Наземный подход

В авиации наземный заход на посадку ( GCA ) — это вид услуг, предоставляемых авиадиспетчерами, посредством которого они направляют самолеты к безопасной посадке, в том числе в неблагоприятных погодных условиях, на основе первичных радиолокационных изображений. Чаще всего GCA использует информацию либо от радара точного захода на посадку (PAR, для точных заходов на посадку с вертикальным наведением по глиссаде), либо от радара наблюдения аэропорта (ASR, обеспечивающего неточный обзорный радар захода на посадку без наведения по глиссаде). Термин GCA может относиться к любому типу захода на посадку с наземным радиолокационным управлением, например PAR, PAR без глиссады или ASR. ^[1] Когда от PAR дается как вертикальное, так и горизонтальное наведение, такой подход называется точным. Если глиссада PAR не указана, даже если оборудование PAR используется для бокового наведения, это считается неточным заходом на посадку.

История [ править ]

эксперименты Ранние

Концепция GCA была первоначально разработана физиком-ядерщиком Луисом Альваресом . Первоначально работавший в Калифорнийском университете в Беркли , в 1941 году Альварес был приглашен присоединиться к недавно открытой радиационной лаборатории Массачусетского технологического института . «РадЛаб» была создана для разработки радиолокационных систем на основе резонаторного магнетрона , который был открыт им ее британскими изобретателями во время миссии Тизард в конце 1940 года. К тому времени, когда Альварес прибыл в Бостон , «РадЛаб» уже разработала прототип нового анти -авиационный радар , известный как XT-1, который имел возможность автоматически отслеживать выбранную цель после ее «наводки» . Серийные версии XT-1 начнут поставляться в 1944 году как знаменитый SCR-584 . ^[2]

Альварес также был пилотом легких самолетов и знал о проблемах с посадкой самолетов в плохую погоду. Он быстро спросил, можно ли использовать XT-1 для этой роли; После привязки к одному самолету оператор радара мог читать показания радара и давать указания пилоту, чтобы он перевел их в точку, близкую к взлетно-посадочной полосе. 10 ноября 1941 года ему предоставили время на ХТ-1, и он успешно измерил положение приземляющегося самолета с необходимой точностью. Весной 1942 года XT-1 был переброшен в Элизабет-Сити, Северная Каролина , где посадочная полоса простиралась над устьем реки Паскуотанк . Здесь система продемонстрировала неспособность отличить самолет от его отражения от воды. ^[2]

Новые сканеры [ править ]

XT-1 был основан на концепции конического сканирования , которая значительно увеличивает угловую точность радара за счет вращения луча вокруг конусообразной диаграммы направленности примерно на 15 градусов в поперечнике. Это приводило к тому, что луч периодически скользил по воде, когда он был направлен около горизонта, что часто происходило при приближении самолета к земле. ^[2]

В мае 1942 года была разработана новая методология, объединяющая (ASR) S-диапазона радиолокатор наблюдения аэропорта , который выводил самолет в общую зону аэропорта, и второй радар X-диапазона , радар точного захода на посадку (PAR), с отдельным антенны вертикального и горизонтального наведения, которые перемещались таким образом, чтобы не видеть землю. ^[2]

Первый образец новой системы, известный как Mark I, начал испытания в ноябре 1942 года. В дальнейшей улучшенной версии, Mark II, механические сканирующие антенны были заменены волноводной « сжимающей коробкой», которая выполняла то же сканирование без перемещения антенн. Mark II также представил «индикаторы положения расширенного частичного плана». ^[2] позже заменено на более простое название «бета-сканирование».

Первые заказы [ править ]

К тому времени, когда Mark II был готов, ВВС США уже широко развернули для этой цели систему инструментальной посадки (ILS) SCS-51 и не проявили никакого интереса к новой системе. Однако в июне 1942 года Управление научных исследований и разработок все равно заказало десять экземпляров, передав контракт компании Gilfillan Brothers в Лос-Анджелесе. ^[2]

Тем временем испытания Mark I продолжались. В ноябре 1942 года его перевели на авиабазу Национальной гвардии Куонсет-Пойнт , где Альварес начал стрелять при приближении с помощью этой системы. Прапорщик ВМФ Брюс Гиффин намылил лобовое стекло своего СНБ, чтобы продемонстрировать свое доверие к системе. 1 января 1943 года у Consolidated PBY Catalina почти закончилось топливо, и он был вынужден приземлиться, несмотря на плохую погоду. Оператор Mark I убедил PBY совершить успешную посадку, первое «спасение». ^[2]

Эта история привлекла внимание Пентагона демонстрация. , и 14 февраля 1943 года в Вашингтонском национальном аэропорту была проведена Результатом этого стал немедленный контракт с Армейским корпусом связи на 57 экземпляров того, что они назвали MPN-1A, от Гилфиллана, в то время как ВМС США разместили второй контракт на 80 MPN-IC у Bendix Radio. Затем последовало несколько дополнительных заказов, в том числе армейский заказ на 200 машин от ITT . ^[2]

Интерес Великобритании [ править ]

Великобритания поддерживала тесный контакт со своими коллегами из RadLab и сразу же проявила интерес к системе. Великобритания разработала собственную систему низкоточного захода на посадку, основанную на концепции луча Лоренца , которая опиралась только на обычный аудиорадиоприемник. Эта система, система маяков слепого захода на посадку , обеспечивала только горизонтальное наведение и не была достаточно точной для использования в качестве основной системы посадки. ILS обеспечивала необходимую точность и вертикальное наведение, но требовала установки новых радиостанций и приборов на каждый самолет. Поскольку для работы GCA также требовался только обычный радиоприемник, его было бы намного проще использовать с огромным парком бомбардировщиков. ^[2]

В июне 1943 года Mark I был отправлен в Великобританию на борту линкора HMS Queen Elizabeth и размещен в ВВС Великобритании «Элшам Уолдс» для испытаний. За последующие месяцы было осуществлено более 270 заходов, включая возвращение 21 «Авро Ланкастера» на оперативное задание в ночь на 23 августа. Это привело к запросу по ленд-лизу на установку радара GCA для каждого аэродрома бомбардировочного командования Королевских ВВС . Этот приказ помог укрепить интерес США к системе, и они согласились оставить прототип в Великобритании. ^[2]

послевоенное использование и Поставки

Первые экземпляры серийных AN/MPN-1A были доставлены в армию осенью 1944 года. Первая боевая часть была размещена в Вердене в декабре. Подразделения вскоре были доставлены на Тихий океан и установлены на Иводзиме . К концу войны они были у большинства аэродромов в Европе и на Тихом океане. ^[2]

В начале 1946 года три лишних самолета MPN-1 были переданы Совету по гражданской аэронавтике и размещены в Национальном аэропорту Вашингтона , аэропорту Ла-Гуардия и аэропорту Чикаго-Мидуэй . Это привело к дальнейшим заказам на более совершенные версии систем ASR и PAR. ^[2]

Обзор [ править ]

Подход с наземным управлением является старейшим методом воздушного движения, позволяющим полностью использовать радар для обслуживания самолета. Система была простой, понятной и хорошо работала даже с ранее неподготовленными пилотами. Это требует тесной связи между наземными авиадиспетчерами и пилотами приближающихся самолетов. Одновременно направляется только один пилот (максимум 2 при определенных обстоятельствах). ^{[ нужна ссылка ]} Диспетчеры контролируют специальные радиолокационные системы точного захода на посадку , чтобы определить точный курс и высоту приближающегося самолета. Затем диспетчеры дают пилотам устные инструкции по радио, чтобы провести их к посадке. Инструкции включают корректировки как скорости снижения (глиссады), так и курса (курса), необходимые для следования по правильной траектории захода на посадку.

В области радара точного подхода (PAR) отображаются два трека:

Азимут, показывающий положение самолета относительно горизонтальной траектории захода на посадку.
Высота, показывающая вертикальное положение относительно опубликованной глиссады.

Следуя командам диспетчера, чтобы удерживать приземляющийся самолет как на глиссаде, так и на центральной линии захода на посадку, пилот прибудет точно в зону приземления взлетно-посадочной полосы. Чтобы обеспечить непрерывную целостность радиосвязи, диспетчеры должны осуществлять радиопередачи через определенные минимальные интервалы в зависимости от типа потока захода на посадку и фазы захода на посадку. Чтобы приземлиться, пилоты должны видеть взлетно-посадочную полосу или ее окрестности до достижения «высоты принятия решения» для заходов на посадку по PAR (обычно на 100–400 футов выше зоны приземления на взлетно-посадочной полосе) или до «точки ухода на посадку» для невыполненных полетов. - прецизионные подходы. Опубликованные минимальная видимость и высота принятия решения/минимальная высота снижения варьируются в зависимости от освещения захода на посадку и ВПП, препятствий в коридоре захода на посадку, типа воздушного судна и других факторов. Пилоты коммерческих рейсов периодически должны демонстрировать навыки захода на посадку по PAR, а диспетчеры GCA должны выполнять минимальное количество таких заходов на посадку в год для поддержания компетентности.

Из-за их трудоемкого характера (обычно для каждого самолета на конечном этапе захода на посадку требуется один диспетчер GCA) GCA больше не широко используются в гражданских аэропортах и прекращаются на многих военных базах. Однако авиадиспетчеры в некоторых местах в Соединенных Штатах обязаны поддерживать валюту при их использовании, в то время как ВВС Бельгии по-прежнему ежедневно используют PAR для заходов на посадку с земли. НАТО сохранила активность GCA, в то время как гражданская авиация приняла систему посадки по приборам (ILS). Подходы на основе глобальной системы позиционирования (GPS), которые обеспечивают как боковое, так и вертикальное наведение, получают широкое распространение, при этом минимумы захода на посадку так же хороши или почти так же хороши, как GCA или ILS. Современные подходы ILS и GPS исключают возможность человеческой ошибки со стороны диспетчера и могут обслуживать множество самолетов одновременно. Заход с земли полезен, когда приближающийся самолет не оснащен сложными навигационными средствами, а также может спасти жизнь, когда бортовые навигационные средства самолета не работают, пока работает одна радиосвязь. Иногда квалифицированные пилоты также запрашивают подход с наземным управлением на основе PAR, когда они сталкиваются с аварийной ситуацией на борту, чтобы облегчить свою рабочую нагрузку. В Соединенных Штатах заходы на посадку по приборам должны контролироваться PAR (если он существует с совпадающим курсом конечного захода на посадку) в определенных условиях, таких как темнота или плохая погода, в зависимости от контролирующего агентства (ВВС США, армия США, USN или FAA). или по запросу пилота. ^[1]

Подходы с наземным управлением были изображены в нескольких фильмах, в том числе «Стратегическое воздушное командование» , «Большой лифт» , «Аэропорт» , «Джули» и «Угон с парашютом» .

Артура Кларка Роман «Скользящий путь» описывает первоначальное развитие GCA.

Кларк способствовал раннему применению GCA. GCA был разработан во время Второй мировой войны , чтобы позволить пилотам безопасно возвращаться на базу и приземляться в условиях видимости плохой . Это было важно для поддержания поставок припасов во время переброски по воздуху в Берлин в 1948–49 годах.

См. также [ править ]

Ссылки [ править ]

^ Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б «JO 7110.65Y - Информация о документе управления воздушным движением» . Федеральное управление гражданской авиации .
^ Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к ^л Джолли, Нил (май 1993 г.). «Изобретение радара подхода к наземному управлению в радиационных лабораториях Массачусетского технологического института» . Журнал IEEE AES Systems . 8 (5): 57. дои : 10.1109/62.212592 . S2CID 33655059 .

Внешние ссылки [ править ]

«Радар становится спасательным кругом». Popular Science , июль 1946 г., стр. 82–84, первая подробная статья для широкой публики о радаре GCA.

[faa-1] Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б «JO 7110.65Y - Информация о документе управления воздушным движением» . Федеральное управление гражданской авиации .

[history-2] Jump up to: Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д ^и ^ж ^г ^час ^я ^дж ^к ^л Джолли, Нил (май 1993 г.). «Изобретение радара подхода к наземному управлению в радиационных лабораториях Массачусетского технологического института» . Журнал IEEE AES Systems . 8 (5): 57. дои : 10.1109/62.212592 . S2CID 33655059 .

[1]

[2]