевозчику выполнять некоторые рейсы, оборудованные ADS-B, открывая авиакомпанию для улучшения маршрутизации и предоставляя FAA NextGen данные посредством эксплуатационных оценок в реальном времени. United Airlines в 2013 году объявила о планах стать первым перевозчиком, который оснастит часть своего флота авионикой, необходимой для передачи данных (Data Comm) в рамках программы FAA NextGen Data Comm avionics equipage. Программа была профинансирована для оснащения 1900 самолетов по всей отрасли, чтобы гарантировать, что достаточное количество самолетов будет участвовать в Data Comm.
Для выработки отраслевого консенсуса относительно среднесрочных целей FAA в 2009 году агентство создало новую целевую группу через RTCA . [12] FAA хотело, чтобы целевая группа изучила, как промышленность может внести свой вклад и получить выгоду от NextGen, и в 2010 году агентство представило план по внедрению рекомендаций. [13]
Консультативный комитет NextGen (NAC), [14] [15], созданный в 2010 году для рассмотрения рекомендации целевой группы о продолжении отраслевого сотрудничества, является федеральной консультативной группой, состоящей из заинтересованных сторон в сфере авиации, сформированной для консультирования по вопросам внедрения NextGen на уровне политики, с которыми сталкивается авиационное сообщество. В 2014 году FAA и NAC согласовали совместный план внедрения NextGen Priorities для ускорения реализации четырех основных инициатив NextGen в течение трех лет с целью повышения эффективности: оптимизация операций в аэропортах с несколькими взлетно-посадочными полосами, повышение эффективности наземных операций, обновление навигационной системы с наземной на преимущественно спутниковую и улучшение связи между самолетом и землей с помощью цифровой системы.
FAA стремится обеспечить международную совместимость управления воздушным движением и гармонизацию систем для повышения безопасности и эффективности. В 2010 году FAA и Европейская комиссия договорились о сотрудничестве в 22 областях для содействия совместным исследованиям и разработкам проектов NextGen и Single European Sky ATM Research (SESAR). К 2012 году FAA и альянс европейских поставщиков аэронавигационных услуг A6 договорились работать над созданием совместимой авиационной системы и совместно работать над развертыванием и внедрением NextGen и SESAR.
Исполнительный указ 13479, Трансформация национальной системы воздушного транспорта, [16], подписанный в 2008 году, поручил министру транспорта создать штат поддержки NextGen. Закон о модернизации и реформе FAA 2012 года [17] включал установление сроков принятия существующих технологий навигации и наблюдения NextGen и обязал разработать процедуры навигации на основе производительности в 35 самых загруженных аэропортах страны к 2015 году.
В 2010 году организация FAA по авиационной безопасности выпустила рабочий план, в котором было указано, как сотрудники по безопасности будут устанавливать стандарты NextGen и контролировать безопасное внедрение новых технологий, процессов и процедур. FAA также выпустила окончательное правило, обязывающее соблюдать требования к характеристикам NextGen для оборудования наблюдения за самолетами. Оно требовало, чтобы самолеты, летающие в значительной части контролируемого воздушного пространства США, были оборудованы для ADS-B Out к 1 января 2020 года.
В 30-летнем прогнозе Министерства транспорта, опубликованном в 2016 году, «За пределами трафика: тенденции и выбор 2045», [18] подсчитано, что задержки рейсов и заторы обходятся экономике США более чем в 20 миллиардов долларов в год. Кроме того, в отчете прогнозировалось, что общее количество людей, летающих на американских авиалиниях, увеличится на 50 процентов в течение следующих двух десятилетий. Для того чтобы пропускная способность соответствовала возросшему спросу на услуги, необходимо было изменить способ предоставления услуг. [2]
В 2020 году гражданский воздушный транспорт внес 900 миллионов долларов в экономическую деятельность США, обеспечил 4,9 миллиона рабочих мест и составил 2,3 процента валового внутреннего продукта США. [19] NextGen обеспечивает преимущества для дальнейшей поддержки авиации США. [20] Авиадиспетчеры имеют лучшую информацию для отслеживания и разделения самолетов безопасно и эффективно. Пилоты имеют больше аэронавигационной, дорожной и погодной информации в кабине. Авиакомпании летают по более коротким и прямым маршрутам, чтобы быстрее доставлять пассажиров к месту назначения, сжигая меньше топлива и производя меньше выбросов. [21] [22] [23]
NextGen помогает операторам воздушных судов, пассажирам, правительству и широкой общественности за счет повышения безопасности, большей эффективности и увеличения пропускной способности. Монетизированные выгоды включают внутреннюю экономию затрат FAA, сокращение времени в пути пассажиров, снижение эксплуатационных расходов воздушных судов, снижение расхода топлива, меньшее количество задержек в пути, предотвращение отмен, дополнительные рейсы, снижение выбросов углекислого газа , снижение травматизма и смертности, а также меньше потерь и повреждений воздушных судов. Системы NextGen также могут повысить производительность диспетчеров и пилотов, например, с помощью передачи данных . [24]
По оценкам, усовершенствования NextGen позволят сэкономить 2,8 миллиарда галлонов топлива к 2030 году [24] и сократить выбросы углерода более чем на 650 миллионов метрических тонн в период с 2020 по 2040 год. [25] Реализованные изменения принесли предполагаемую выгоду в размере 10,9 миллиарда долларов США в период с 2010 по 2023 год. [26]
По мере формирования концепции NextGen FAA планировало ее реализацию. Агентство работало с промышленностью, чтобы определить возможности использования существующего оборудования воздушных судов. [14] Эта стратегия позволила пользователям воздушного пространства получить ранние выгоды, сохраняя при этом курс NextGen на достижение долгосрочной цели FAA по операциям на основе траектории (TBO).
Затем FAA приступило к замене своей инфраструктуры. На основе предыдущих извлеченных уроков агентство решило, что лучшим способом модернизации своих услуг будет начать с новой инфраструктуры, которая могла бы вместить новейшие технологии и передовые возможности, а не добавлять разовые улучшения к стареющей инфраструктуре, которая не могла выполнить более масштабную трансформацию.
Программы FAA по модернизации автоматизации на маршруте (ERAM) и модернизации и замене автоматизации терминала (TAMR) являются основополагающими элементами, на которых FAA может построить видение NextGen. Эти программы поддерживают цели NextGen с помощью современных архитектур программного обеспечения, которые служат платформой для новых возможностей для авиадиспетчеров и менеджеров.
FAA использует общепринятую модель для создания крупномасштабных систем автоматизации. Жизненные циклы программ непрерывны с запланированным графиком обновления технологий. Например, FAA завершило установку оригинального оборудования для ERAM в 2008 году и завершило приемку программного обеспечения и программ в 2015 году. В 2016 году агентство обновило технологию всех основных компонентов системы, которые стали устаревать. Такой подход является общепринятым для поддержания новейшего уровня технологий.
В дополнение к базовым системам FAA затем определило ключевые системы поддержки, которые улучшают связь, навигацию, наблюдение, автоматизацию потоков движения, обмен информацией и метеорологические системы. Ожидается, что интеграция этих систем преобразует управление воздушным движением, чтобы идти в ногу с растущими потребностями все более разнообразного состава пользователей системы воздушного транспорта, не жертвуя безопасностью.
Интеграция необходима для достижения TBO, что является методом стратегического планирования и управления воздушным движением от аэропорта до аэропорта для достижения оптимальной производительности за счет использования способности самолета летать по точным траекториям, измерения потока движения с использованием времени, а не расстояния, и более быстрого обмена информацией между пилотами, диспетчерами полетов, диспетчерами и менеджерами. [27]
С TBO FAA и операторы будут иметь более глубокие знания о том, где и когда ожидается нахождение самолета в течение всего полета. [28] Эта информация будет передаваться между системами автоматизации наземного и воздушного транспорта и использоваться для лучшей оценки того, как сбалансировать спрос и пропускную способность, а также минимизировать последствия сбоев из-за погодных условий или сбоев в работе систем или объектов. Основными преимуществами TBO являются повышение эффективности полетов, а также увеличение пропускной способности, предсказуемости и гибкости оператора. Его первоначальными областями эксплуатации являются Северо-восточный коридор, Среднеатлантический регион, Северо-западный горный регион и Юго-запад. В 2023 году TBO расширился на Юго-восток.
NextGen — это сложная, крупномасштабная система систем, внедряемых на протяжении десятилетий. Системы всегда находятся на разных стадиях управления жизненным циклом от исследований до технических обновлений. Плановые отчеты FAA используются для отображения эволюции от устаревшей Национальной системы воздушного пространства (NAS) до NextGen. Чтобы управлять NextGen с краткосрочными горизонтами финансирования, FAA развернула улучшения меньшими шагами с большим количеством сегментов программы для обеспечения доступности.
FAA использует знания, полученные с 2011 года, когда была опубликована Среднесрочная концепция операций NextGen. Тесно сотрудничая с заинтересованными сторонами, FAA инвестировала в исследования и предварительную реализацию, чтобы определить осуществимость передовых концепций и связанных с ними преимуществ. [2] Авиационное сообщество понимало, что многие, но не все, концепции дадут положительные бизнес-кейсы после проведения исследований и предварительной реализации, и что некоторые цели будут заменены другими концепциями в развивающейся авиационной среде. FAA уточнила путь, который представляли себе планировщики NextGen, внеся несколько корректировок, исключив некоторые концепции, которые были дорогостоящими, высокорискованными или малоприбыльными, на основе исследований и отзывов отрасли.
Шесть концепций, которые представляли слишком высокий технический риск, например, те, для которых не было доступного технического решения, были отложены на период после 2030 года. Некоторые концепции, которые требовали дополнительных исследований для получения доказательств предполагаемых эксплуатационных преимуществ, также были отложены для внедрения в более поздние сегменты NextGen. [2]
FAA запланировало начальную реализацию всех основных запланированных систем к 2025 году, но не полную интеграцию, необходимую для предоставления полного набора ожидаемых преимуществ NextGen. Теперь агентство рассчитывает завершить все основные компоненты NextGen к 2030 году. [29] [30] [31] [32] Преимущества будут накапливаться за счет расширенных приложений на уровне предприятия, большего оснащения самолетов и полного принятия TBO рабочей силой. [2]
NextGen обычно описывается как переход от наземной системы управления воздушным движением к спутниковой системе управления воздушным движением. Он охватывает множество технологий, политик и процедур, а изменения внедряются после тщательного тестирования безопасности. Он состоит из различных элементов, которые по отдельности и в совокупности обеспечивают преимущества для преобразования системы воздушного транспорта.
Система связи пилота-контроллера по каналу передачи данных (Data Comm), также известная как Data Communications (Data Comm), использует напечатанные цифровые сообщения для дополнения голосовой связи между авиадиспетчерами и пилотами. В отличие от голосовых сообщений, сообщения Data Comm, отправляемые диспетчерами, доставляются только на предназначенный самолет, что исключает вероятность того, что другой пилот будет действовать по инструкциям другого самолета с похожим позывным. Это позволяет избежать вероятности неправильно понятых сообщений из-за оживленной радиопереговоров или различий в манере речи людей, и это может быть резервом в случае неисправности микрофона. Это также сохраняет полосу пропускания радиосвязи, когда голосовая связь необходима или предпочтительна. [33]
Используя Data Comm, диспетчеры воздушного движения башни могут отправлять пилотам оборудованных самолетов инструкции по вылету для чтения, принятия и загрузки в их систему управления полетом одним нажатием кнопки. Сообщения также отправляются диспетчерам полетов , предоставляя всем общую осведомленность для более быстрой реакции на изменяющиеся обстоятельства, такие как приближающиеся грозы.
Data Comm экономит время ожидания взлета самолета, особенно при изменении маршрутов, что снижает расход топлива и выбросы выхлопных газов двигателя. Это снижает вероятность задержек или отмен, когда погода влияет на маршрут полета. Пилоты и диспетчеры также могут уделять больше времени другим критически важным задачам, что повышает безопасность. [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44]
Первая часть программы для 55 аэропортов, обслуживание вышки, была завершена в 2016 году более чем на два года раньше запланированного срока. Основываясь на первоначальном успехе, авиакомпании запросили, и FAA одобрило в 2017 году еще семь аэропортов для получения обслуживания вышки, которое должно было быть завершено к 2019 году. Первым из этих аэропортов, завершенным в ноябре 2017 года, был Joint Base Andrews. [45] Последним аэропортом стал Van Nuys, строительство которого было завершено в августе 2018 года. [46] В 2020 году Цинциннати, Джексонвилл и Палм-Бич получили разрешение стать следующими тремя аэропортами, одобренными для работы Data Comm. [47] Цинциннати начал работу в 2021 году, а Джексонвилл и Палм-Бич — в 2022 году.
Data Comm обеспечивает больше преимуществ для авиакомпаний и пассажиров, когда самолеты находятся в полете. Доступны различные сообщения авиадиспетчера, включая возможность перенаправлять несколько самолетов. Первоначальные услуги Data Comm для полетов на большой высоте начались в ноябре 2019 года. Они работают в центрах управления воздушным движением в Атланте, Чикаго, Денвере, Хьюстоне, Индианаполисе, Канзас-Сити, Майами, Миннеаполисе, Окленде, Солт-Лейк-Сити, Сиэтле и Вашингтоне. Первоначальные и полные услуги на маршруте, которые приносят более широкий спектр сообщений, чем первоначальные, должны быть завершены во всех центрах в 2027 году. [48] [49]
Голосовая связь всегда будет частью управления воздушным движением. В критических ситуациях она продолжает оставаться основной формой взаимодействия диспетчера и пилота. Однако для повседневной связи между пилотами и диспетчерами предпочтительнее Data Comm, поскольку она повышает эффективность и пропускную способность воздушного пространства. Ожидается, что Data Comm сэкономит операторам более 10 миллиардов долларов за 30-летний жизненный цикл программы, а FAA — около 1 миллиарда долларов будущих эксплуатационных расходов. [45]
Навигация на основе характеристик (PBN) — это правила полетов по приборам, способ перемещения через воздушное пространство, который зависит от оснащения, навигационных средств и подготовки пилотов. Стандарты характеристик для определенного воздушного пространства передаются пилотам через навигационные спецификации, опубликованные FAA, которые определяют авионику самолета и выбор наземных или спутниковых навигационных средств, которые могут использоваться для соответствия требованиям к характеристикам.
PBN включает в себя зональную навигацию (RNAV) и требуемые навигационные характеристики (RNP). С RNAV оборудованные самолеты летают по любой желаемой траектории в пределах покрытия наземных или космических навигационных средств, в пределах возможностей оборудования самолета или того и другого. RNP — это усовершенствованная форма RNAV. Самолеты должны быть оборудованы для контроля бортовых навигационных характеристик и оповещения пилотов, обученных использовать ее, если требование не выполняется во время операции. Самолеты могут безопасно выполнять полеты вблизи горной местности или в перегруженном воздушном пространстве, используя процедуры RNP.
PBN в первую очередь использует спутниковую технологию и создает точные, повторяемые и предсказуемые трехмерные траектории полета, свободные от ограничений, ранее налагаемых расположением наземных навигационных средств. Новая структура маршрутов делает возможными более прямые траектории для большей эффективности, и больше маршрутов могут вписаться в одно и то же воздушное пространство, что увеличивает пропускную способность. С 2009 по 2016 год доступные процедуры PBN почти утроились в аэропортах по всей стране. По состоянию на 16 мая 2024 года FAA опубликовало 9886 процедур PBN и 446 маршрутов PBN. [50] [51] [52] Они состоят из стандартных вылетов по приборам RNAV , T-маршрутов (1200 футов над поверхностью до 18 000 футов высоты), Q-маршрутов (18 000–45 000 футов высоты), стандартных прибытий в терминал RNAV (STAR), заходов на посадку RNAV (GPS) и заходов на посадку RNP. [50] [51] Из всех аэропортов, которые публикуют процедуры захода на посадку по приборам , 96 процентов публикуют процедуры захода на посадку PBN, а 31 процент используют только процедуры захода на посадку PBN.
Процедуры RNAV STAR могут обеспечить подход с непрерывным снижением , также известный как снижение с оптимизированным профилем, с крейсерской высоты для экономии топлива, снижения выбросов и снижения шума. [53] FAA опубликовало процедуры RNAV STAR в 128 аэропортах с этой возможностью, которая позволяет самолету лететь ближе к аэропорту на более экономичной высоте перед снижением. [54] От начала снижения до посадки самолет имеет минимальные участки выравнивания, и пилоты могут избежать использования тормозов и частой регулировки рычага тяги, что также экономит топливо. [55] [56] Эти процедуры могут выполняться, когда они доступны и когда пилотам разрешено их использовать.
Используя Wide Area Augmentation System , пилоты с допуском к полетам по приборам могут приземляться с использованием GPS в аэропортах, где это ранее было невозможно. [57] В аэропорту, где наземная система посадки по приборам (ILS) может выйти из строя, процедуры захода на посадку PBN служат резервом. FAA редко, если вообще когда-либо, устанавливает новую ILS, выбирая вместо этого процедуры захода на посадку PBN, которые экономят деньги. FAA сокращает наземную навигационную инфраструктуру, которая останется в качестве альтернативы в случае сбоев в работе спутниковой службы. [ 50] Минимальная операционная сеть VOR и оборудование для измерения расстояний NextGen обеспечат устойчивость навигации. [58]
В ответ на рекомендации авиационного сообщества, полученные через RTCA's NextGen Mid-Term Implementation Task Force, FAA начала интегрировать процедуры PBN для улучшения воздушного движения в 11 метроплексах, которые являются городскими районами, где переполненное воздушное пространство обслуживает потребности нескольких аэропортов. [59] Благодаря сотрудничеству с Консультативным комитетом NextGen FAA завершила свои проекты в Атланте, Шарлотте, Кливленде-Детройте, [60] Денвере, [61 ] Хьюстоне, [62] Лас-Вегасе, [63] Северной Калифорнии, Северном Техасе, Южной Центральной Флориде, [64] Южной Калифорнии и Вашингтоне, округ Колумбия. [65] Кроме того, FAA перепроектировала воздушное пространство, включив PBN для 29 загруженных аэропортов, не соответствующих критериям программы Metroplex. [54]
Процедуры PBN также снизили стандарты бокового эшелонирования над океаном в поперечном и продольном направлениях со 100 до 30 морских миль. [51] PBN улучшила стандарты бокового эшелонирования для заходов на посадку в аэропортах с близко расположенными параллельными взлетно-посадочными полосами с 4300 футов до 3600 футов в 2013 году, [66] а эквивалентный стандарт операций бокового эшелонирования, включенный через PBN, обеспечивает гибкость в некоторых аэропортах для обработки большего количества вылетов. [51] [67]
Изменение правил в 2015 году позволило пилотам использовать процедуру захода на посадку PBN, чтобы чаще выбирать более короткий путь к взлетно-посадочной полосе. Самолеты могут безопасно и эффективно приземляться во время одновременных операций в определенных аэропортах с параллельными взлетно-посадочными полосами без получения указаний от авиадиспетчеров, отслеживающих их на радаре . [68] В 2016 году FAA внедрило национальный стандарт для этой возможности, который известен как Established on RNP. [69]
FAA стремится использовать PBN в качестве основы для ежедневных операций по всей Национальной системе воздушного пространства, применяя соответствующую процедуру для удовлетворения потребностей. В некоторых случаях — как в случае с метроплексами — это будет включать в себя высокоструктурированную, но гибкую навигационную схему. [2] [70]
Автоматическое зависимое наблюдение-вещание (ADS-B) — это технология, которая вносит существенные изменения в отслеживание полетов. Вместо использования наземного радара для получения местоположения, скорости и направления самолета каждые пять-двенадцать секунд, самолеты, оснащенные новыми транспондерами GPS, определяют эту информацию и автоматически отправляют ее раз в секунду в службу управления воздушным движением. ADS-B зависит от точного спутникового сигнала для данных о местоположении. Он всегда транслируется и не требует вмешательства оператора. Впервые пилоты и авиадиспетчеры могут видеть одно и то же отображение воздушного движения в реальном времени, что улучшает ситуационную осведомленность для повышения безопасности.
FAA завершило установку новой наземной радиоинфраструктуры в 2014 году, и покрытие доступно во всех 50 штатах, Гуаме, Пуэрто-Рико, Мексиканском заливе и районе у обоих побережий. Интеграция ADS-B в платформы автоматизации на маршруте и в терминале была завершена в 2019 году. [71] Самолеты, летающие в большой части контролируемого воздушного пространства, должны быть оборудованы для ADS-B Out с 1 января 2020 года.
FAA оценивает космические службы наблюдения ADS-B для океанического воздушного пространства в рамках проекта под названием Advanced Surveillance Enhanced Procedural Separation. [72] [73] Переход от текущей системы наземных станций ADS-B к радиостанциям, размещенным на спутниках, открывает возможности для снижения стандартов эшелонирования. [74] [75] [76] FAA начало использовать ADS-B для стандарта эшелонирования в 3 морские мили (н.м.), сниженного с 5 морских миль в 2020 году в некоторых частях воздушного пространства на маршруте ниже 23 000 футов. [77]
Даже с возможностями, предлагаемыми ADS-B посредством спутниковой технологии, обзорный радар по-прежнему актуален и будет использоваться в качестве дополнения и, в конечном итоге, резервного средства для ADS-B в случае сбоя обслуживания. [78]
С ADS-B Out увеличивается охват наблюдения, поскольку наземные станции могут быть размещены там, где препятствия или физические ограничения не позволяют использовать радар. Будущее предполагаемое время и положение самолета будут более точными для оптимального полета и потока движения. Авиакомпании, которые летают по маршрутам над Мексиканским заливом или по морским маршрутам без радиолокационного покрытия, могут использовать ADS-B для следования более эффективным маршрутам и реже отклоняться из-за погоды. [79] [80]
В самых загруженных аэропортах страны ADS-B Out является частью Airport Surface Detection Equipment–Model X на 35 объектах и Airport Surface Surveillance Capability на девяти объектах. [81] Диспетчеры могут отслеживать перемещение воздушных судов и наземных транспортных средств аэропорта по поверхности, что помогает снизить риск конфликтов на рулежных дорожках и несанкционированных выездов на взлетно-посадочную полосу. [82]
Другая наземная система наблюдения, использующая ADS-B, — это широкополосная мультилатерация (WAM), которая может быть установлена в местах, где радар ограничен или не может быть использован. Она работает во многих аэропортах в горах Колорадо; Джуно , Аляска; Шарлотт , Северная Каролина; и на станции управления радиолокационным подходом терминала Южной Калифорнии. Дополнительные службы WAM планируются для столичных районов Атланты и Нью-Йорка. [83] [84]
Благодаря более частому обновлению местоположения и покрытию в районах без радаров, ADS-B Out помогает в выполнении спасательных операций. [85] [86] [87]
Операторы, которые решают оборудовать свои самолеты для приема сигналов ADS-B для ADS-B In, могут получить множество других преимуществ, и именно здесь отрасль получает наибольшую выгоду от инвестиций в ADS-B Out. [88] [89] [90]
Traffic Information Services-Broadcast — это бесплатная услуга для пилотов, отправляющая соответствующие отчеты о местоположении воздушного движения на соответствующим образом оборудованные воздушные суда для повышения безопасности. [91] Flight Information Services-Broadcast — это еще одна бесплатная услуга, предоставляющая пилотам аэронавигационную и метеорологическую информацию для повышения безопасности и эффективности. [92]
Система ADS-B Traffic Awareness System предлагает самолетам общей авиации недорогую возможность оповещения для предотвращения столкновений самолетов. [93] Более продвинутая система Airborne Collision Avoidance System X [94] будет поддерживать доступ к близко расположенным взлетно-посадочным полосам практически при любых погодных условиях, управление интервалом в кабине экипажа (IM) и разделение, аналогичное традиционным визуальным операциям с меньшим количеством мешающих оповещений. FAA ожидает, что ACAS X заменит систему Traffic Alert and Collision Avoidance System. [95] [96] [97] [98]
Процедуры In-Trail (ITP) сокращают расстояние между самолетами во время океанических полетов и разрешены для самолетов, оборудованных ITP, во всем океаническом воздушном пространстве, управляемом центрами маршрутизации Анкориджа, Нью-Йорка и Окленда. [99] Самолеты, оборудованные ADS-B с программным обеспечением ITP, могут летать чаще на более экономичных или менее турбулентных эшелонах полета. [100] Стандарты оборудования завершены и готовы для производителей к производству необходимого авионики. [101]
FAA разрабатывает приложения IM, которые используют ADS-B In для упорядочивания и распределения пар самолетов. Точное распределение IM обеспечивает более эффективные траектории полета в перегруженном воздушном пространстве и максимально увеличивает использование воздушного пространства и аэропорта. Расширенные возможности управления воздушным движением для операций по заходу на посадку на близко расположенных параллельных взлетно-посадочных полосах также могут быть улучшены с помощью ADS-B In, интегрированного с системой автоматизации терминала.
Первая наземная фаза начала работать в Центре управления воздушным движением на воздушных трассах Альбукерке в 2014 году. [102] В 2017 году FAA поддержало оценку NASA прототипа авионики и процедур. FAA спонсировало демонстрацию операций IM с использованием прототипа авионики на близко расположенных параллельных взлетно-посадочных полосах в международном аэропорту Сан-Франциско в 2019 году. Эти демонстрационные полеты показали, что точное расстояние возможно в реальных условиях. [103] [104] FAA завершило разработку стандартов IM, и производители могут производить необходимую авионику. [105]
FAA работало с American Airlines и ACSS над установкой авионики ADS-B In, которая обеспечивает IM на самолетах Airbus A321 авиакомпании. [106] Авионика обеспечила начальные операции IM в воздушном пространстве маршрута Альбукерке, начиная с 2022 года. [107] Операции будут использоваться для сбора данных о преимуществах, которые будут предоставлены авиационному сообществу, чтобы мотивировать других авиаперевозчиков оборудовать свои самолеты для ADS-B In.
Другое применение — это вспомогательное визуальное разделение (CAVS) с отображением информации о движении в кабине (CDTI), которое используется авиаперевозчиками для повышения осведомленности о ситуации на дорогах. Оно позволяет экипажу продолжать визуальную процедуру посадки, используя электронный дисплей для поддержания разделения, если пилот теряет из виду движение из-за ограниченной видимости. Ожидается, что оно сократит количество уходов на второй круг из-за слишком близкого движения на конечном этапе захода на посадку, что сэкономит время и пройденное расстояние. [108] Стандарты завершены и готовы к производству производителями необходимого авионики. [109]
CDTI-Assisted Separation on Approach (CAS-A) — это третий тип приложения, использующего ADS-B In. Он похож на CAVS, за исключением того, что пилотам не нужно видеть самолет впереди через окно. Пилоты также могут продолжать полет на более низких порогах потолка и с уменьшенным интервалом вдоль траектории захода на посадку при определенных погодных условиях, чтобы обеспечить более высокую пропускную способность.
Как и в случае с IM, CAVS и CAS-A были установлены на самолетах Airbus A321 компании American Airlines, и авиакомпания планирует поделиться своими данными с авиационным сообществом. Авиакомпания начала эксплуатацию CAVS в мае 2021 года. [110] Четвертое приложение, которое авиакомпания протестировала, поможет избежать турбулентности в следе. Индикатор вертикальной траектории показывает пилотам, идущим в хвосте, вертикальную траекторию ведущего самолета с помощью дисплея наведения ADS-B. [111] Благодаря тестированию возможностей ADS-B In компания American Airlines заинтересована в оснащении большего количества своих самолетов для ADS-B In. [112]
Хотя его можно использовать и без него, разработанное NASA приложение под названием Traffic Aware Strategic Aircrew Requests (TASAR) [113] может выиграть от использования самолетов, оснащенных ADS-B In. TASAR предлагает новый маршрут или изменение высоты для экономии времени или топлива, а ADS-B In может помочь, позволяя программному обеспечению определять, какие запросы, скорее всего, будут одобрены управлением воздушного движения из-за близлежащего трафика. Исследование NASA рейсов Alaska Airlines прогнозировало, что авиакомпания сэкономит более 1 миллиона галлонов топлива, более 110 000 минут летного времени и 5,2 миллиона долларов в год. [114] [115] [116]
Автоматизация на маршруте управляет экранами, используемыми авиадиспетчерами для безопасного управления и разделения самолетов на крейсерских высотах. Автоматизация терминала предназначена для диспетчеров для управления воздушным движением непосредственно вокруг крупных аэропортов. Она используется для разделения и упорядочивания самолетов, предупреждений о конфликтах и избегании столкновений с рельефом местности, метеорологических рекомендаций и радиолокационного наведения для вылетающего и прибывающего трафика. [117]
Платформа модернизации автоматизации на маршруте (ERAM) FAA заменила устаревшую систему Host для управления воздушным движением на маршруте в 2015 году. [118] [119] Программа поддержки и усовершенствования находится в процессе реализации и должна быть завершена в 2026 году. Теперь диспетчеры на маршруте могут отслеживать до 1900 самолетов одновременно, что выше предыдущего предела в 1100. Охват выходит за пределы границ объекта, что позволяет диспетчерам более эффективно управлять трафиком. Такой охват возможен, поскольку ERAM может обрабатывать данные с 64 радаров вместо 24.
Для пилотов ERAM увеличивает гибкость маршрутизации в обход заторов, погодных условий и других ограничений. Управление воздушным движением в реальном времени и обмен информацией об ограничениях полетов улучшают способность авиакомпаний планировать полеты с минимальными изменениями. Сокращение векторизации и увеличение покрытия радаров приводят к более плавным, быстрым и экономичным полетам.
Моделирование траектории более точное, что позволяет максимально использовать воздушное пространство, лучше обнаруживать конфликты и принимать улучшенные решения. Два функционально идентичных канала с двойным резервированием исключают единую точку отказа. ERAM также предоставляет удобный интерфейс с настраиваемыми дисплеями. Он производит революцию в обучении диспетчеров с помощью реалистичной, высокоточной системы, которая бросает вызов практикам разработки со сложными подходами, маневрами и имитированными сценариями пилотирования, которые были недоступны с Host. [120]
Стандартная система замены терминальной автоматизации (STARS) программы модернизации и замены терминальной автоматизации заменила устаревшую автоматизированную радиолокационную терминальную систему. Установка была завершена в 2021 году, и она работает на более чем 200 терминалах радиолокационного управления подходом FAA и Министерства обороны (DoD) и более чем 600 объектах вышки управления воздушным движением FAA и DoD. [121] STARS поддерживает безопасность, одновременно повышая экономическую эффективность на терминальных объектах по всей Национальной системе воздушного пространства. Она предоставляет расширенные функции и возможности для диспетчеров, такие как современный плоский светодиодный дисплей и возможность сохранения настроек рабочей станции диспетчера. Ее также проще обслуживать техническим специалистам.
Хотя ERAM и STARS сами по себе не являются программами NextGen, они закладывают основу для реализации критически важных возможностей NextGen в воздушном пространстве терминала и маршрута. [122]
Эти системы поддержки принятия решений (DSS) FAA используются авиадиспетчерами для оптимизации потоков движения в Национальной системе воздушного пространства (NAS) и играют центральную роль в достижении цели FAA по осуществлению операций, основанных на траектории:
TFMS — это основная система автоматизации, используемая Центром управления системой управления воздушным движением и общенациональными подразделениями по управлению движением для регулирования потока воздушного движения, управления пропускной способностью и планирования будущего спроса на воздушное движение. [123] 31 инструмент TFMS обменивается информацией и поддерживает другие DSS через System Wide Information Management (SWIM). FAA развернуло обновление программного обеспечения TFMS на 82 объектах в 2016 году и завершило обновление оборудования на этих объектах в 2018 году. FAA продолжает разрабатывать будущие концепции для возможностей моделирования и прогнозирования TFMS. [124] Flow Management and Data Services (FMDS) — это запланированная замена TFMS, начальная эксплуатация которой намечена на 2029 год. Ожидается, что FMDS улучшит интеграцию данных, увеличит обмен данными и будет управлять большим объемом постоянно производимых данных NAS.
TBFM позволяет подразделениям управления движением планировать и оптимизировать загрузку прибытия для крупных аэропортов. Он работает в 20 центрах маршрутизации, 28 TRACON и 54 вышках аэропорта. Его инструменты, такие как расширенный учет и интегрированная возможность отправления и прибытия, помогают диспетчерам упорядочивать трафик по времени, а не по расстоянию. Данные о маршруте и процедурах навигации на основе производительности помогают улучшить прогнозируемое время прибытия. Интегрированный инструмент возможности отправления и прибытия был развернут на шестом и последнем объекте в июне 2022 года.
Один из будущих инструментов TBFM, терминальное последовательность и интервал, расширит возможности измерения в терминальном воздушном пространстве. Он был разработан NASA и передан FAA в 2014 году. [125] Еще одна возможность в разработке — это машинное обучение для прогнозирования траектории, используемое для проектирования местоположения самолета с использованием моделей летно-технических характеристик самолета. До 2027 года TBFM будет модернизирован для соответствия требованиям безопасности.
В 2016 году FAA заключило с Lockheed Martin контракт на 344 миллиона долларов на разработку и развертывание TFDM — новой системы управления поверхностью. Она поддерживает принятие решений на земле аэропорта, интегрируя данные о полете, наземном наблюдении и управлении движением с помощью SWIM. Инструменты TFDM состоят из электронных полос хода полета , управления очередью отправления, управления поверхностью и осведомленности о ситуации на поверхности. Внедрение электронных данных о полете и интеграция TBFM и TFMS через SWIM позволят TFDM объединить некоторые ранее независимые системы. [124]
FAA начала раннюю реализацию инструмента визуализации поверхности в 2014 году и электронных полос полета в 2015 году. [126] [127] FAA и NASA в 2021 году завершили исследования и испытания возможности планирования поверхности, которая рассчитывает буксировку ворот в загруженных узловых аэропортах, чтобы каждый самолет мог выехать прямо на взлетно-посадочную полосу и взлететь. [128] TFDM будет развернут в двух конфигурациях. Конфигурация A имеет полную функциональность, и Шарлотт начал работу в мае 2024 года, став первым из 27 крупных аэропортов с высокой плотностью движения. Конфигурация B улучшила электронные полетные данные и электронные полосы полета. Кливленд начал работу с этими возможностями в октябре 2022 года. Планируется, что еще 21 площадка получит эту конфигурацию. Развертывание во всех местах планируется завершить в июле 2029 года. [129]
Advanced Technologies and Oceanic Procedures (ATOP) заменили существующие системы и процедуры управления воздушным движением над океаном. ATOP полностью интегрирует обработку полетных и радиолокационных данных, обнаруживает конфликты между самолетами, обеспечивает спутниковую связь и наблюдение, устраняет необходимость в бумажных полетных полосах и автоматизирует ручные процессы.
ATOP полностью модернизирует автоматизацию управления воздушным движением над океаном и позволяет операторам полетов извлекать дополнительные выгоды из инвестиций в цифровую связь в кабине пилотов. FAA сокращает интенсивные ручные процессы, которые ограничивают возможности диспетчеров безопасно обрабатывать запросы авиакомпаний на более эффективные маршруты или высоты на длинных океанических маршрутах. FAA может выполнить международные обязательства по снижению стандартов эшелонирования воздушных судов, что повышает пропускную способность и эффективность полетов.
ATOP используется во всех трех центрах управления движением на океанических маршрутах, которые находятся в Анкоридже, Нью-Йорке и Окленде. [130] [131] После первого обновления технологий в 2009 году второе обновление ATOP было завершено в этих центрах в 2020 году, которое должно поддерживать систему до 2028 года. Программа усовершенствования, начатая в 2018 году, включает пять крупномасштабных возможностей. Развертывание началось в 2021 году и будет продолжаться до 2025 года в четырех ежегодных выпусках программного обеспечения. [132] Эти изменения направлены на оптимизацию траекторий полета, снижение нагрузки на диспетчера, сокращение расходов и повышение безопасности системы.
FAA традиционно делилась информацией, используя различные технологии, включая радио, телефон, Интернет и выделенные соединения. Однако агентство использовало новые технологии управления информацией для улучшения доставки и содержания информации. [133] В 2007 году FAA создало программу SWIM для внедрения набора принципов информационных технологий в Национальной системе воздушного пространства (NAS) и предоставления пользователям релевантной и общедоступной информации. [134] SWIM облегчает требования NextGen к обмену данными, выступая в качестве цифровой основы обмена данными.
Эта платформа предлагает единую точку доступа для аэронавигационных, полетных и транспортных потоков, наблюдения и метеорологических данных. Производители могут публиковать данные один раз, а одобренные потребители могут получать доступ к необходимой информации через одно соединение вместо соединения двух систем с фиксированными сетевыми соединениями и пользовательскими двухточечными интерфейсами данных уровня приложений. Новый формат поддерживает сотрудничество в рамках внутренних и международных авиационных сообществ. [135]
В 2015 году программа SWIM завершила свой первый сегмент, который установил общую инфраструктуру и точки подключения во всех центрах управления движением на маршруте. Второй сегмент программы начался в 2016 году. Он установил ориентированную на сервисы архитектуру — состоящую из производителей, потребителей и реестра — и связал программы NAS, такие как система управления потоками трафика, для предоставления больших источников данных для потребителей. Позднее было развернуто несколько усовершенствований — мониторинг корпоративных услуг, [136] управление идентификацией и доступом, [137] общая справочная служба NAS, [138] система распределения данных терминала SWIM, [139] и служба публикации полетных данных SWIM [140] — и SWIM продолжает добавлять поставщиков и потребителей контента управления воздушным движением NAS.
По состоянию на 2023 год 15 программ FAA и несколько внешних организаций, включая авиакомпании, предоставляют данные для 100 услуг, отправляемых через сеть SWIM. Из предполагаемых 800 зарегистрированных потребителей около 400 являются активными пользователями. [141] В 2019 году была создана облачная система распределения, чтобы упростить пользователям доступ к информации. [142] В 2021 году был запущен портал SWIM Industry-FAA Team, который обновляет и улучшает службу распределения SWIM Cloud. [143]
Пересмотренная настройка SWIM снижает затраты, может повысить эксплуатационную эффективность и открывает возможность создания новых услуг для авиационного сообщества. Обмен данными между пилотами, персоналом по управлению полетами, диспетчерами и диспетчерами воздушного движения будет иметь важное значение для достижения цели NextGen по операциям на основе траектории. [144]
Авиакомпании и аэропорты сообщают об использовании данных FAA для улучшения работы. Наиболее широкое использование данных SWIM было направлено на поддержку повышения осведомленности об условиях эксплуатации и статусе полета, особенно на поверхности аэропорта и в ситуациях, когда самолет переходит от контакта с одним центром управления воздушным движением к другому. Наиболее динамичным использованием данных наблюдения в реальном времени за пределами FAA может быть предоставление услуг по отслеживанию полетов для летающих пассажиров и авиационных предприятий. Через веб-браузеры и мобильные приложения подписчики услуг могут получать доступ к актуальной информации о статусе и задержках рейсов и аэропортов. [133]
Передача информации, необходимой для проведения эффективных операций на поверхности аэропорта в ближайшие годы, станет возможной с помощью системы аэронавигационной мобильной связи аэропорта (AeroMACS). Система использует беспроводную широкополосную технологию, которая поддерживает растущую потребность в передаче данных и обмене информацией на поверхности аэропорта для стационарных и мобильных приложений сейчас и в будущем. [145]
Помимо повышения пропускной способности, устаревшая инфраструктура связи аэропорта требует более обширного и дорогостоящего мониторинга, обслуживания, ремонта или замены. Строительство аэропорта и неожиданные сбои в работе оборудования также требуют временных альтернатив связи, и AeroMACS также может служить резервом. Система была внедрена в 2017 году в рамках программы FAA Airport Surface Surveillance Capability. [146] По состоянию на декабрь 2020 года более 50 аэропортов в почти 15 странах используют AeroMACS. Для развертывания технологии в более чем 40 000 аэропортов по всему миру может потребоваться до 20 лет. [147]
Программа NextGen Weather от FAA предоставляет авиационные метеорологические продукты, которые поддерживают управление воздушным движением во время погодных явлений, помогая повысить безопасность полетов и минимизировать задержки пассажиров. Самой большой причиной задержек воздушного движения Национальной системы воздушного пространства (NAS) является погода, которая стала причиной 75 процентов задержек, влияющих на систему, продолжительностью более 15 минут с июня 2017 года по май 2022 года. [148] [149] Благодаря более точным и своевременным прогнозам погоды аэропорты и авиакомпании могли бы предотвратить до двух третей задержек и отмен, связанных с погодой. [150]
Авиационная погода состоит из наблюдения, обработки и распространения информации. Системы погоды NextGen состоят из NextGen Weather Processor (NWP) для создания передовых авиационных метеорологических продуктов и Common Support Services– Weather (CSS-Wx) для распространения этих продуктов, оба из которых должны начать работать в NAS в 2024 году.
Программа NWP устанавливает общую платформу обработки погоды для замены устаревших систем погодных процессоров FAA и предлагает новые возможности. Полностью автоматизированная NWP будет определять опасности безопасности вокруг аэропортов и в воздушном пространстве крейсерской высоты. Она будет поддерживать стратегическое управление потоками движения, включая переведенную информацию о погоде, необходимую для прогнозирования блокировки маршрутов и ограничений пропускной способности воздушного пространства до восьми часов вперед. NWP будет использовать передовые алгоритмы для создания текущей и прогнозируемой авиационной информации о погоде с данными от радаров и датчиков FAA и Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA), а также моделей прогнозов NOAA. Часть NWP, Aviation Weather Display объединяет текущие отображения Weather and Radar Processor, Integrated Terminal Weather System и Corridor Integrated Weather System. Aviation Weather Display будет предоставлять последовательную информацию о погоде с одного взгляда для диспетчеров на маршруте и в терминале и включает погодные продукты NWP и NOAA. [151]
CSS-Wx будет единственным производителем погодных данных, продуктов и изображений в рамках NAS, используя основанное на стандартах распространение погодных данных через System Wide Information Management. Он объединит и позволит вывести из эксплуатации устаревшие системы распространения погодных данных. Он также предлагает погодные продукты NWP и NOAA и другие источники погоды для интеграции в системы поддержки принятия решений по воздушному движению, улучшая качество решений по управлению движением и повышая производительность диспетчеров в суровых погодных условиях. Потребителями информации CSS-Wx будут авиадиспетчеры и менеджеры, коммерческие и общие авиаперевозчики, а также летающая публика. [152]
Группа исследователей FAA Weather Technology in the Cockpit является экспертом в области подводных камней отображения погоды в кабинах самолетов общей авиации . [153] Их главная исследовательская цель — способствовать улучшению отображения метеорологической информации пилотам, чтобы они могли последовательно и точно интерпретировать эту информацию, понимать ее ограничения и использовать ее для предотвращения плохой погоды. [154] [155]
Эффективность многополосных операций (MRO), особенно тех, которые расположены близко друг к другу, была ограничена рисками безопасности, включая столкновения и турбулентность следа с близлежащими самолетами. Достижения MRO улучшают доступ к близко расположенным параллельным взлетно-посадочным полосам, позволяя выполнять больше операций вылета и прибытия в метеорологических условиях прибора , что повышает эффективность и пропускную способность, одновременно сокращая задержки рейсов. Достижения позволяют использовать одновременные заходы на посадку в условиях плохой видимости, уменьшать интервалы для заходов на посадку на взлетно-посадочные полосы с более строгими требованиями к интервалам и уменьшать влияние турбулентности следа, что приводит к увеличению интервала. [156] [157]
Пересмотренные стандарты разделения следа, известные как повторная категоризация следа или повторная категоризация следа, были снижены в 14 терминалах радиолокационного управления подходом и 28 аэропортах по всем Соединенным Штатам. [133] [158] В Индианаполисе авиакомпании экономят более 2 миллионов долларов в год на эксплуатационных расходах с помощью повторной категоризации следа. В Филадельфии авиакомпании экономят около 800 000 долларов в год. [156]
Фаза 1 Wake Recat заменила стандарт, основанный на весе, новыми размерными категориями, более оптимально основанными на характеристиках турбулентности следа самолета. Фаза 1.5 уточнила Фазу 1 с дальнейшим сокращением разделения. [159] Фаза 2 определила парные стандарты разделения турбулентности следа среди 123 типов самолетов, которые составляют 99 процентов глобальных операций в 32 аэропортах США. Затем операции по управлению воздушным движением могут внедрять индивидуальные категории турбулентности следа, которые оптимизированы для максимизации выгоды для парка аэропорта.
Фазы 1 и 1.5 были реализованы в 31 аэропорту. Объединенная турбулентность в следе (CWT) была направлена на использование наилучшего набора стандартов эшелонирования, полученных из этих фаз. FAA завершило преобразование устаревших стандартов из двух фаз в стандарты CWT на 19 объектах управления радиолокационным подходом к аэродрому (TRACON) в 2022 году. [160] [161] Последней фазой восстановления следа будет разработка динамических улучшений эшелонирования в следе для систем поддержки принятия решений с учетом ветра.
FAA продолжает оценивать процедуры в аэропортах с близко расположенными взлетно-посадочными полосами. [162] После определения того, что боковое разделение взлетно-посадочных полос может быть безопасно сокращено, FAA пересмотрело стандарт разделения с 4300 футов до 3600 футов для независимых прибытий в августе 2013 года. Для независимых взлетно-посадочных полос самолеты могут приближаться без необходимости поддерживать диагональное разделение, требуемое зависимыми операциями. Дальнейшие изменения в отношении близко расположенных параллельных операций были включены в обновление от ноября 2015 года Приказа FAA 7110.65 , Управление воздушным движением.
Изменения снижают требования к боковому разделению до 3900 футов для тройных независимых подходов и 3000 футов для смещенных двойных независимых подходов без необходимости использования радара с высокой частотой обновления или автоматического зависимого наблюдения-вещания. Для двойных зависимых подходов требование к расстоянию между взлетно-посадочными полосами остается 2500 футов, но диагональное расстояние уменьшается с 1,5 морских миль (н.м.) до 1 нм.
Приказ FAA 7110.308C определяет конкретные аэропорты — Бостон, Кливленд, Мемфис, Ньюарк, Филадельфия, Сиэтл, Сан-Франциско и Сент-Луис — с взлетно-посадочными полосами, расположенными на расстоянии менее 2500 футов друг от друга, что может сократить разнесенное расстояние между самолетами при параллельных заходах на посадку с 1,5 морских миль до 1 морской мили. [163]
Двойные независимые параллельные операции начали работать в Атланте в 2014 году. Зависимые параллельные операции на расстоянии 1 морской мили для взлетно-посадочных полос на расстоянии менее 2500 футов - 3600 футов друг от друга начали работать в Даллас-Лав-Филд, Мемфисе, Миннеаполисе-Сент-Поле, Нью-Йорке-JFK, Портленде, Роли-Дареме и Сиэтле в 2016 году и в Сан-Франциско в 2017 году. Тройные независимые параллельные операции начались в Атланте и Вашингтоне-Даллесе в 2017 году. Двойные независимые параллельные операции со смещением начали работать в Детройте в 2015 году и в Чикаго-О'Хара в 2016 году. Зависимые параллельные операции для взлетно-посадочных полос на расстоянии более 3600 футов друг от друга начали работать в Цинциннати/Северном Кентукки, Луисвилле, Мемфисе и Финиксе в 2017 году. Дальнейших изменений не планируется.
Converging Runway Display Aid — это автоматизированный инструмент, используемый авиадиспетчерами для управления последовательностью потоков прибывающих самолетов на сходящихся или пересекающихся взлетно-посадочных полосах. [164] Он работает в Бостоне, Чикаго О'Хара, Денвере, Лас-Вегасе, Мемфисе, Миннеаполисе-Сент-Поле, Ньюарке, Финиксе и Филадельфии и повышает пропускную способность аэропорта при определенных условиях. [165]
Инструмент эффективности разделения под названием Automated Terminal Proximity Alert был впервые внедрен в Миннеаполисе-Сент-Поле в мае 2011 года и теперь развернут на 14 объектах TRACON по всей стране. Он лучше информирует авиадиспетчеров о разрывах, чтобы они могли сказать пилотам скорректировать скорость или направить их по более короткому пути к взлетно-посадочной полосе. За первый год использования количество уходов на второй круг сократилось на 23 процента для рейсов, направлявшихся в Миннеаполис-Сент-Пол. Избыточное время полета из-за ухода на второй круг сократилось на 19 процентов. [166] [167]
FAA поддерживает несколько дополнительных возможностей для операторов, которым необходимо получить доступ к аэропорту, когда облачность находится на высоте менее 200 футов над взлетно-посадочной полосой или видимость составляет менее полумили. Они помогают достичь целей NextGen по безопасному повышению доступа, эффективности и пропускной способности во многих аэропортах, когда ограничивающим фактором является низкая видимость.
Расширенные операции в условиях низкой видимости (ELVO) — это недорогая инфраструктурная программа по снижению минимальных потолков и дальности видимости на взлетно-посадочной полосе за счет сочетания наземного оборудования и навигационных процедур. Большинство улучшений ELVO являются результатом приказа FAA 8400.13. [168] [169]
Head-up display (HUD) были одобрены для использования при точном заходе на посадку для снижения минимальных высот принятия решения о посадке. Использование квалифицированного HUD при полете к подходящему объекту Instrument Landing System снизит требуемую дальность видимости на взлетно-посадочной полосе для захода на посадку.
После снижения требований к минимальной дальности видимости на взлетно-посадочной полосе оценка FAA показала, что доступ к аэропорту в условиях плохой видимости улучшился двумя способами: почти на 6 процентов сократилось количество периодов отсутствия доступа и на 17 процентов увеличилось количество рейсов, которые смогли приземлиться. [133]
FAA разрешает использовать улучшенную систему видения полета (EFVS) вместо естественного зрения для выполнения процедуры посадки по приборам в условиях плохой видимости. [170] [171] EFVS использует сенсорные технологии, чтобы предоставить пилотам четкое виртуальное изображение вида снаружи самолета в реальном времени, независимо от облачности и условий видимости. Пилоты могут определять необходимые визуальные ориентиры, которые были бы невозможны без нее. Она обеспечивает доступ, который в противном случае был бы запрещен из-за плохой видимости. Система наведения синтетического зрения объединяет технологию отображения наведения полета с высокоточными мониторами обеспечения положения для обеспечения непрерывного и правильного отображения внешней сцены и взлетно-посадочной полосы. Она может помочь пилоту перейти к естественным визуальным ориентирам.
Другой проект NextGen — это система наземного дополнения системы посадки (GBAS). Она использует GPS для поддержки всех категорий точного захода на посадку. Ньюарк и Хьюстон используют нефедеральные системы GBAS, одобренные для полетов на высоте до 200 футов над взлетно-посадочной полосой. [172]
Первоначальные адаптированные прибытия были продемонстрированы для некоторых самолетов, летящих в Лос-Анджелес, Майами и Сан-Франциско. Эти прибытия являются запланированными, фиксированными маршрутами для самолетов, приближающихся к аэропортам из океанического воздушного пространства, которые передаются по каналу передачи данных от авиадиспетчера. Они ограничивают векторизацию и минимизируют время, которое самолет тратит на поддержание горизонтального полета во время снижения, что снижает расход топлива, выбросы выхлопных газов самолета и время в полете. Они отличаются от оптимизированных профилей снижения Performance Based Navigation, поскольку они адаптированы к характеристикам ограниченного числа типов самолетов, оснащенных Future Air Navigation System . [24] [173] [174]
Программа географической информационной системы (ГИС) Управления аэропортов FAA предоставляет данные для управления аэронавигационной информацией и внедрения NextGen. [175] ГИС определяет географическое положение и характеристики естественных или построенных объектов или границ на поверхности Земли. Данные аэропорта используются для разработки и внедрения анализа препятствий, более точных уведомлений для воздушных миссий и функциональности движущейся карты аэропорта летной палубы, а также процедур навигации на основе производительности, включая широкополосную систему дополнения / производительность локализатора с вертикальным наведением . [176]
FAA оценивает технологию удаленной вышки как потенциально экономически эффективную альтернативу традиционным федеральным контрактным вышкам. [177] Технология удаленной вышки может обеспечить контролируемое воздушное движение для небольших аэропортов без физической вышки или для тех, которым необходимо заменить стареющую вышку.
Диспетчеры с удаленного объекта могут контролировать и разделять трафик, просматривая сцену в аэропорту, оборудованном панорамными цветными видеокамерами с функциями панорамирования, наклона, зума и ночного видения. Автоматическая идентификация и соответствующая информация о самолете также могут отображаться на видеомониторах. FAA начало строительство испытательного стенда в Техническом центре Уильяма Дж. Хьюза и Международном аэропорту Атлантик-Сити в 2023 году, чтобы лучше понять все возможности удаленной системы вышки. Завершение запланировано на 2024 год.
В аэропорту Лисбурга в Вирджинии FAA разрешило службам управления воздушным движением использовать эту систему в качестве испытательного полигона [178] до тех пор, пока поставщик не решит завершить проект в 2023 году. [179] Другая башня, находящаяся в стадии тестирования, остается в региональном аэропорту Северного Колорадо недалеко от Форт-Коллинза/Лавленда, [180] но, возможно, потребуется оценка системы в Техническом центре FAA перед получением одобрения. [181]
Экологическое видение FAA заключается в разработке и эксплуатации системы, которая защищает окружающую среду, обеспечивая при этом устойчивый рост авиации. Управление исследований и разработок в области окружающей среды и энергетики FAA работает над сокращением загрязнения воздуха и воды, выбросов углекислого газа, которые могут повлиять на климат, и шума, который может беспокоить жителей вблизи аэропортов. Технологии планера и авиационных двигателей , альтернативные виды топлива , модернизация управления воздушным движением и эксплуатационные улучшения, улучшение научных знаний и комплексное моделирование, а также политики, экологические стандарты и рыночные меры будут способствовать достижению почти всех этих целей. Шум и выбросы будут основными экологическими проблемами для пропускной способности и гибкости Национальной системы воздушного пространства (NAS), если они не будут эффективно управляться и смягчаться. [182]
Исследование FAA, проведенное в 2015 году, показало, что с 1975 года количество людей, летающих в Соединенных Штатах, увеличилось с примерно 200 миллионов до предполагаемых 800 миллионов, однако количество людей, подвергающихся значительному воздействию авиационного шума, сократилось с примерно 7 миллионов до почти 340 000. [183] Даже при этом снижении обеспокоенность общественности по поводу авиационного шума растет. FAA стремится минимизировать воздействие шума на жилые районы без ущерба для безопасности. Целью агентства было сократить количество людей вокруг аэропортов, подвергающихся воздействию среднего уровня дневного и ночного шума самолета в 65 децибел, до менее чем 300 000 к 2018 году. [184] Одним из способов, которым агентство планировало достичь этой цели, было принятие нового стандарта шума для некоторых недавно сертифицированных дозвуковых реактивных самолетов и дозвуковых транспортных самолетов большой категории. [25] [185]
Исследование окружающей среды FAA, крупнейшее в своем роде, о воздействии авиационного шума и его влиянии на сообщества вокруг аэропортов было завершено в 2016 году. [186] Результаты показали, что значительно больше людей расстраиваются из-за авиационного шума независимо от уровня. [187] FAA будет использовать эти результаты и другие проводимые исследования для переоценки критериев определения значимости в соответствии с Законом о национальной политике в области охраны окружающей среды и федеральными правилами землепользования. Кроме того, FAA исследовало другие затронутые области, такие как нарушение сна, сердечно-сосудистое здоровье и обучение детей. [188] FAA также изучает потенциальное шумовое воздействие новых самолетов в NAS, таких как беспилотные авиационные системы и сверхзвуковые реактивные самолеты. [189]
Программа Continuous Lower Energy, Emissions, and Noise (CLEEN) является государственно-частным партнерством в рамках NextGen для ускорения разработки и коммерческого внедрения более эффективных технологий и устойчивых альтернативных видов топлива. [190] Первое пятилетнее соглашение с производителями производило реактивные двигатели, крылья и аэродинамические технологии; системы автоматизации и управления полетом; топливо; и материалы с 2010 по 2015 год. Одним из результатов этих усилий является Twin Annular Premixing Swirler II Combustor компании General Electric , который снижает выбросы оксидов азота более чем на 60 процентов по сравнению со стандартом Международной организации гражданской авиации (ИКАО) по оксидам азота , принятым в 2004 году. Второе пятилетнее соглашение началось в 2015 году, направленное на снижение кумулятивных уровней шума, сокращение расхода топлива, сокращение выбросов оксидов азота и ускорение коммерциализации альтернативных видов реактивного топлива. [191] Предполагается, что обе фазы сэкономят авиационной отрасли 36,4 миллиарда галлонов топлива к 2050 году, сократив расходы авиакомпаний на 72,8 миллиарда долларов и уменьшив выбросы углекислого газа на 424 миллиона метрических тонн. [192]
Третья пятилетняя фаза CLEEN началась в 2021 году. FAA выделила более 100 миллионов долларов шести компаниям на разработку технологий, которые снижают потребление топлива, выбросы и шум. Цели заключаются в снижении выбросов углекислого газа за счет повышения топливной эффективности не менее чем на 20 процентов ниже соответствующего стандарта ICAO, снижении выбросов оксидов азота на 70 процентов относительно самого последнего стандарта ICAO, снижении выбросов твердых частиц ниже стандарта ICAO и снижении шума на 25 дБ совокупно относительно стандарта FAA Stage 5. [193]
С 2009 года ASTM International одобрила пять способов производства устойчивого альтернативного реактивного топлива, не требующего модификации самолета или двигателя, и разрабатываются, тестируются и оцениваются другие способы. [194] [195] Усилия FAA помогли United Airlines использовать альтернативное реактивное топливо, изготовленное из гидроочищенных эфиров и жирных кислот, для своих ежедневных операций в Лос-Анджелесе, начиная с 2016 года. [196] В 2021 году авиакомпания совершила полет на Boeing 737 Max 8 с одним из двигателей, работающим на 100-процентном альтернативном авиационном топливе. [197] Ближайшая цель — произвести 3 миллиарда галлонов устойчивого альтернативного авиационного топлива к 2030 году, а конечная цель — почти 35 миллиардов галлонов к 2050 году, что достаточно для удовлетворения потребностей всей отрасли. [198]
Более 222 000 зарегистрированных поршневых самолетов авиации общего назначения могут работать на этилированном авиационном бензине , единственном оставшемся транспортном топливе в Соединенных Штатах, которое содержит свинец . [199] FAA и Piston Aviation Fuels Initiative исследуют приемлемую альтернативу неэтилированному топливу. [200] [201] FAA одобрило первое неэтилированное топливо, которое можно будет использовать для всех поршневых самолетов 1 сентября 2022 года. [202] Цель состоит в том, чтобы к концу 2030 года было доступно только неэтилированное авиационное топливо.
FAA использует Aviation Environmental Design Tool для оценки воздействия на окружающую среду федеральных действий в аэропортах, а также на воздушное движение, воздушное пространство и авиационные процедуры. Вместе с другими федеральными агентствами и Transport Canada FAA финансирует Aviation Sustainability Center, который вносит вклад в разработку международных стандартов выбросов и шума в авиации. В 2016 году Соединенные Штаты и 22 страны достигли соглашения о первом в истории глобальном стандарте выбросов углекислого газа в самолетах, чтобы поощрять интеграцию более экономичных технологий в конструкции самолетов. [203] В 2020 году Совет ИКАО принял новую экологическую меру выбросов нелетучих твердых частиц. [204] Она заменяет «дымное число» эпохи 1970-х годов — показатель, описывающий видимость выбросов — гораздо более точным измерением частиц выбросов.
Программа безопасности FAA руководствуется ее Системой управления безопасностью — общеведомственным подходом, который направляет управление инициативами NextGen. Возможности NextGen должны поддерживать безопасные операции в Национальной системе воздушного пространства (NAS), и у FAA есть много процессов, чтобы гарантировать, что полеты остаются безопасными. [205] [206]
Взаимосвязанная природа NextGen представляет сложные проблемы безопасности, которые требуют интегрированного пути к управлению рисками безопасности . Интегрированное управление рисками безопасности исследует риск безопасности из корпоративной структуры NAS для выявления потенциальных пробелов безопасности, присущих возможностям NextGen. Оно выявляет проблемы безопасности путем оценки риска в организационных, системных и программных границах и опирается на сотрудничество в масштабах FAA для сбора наиболее важной информации о безопасности, помогающей в принятии решений.
Когда-то авиационные наблюдатели измеряли безопасность по количеству аварий. Аварии в коммерческой авиации в конечном итоге стали настолько редкими, что FAA начало измерять потенциальные предшественники аварий. Потеря безопасного расстояния между самолетами стала мерой риска, которую отслеживало и сообщало FAA. Близость является допустимым показателем, но это неполная картина и не дает представления о причинных факторах аварий. Управление безопасностью системы — это портфель инициатив NextGen по разработке и внедрению политик, процессов и аналитических инструментов, которые FAA и отрасль используют для обеспечения безопасности NAS. Цель состоит в том, чтобы быть уверенным, что изменения, введенные с возможностями NextGen, сохраняют или повышают безопасность, обеспечивая при этом преимущества в плане пропускной способности и эффективности для пользователей NAS.
Улучшенные процессы анализа рисков и новые инструменты безопасности разведки помогают аналитикам безопасности выйти за рамки изучения данных прошлых происшествий к обнаружению риска и внедрению стратегий по предотвращению происшествий. Программа System Safety Management Transformation позволяет проводить анализ безопасности для определения того, как эксплуатационные улучшения в масштабах NAS повлияют на безопасность, и оценивать потенциальные способы снижения риска безопасности. Она состоит из трех инструментов: Airport Surface Anomaly Investigation Capability, Integrated Safety Assessment Model [207] и Safety Information Toolkit for Analysis and Reporting.
Анализ и обмен информацией о безопасности полетов (ASIAS) [208] [209] обеспечивает платформу для улучшения инфраструктуры измерения показателей безопасности полетов. [210] Участие в совместной инициативе охватывает многие группы, включая 45 авиакомпаний, предоставляющих свои данные для анализа. [211] ASIAS расширилась и включила в себя других операторов с момента своего создания в 2007 году. [212]
Группа по безопасности коммерческих полетов (CAST) , в состав которой входят авиакомпании, производители, отраслевые ассоциации, профсоюзы и авиадиспетчеры, помогла снизить риск гибели людей в коммерческой авиации в Соединенных Штатах на 83 процента с 1998 по 2007 год. [213] С помощью этих новых инициатив последняя цель группы — дополнительно снизить риск гибели людей в коммерческой авиации США на 50 процентов с 2010 по 2025 год. [214] План CAST включает 96 усовершенствований, направленных на повышение безопасности в самых разных операциях. [206] [215]
Модернизация NextGen включает в себя рабочую силу FAA и отраслевые, межведомственные и международные партнерства. FAA продолжает укреплять отношения со своими рабочими и партнерами из профсоюзов, чтобы гарантировать, что у каждого есть навыки, необходимые для управления будущей Национальной системой воздушного пространства (NAS). [216] [217]
Обучение будет развиваться, чтобы гарантировать, что рабочая сила NAS понимает — и берет на себя ответственность — за меняющиеся эксплуатационные концепции и их влияние на то, как предоставляются услуги. Периодическое обучение по управлению воздушным движением должно будет развиваться от фокуса на манипуляции автоматизацией к тому, которое гарантирует, что все участники NAS понимают меняющиеся эксплуатационные концепции и их влияние на то, как предоставляются услуги. Процесс требует вовлечения и ответственности всего авиационного персонала, включая пилотов, диспетчеров, инспекторов, регулирующих органов, инженеров, техников и руководителей программ. FAA сосредоточено на предоставлении своей рабочей силе лидерских, технических и функциональных навыков для безопасного и продуктивного перехода и управления потребностями будущей NAS. Эта трансформация включает в себя развитие лидерских качеств, выявление и развитие навыков, а также привлечение талантов. [2] [216]
Через Консультативный комитет NextGen (NAC) FAA и отрасль сотрудничали, чтобы определить и предоставить возможности, которые наиболее важны для клиентов. [218] FAA сформировало NAC в 2010 году для работы с заинтересованными сторонами отрасли, установления приоритетов и предоставления выгод. Под руководством руководителей авиакомпаний и других представителей авиационного сообщества с глубоким пониманием общих проблем и возможностей NAC ведет свою деятельность публично, чтобы обсуждения и выводы были прозрачными.
В 2014 году NAC разработал совместный трехлетний план внедрения для предоставления новых возможностей с краткосрочными выгодами для аэропортов по всей стране. Процесс разработки и мониторинга этого плана предоставил всем сторонам лучшее понимание решений по планированию и укрепил доверие и сотрудничество между всеми сторонами. Этот совместный план, представленный Конгрессу в октябре 2014 года и ежегодно обновляемый с тех пор, определяет основные этапы для предоставления выгод в течение 1–3 лет. Первыми возможностями высокой готовности были улучшения в области передачи данных, навигации на основе характеристик, улучшенные операции на нескольких взлетно-посадочных полосах и наземные операции. К концу финансового года 2017 года FAA выполнило 157 обязательств в этих областях. [219] [220] [221] [222] Пятая область внимания, Северо-восточный коридор, была создана в 2017 году для улучшения операций в воздушном пространстве между Вашингтоном, округ Колумбия, и Бостоном. Обязательства по всем основным направлениям содержатся в плане совместной реализации на 2019–2021 годы. [223] С января 2019 года по март 2020 года FAA выполнило 87 из 88 обязательств. [224] Оставшиеся контрольные даты были перенесены на период после 2022 года из-за задержек программы, связанных с пандемией COVID-19 .
Помимо NAC, Advanced Aviation Advisory Committee, созданный в 2018 году как Drone Advisory Committee, и Research, Engineering, and Development Advisory Committee также вносят федеральное участие в модернизацию воздушного пространства. Помимо федеральных консультативных комитетов, FAA имеет партнерские отношения с университетами и промышленностью через сообщества по интересам [225] и финансируемые из федерального бюджета научно-исследовательские и опытно-конструкторские центры . [226]
FAA создало Межведомственное управление планирования (IPO) в мае 2014 года и с тех пор переименовало его в NextGen Stakeholder Advocacy and Outreach Branch, чтобы координировать действия в рамках федерального правительства. FAA в основном работает с Министерством транспорта , Национальным советом по безопасности на транспорте , Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства , Министерством обороны , Министерством внутренней безопасности , Министерством внутренних дел , Министерством торговли и Консультативным советом по сохранению исторического наследия для обмена информацией и координации политики. [227] [228] [229] Кибербезопасность авиации, беспилотные авиационные системы и погода NextGen — вот некоторые из основных направлений.
Взаимодействие с международным авиационным сообществом посредством партнерств и гармонизации регулирования является основой глобальной инициативы лидерства FAA. [230] Международное отделение NextGen сосредоточено на координации и обмене информацией с глобальными партнерами. [231] [232] Его конечная цель — поддерживать бесперебойную совместимость и гармонизацию и предоставлять механизм, позволяющий сделать системы управления воздушным движением более безопасными и эффективными для поставщиков аэронавигационных услуг и пользователей воздушного пространства. FAA имеет международные соглашения с Европейским союзом , Японией и Сингапуром о совместных исследованиях и разработках будущих систем воздушного движения. Международное отделение NextGen также сотрудничает с Агентством по развитию торговли США и Министерством торговли в их соглашениях с Китаем , Бразилией и Индонезией .
В 2023 году FAA, Aeronautical Radio of Thailand, Civil Aviation Authority of Singapore , Japan Civil Aviation Bureau и Boeing подписали декларацию о намерениях по многорегиональным траекторным операциям (MR TBO), продемонстрировав приверженность реализации TBO по всему миру. FAA и ее партнеры по MR TBO также завершили шестидневную демонстрацию полета в реальном времени MR TBO. Этот новый способ управления воздушным пространством может снизить расход топлива и выбросы углерода на целых 10 процентов. [233]
Закон о переоформлении полномочий Vision 100 — Century of Aviation, принятый в 2003 году, включал идею о том, что все формы авиации будут адаптированы к модернизации Национальной системы воздушного пространства (NAS). [234] Поскольку с тех пор рост нетрадиционных форм авиации резко возрос, Федеральное управление гражданской авиации (FAA) приняло меры для адаптации новых операторов путем разработки концепций управления движением и оценки технологий для безопасного включения беспилотных авиационных систем, космических аппаратов и других новых летательных аппаратов в NAS, не нарушая существующее движение.
Беспилотный летательный аппарат , обычно называемый дроном, управляется пилотом на земле или автономно. Беспилотная авиационная система (БАС) включает в себя оборудование, например, линии связи для управления самолетом, необходимое для безопасной и эффективной эксплуатации самолета. Беспилотные летательные аппараты подразделяются на пять групп по размеру, и они различаются по взлетному весу, рабочей высоте и скорости. Они имеют множество применений , включая грузовые и пассажирские перевозки.
FAA разрабатывает политику, процедуры и правила совместно с заинтересованными сторонами для обеспечения безопасной эксплуатации БПЛА. От первого сертификата летной годности, выданного FAA для гражданского беспилотного самолета в 2005 году, до недавнего достижения одобрения коммерческих полетов беспилотников без визуальных наблюдателей в воздушном пространстве Далласа в 2024 году [235] , FAA достигло различных этапов на пути к интеграции БПЛА в Национальную систему воздушного пространства (NAS) по мере развития отрасли. [236]
В 2013 году агентство опубликовало первое издание Интеграции гражданских беспилотных авиационных систем в дорожную карту национальной системы воздушного пространства [237] и одобрило операции БПЛА над людьми. [238] В том же году FAA объявило о выборе следующих шести государственных организаций для разработки исследовательских и испытательных площадок БПЛА: Университет Аляски, штат Невада, Международный аэропорт Гриффисс в Нью-Йорке, Министерство торговли Северной Дакоты, Техасский университет A&M и Технологический институт Вирджинии. [239] Еще одним документом FAA, направленным на решение проблемы постоянного роста сферы применения NAS, является Концепция управления движением БПЛА, которая была впервые опубликована в 2018 году и обновлена в 2020 году. [239]
Консультативный комитет по дронам, позднее переименованный в Консультативный комитет по передовой авиации, был создан в 2018 году для повышения безопасности и эффективности интеграции передовых авиационных технологий в NAS. [240] В него входит ряд заинтересованных сторон авиационного сообщества, которые предоставляют независимые консультации и рекомендации Министерству транспорта и FAA, а также реагируют на задачи FAA.
Расширенная воздушная мобильность (AAM) — еще один нетрадиционный сектор аэрокосмической промышленности, набирающий обороты. В 2021 году инвестиции в AAM установили рекорд в более чем 7 миллиардов долларов. [241] В августе 2022 года FAA установило правила, которые будут регулировать операции AAM. [242]
AAM предназначен для безопасной и эффективной интеграции высоко или полностью автоматизированных новых самолетов в NAS и авиационную экосистему с пилотом на борту или без него во время полетов на высоте от 2000 до 5000 футов над уровнем моря. [243] Эти самолеты могут перевозить людей и грузы между местами с ограниченным или отсутствующим обслуживанием воздушным транспортом в городских, пригородных и региональных районах. FAA отвечает за сертификацию новых технологий и самолетов, разрабатываемых промышленностью, а также пилотов, которые ими управляют. [242] [244] Инфраструктура для взлета и посадки, то, как они будут работать в NAS, и взаимодействие с общественностью — это другие аспекты участия FAA.
Городская воздушная мобильность (UAM) — это категория AAM, которая охватывает в основном электрические вертикальные взлетно-посадочные самолеты, которые используются в таких ролях, как воздушные такси, воздушные санитарные машины и средства доставки небольших товаров в городах и вокруг них. Двигатели UAM с питанием от аккумуляторов могут предоставлять эти услуги без потребления топлива, выбросов выхлопных газов и шума турбинных или поршневых двигателей в винтокрылых и самолетах с фиксированным крылом. [245] [246]
FAA опубликовало свою первую концепцию операций UAM в 2020 году и выпустило обновление в 2023 году. [242] [247] Агентство также завершило первоначальную концептуальную архитектуру систем, план технической оценки и отчет по анализу эксплуатационных изменений в 2022 году. В 2023 году FAA подписало соглашение с AFWERX, частью ВВС США, в целях безопасной интеграции самолетов AAM в NAS. [248]
Ожидается, что эксплуатация AAM частично начнется к 2025 году, а полностью — к 2028 году. [249]
Отрасли UAS и AAM хотят работать с удаленными пилотами или без пилотов посредством большей степени автономности по мере развития отраслей, и FAA будет оценивать эти типы самолетов и связанные с ними технологии. FAA планирует разрешить более сложные операции с участием дронов и самолетов AAM.
Интеграция БПЛА в NAS развивается таким образом, что пилоту больше не нужно держать самолет в пределах видимости, что открывает потенциал для дистанционно пилотируемых операций. [250] [251] FAA оценивает операции за пределами прямой видимости для различных дронов весом более 55 фунтов, летящих на высоте более 400 футов, и одобрило полет за пределами прямой видимости для трех компаний в 2023 году, что открывает новые возможности для операторов дронов, поскольку их самолеты могут преодолевать большие расстояния. [252] Демонстрации в реальном времени помогут информировать заинтересованные стороны о потребностях пользователей в услугах связи, навигации и наблюдения. [253]
FAA разрабатывает систему управления движением с использованием сторонних поставщиков услуг для UAS, AAM и самолетов в верхнем воздушном пространстве, чтобы дополнить обычные службы воздушного движения FAA. Цель состоит в том, чтобы иметь полностью интегрированную информационную среду по всей NAS. [254] То, как управляются нетрадиционные операции самолетов, обычно зависит от того, на какой высоте они летают.
Дроны в воздушном пространстве на высоте до 400 футов над уровнем земли могут работать под управлением трафика UAS (UTM), где они соответствуют установленным требованиям к производительности и кооперативно разделяются посредством общей ситуационной осведомленности. Мониторинг посевов, поддержка пожаротушения и доставка посылок на короткие расстояния являются примерами операций, которые могут выполняться в этом воздушном пространстве, не обслуживаемом традиционными службами воздушного движения. [255]
Программа интегрированных возможностей FAA UTM устанавливает концепции, требования и варианты использования, связанные с UTM и системой управления полетной информацией (FIMS) для безопасного управления операциями UAS. Эта система работает в основном посредством обмена намерениями полета и ограничениями воздушного пространства между операторами и FAA.
FIMS предоставляет FAA доступ к данным UTM. [256] Он будет поддерживать растущий темп доступа UAS к воздушному пространству и устранит необходимость в отказах. Программа также продолжит разработку текущих стандартов для расширения исследований по предотвращению столкновений и требований для новой категории пользователей в среде UTM, чтобы гарантировать взаимодействие будущих систем в рамках NAS.
В 2019 году FAA, NASA и их партнеры продемонстрировали, как такая система может работать в будущем, в пилотной программе, которая станет основой для системы управления движением БПЛА. [257]
В воздушном пространстве до 60 000 футов над средним уровнем моря (MSL) БПЛА получают традиционные услуги воздушного движения, где это необходимо. До 18 000 футов над средним уровнем моря операторы соблюдают сочетание визуальных и инструментальных правил полета. Примерами использования в этом воздушном пространстве являются аварийный мониторинг и инспекция. На высоте 18 000 футов над средним уровнем моря и выше такие операции БПЛА, как доставка крупных грузов, охрана границ и мониторинг погоды, выполняются только в соответствии с правилами инструментальных полетов. FAA проанализировало полеты БПЛА в контролируемом воздушном пространстве и узнало, что оно может управлять спросом с помощью существующей автоматизации.
Самолеты, летящие выше 60 000 футов MSL, кооперативно разделяются посредством общей ситуационной осведомленности. Координация поставщиков услуг аэронавигации ограничена для этих полетов, некоторые из которых могут быть длительными операциями по поддержке интернет-услуг или исследований. [258] Дирижабли и гиперзвуковые самолеты являются примерами того, что может занимать эти высоты. [259]
Полеты на этих высотах были немногочисленны, поскольку традиционные самолеты не рассчитаны на подъем на такую высоту. С учетом ожидаемого увеличения спроса на пилотируемые и беспилотные операции в верхнем воздушном пространстве FAA разработало концепцию операций для безопасного и эффективного полета выше 60 000 футов MSL. Она описывает планирование полета оператора, взаимодействие с управлением воздушного движения и управление непредвиденными обстоятельствами. [260]
Федеральное управление гражданской авиации США (FAA) работает над тем, чтобы помочь интегрировать беспилотные летательные аппараты в Национальную систему воздушного пространства.
DroneZone — официальный веб-сайт FAA для управления услугами дронов, включая регистрацию малых беспилотных летательных аппаратов (UAS). [261] DroneZone поддерживает сбор и обработку разрешений на использование воздушного пространства и отказов, эксплуатационных отказов и отчетов об авариях. Это полезная отправная точка для пилотов дронов с различными ресурсами для обеспечения ответственного использования дронов. [262] FAA рассчитывает разработать другие продукты и улучшить веб-сайт, например, предоставив единую точку доступа для всех модулей DroneZone, используемых сообществом UAS. [263]
В качестве формы обмена данными БПЛА FAA создало систему разрешения и уведомления на малых высотах (LAANC), которая автоматизирует процесс одобрения FAA пилотов-любителей для управления небольшими БПЛА в контролируемом воздушном пространстве. [264]
Впервые запущенный в качестве прототипа в 2017 году, LAANC упрощает и расширяет доступ к контролируемому воздушному пространству на высоте 400 футов или ниже, повышает осведомленность о том, где могут летать пилоты дронов, и информирует авиадиспетчеров о том, где и когда работают дроны. В 2022 году FAA выдало миллионное разрешение пилотам дронов. [265]
FAA установила высоты, на которых и ниже которых БПЛА может получить автоматическое разрешение. LAANC позволяет FAA и одобренным FAA компаниям обмениваться данными об ограничениях воздушного пространства и запросах пилотов. Компании известны как поставщики услуг БПЛА, и они разрабатывают настольные и мобильные приложения для предоставления доступа к LAANC для пилотов дронов.
FAA ежегодно вводит возможности. По мере разработки требований и правил эксплуатации FAA будет развертывать обновления для улучшения операций. Общая служба регистрации и мониторинга для LAANC развернута в 2022 году. Для поддержания непрерывности услуг FAA перенесла платформы DroneZone и LAANC в экосистему облачных сервисов FAA через программу UAS Ecosystem Capabilities в 2023 году.
Система предотвращения столкновений в воздухе X (ACAS X) обладает гибкостью, которую можно использовать для новых классов пользователей. Она может сократить ненужные оповещения, выбрать альтернативные источники наблюдения и включить процедуры и операции в воздушном пространстве в будущем. [266] Программа ACAS разделена на различные подмножества для нескольких типов самолетов, включая ACAS sXu для малых БПЛА и ACAS Xr для винтокрылых машин .
ACAS sXu — это модульная, настраиваемая и масштабируемая технология для обнаружения и избегания трафика. ACAS Xr расширяет возможности системы избежания столкновений с помощью оптимизированной логики оповещения, которая учитывает уникальные летные характеристики винтокрылых машин. [267] FAA будет работать с RTCA для разработки минимальных стандартов эксплуатационных характеристик для обеих версий. [268] [269]
Правило удаленной идентификации требует, чтобы большинство беспилотников, работающих в воздушном пространстве США, имели возможность удаленной идентификации и передавали информацию, такую как местоположение дрона и станция управления или место взлета, к 16 марта 2024 года. [270] [271] Удаленная идентификация помогает FAA, другим федеральным агентствам и правоохранительным органам находить станцию управления, когда кажется, что дрон летает небезопасно или находится в месте, где ему запрещено летать. [272]
Удаленная идентификация дронов обеспечивает безопасность и надежность, необходимые для более сложных операций с дронами. Поддерживающие службы FAA для удаленной идентификации следуют модели обмена данными с внутренними пользователями и другими правительственными агентствами, похожей на LAANC, называемой DISCVR, или информация о дронах для безопасности, соответствия, проверки и отчетности.
DISCVR предоставит возможности получать, сопоставлять, извлекать и распространять своевременную, полную информацию о БПЛА уполномоченным сотрудникам FAA и федеральным партнерам по безопасности с использованием удаленной идентификационной информации. Поддерживающие услуги включают аутентификацию и авторизацию пользователей, регистрацию и мониторинг услуг, а также управление геопространственными данными.
В отчете Счетной палаты США указано, что эта возможность не реализует весь свой потенциал, поскольку правоохранительные органы не знают о ней и о том, как она может им помочь. [273]
Космические операции продолжают расти. В 2023 году FAA безопасно провело 117 коммерческих лицензированных космических запусков и семь повторных входов в атмосферу. [274] FAA ищет пути улучшения управления космическими операциями, чтобы соответствовать их текущему и прогнозируемому росту.
Для обеспечения безопасности во время коммерческих космических операций FAA блокирует воздушное пространство на длительные периоды времени. [275] С учетом того, что по всей стране расположены 14 лицензированных FAA коммерческих космодромов, сложные ограничения влияют на все большее число пользователей NAS. [276] Цель FAA — безопасно максимизировать доступность воздушного пространства для поддержки космических операций, минимизируя при этом негативные последствия для других заинтересованных сторон NAS.
FAA внедряет Space Data Integrator (SDI), который является автоматизированным инструментом, который передает телеметрическую информацию, связанную с космическим аппаратом, в командный центр системы управления воздушным движением FAA. [277] FAA развернуло рабочий прототип SDI для мониторинга местоположения и статуса запускаемого и возвращаемого аппарата в режиме, близком к реальному времени. SDI автоматически передает данные в систему управления потоками движения, систему поддержки принятия решений FAA.
Ожидается, что прототип повысит общую эффективность и безопасность управления воздушным движением за счет осведомленности оператора о местоположении космического корабля, траектории, потенциальном или фактическом мусоре и возвращении на Землю, одновременно сократив объем ручной работы во время космических операций.
SDI может сократить длительность закрытия воздушного пространства вдвое, с более чем четырех часов на запуск в среднем до более чем двух часов. Сокращение закрытия воздушного пространства сократит количество перенаправлений, которые вызывают задержки рейсов и увеличивают расход топлива. [278] Ожидается, что использование SDI будет расти по мере роста партнерских отношений с коммерческими космическими операторами. С 2024 года FAA будет получать данные о запуске и возвращении космических аппаратов от трех компаний через SDI. [279] Согласно текущему графику, внедрение окончательного инструмента будет завершено в 2032 году. [280]
В рамках проекта FAA Space Integration Capabilities Hazard Volume, аналогичного SDI, будет способствовать настройке и минимизации ограничений воздушного пространства во время космических операций. FAA сможет управлять воздушным пространством более динамично, что приведет к меньшему блокированию воздушного пространства до и во время запуска и входа в атмосферу, а также сократит продолжительность закрытого воздушного пространства для других пользователей NAS по мере выполнения миссии.
Команда под руководством FAA продемонстрировала государственно-частный подход к космической интеграции, который использует динамически генерируемые опасные зоны. В 2021 году SpaceX участвовала совместно с FAA в интересах общественной безопасности. Компания согласилась использовать прототип программного обеспечения для оценки рисков и управления опасностями для генерации объемов опасности мусора с использованием данных в реальном времени во время миссии по прерыванию запуска в полете из Космического центра имени Кеннеди в НАСА во Флориде. [281]
Система модернизации автоматизации на маршруте на испытательном стенде NextGen во Флориде получила и отобразила объемы опасности, созданные SpaceX с помощью программного обеспечения. Демонстрация показала, что у FAA есть жизнеспособный способ безопасно и эффективно интегрировать операции космических аппаратов в NAS, удовлетворяя при этом потребности других заинтересованных сторон и пользователей, таких как авиакомпании.
NextGen находится на пути к завершению, но FAA пришлось решать множество проблем, чтобы достичь этого. Во многих случаях основополагающие системы устанавливаются как на самолетах, так и на земле. Взаимодействие воздушных и наземных систем, а также необходимость синхронизации оборудования и других инвестиций в отрасль с программами FAA, были основной проблемой. Необходимо разработать стандарты, правила и процедуры. Планирование выполнения программы должно учитывать стоимость, график и технические характеристики. Принятие и поддержка заинтересованных сторон в таких областях, как оборудование и использование новых возможностей, должны быть постоянными, и все участники — промышленность, федеральные агентства, правительственные партнеры и Конгресс — должны идти по тому же пути. [282]
Завершения работы правительства, отпуска, секвестр и отсутствие долгосрочного повторного разрешения усложнили планирование и реализацию усилий по модернизации. [283] [284] Непоследовательные ежегодные ассигнования вредят долгосрочному планированию. Большое, сложное федеральное правительственное агентство и непредсказуемые ассигнования в лучшем случае обеспечат лишь спорадические и постепенные изменения. [285]
Общая смета расходов NextGen увеличилась с 2004 финансового года. Согласно оценке бизнес-плана FAA за 2016 год, расходы агентства к 2030 году составят 20,6 млрд долларов США — на 2,6 млрд долларов США больше, чем предполагалось в 2012 году, и находятся в диапазоне расходов Управления совместного планирования и развития за 2007 год, которые составляли от 15 до 22 млрд долларов США. [286]
Используя стандартные бюджетные категории, прогнозируемые расходы состояли из капитальных затрат из бюджета агентства на объекты и оборудование в размере 16 млрд долларов, расходов на исследования и другие расходы в бюджетной строке агентства на исследования и разработки в размере 1,5 млрд долларов и операционных расходов в размере 3,1 млрд долларов. Из общей суммы по состоянию на 2014 год было инвестировано 5,8 млрд долларов.
Расходы с 2015 по 2030 год прогнозировались на уровне 14,8 млрд долларов. Общая смета расходов на оснащение коммерческих самолетов с 2015 по 2030 год составила 4,9 млрд долларов, что на 500 млн долларов меньше, чем сообщалось в бизнес-кейсе NextGen за 2014 год. Смета расходов на оснащение самолетов общего назначения — реактивных, турбовинтовых и поршневых — до 2030 года оставалась неизменной на уровне 8,9 млрд долларов. [24] По состоянию на 2022 год правительство США потратило на NextGen более 14 млрд долларов. Ожидается, что расходы федерального правительства и промышленности составят не менее 35 млрд долларов до 2030 года. [287]
Чтобы управлять NextGen с краткосрочными горизонтами финансирования, FAA развернула улучшения в меньших приращениях с большим количеством сегментов программы, чтобы обеспечить доступность. Генеральный инспектор Департамента транспорта выразил обеспокоенность практикой FAA по разделению своих программ на несколько сегментов и финансированию каждого сегмента в течение установленного периода времени или ряда этапов, поскольку это может скрыть окончательные затраты. [288]
FAA управляет тремя «версиями» Национальной системы воздушного пространства: устаревшей системой, NextGen, и планом модернизации, который последует за NextGen. Нахождение в таком положении истощает ресурсы, поскольку требования к поддержанию и модернизации растут, но финансирование остается прежним. [289]
Для повышения уровня оснащенности FAA использовало комбинацию правил там, где это было необходимо, например, в случае с автоматическим зависимым наблюдением-вещанием (ADS-B), и стимулов там, где это было выгодно, например, в случае с передачей данных (Data Comm), чтобы достичь уровней оснащенности, которые поддерживали экономическое обоснование приобретаемой системы.
Благодаря стимулированию FAA и расходам отрасли программа Data Comm превысила свою цель — 1900 внутренних воздушных судов, оснащенных к 2019 году. По состоянию на январь 2023 года в общей сложности 9184 находящихся в эксплуатации воздушных судов имели авионику Data Comm, что превысило цель FAA — 3800 самолетов, оснащенных к концу 2023 года. По состоянию на январь 2023 года ни один региональный самолет не был оснащен Data Comm. По состоянию на сентябрь 2022 года почти каждый транспортный самолет был оснащен для операций зональной навигации и некоторых требуемых процедур навигационных характеристик (RNP), но показатели оснащения варьировались от 78 до 88 процентов для других типов процедур RNP. По состоянию на 1 января 2024 года в общей сложности 157 604 американских самолета были надлежащим образом оснащены для ADS-B, что составляет более 70 процентов зарегистрированных в США самолетов. Около 60 процентов самолетов оснащены опциональной системой ADS-B In. [290] [291]
Чтобы получить все преимущества операций на основе траектории, пользователи должны оснастить самолеты необходимым бортовым оборудованием, включая Performance Based Navigation, Data Comm и ADS-B In, а отрасль согласна с ценностью оснащения, несмотря на затраты. [292] FAA и Консультативный комитет NextGen объединились для создания минимального списка возможностей, который охватывает связь, навигацию, наблюдение и отказоустойчивость. Список служит руководством по рекомендуемым минимальным возможностям самолета и соответствующему оборудованию, необходимому для получения максимальной выгоды от инвестиций NextGen и эксплуатационных улучшений. [293]
Реализация операций на основе траектории потребует культурных изменений среди авиадиспетчеров и отрасли. Обучение и другие изменения человеческого фактора потребуются для авиадиспетчеров, пилотов, менеджеров потоков движения и диспетчеров. [294] Отрасли необходимо будет тесно сотрудничать с FAA, поскольку агентство переходит к этой новой форме управления воздушным движением. Чтобы максимизировать пропускную способность, авиакомпании и другие должны согласиться с тем, что пропускная способность и предсказуемость являются основными показателями, которые FAA будет использовать для оценки эффективности системы. Это может отличаться или даже в некоторых случаях противоречить традиционным показателям эффективности полета, используемым авиакомпаниями, включая сокращение задержек, сокращение миль пути и сокращение расхода топлива. [282]
Операционная интеграция всех возможностей «воздух-земля» необходима для достижения всех преимуществ NextGen. Из-за интегрированной природы NextGen многие из его систем-компонентов взаимно зависят от одной или нескольких других систем. Например, управление на основе времени работает лучше всего, когда самолет может выполнять соответствующие навигационные процедуры. FAA внедряет системы через сегменты, которые сообщество заинтересованных сторон признает полезными и которые балансируют затраты и выгоды. FAA ожидает завершить внедрение всех основных запланированных систем к 2030 году, но не полную интеграцию, необходимую для предоставления всех ожидаемых преимуществ NextGen. [282] [295]
FAA ищет пути безопасной и эффективной интеграции беспилотников, усовершенствованных воздушных транспортных самолетов, коммерческих космических аппаратов и других будущих самолетов в Национальную систему воздушного пространства (NAS) с минимальным влиянием на других пользователей NAS. [296] Эти усилия включают определение необходимой поддержки автоматизации и безопасности, а также возможностей связи, навигации и наблюдения, которые учитывают уникальные эксплуатационные характеристики нетрадиционных самолетов. Ожидается, что технологии NextGen облегчат эту интеграцию. [2]
Сообщества вокруг аэропортов обеспокоены шумом. Навигация на основе характеристик (PBN) создала концентрированный маршрут полетов в городах по всем Соединенным Штатам. Новые маршруты часто сокращают количество людей, подвергающихся воздействию шума, но те, кто испытывает шум, слышат его гораздо более последовательно. [297] [298] Влияние шума на здоровье, благополучие и экономический результат хорошо документировано. [299] Чрезмерное воздействие шума может привести к трудностям в обучении у детей, [300] [301] ухудшению здоровья сердечно-сосудистой системы, [302] и ухудшению качества жизни. [299]
Конгресс создал коалицию для изучения проблем шума. [303] Отчет Счетной палаты США о воздействии на окружающую среду в аэропортах показал, что изменения в траекториях полетов от NextGen повлияют на некоторые сообщества, которые ранее не были затронуты или были минимально затронуты шумом самолетов, и подвергнут их повышенному уровню шума. [304] Эти уровни могут вызвать необходимость в проведении экологических экспертиз, а также вызвать обеспокоенность у сообщества. В отчете установлено, что устранение последствий для окружающей среды может задержать реализацию эксплуатационных изменений, и указано, что систематический способ решения этих последствий и возникающих в результате проблем сообщества может помочь сократить такие задержки.
Что касается шума, FAA вновь сосредоточилась на информировании общественности и привлечении пользователей авиации и граждан к участию в разработке навигационных процедур. [305] [306] FAA традиционно следовала процессу Закона о национальной политике в области охраны окружающей среды (NEPA) при разработке и внедрении процедур. Однако в последние годы потребовалось большее участие общественности, особенно когда маршруты полетов изменяются из-за новых процедур PBN. FAA заявила, что усилила свое участие общественности для информирования общественности о том, как агентство разрабатывает процедуры и измеряет шум, и выслушала опасения жителей. [307] FAA также работает с аэропортами, авиакомпаниями и должностными лицами общественности, чтобы определить, как агентство может наилучшим образом сбалансировать стремление FAA к более безопасным и эффективным маршрутам полетов с потребностями близлежащих сообществ. [51] [308]
Кибербезопасность бросает вызов FAA по крайней мере в трех областях: защита информационных систем управления воздушным движением, защита бортовой радиоэлектроники, которая управляет и направляет самолеты, и определение ролей и обязанностей в области кибербезопасности среди нескольких офисов FAA. [309] Отдел сотрудничества заинтересованных сторон FAA принял участие в работе Межведомственной основной кибергруппы (ICCT), возглавляемой совместно FAA, Министерством обороны и Министерством внутренней безопасности, для содействия сотрудничеству и лидерству федерального правительства в области кибербезопасности авиации. Он применяет экспертизу, технологии и инструменты партнерских агентств в области кибербезопасности для общей выгоды, а также выявляет и оценивает уязвимости кибербезопасности в авиации и способы их снижения.
Офис межведомственного планирования, предшественник Отдела сотрудничества заинтересованных сторон, также создал две подгруппы ICCT — Cyber Exercises и Cyber R&D — для обеспечения того, чтобы межведомственные учения и исследования по кибербезопасности приносили наибольшую пользу. [310] Учения Cyber Guard выявляют недостатки в руководстве и политике кибербезопасности. Чтобы устранить эти недостатки, ICCT и IPO совместно спонсировали исследование киберруководства, политики, правил, органов власти и т. д. совместно с Министерством обороны. [311] FAA принимает архитектуру нулевого доверия для защиты от кибератак для эмитентов цифровых идентификационных данных. [312]
FAA приняло меры для защиты своих сотрудников от и ограничения воздействия нового коронавируса, вызывающего COVID-19 , включая использование максимальной удаленной работы. Поскольку внедрение не может быть полностью выполнено удаленно, пандемия замедлила прогресс NextGen. [313]
Масштабная модернизация NAS сопряжена со множеством проблем, что приводит к изрядной доле критики, несмотря на самые лучшие намерения FAA и других организаций, участвующих в NextGen.
В мае 2017 года генеральный инспектор Министерства транспорта США Кэлвин Сковел сообщил Конгрессу, что, хотя NextGen и продвинулся вперед, полная реализация всех возможностей и получение выгод все еще ожидаются годы. [314] [315] [288] Из 156 этапов, которые FAA сообщило о завершении к марту 2017 года, большинство были связаны с внедрением повторной классификации следа и передачи данных (Data Comm) в вышках аэропорта. Значительная работа осталась для развертывания новых процедур навигации на основе характеристик (PBN) для захвата эффективности воздушного пространства и повышения скорости прибытия, разработки наземных технологий для повышения пропускной способности на переполненных взлетно-посадочных полосах и рулежных дорожках и установки на маршруте Data Comm. [316] [317]
Для продолжения прогресса в достижении основных этапов программы FAA необходимо было решить ключевые области риска, которые существенно влияли на доставку, возможности и выгоды приоритетов модернизации. Признавая эти риски с приоритетными областями своего Консультативного комитета NextGen, FAA скорректировала свои планы и создала трехлетний скользящий совместный план внедрения, обновляемый в начале каждого финансового года, чтобы сосредоточиться на высокоэффективных возможностях высокой готовности. FAA и отрасль также договорились о способах улучшения коммуникации по этим вопросам. [318]
Счетная палата США (GAO) сообщила, что FAA медленно интегрирует дроны в Национальную систему воздушного пространства и не имеет комплексной стратегии интеграции. Операторы также сталкиваются с трудностями в проведении расширенных операций, поскольку FAA не имеет четкого представления о том, что требуется. [319] GAO также отметило в 2023 году, что прогресс FAA был неравномерным, и предложило рекомендации по улучшению внедрения. [320]
Еще одна проблема заключается в том, что бизнес-кейс FAA не сообщает Конгрессу, заинтересованным сторонам в авиации или путешествующей публике о диапазоне неопределенности или сложных факторах, связанных с внедрением NextGen, что ограничивает возможности агентства устанавливать реалистичные ожидания относительно преимуществ NextGen. FAA работает с промышленностью для оценки потенциальных преимуществ технологий NextGen и шагов, необходимых для их реализации. [321]
С 2016 года FAA проанализировала преимущества для более чем 10 возможностей на 60 объектах в партнерстве с авиационной промышленностью через Объединенную аналитическую группу при Консультативном комитете NextGen. Некоторые реализации NextGen не дают измеримых преимуществ, таких как системное управление информацией. [322]
В отчете Национального исследовательского совета за 2015 год «Обзор системы воздушного транспорта следующего поколения» говорится, что усилия направлены на модернизацию устаревшего оборудования и систем — отход от первоначального видения, который не понятен всем заинтересованным сторонам. [323]
В отчете Лу Э. Диксона, бывшего главного помощника генерального инспектора по аудиту и оценке Министерства транспорта, основные приобретения FAA с момента создания Организации воздушного движения продолжают не обеспечивать должной производительности. Стоимость шести программ увеличилась в общей сложности на 692 миллиона долларов, а задержки графика составили в среднем 25 месяцев. Внедрение FAA этого подхода привело к неясной и непоследовательной отчетности по общим затратам на программы, графикам и выгодам. Несмотря на реформы, несколько основных и системных проблем — включая чрезмерно амбициозные планы, меняющиеся требования, проблемы разработки программного обеспечения, неэффективное управление контрактами и программами, а также ненадежные оценки затрат и графика — влияют на способность FAA внедрять новые технологии и возможности, которые имеют решающее значение для перехода к NextGen. [324] [325]
Во время встречи с руководителями авиакомпаний вскоре после вступления в должность президент Дональд Трамп сказал, что администрация Обамы потратила более 7 миллиардов долларов на модернизацию системы и «полностью провалилась». Однако администратор FAA Майкл Уэрта заявил в своей речи, что NextGen уже предоставила 2,7 миллиарда долларов выгод и находится на пути к предоставлению более 157 миллиардов долларов к 2030 году. Уэрта также признал, что требования государственных закупок замедлили развертывание NextGen. [326] [327] [328] С тех пор FAA пересмотрело текущую и прогнозируемую стоимость выгод. [322] Управление генерального инспектора Министерства транспорта отметило, что FAA медленно давала результаты, переоценила стоимость выгод и что отрасль считает, что FAA не хватает прозрачности. [329]
В отчете Национального исследовательского совета за 2015 год «Обзор системы воздушного транспорта следующего поколения» поясняется, что NextGen нуждается в четкой архитектуре системы — в дополнение к существующей архитектуре предприятия — для руководства ее развитием, управления рисками и преодоления изменений. Чтобы создать эту архитектуру, FAA должно создать сообщество по архитектуре, а также укрепить свою рабочую силу в нескольких технических областях. В отчете также рассматривается включение кибербезопасности, беспилотных авиационных систем и человеческого фактора в архитектуру NextGen. Наконец, в отчете рассматриваются ожидаемые затраты и выгоды NextGen, отмечая, что авиакомпании не мотивированы тратить деньги на NextGen, поскольку они получают мало прямых выгод и сталкиваются с неопределенностью графика. [330]
Навигация на основе характеристик (PBN) с путевыми точками на основе GPS может сократить расход топлива, выбросы и воздействие шума для большинства сообществ, но объединенные траектории полетов PBN могут также увеличить воздействие шума для людей, которые живут под этими траекториями полетов. [331] [332] [333] [334] [335] [336] Во многих населенных пунктах даже слышно движение воздушных судов над ранее тихими районами.
Изменения навигации разозлили жителей, живущих в условиях повышенного шума от дополнительного транспорта, и они дали отпор FAA. [337] [338] [339] [340] Несколько муниципалитетов подали иск. Среди пострадавших мегаполисов - Балтимор, Бостон, Шарлотт, Лос-Анджелес, Финикс, Сан-Диего и Вашингтон, округ Колумбия. [341] [342] [343] [344] [ 345] [346] [347] [348] Некоторые члены сообщества считают, что усилия по снижению шума над домами должны были быть предсказаны до вступления в силу изменений навигации NextGen, и что эти решения были полным провалом со стороны FAA и его бывшего администратора Майкла Уэрты . [349]
Комитет, которому было поручено рекомендовать способы снижения шума самолетов в Калифорнии, проголосовал за новую траекторию полета, похожую на ту, что была до изменения FAA в марте 2015 года. Она улучшит, а не исключит модификации NextGen. [350] Некоторые схемы полета не были изменены в районе Вашингтона, округ Колумбия, после того, как FAA получило отзывы сообщества, хотя изменения, внесенные NextGen, по-прежнему считались проблемой и не изменят уровень шума в этом районе. [351]
Перед встречей по обсуждению приватизации управления воздушным движением сотрудники Комитета по транспорту и инфраструктуре Палаты представителей США в мае 2017 года направили письмо членам комитета, в котором отметили 35-летнее наследие неудачного управления модернизацией управления воздушным движением, включая NextGen. В письме говорилось, что FAA изначально описало NextGen как фундаментально преобразующий способ управления воздушным движением. Однако в 2015 году Национальный исследовательский совет объяснил, что NextGen, в его нынешнем виде, не является широко преобразующим и что это набор программ по внедрению набора постепенных изменений в Национальную систему воздушного пространства (NAS). [352] [353]
Критика NextGen привела к возобновлению движения за реформирование управления воздушным движением, поддержанного администрацией Трампа, путем передачи этой функции от правительства некоммерческой независимой организации, управляемой профессиональным советом директоров. [354] Приватизация была попыткой улучшить темпы модернизации NAS и поддерживается Airlines for America , отраслевой торговой организацией ведущих авиакомпаний США. Однако сообщество гражданской авиации сопротивляется этому, поскольку это может увеличить их эксплуатационные расходы. [355] [356] В 2018 году ведущий сторонник приватизации, конгрессмен Билл Шустер, прекратил свои усилия, поскольку они не получили достаточной поддержки, несмотря на двухпартийную поддержку среди законодателей, промышленности и трудовых групп. [357]
Закон о повторной авторизации FAA 2024 года устанавливает дату окончания деятельности Управления NextGen FAA и работы этого управления 31 декабря 2025 года. Все незавершенные программы NextGen будут переданы новому Управлению по модернизации воздушного пространства. [358]
Основываясь на NextGen и также поддерживая операции на основе траектории, следующая инициатива FAA по модернизации Национальной системы воздушного пространства США будет сосредоточена на информации. [359] FAA опубликовало «Определение будущего авиации: видение информационно-ориентированной национальной системы воздушного пространства» в 2022 году, чтобы начать обсуждение того, что будет после NextGen. Эта инициатива направлена на включение инновационных технологий в полностью интегрированную информационную среду для всех типов операций, от самого маленького беспилотника до самого большого космического корабля. Видение охватывает три области: операции, инфраструктура и интегрированное управление безопасностью.
В статье использованы материалы из общедоступного информационного бюллетеня Федерального управления гражданской авиации .
В данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .{{cite web}}: |last1=имеет общее название ( помощь ){{cite web}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link){{cite web}}: |first1=имеет общее название ( помощь ){{cite web}}: |last=имеет общее название ( помощь )