stringtranslate.com

Система предупреждения о приближении к земле

Схема, показывающая два траектории полета самолета, нижний из которых активирует GPWS.

Система предупреждения о приближении к земле ( GPWS ) — это система, предназначенная для оповещения пилотов , если их воздушному судну грозит непосредственная опасность врезаться в землю или препятствие. Федеральное управление гражданской авиации США (FAA) определяет GPWS как тип системы оповещения и оповещения о местности (TAWS). [1] Более совершенные системы, представленные в 1996 году, [2] известны как усовершенствованные системы предупреждения о сближении с землей ( EGPWS ), современный тип TAWS.

История

В конце 1960-х годов серия катастроф с управляемым полетом на землю (CFIT) унесла жизни сотен людей. Авария CFIT – это происшествие, когда правильно функционирующий самолет под управлением полностью квалифицированного и сертифицированного экипажа врезается в местность, воду или препятствия без видимого ведома со стороны экипажа. [3]

Начиная с начала 1970-х годов, ряд исследований изучал возникновение аварий CFIT. [3] Результаты этих исследований показали, что многих таких происшествий можно было бы избежать, если бы использовалось предупреждающее устройство, называемое системой предупреждения о приближении к земле (GPWS). В результате этих исследований и рекомендаций Национального совета по безопасности на транспорте США (NTSB) в 1974 году ФАУ потребовало, чтобы на всех больших турбинных и турбореактивных самолетах было установлено оборудование GPWS, одобренное TSO . [3] [4]

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

К. Дональд Бэйтман , инженер канадского происхождения, разработал и ему приписывают изобретение GPWS. [6]

В марте 2000 года ФАУ США внесло поправки в правила эксплуатации, требующие, чтобы все зарегистрированные в США самолеты с газотурбинными двигателями и шестью или более пассажирскими местами (исключая сиденья пилота и второго пилота) были оборудованы системой TAWS, одобренной ФАУ. [3] Мандат распространяется на самолеты, выпущенные после 29 марта 2002 г. [7]

Эффекты и статистика

До разработки GPWS крупные пассажирские самолеты попадали в 3,5 катастрофы CFIT со смертельным исходом в год, а в середине 1970-х годов их количество упало до 2 в год. В отчете 2006 года говорилось, что с 1974 года, когда ФАУ США потребовало от больших самолетов нести такое оборудование, до момента составления отчета не было ни одного пассажира, погибшего в результате крушения большого самолета CFIT в воздушном пространстве США. . [8]

После 1974 года все еще случались несчастные случаи CFIT, которые GPWS не могла предотвратить из-за «слепой зоны» тех ранних систем GPWS. Были разработаны более совершенные системы.

Старая версия TAWS или деактивация 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 разбился под Смоленском, Россия, в результате возможной аварии CFIT [10], в результате которой погибли все пассажиры и экипаж, включая президента Польши Леха Качиньского . [11] [12] [13] [14] Самолет был оснащен системой TAWS производства Universal Avionics Systems из Тусона. [11] По данным Межгосударственного авиационного комитета России, TAWS был включен. [15] Однако аэропорта, в котором должен был приземлиться самолет (Смоленск (XUBS)) нет в базе данных TAWS. [16] [17] В январе 2008 года самолет Casa C-295M польских ВВС разбился в результате аварии CFIT недалеко от Мирославца, Польша, несмотря на то, что он был оборудован EGPWS; звуковые сигналы предупреждения EGPWS были отключены, а командир воздушного судна не был должным образом обучен работе с EGPWS. [18]

Коммерческий самолет

В спецификациях ФАУ [19] есть подробные требования относительно того, когда в кабине должны звучать определенные предупреждения.

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

Режимы:

  1. Чрезмерная скорость снижения («СКОРОСТЬ СНИЖЕНИЯ», «ПОДЪЕМ») [Примечание 1]
  2. Чрезмерная скорость закрытия местности («TERRAIN», «PULL UP»)
  3. Чрезмерно большая скорость закрытия препятствия («ПРЕПЯТСТВИЕ», «ПОДТЯНЕНИЕ»)
  4. Потеря высоты после взлета или при установке высокой мощности («НЕ ТОНУТЬ»)
  5. Небезопасный дорожный просвет («СЛИШКОМ НИЗКО – МЕСТНОСТЬ», «СЛИШКОМ НИЗКО – ШЕСТЕРНЯ» «СЛИШКОМ НИЗКО – ЗАКРЫЛКИ»)
  6. Чрезмерное отклонение ниже глиссады («GLIDESLOPE»)
  7. Чрезмерно крутой угол крена («УГОЛ БЕНКА»)
  8. Защита от сдвига ветра («WINDSHEAR»)

Традиционный GPWS имеет «слепую зону». Поскольку он может собирать данные только непосредственно под самолетом, он должен прогнозировать будущие особенности местности. Если происходит резкое изменение местности, например, крутой склон, GPWS не определит скорость сближения самолета до тех пор, пока не станет слишком поздно для действий по уклонению.

В конце 1990-х годов были разработаны усовершенствования, и теперь система называется «Усовершенствованная система предупреждения о сближении с землей» (EGPWS/ TAWS ). Система объединена со всемирной цифровой базой данных о местности и опирается на технологию глобальной системы позиционирования (GPS). Бортовые компьютеры сравнивают текущее местоположение с базой данных рельефа Земли. Дисплей местности дает пилотам визуальную ориентацию на высокие и низкие точки рядом с самолетом.

Улучшения программного обеспечения EGPWS направлены на решение двух распространенных проблем: отсутствие предупреждений вообще и поздний или неправильный ответ.

Без предупреждения

Основная причина возникновения CFIT без предупреждения GPWS — неудачная посадка. Когда шасси опущено и посадочные закрылки выпущены, GPWS ожидает, что самолет приземлится, и поэтому не выдает никаких предупреждений. Однако GPWS может выйти из строя и из-за короткого замыкания. 26 сентября 1997 года рейс 152 компании Garuda Indonesia врезался в холмистую местность, в результате чего погибли все находившиеся на борту 222 пассажира и 12 членов экипажа. Несмотря на то, что самолет приближался к местности, GPWS не сработала, хотя шасси и закрылки не были выпущены. EGPWS представляет функцию Terrain Clearance Floor (TCF), которая обеспечивает защиту GPWS даже в посадочной конфигурации.

Позднее предупреждение или неправильный ответ

Появление оповещения GPWS обычно происходит во время высокой рабочей нагрузки и почти всегда удивляет летный экипаж. Почти наверняка самолет находится не там, где, по мнению пилота, он должен находиться, и в таких обстоятельствах реакция на предупреждение GPWS может запоздать. 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 местности и сокращает время предупреждения за счет внедрения дисплея местности и защиты базы данных местности. [ нужна цитата ]

Инциденты

В коммерческих и авиационных операциях существуют установленные законом процедуры, которые необходимо соблюдать в случае возникновения предупреждения или предупреждения EGPWS. Оба пилота должны отреагировать и действовать соответствующим образом после подачи предупреждения. Индонезийскому капитану было предъявлено обвинение в непредумышленном убийстве за несоблюдение этих процедур. [20]

В 2015 году рейс 953 Air France (самолет Boeing 777-200ER) избежал управляемого полета на местности после того, как EGPWS обнаружил гору Камерун на траектории полета самолета. Пилот немедленно отреагировал на первоначальное предупреждение EGPWS. [21]

Авиация общего назначения

Оборудование TAWS не требуется ФАУ США для самолетов с поршневыми двигателями, но может быть установлено дополнительное оборудование, отнесенное к категории TAWS Type C. В зависимости от типа эксплуатации TAWS требуется устанавливать только на самолеты с газотурбинными двигателями с шестью и 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]

Быстрый военный самолет

Для быстрых военных самолетов высокая скорость и малая высота, на которых часто приходится летать, делают традиционные системы GPWS непригодными, поскольку критической частью становится слепая зона. Таким образом, требуется усовершенствованная система, принимающая входные данные не только от радиовысотомера , но также от инерциальной навигационной системы (INS), системы глобального позиционирования (GPS) и системы управления полетом (FCS), используя их для точного прогнозирования траектории полета. самолета на расстоянии до 5 миль (8,0 км) вперед. Цифровые карты местности и особенностей препятствий затем используются для определения вероятности столкновения, если самолет не остановится на заданном заранее заданном уровне перегрузки . Если прогнозируется столкновение, может быть предусмотрено предупреждение из кабины. Это тип системы, установленной на таких самолетах, как Eurofighter Typhoon . [23] ФАУ США также провело исследование по адаптации трехмерного военного вектора тяги для восстановления гражданских авиалайнеров 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 впечатляющее спасение после того, как пилот-стажер потерял сознание из-за чрезмерных перегрузок во время базовой тренировки по маневрированию истребителя. При наклоне носа примерно 55 градусов на высоте 8760 футов (2670 м) и скорости 652 узлов (750 миль в час или 1210 км/ч) система Auto-GCAS обнаружила, что самолет собирается удариться о землю, и выполнила автоматическое восстановление, спасая пилота. жизнь. [25]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ В более старых версиях GPWS перед звуковым предупреждением «PULL UP» может дважды прозвучать шум, часто называемый «возгласом».

Рекомендации

  1. ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 19 января 2016 года . Проверено 15 января 2009 г.{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link)
  2. ^ «Усовершенствованная система предупреждения о сближении с землей (EGPWS) - Honeywell Aerospace Engineering» . 1.honeywell.com. Архивировано из оригинала 2 октября 2011 года . Проверено 17 октября 2011 г.
  3. ^ abcd Примечание: исходный текст скопирован из циркуляра AC23-18 Федерального управления гражданской авиации США [1]. Архивировано 1 декабря 2017 года в Wayback Machine . Поскольку это произведение является произведением правительства США, на него не распространяются авторские права, и его можно свободно копировать, поэтому оно включено сюда. Дополнительный или сокращенный текст и форматирование, не включенные в оригинал, были добавлены сюда для ясности и акцента.
  4. ^ (§§ 121.360 и 135.153) (39 FR 44439, 18 декабря 1974 г.)
  5. ^ Награды аэрокосмической отрасли за личный полет, 1999 г.
  6. ^ «Изобретайте сейчас | Зал славы | Поиск | Профиль изобретателя» . Invent.org. 8 марта 1932 года. Архивировано из оригинала 27 сентября 2011 года . Проверено 17 октября 2011 г.
  7. ^ «Раздел 121.354 - Система осведомленности и предупреждения о местности» . Федеральная авиационная администрация . Архивировано из оригинала 8 декабря 2016 года . Проверено 29 апреля 2007 г.
  8. ^ Сабатини, Николас. «Давление на снижение аварийности». Федеральная авиационная администрация . Проверено 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. ↑ Аб Левин, Алан (13 апреля 2010 г.). «Устройство вызывает вопросы по поводу крушения в Польше». США сегодня .
  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 uppubliczniony" . Wprost.pl. 16 апреля 2010 года . Проверено 17 октября 2011 г.
  15. ^ «Страница без названия». Архивировано из оригинала 25 марта 2010 года . Проверено 24 апреля 2010 г.
  16. ^ «Универсальная авионика — страница ошибок» (PDF) . www.uasc.com . Корпорация Universal Avionics Systems. Архивировано из оригинала (PDF) 17 июля 2011 года . Проверено 24 апреля 2010 г.
  17. ^ «Универсальная авионика — страница ошибок» (PDF) . www.uasc.com . Корпорация Universal Avionics Systems. Архивировано из оригинала (PDF) 18 сентября 2017 года . Проверено 24 апреля 2010 г.
  18. ^ "Авиакатастрофа ASN CASA C-295M 019 Мирославец AB" . Aviation-safety.net . Проверено 17 октября 2011 г.
  19. ^ «Технические стандартные заказы (TSO) - TSO-C151d.pdf» . drs.faa.gov .
  20. ↑ Томас, Джеффри (6 февраля 2008 г.). «ATW: капитан крушения Джокьякарты арестован по обвинению в непредумышленном убийстве» . Atwonline.com . Проверено 29 апреля 2019 г.
  21. ^ Градецкий, Саймон. «Инцидент: самолет Air France B772 возле Дуалы, 2 мая 2015 г., GPWS предотвращает контролируемый полет на местности на эшелоне FL090». Авиационный вестник . Проверено 21 апреля 2022 г.
  22. ^ «AeroWorldNet (tm) - AlliedSignal разрабатывает новый EGPWS, дисплей для рынка авиации общего назначения [17 мая 1999 г.]» . АэроУорлдНет. 17 мая 1999 года. Архивировано из оригинала 6 января 2012 года . Проверено 17 октября 2011 г.
  23. ^ Eurofighter Typhoon - BAE Systems представляет первое предупреждение о сближении с землей Eurofighter Typhoon. Архивировано 3 февраля 2008 г., на Wayback Machine.
  24. ^ «Управление полетом с многоосным вектором тяги и предотвращение катастрофических отказов», отчеты Министерства транспорта США / FAA, Технический центр, ACD-210, FAA X88/0/6FA/921000/4104/T1706D, FAA Res. Бенджамин Галь-Ор, грант №: 94-G-24, CFDA, № 20.108, 26 декабря 1994 г.; «Векторное движение, сверхманевренность и самолеты-роботы», Бенджамин Гал-Ор, Springer Verlag, 1990, ISBN 0-387-97161-0 , 3-540-97161-0. 
  25. ^ «Auto-GCAS спасает бессознательного пилота F-16 - рассекреченные кадры ВВС США» . Aviationweek.com .

Внешние ссылки