Свободный полет (управление воздушным движением)

Свободный полет — это развивающийся метод управления воздушным движением , который не использует централизованного управления (например, авиадиспетчеров). Вместо этого части воздушного пространства резервируются динамически и автоматически распределенным образом с использованием компьютерной связи для обеспечения необходимого эшелонирования между воздушными судами. Эта новая система может быть внедрена в систему управления воздушным движением США в следующем десятилетии. ^{[ нужна ссылка ]} Однако его потенциальное влияние на работу национальной системы воздушного пространства оспаривается. ^{[ нужна ссылка ]}

Обзор

Свободный полет – это новая концепция, разрабатываемая для замены нынешних методов управления воздушным движением за счет использования технологий . Настоящий свободный полет устраняет необходимость в операторах управления воздушным движением (УВД), поскольку ответственность возлагается на командира воздушного движения . Это дает пилоту возможность менять траекторию в середине полета. С помощью компьютерных систем и/или УВД пилоты смогут самостоятельно принимать больше решений о траектории полета. Как и в большинстве сложных систем, распределенное, но совместное принятие решений считается более эффективным, чем централизованное управление, характерное для текущего режима управления воздушным движением. ^{[ нужна ссылка ]}

История

Свободный полет начался как попытка стать менее зависимым от человеческого фактора и более зависимым от развивающихся технологий того времени. авиакомпании расширяли свой парк самолетов По мере того, как в 1960-е годы , у них возросла потребность в управлении воздушным движением (ОрВД). ^{[ нужна ссылка ]} ОрВД разработала правила полетов по приборам (широко известные как «ППП»), чтобы управлять растущим числом самолетов. Это помогло контролировать воздушное движение, но требовало значительного количества времени, усилий и ресурсов для поддержания полета по ППП. ^{[ нужна ссылка ]}

В 1968 году Федеральное управление гражданской авиации издало Правило высокой плотности расположения аэропортов, направленное на сокращение количества самолетов в данном аэропорту. ^{[ нужна ссылка ]} Двадцатью годами ранее Крокер Сноу использовал телекамеры, чтобы определить свое местоположение во время полета на самолете. ^{[ нужна ссылка ]} Он послал самолету сигналы, чтобы они могли увидеть окрестности самолета от третьего лица. Эта идея сработала, но оказалась слишком дорогостоящей и непрактичной. В 1960-е годы транспондеры устранили необходимость использования телекамер.

Другими проблемами, которые произошли в отрасли воздушного транспорта, были топливный кризис ОПЕК и забастовка Организации профессиональных авиадиспетчеров (PATCO) в 1982 году, в результате которой президент Рональд Рейган уволил тысячи авиадиспетчеров. Это показало, насколько уязвимым был воздушный транспорт для экономических сил. ^{[ нужна ссылка ]}

Ключевые компоненты свободного полета были определены в 1971 году системным менеджером United Airlines Уильямом Коттоном, хотя технология для его реализации не была доступна еще два десятилетия. ^[1]

В 1970 -х годах система спутниковой навигации GPS была развернута Министерством обороны США , и авиационная промышленность увидела возможность использования GPS для потенциально более эффективного управления воздушным движением за счет более широкого использования этой возможности в сочетании с обеспечиваемой ею автоматизацией. ^{[ нужна ссылка ]}

В 1991 году Международная организация гражданской авиации создала Группу экспертов по будущим аэронавигационным системам. Группа подготовила описания применения спутниковых технологий и их использования в управлении воздушным движением. Большую роль стала играть «траектория, определяемая пользователем», которая к середине 1990-х годов стала известна как «свободный полет».

Первые слушания по вопросу о введении свободного полета были проведены в августе 1994 года представителем Коллином Петерсоном (демократ от Миннесоты), председателем подкомитета Палаты представителей, обладающего следственной юрисдикцией в отношении ФАУ. ^[1]

В 1995 году Дэвид Хинсон , администратор ФАУ, организовал рабочую группу для разработки детальных планов по реализации свободного полета. Отчет, опубликованный в октябре того же года, предусматривал три этапа; ^[1]^[2] I этап завершился в конце 2002 года, остальные еще не начаты. Метод и система автоматизированного инструмента, позволяющего диспетчерам движения на маршруте динамически оптимизировать маршруты самолетов, были запатентованы НАСА в 2001 году. ^[3]

Настоящие приложения свободного полета существуют лишь в небольших масштабах в отдельных операциях в воздушном пространстве, где работают только наиболее хорошо оборудованные самолеты, например, на большой высоте коммерческие авиалайнеры. ^{[ нужна ссылка ]} Существует множество версий свободного полета для Воздушно-транспортной системы следующего поколения (NGATS). Ожидается, что концепция свободного полета будет постепенно проявляться в течение следующих 20–30 лет, поскольку NGATS возникает в результате миллиардов долларов на разработку, тестирование, тщательное планирование перехода, обучение и развертывание наземных и воздушных систем на всех типах самолетов. Ключевые элементы NGATS включают автоматическое зависимое вещание наблюдения (ADS-B) и, как можно ожидать, постоянно развивающееся сетецентрическое информационное приложение, называемое Общесистемной системой управления информацией или «SWIM».

Регионы

Регионы делятся на неограниченные, переходные и ограниченные.

Неограниченный: В неограниченном регионе указаний со стороны УВД будет очень мало, поскольку плотность самолетов будет низкой. Пилотам будет предоставлена большая свобода действий для осуществления свободного полета в этой области. Однако все может усложниться, если в уравнение включить плохую погоду. Пилотам, возможно, придется скорректировать курс, чтобы избежать ненастной погоды. При этом другие пилоты, пытающиеся избежать этих условий, могут пересечься друг с другом. УВД придется помочь пилотам и помочь им решить эту проблему.

Переход: Немного ограничено, однако пилоты сохраняют некоторую гибкость для осуществления свободного полета.

Ограниченный: Свобода пилота была существенно ограничена.

Приближения свободного полета

Есть несколько подходов, к которым может двигаться свободный полет.

Воздушно-десантный

При воздушном заходе на посадку ответственность за эшелонирование полностью лежит на пилотах, действующих в условиях самоотделения . Пилот несет ответственность за обнаружение и устранение проблем во время полета. Компьютеры помогут экипажу в этом деле. Информация, такая как сводки погоды или другое местоположение самолета, передается от УВД (или автоматических станций) на самолет, чтобы пилоты могли решить, какой курс действий лучше всего предпринять. Система наблюдения может находиться как на земле, так и на борту самолета.

Проблемы этого метода включают полную гарантию получения информации наблюдения, связь с различным оборудованием, меньшие самолеты, неспособные нести оборудование, а также возможность сбоя системы. Чрезвычайно сложно обеспечить полную гарантию всего воздушного движения. Если два самолета, летящие с разным оборудованием, встретятся друг с другом, данные оборудования должны быть отправлены на принимающее оборудование, а также обычную информацию, такую как скорость. У самолетов большего размера не будет проблем с оборудованием, но у самолетов меньшего размера будут проблемы со связью друг с другом, если у них не будет какого-либо важного компонента. Конечно, если бы это был сценарий один на один, его было бы легко решить, но если бы в нем участвовало несколько самолетов, трудность поиска решения усложняется. Наконец, если система выйдет из строя или в программном обеспечении возникнет ошибка компьютерного программирования , самолет и другие самолеты будут летать вслепую.

Земля

Все данные отправляются в УВД, и пилот запрашивает конкретную траекторию полета. Связь будет осуществляться от самолета к УВД, а не от самолета к самолету.

При таком подходе экипаж не будет иметь полного опыта ситуационной осведомленности при заходе на посадку с воздуха. Летный экипаж не сможет справиться с неопределенностями или помочь с неопределенностями при таком подходе. Если один самолет не будет следовать директиве УВД, директиву придется переиздать, что, в свою очередь, увеличит нагрузку на операторов ОрВД.

Смешанный фокус

Смешанный подход, который представляет собой сочетание воздушного и наземного подхода. AOC первоначально отправляет маршрут воздушному судну и банкомату. Если экипажу не нравится маршрут, он отправляет изменения маршрута в ATM и AOC.

Разделение

Разделение самолетов разделено на охранную зону и зону боевого дежурства . В более крупной зоне, называемой зоной оповещения , система посредством одного из трех заходов информирует самолет о том, что самолет находится поблизости. Он действует как флаг и просто предупреждает экипаж. В охраняемой зоне помещение должно оставаться стерильным от всех посторонних предметов. Это минимальное расстояние, на которое может приблизиться что-либо. Система должна предупредить экипаж прежде, чем что-либо приблизится к нему, но если ей удастся войти в защищенную зону, экипаж предпримет маневр уклонения, чтобы избежать столкновения.

Методика и метод обнаружения конфликтов с использованием системы автоматизации «Центр-ТРАКОН».

Система автоматизации Center- TRACON (CTAS) получает данные о траектории самолета, модели атмосферы, характеристиках самолета и других сопутствующих факторах. На основе полученной информации он рассчитает наилучшую траекторию с помощью уравнений и логики. CTAS в настоящее время используется в небольших масштабах.

См. также

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Свободный полет
^ Заключительный отчет оперативной группы 3 RTCA, Реализация свободного полета. RTCA, Inc., Вашингтон, округ Колумбия, 26 октября 1995 г. [1] Архивировано 8 апреля 2008 г. в Wayback Machine.
^ US 6314362 Способ и система автоматизированного средства для диспетчеров маршрутного движения.

Внешние ссылки

[wired-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с Свободный полет

[2] Заключительный отчет оперативной группы 3 RTCA, Реализация свободного полета. RTCA, Inc., Вашингтон, округ Колумбия, 26 октября 1995 г. [1] Архивировано 8 апреля 2008 г. в Wayback Machine.

[3] US 6314362 Способ и система автоматизированного средства для диспетчеров маршрутного движения.

[1]

[2]

[3]