stringtranslate.com

Система предупреждения о близости земли

Диаграмма, показывающая два пути движения самолета, нижний из которых приведет к срабатыванию GPWS

Система предупреждения о близости земли ( GPWS ) — это система, предназначенная для оповещения пилотов , если их самолету грозит непосредственная опасность столкновения с землей или препятствием. Федеральное управление гражданской авиации США (FAA) определяет GPWS как тип системы предупреждения и осведомленности о местности (TAWS). [1] Более продвинутые системы, представленные в 1996 году, [2] известны как усовершенствованные системы предупреждения о близости земли ( EGPWS ), современный тип TAWS.

История

В конце 1960-х годов серия аварий управляемого полета в землю (CFIT) унесла жизни сотен людей. Авария CFIT — это та, когда исправный самолет под управлением полностью квалифицированного и сертифицированного экипажа врезается в землю, воду или препятствия без видимого осознания со стороны экипажа. [3]

Начиная с начала 1970-х годов, ряд исследований изучал возникновение аварий CFIT. [3] Результаты этих исследований показали, что многих таких аварий можно было бы избежать, если бы использовалось предупреждающее устройство, называемое системой предупреждения о близости земли (GPWS). В результате этих исследований и рекомендаций Национального совета по безопасности на транспорте США (NTSB) в 1974 году FAA потребовало, чтобы все большие турбинные и турбореактивные самолеты устанавливали одобренное TSO оборудование GPWS. [3] [4]

Международная организация гражданской авиации ООН (ИКАО) рекомендовала установку GPWS в 1979 году. [5]

C. Дональд Бейтман , инженер канадского происхождения, разработал и приписывают изобретение GPWS. [6]

В марте 2000 года Федеральное управление гражданской авиации США внесло поправки в правила эксплуатации, требующие, чтобы все зарегистрированные в США самолеты с турбинными двигателями и шестью или более пассажирскими местами (исключая места пилота и второго пилота) были оборудованы одобренной Федеральным управлением гражданской авиации системой TAWS. [3] Требование распространяется на самолеты, произведенные после 29 марта 2002 года. [7]

Эффекты и статистика

До разработки GPWS крупные пассажирские самолеты были вовлечены в 3,5 фатальных CFIT-катастроф в год, а к середине 1970-х годов их число сократилось до 2 в год. В отчете 2006 года говорилось, что с 1974 года, когда FAA США ввело требование к крупным самолетам иметь такое оборудование, до времени составления отчета не было ни одного случая гибели пассажира в результате CFIT-катастрофы с участием крупного самолета в воздушном пространстве США. [8]

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

Старая система TAWS, или отключение EGPWS, или игнорирование ее предупреждений, когда аэропорт отсутствует в ее базе данных, [9] по-прежнему оставляют самолеты уязвимыми для возможных инцидентов CFIT. В апреле 2010 года самолет Ту-154М ВВС Польши потерпел крушение недалеко от Смоленска, Россия, в результате возможной аварии CFIT [10], в результате которой погибли все пассажиры и члены экипажа, включая президента Польши Леха Качиньского . [11] [12] [13] [14] Самолет был оснащен системой TAWS производства Universal Avionics Systems из Тусона. [11] По данным Российского межгосударственного авиационного комитета, система TAWS была включена. [15] Однако аэропорт, в котором самолет собирался приземлиться (Смоленск (XUBS)) отсутствует в базе данных TAWS. [16] [17] В январе 2008 года самолет Casa C-295M польских ВВС потерпел крушение в результате аварии CFIT около Мирославца, Польша, несмотря на то, что был оборудован EGPWS; предупреждающие звуки EGPWS были отключены, а командир самолета не был должным образом обучен работе с EGPWS. [18]

Коммерческие самолеты

В спецификациях FAA [19] содержатся подробные требования относительно того, когда в кабине экипажа должны звучать определенные предупреждения.

Система отслеживает высоту самолета над землей, определяемую радиолокационным высотомером . Затем компьютер отслеживает эти показания, вычисляет тенденции и предупреждает экипаж визуальными и звуковыми сообщениями, если самолет находится в определенных конфигурациях полета («режимах»).

Режимы следующие:

  1. Чрезмерная скорость снижения («СКОРОСТЬ ПОГРУЖЕНИЯ» «ПОДЪЕМ») [Примечание 1]
  2. Чрезмерная скорость закрытия рельефа ("TERRAIN" "PULL UP")
  3. Чрезмерно большая скорость закрытия препятствия («ПРЕПЯТСТВИЕ» «ПОДТЯГИВАНИЕ»)
  4. Потеря высоты после взлета или при работе на высокой мощности («НЕ ТОНИТЕ»)
  5. Небезопасный просвет над местностью («СЛИШКОМ НИЗКО – МЕСТНОСТЬ» «СЛИШКОМ НИЗКО – ШАССИ» «СЛИШКОМ НИЗКО – ЗАКРЫЛКИ»)
  6. Чрезмерное отклонение ниже глиссады («GLIDESLOPE»)
  7. Чрезмерно крутой угол крена («УГОЛ КРЕНА»)
  8. Защита от сдвига ветра («WINDSHEAR»)

У традиционной GPWS есть слепая зона. Поскольку она может собирать данные только непосредственно под самолетом, она должна предсказывать будущие особенности рельефа. Если рельеф резко меняется, например, крутой склон, GPWS не обнаружит скорость сближения самолета, пока не станет слишком поздно для уклонения.

В конце 1990-х годов были разработаны усовершенствования, и теперь система называется «Enhanced Ground Proximity Warning System» (EGPWS/ TAWS ). Система объединена с всемирной цифровой базой данных рельефа и опирается на технологию Глобальной системы позиционирования (GPS). Бортовые компьютеры сравнивают текущее местоположение с базой данных рельефа Земли. Terrain Display дает пилотам визуальную ориентацию на высокие и низкие точки вблизи самолета.

Улучшения программного обеспечения EGPWS направлены на решение двух распространенных проблем: полное отсутствие предупреждений и запоздалая или неправильная реакция.

Без предупреждения

Основной причиной возникновения CFIT без предупреждения GPWS является короткая посадка. Когда шасси выпущено и закрылки выпущены, GPWS ожидает, что самолет приземлится, и поэтому не выдает предупреждения. Однако GPWS также может выйти из строя из-за короткого замыкания. 26 сентября 1997 года рейс 152 авиакомпании Garuda Indonesia потерпел крушение в холмистой местности, в результате чего погибли все 222 пассажира и 12 членов экипажа на борту. Несмотря на то, что самолет приближался к земле, GPWS не активировался, хотя шасси и закрылки не были выпущены. EGPWS вводит функцию Terrain Clearance Floor (TCF), которая обеспечивает защиту GPWS даже в конфигурации посадки.

Позднее предупреждение или неправильная реакция

Появление предупреждения GPWS обычно происходит во время высокой рабочей нагрузки и почти всегда застает врасплох экипаж. Почти наверняка самолет не находится там, где, по мнению пилота, он должен быть, и реакция на предупреждение GPWS может быть запоздалой в этих обстоятельствах. Время предупреждения также может быть коротким, если самолет летит по крутой местности, поскольку направленный вниз радиовысотомер является основным датчиком, используемым для расчета предупреждения. EGPWS улучшает осведомленность о рельефе местности и время предупреждения, внедряя Terrain Display и Terrain Data Base Look Ahead protection. [ необходима цитата ]

Инциденты

В коммерческих и авиационных операциях существуют юридически предписанные процедуры, которые необходимо соблюдать в случае предупреждения или предупреждения EGPWS. Оба пилота должны отреагировать и действовать соответствующим образом после подачи предупреждения. В Индонезии капитану самолета Garuda Indonesia Flight 200 было предъявлено обвинение в непредумышленном убийстве за несоблюдение этих процедур. [20]

В 2015 году рейс 953 авиакомпании Air France (самолет Boeing 777-200ER) избежал столкновения с землей после того, как система EGPWS обнаружила гору Камерун на пути самолета. Пилот, управлявший самолетом, немедленно отреагировал на первоначальное предупреждение от системы EGPWS. [21]

Авиация общего назначения

Оборудование TAWS не требуется FAA США для поршневых самолетов, но может быть установлено дополнительное оборудование, относящееся к категории TAWS Type C. В зависимости от типа эксплуатации, TAWS требуется устанавливать только на самолеты с турбинными двигателями с шестью или более пассажирскими местами.

Меньшая и менее дорогая версия EGPWS была разработана компанией AlliedSignal (теперь объединенной с Honeywell ) для авиации общего назначения и частных самолетов. [22]

Скоростной военный самолет

Для быстрых военных самолетов высокая скорость и низкая высота, которые могут часто использоваться, делают традиционные системы GPWS непригодными, поскольку слепая зона становится критической частью. Таким образом, требуется усовершенствованная система, принимающая входные данные не только от радиолокационного высотомера , но и от инерциальной навигационной системы (INS), глобальной системы позиционирования (GPS) и системы управления полетом (FCS), используя их для точного прогнозирования траектории полета самолета на расстояние до 5 миль (8,0 км) вперед. Затем цифровые карты местности и препятствий используются для определения вероятности столкновения, если самолет не поднимется на заданный заранее установленный уровень перегрузки . Если столкновение прогнозируется, может быть предоставлено предупреждение в кабине. Это тип системы, развернутой на таких самолетах, как Eurofighter Typhoon . [23] FAA США также провело исследование по адаптации трехмерного военного управления вектором тяги для восстановления гражданских реактивных лайнеров после катастроф. [24]

5 мая 2016 года военная система GPWS под названием « Автоматическая система предотвращения столкновений с землей» (Auto-GCAS), установленная на борту F-16, совершила драматическое спасение после того, как пилот-стажер потерял сознание из-за чрезмерной перегрузки во время базовой подготовки по маневрированию истребителя. При наклоне носа примерно на 55 градусов на высоте 8760 футов (2670 м) и скорости 652 KIAS (750 миль в час или 1210 км/ч) система Auto-GCAS обнаружила, что самолет собирается удариться о землю, и выполнила автоматическое восстановление, спасая жизнь пилота. [25]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ В старых системах GPWS шум, часто называемый «ууп», может звучать дважды перед звуковым предупреждением «PULL UP».

Ссылки

  1. ^ "Архивная копия" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 19 января 2016 года . Получено 15 января 2009 года .{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link)
  2. ^ "Enhanced Ground Proximity Warning System (EGPWS) – Honeywell Aerospace Engineering". 1.honeywell.com. Архивировано из оригинала 2 октября 2011 г. Получено 17 октября 2011 г.
  3. ^ abcd Примечание: Оригинальный текст скопирован из US FAA Circular AC23-18 [1] Архивировано 1 декабря 2017 г. на Wayback Machine . Как работа правительства США, на нее нет авторских прав, и ее можно свободно копировать, поэтому она включена сюда. Дополнительный или сокращенный текст и форматирование, не включенные в оригинал, были добавлены здесь для ясности и акцентирования.
  4. ^ (§§ 121.360 и 135.153) (39 FR 44439, 18 декабря 1974 г.)
  5. ^ Премия «Личность в области аэрокосмической промышленности» 1999 г.
  6. ^ "Invent Now | Hall of Fame | Search | Inventor Profile". Invent.org. 8 марта 1932 г. Архивировано из оригинала 27 сентября 2011 г. Получено 17 октября 2011 г.
  7. ^ "Sec. 121.354 – Terrain awareness and alert system". Федеральное управление гражданской авиации . Архивировано из оригинала 8 декабря 2016 года . Получено 29 апреля 2007 года .
  8. ^ Сабатини, Николас. «Downward Pressure on the Accident Rate» (Нисходящее давление на уровень аварийности). Федеральное управление гражданской авиации . Получено 19 марта 2009 г.
  9. ^ ""Lotniska w Smolensku mogło nie być w bazie GPWS" – Польша – Информация – портал TVN24.pl – 27.04.2010». TVn24.pl. 27 апреля 2010 года . Проверено 17 октября 2011 г.
  10. ↑ Вацлав Радзивинович, Москва, Мичиган (19 апреля 2010 г.). «Śledztwo. Я могу сделать катастрофу». Выборча.пл . Проверено 17 октября 2011 г.{{cite web}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  11. ^ ab Левин, Алан (13 апреля 2010 г.). «Устройство вызывает вопросы в польской катастрофе». USA Today .
  12. Викискладе есть медиафайлы по теме Ту-154. ТВП.Инфо. 15 апреля 2010 года . Проверено 17 октября 2011 г.
  13. ^ "Смолот президента не миал права сень розбич!". Факт.пл. 19 апреля 2010 года . Проверено 17 октября 2011 г.
  14. ^ "Wprost 24 - Nie było nacisków na załogę Tu-154, zapis czarnych skrzynek będzie upubliczniony" . Wprost.pl. 16 апреля 2010 года . Проверено 17 октября 2011 г.
  15. ^ "Untitled Page". Архивировано из оригинала 25 марта 2010 г. Получено 24 апреля 2010 г.
  16. ^ "Universal Avionics - Error Page" (PDF) . www.uasc.com . Universal Avionics Systems Corporations. Архивировано из оригинала (PDF) 17 июля 2011 г. . Получено 24 апреля 2010 г. .
  17. ^ "Universal Avionics - Error Page" (PDF) . www.uasc.com . Universal Avionics Systems Corporations. Архивировано из оригинала (PDF) 18 сентября 2017 г. . Получено 24 апреля 2010 г. .
  18. ^ "ASN Авария самолета CASA C-295M 019 Miroslawiec AB". Aviation-safety.net . Получено 17 октября 2011 г. .
  19. ^ "Технические стандартные приказы (TSO) - TSO-C151d.pdf". drs.faa.gov .
  20. ↑ Томас, Джеффри (6 февраля 2008 г.). "ATW: Капитан крушения в Джокьякарте арестован, обвинен в непредумышленном убийстве". Atwonline.com . Получено 29 апреля 2019 г. .
  21. ^ Градецкий, Саймон. «Инцидент: Air France B772 около Дуалы 2 мая 2015 г., GPWS предотвращает столкновение контролируемого полета с землей на эшелоне FL090». The Aviation Herald . Получено 21 апреля 2022 г.
  22. ^ "AeroWorldNet(tm) – AlliedSignal разрабатывает новый EGPWS, дисплей для рынка авиации общего назначения [17 мая 1999 г.]". AeroWorldNet. 17 мая 1999 г. Архивировано из оригинала 6 января 2012 г. Получено 17 октября 2011 г.
  23. ^ Eurofighter Typhoon – BAE SYSTEMS поставляет первую систему предупреждения о сближении с землей для Eurofighter Typhoon. Архивировано 3 февраля 2008 г., на Wayback Machine.
  24. ^ «Многоосное управление вектором тяги и предотвращение катастрофических отказов», отчеты в Департамент транспорта США/FAA, Технический центр, ACD-210, FAA X88/0/6FA/921000/4104/T1706D, FAA Res. Benjamin Gal-Or, Грант-награда №: 94-G-24, CFDA, № 20.108, 26 декабря 1994 г.; «Векторное движение, сверхманевренность и роботизированный летательный аппарат», Бенджамин Гал-Ор, Springer Verlag, 1990 г., ISBN 0-387-97161-0 , 3-540-97161-0. 
  25. ^ «Auto-GCAS спасает потерявшего сознание пилота F-16 — рассекреченные кадры ВВС США». Aviationweek.com .

Внешние ссылки