Система осведомленности о местности и предупреждения
В авиации система информирования и предупреждения о местности ( TAWS ), как правило, представляет собой бортовую систему, предназначенную для предотвращения непреднамеренных столкновений с землей, называемых авариями « управляемого полета на местность » или CFIT. [1] Конкретными системами, которые в настоящее время используются, являются система предупреждения о сближении с землей (GPWS) и расширенная система предупреждения о сближении с землей (EGPWS). [1] США Федеральное управление гражданской авиации (FAA) ввело общий термин TAWS , охватывающий все системы предотвращения пересечения местности, соответствующие соответствующим стандартам FAA, включая GPWS, EGPWS и любые будущие системы, которые могут их заменить. [1]
По состоянию на 2007 год 5% коммерческих авиакомпаний мира все еще не имели TAWS. [2] Исследование Международной ассоциации воздушного транспорта изучило 51 авиационное происшествие и инцидент и показало, что пилоты не реагировали должным образом на предупреждение TAWS в 47% случаев. [3]
Несколько факторов по-прежнему могут подвергать самолет риску происшествий CFIT: старые системы TAWS, деактивация системы EGPWS или игнорирование предупреждений TAWS, когда аэропорт отсутствует в базе данных TAWS. [4]
История
[ редактировать ]
Начиная с начала 1970-х годов, ряд исследований изучал возникновение происшествий CFIT, когда правильно функционирующий самолет под управлением полностью квалифицированного и сертифицированного экипажа врезался в местность (или в воду, или в препятствия) без видимого ведома со стороны. экипажа. [5] В 1960-х и 70-х годах в среднем происходила одна авария CFIT в месяц, и CFIT была крупнейшей причиной гибели людей в авиаперевозках в то время. [6]
К. Дональду Бейтману , инженеру компании Honeywell , приписывают разработку первой системы предупреждения о сближении с землей ( GPWS ); В ходе первых испытаний, проведенных после крушения рейса 1866 авиакомпании Alaska Airlines в 1971 году , устройство обеспечивало достаточное предупреждение для небольшого самолета, чтобы избежать столкновения с землей, но недостаточное для более крупного реактивного лайнера Boeing 727 . [6] Самые ранние устройства Бейтмана, разработанные в 1960-х годах, использовали радиоволны для измерения высоты и вызывали тревогу, когда самолет находился слишком низко, но они не были направлены вперед и не могли обеспечить достаточное предупреждение о круто поднимающейся местности впереди. [6]
Ранние мандаты GPWS
[ редактировать ]Результаты этих ранних исследований показали, что многих таких аварий можно было бы избежать, если бы использовалась GPWS. В результате этих исследований и рекомендаций Национального совета по безопасности на транспорте США ( NTSB ) в 1974 году ФАУ потребовало от всех обладателей сертификатов 14 CFR 121 (Часть 121) (то есть тех, кто эксплуатирует большие самолеты с газотурбинными двигателями) и около 14 CFR. 135 (Часть 135) (то есть те, кто эксплуатирует большие турбореактивные самолеты) для установки TSO . оборудования GPWS, одобренного [5] [7]
В 1978 году ФАУ распространило требование GPWS на держателей сертификатов Части 135, эксплуатирующих небольшие самолеты: самолеты с турбореактивными двигателями и десятью или более пассажирскими местами. Эти операторы были обязаны установить одобренное TSO оборудование GPWS или альтернативные системы оповещения о близости земли, которые обеспечивают регулярные оповещения о высоте независимо от того, существует ли какая-либо неминуемая опасность. [8] Это требование было признано необходимым из-за сложности, размеров, скорости и летно-технических характеристик этих самолетов. Оборудование GPWS считалось важным, помогающим пилотам этих самолетов быстро набрать высоту и избежать того, что могло быть катастрофой CFIT. [5]
Установка GPWS или альтернативных консультативных систем, одобренных ФАУ, не требовалась на турбовинтовых (турбовинтовых) самолетах, эксплуатируемых в соответствии с Частью 135, поскольку в то время общее мнение заключалось в том, что летно-технические характеристики турбовинтовых самолетов делают их менее подверженными авариям CFIT. . Например, считалось, что турбовинтовые самолеты обладают большей способностью быстро реагировать в ситуациях, когда управление высотой непреднамеренно игнорируется, по сравнению с турбореактивными самолетами. Однако более поздние исследования, в том числе расследования NTSB, проанализировали происшествия CFIT с участием турбовинтовых самолетов и обнаружили, что многих из этих происшествий можно было бы избежать, если бы использовалось оборудование GPWS. [5]
В некоторых из этих исследований также сравнивалась эффективность альтернативной системы оповещения о близости земли к GPWS. Было обнаружено, что GPWS превосходит других, поскольку предупреждает только при необходимости, обеспечивает максимальное время предупреждения с минимальным количеством нежелательных сигналов тревоги и использует предупреждения командного типа. [5]
На основании этих отчетов и рекомендаций NTSB в 1992 году ФАУ внесло поправки в §135.153, требующие наличия оборудования GPWS на всех самолетах с газотурбинными двигателями и десятью и более пассажирскими местами. [5] [9]
Эволюция к EGPWS и TAWS
[ редактировать ]После того, как эти правила были опубликованы, достижения в области картографирования местности позволили разработать новый тип системы предупреждения о близости земли, которая обеспечивает большую ситуационную осведомленность летных экипажей. ФАУ одобрило установку определенного типа оборудования, известного как расширенная система предупреждения о сближении с землей (EGPWS). Однако в предлагаемом окончательном правиле ФАУ использует более широкий термин «система осведомленности и предупреждения о местности» (TAWS), поскольку ФАУ ожидает, что в ближайшем будущем могут быть разработаны различные системы, которые будут соответствовать улучшенным стандартам, содержащимся в предлагаемое окончательное правило. [5] Прорыв, который позволил добиться успеха EGPWS, произошел после распада Советского Союза в 1991 году; СССР создал подробные карты местности мира, и Бейтман убедил своего технического директора купить их после того, как политический хаос сделал их доступными, что позволило раньше предупреждать о местности. [6]
TAWS совершенствует существующие системы GPWS, предоставляя летному экипажу гораздо более раннее звуковое и визуальное предупреждение о приближающейся местности, возможность обзора вперед и продолжение работы в посадочной конфигурации. Эти улучшения дают летному экипажу больше времени для более плавных и постепенных корректирующих действий. [5] United Airlines была одной из первых внедривших технологию EGPWS. CFIT рейса 965 American Airlines в 1995 году убедил этого перевозчика добавить EGPWS на все свои самолеты; хотя Боинг 757 был оснащен более ранней системой GPWS, предупреждение о местности было выдано всего за 13 секунд до крушения. [6]
В 1998 году ФАУ выпустило Уведомление № 98-11 «Система осведомленности и предупреждения о местности». [10] Предлагая, чтобы все зарегистрированные в США самолеты с газотурбинными двигателями, сертифицированные на наличие шести или более пассажирских мест (исключая сиденья пилота и второго пилота), были оборудованы одобренной FAA системой информирования и предупреждения о местности. [5]
23 марта 2000 г. ФАУ выпустило поправки 91–263, 121–273 и 135–75 (поправка 135.154). [11] Эти поправки внесли поправки в правила эксплуатации, требующие, чтобы все зарегистрированные в США самолеты с газотурбинными двигателями и шестью или более пассажирскими сиденьями (исключая сиденья пилота и второго пилота) были оборудованы системой TAWS, одобренной ФАУ. [5] Мандат распространяется только на самолеты, произведенные после 29 марта 2002 года. [12]
К 2006 году аварии с пересадками самолетов обогнали CFIT в качестве основной причины смертности в авиационных происшествиях, что связано с широким распространением TAWS. [13] 7 марта 2006 г. NTSB призвал ФАУ потребовать, чтобы все зарегистрированные в США вертолеты с газотурбинными двигателями, сертифицированные для перевозки не менее 6 пассажиров, были оснащены системой информирования о местности и предупреждениями. [14] В 2000 году технология еще не была разработана для обеспечения уникальных летных характеристик вертолетов. Катастрофа вертолета со смертельным исходом в Мексиканском заливе с участием вертолета Era Aviation Sikorsky S-76A++ с двумя пилотами, перевозившего восемь нефтяников, была одной из многих катастроф. это и послужило причиной принятия решения. [15] [16]
Президент Барак Обама наградил Бейтмана Национальной медалью технологий и инноваций в 2010 году за изобретение GPWS и его последующее развитие в EGPWS/TAWS. [6] [17]
Работает
[ редактировать ]Современная система TAWS работает, используя цифровые данные о высоте и инструментальные значения самолета, чтобы предсказать, будет ли вероятное будущее положение самолета пересекаться с землей. [18] Таким образом, летный экипаж получает «раннее звуковое и визуальное предупреждение о приближающейся местности, возможность обзора вперед и продолжение работы в посадочной конфигурации». [19]
Типы TAWS
[ редактировать ]
TAWS класса A включает в себя все требования TAWS класса B, приведенные ниже, а также добавляет следующие три дополнительных предупреждения и требования к отображению:
- Чрезмерная скорость закрытия для предупреждения о местности
- Полет на местность, когда не включено предупреждение о конфигурации посадки
- Чрезмерное отклонение вниз от сигнала предупреждения о глиссаде ILS.
- Требуется: Установки TAWS класса А должны обеспечивать отображение информации о местности, на котором отображается либо окружающая местность, либо препятствия относительно самолета, либо и то, и другое.
TAWS класса B определяется ФАУ США как: [2] [21] Класс оборудования, определенный в TSO -C151b и RTCA DO-161A. [22] Как минимум, он будет выдавать оповещения при следующих обстоятельствах:
- Уменьшен требуемый дорожный просвет.
- Неизбежное воздействие на местность
- Преждевременный спуск
- Чрезмерные скорости снижения
- Отрицательная скороподъемность или потеря высоты после взлета.
- Снижение самолета до высоты 500 футов над местностью или ближайшей высотой взлетно-посадочной полосы (голосовой сигнал «Пятьсот») при неточном заходе на посадку.
- Дополнительно: установка TAWS класса B может обеспечивать отображение информации о местности, на котором отображается либо окружающая местность, либо препятствия относительно самолета, либо и то, и другое.
Класс C определяет добровольное оборудование, предназначенное для небольших самолетов авиации общего назначения , на которых не требуется установка оборудования класса B. [20] Сюда входят минимальные стандарты эксплуатационных характеристик, предназначенные для самолетов с поршневыми и турбинными двигателями, в которых имеется менее шести пассажирских сидений, исключая любые сиденья пилотов. Оборудование TAWS класса C должно соответствовать всем требованиям TAWS класса B с модификациями небольших самолетов, описанными ФАУ. [20] ФАУ разработало класс C, чтобы облегчить добровольное использование TAWS для небольших самолетов. [23]
Эффекты и статистика
[ редактировать ]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 за 2006 год говорилось, что с 1974 года, когда ФАУ США потребовало от больших самолетов нести такое оборудование, до момента составления отчета не было ни одного погибшего пассажира в результате крушения большого самолета CFIT в воздушном пространстве США. . [24]
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 аэропорта нет в ее базе данных, [25] 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. [26] погибли все пассажиры и члены экипажа, включая президента Польши. [27] [28] [29] [30] Самолет был оснащен системой TAWS производства Universal Avionics Systems из Тусона. [27] По данным Межгосударственного авиационного комитета России, TAWS был включен. [31] Однако аэропорта, в котором должен был приземлиться самолет (Смоленск (XUBS)) нет в базе данных TAWS. [32] [33] В январе 2008 года самолет Casa C-295M ВВС Польши разбился в результате аварии CFIT недалеко от Мирославца, Польша, несмотря на то, что он был оборудован EGPWS; Расследование показало, что предупреждающие звуки EGPWS были отключены, а командир воздушного судна не был должным образом обучен работе с EGPWS. [34]
См. также
[ редактировать ]- Указатель авиационных статей
- Список сокращений авиации, авионики, аэрокосмической и аэронавигационной техники
- Бортовая система предотвращения столкновений
- Управляемый полет на землю (CFIT)
- Цифровое дистанционное управление
- Система предупреждения о приближении к земле/улучшенная GPWS
- Система информирования и консультирования о взлетно-посадочной полосе
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с Федеральное управление гражданской авиации , Установка системы распознавания местности и предупреждения о местности (TAWS), одобренной для самолетов Части 23. Архивировано 19 января 2016 г., в Wayback Machine , 14 июня 2000 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Прогноз 2009 – Безопасность находится в упадке» . Рейс Интернешнл . Проверено 27 января 2020 г.
- ^ «Раздел 10 — Система предупреждения о сближении с землей (GPWS) / Система осведомленности и предупреждения о местности (TAWS)». Отчет ИАТА по анализу происшествий с столкновением с землей при контролируемом полете (данные за 2008–2017 гг.) (PDF) (Отчет). Международная ассоциация воздушного транспорта . 2018. с. 25. Архивировано (PDF) из оригинала 27 января 2020 г. Проверено 27 января 2020 г.
- ^ Фика (27 апреля 2010 г.). « Аэропорта в Смоленске, возможно, не было в базе данных GPWS» – Польша – Информация – портал TVN24.pl – 27 апреля 2010 г.» . TVn24.pl . Проверено 18 октября 2011 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж «Установка системы оповещения о местности и предупреждения о местности (TAWS), одобренной для самолетов Части 23, консультативный циркуляр 23-18» (PDF) . Федеральное управление гражданской авиации, Министерство транспорта США. 14 июня 2000 года . Проверено 31 января 2020 г.
Примечание. Исходный текст скопирован из циркуляра AC23-18 ФАУ США [1]. Архивировано 1 декабря 2017 г. в Wayback Machine . Поскольку это произведение является произведением правительства Соединенных Штатов, 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. - ^ Перейти обратно: а б с д и ж Левин, Алан (10 августа 2016 г.). «Благодаря этому человеку самолеты больше не врезаются в горы» . Блумберг . Проверено 1 февраля 2020 г.
- ^ 14 CFR 121.360 и 14 CFR 135.153 , опубликованные в 39 FR 44439 : «Часть 121 — Сертификация и эксплуатация: Внутренние, флагманские и дополнительные авиаперевозчики и коммерческие операторы больших самолетов | Системы предупреждения о сближении с землей» (PDF) . Федеральный реестр . 39 (248): 44439–40. 18 декабря 1974 года.
- ^ 14 CFR 135.153 , опубликованный в 43 FR 28176 : «Часть 121 — Сертификация и операции: Внутренние, флагманские и дополнительные авиаперевозчики и коммерческие операторы больших самолетов; Часть 123 — Сертификация и операции: Клубы авиапутешественников, использующие большие самолеты; Часть 135 — Операторы воздушного такси и коммерческие операторы малых самолетов | Специальные федеральные авиационные правила № 30 «Система предупреждения о сближении с землей» (PDF) . Федеральный реестр . 43 (126): 28176–77. 29 июня 1978 года.
- ^ 14 CFR 135.153 , опубликовано в 57 FR 9944 : «14 CFR, часть 135 [Досье № 26202; Поправка № 135–42] RIN 2120–AD29 | Система предупреждения о сближении с землей» (PDF) . Федеральный реестр . 57 (55): 9944–51. 20 марта 1992 года.
- ^ 63 FR 45628 , 26 августа 1998 г.
- ^ 65 FR 16736 , 29 марта 2000 г.; действует с 29 марта 2001 г.
- ^ «Раздел 121.354 – Система информирования и предупреждения о местности» . Федеральное управление гражданской авиации . Архивировано из оригинала 8 декабря 2016 года . Проверено 29 апреля 2007 г.
- ^ Бурин, Джеймс М. (26 января 2013 г.). «Нежданное возвращение CFIT» . Фонд безопасности полетов . Проверено 1 февраля 2020 г.
- ^ «Рекомендация по безопасности А-06-019» . Национальный совет по безопасности на транспорте. 24 марта 2006 года . Проверено 31 января 2020 г.
- ^ Управляемый полет на местности, Era Aviation, Sikorsky S-76A++, N579EH | Отчет об авиационном происшествии (ААР) 06-02 (Отчет). Национальный совет по безопасности на транспорте. 7 марта 2006 года . Проверено 31 января 2020 г.
- ^ «NTSB призывает к созданию систем предотвращения столкновений с землей для всех вертолетов с турбинными двигателями, перевозящих не менее 6 пассажиров» . Sirs.com . Проверено 16 января 2016 г.
- ^ Данн, Сидни (2010). «К. Дональд Бейтман, аэрокосмические технологии» . Национальные медали . Проверено 1 февраля 2020 г.
- ^ «Наши мнения о системах предотвращения столкновений» . Восточная авионика интернэшнл. Архивировано из оригинала 6 апреля 2007 года . Проверено 29 апреля 2007 г.
- ^ «Авионика Intel: TAWS» (PDF) . Ассоциация авиационной электроники. Архивировано из оригинала (PDF) 28 мая 2006 года . Проверено 29 апреля 2007 г.
- ^ Перейти обратно: а б с «Текущий технический стандартный приказ» . RGL.FAA.gov . Проверено 18 октября 2011 г.
- ^ Определения скопированы из циркуляра AC23-18 ФАУ США. Поскольку это произведение является произведением правительства Соединенных Штатов, на него не распространяются авторские права, и его можно свободно копировать, поэтому оно включено сюда. Для ясности и акцента здесь добавлен дополнительный текст, форматирование и жирный шрифт, не включенные в оригинал.
- ^ Текст изначально был скопирован из TSO-C151a. Эти характеристики могли быть изменены в TSO-C151b, и их точность следует проверить.
- ^ Уильям Рейниш (1 апреля 2006 г.). «Журнал «Авионика» :: Технология предотвращения пересеченной местности: что ждет впереди?» . AviationToday.com . Архивировано из оригинала 17 марта 2007 года . Проверено 18 октября 2011 г.
- ^ Сабатини, Николас. «Давление на снижение аварийности» . Федеральное управление гражданской авиации . Проверено 19 марта 2009 г.
- ^ « Аэропорта в Смоленске, возможно, не было в базе данных GPWS» – Польша – Информация – портал TVN24.pl – 27 апреля 2010 г.» . TVn24.pl. 27 апреля 2010 года . Проверено 17 октября 2011 г.
- ^ Вацлав Радзивинович, Москва, я (19 апреля 2010 г.). «Расследование. Как произошла катастрофа» . Voter.pl . Проверено 17 октября 2011 г.
{{cite web}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Перейти обратно: а б Левин, Алан (13 апреля 2010 г.). «Устройство вызывает вопросы по поводу крушения в Польше» . США сегодня .
- ^ "На Ту-154 была система оповещения. Она не сработала?" . ТВП.Инфо. 15 апреля 2010 года . Проверено 17 октября 2011 г.
- ^ «Самолет президента не имел права разбиться!» . Факт.пл. 19 апреля 2010 года . Проверено 17 октября 2011 г.
- ^ «Wprost 24 – Никакого давления на экипаж Ту-154 не было, записи черных ящиков будут обнародованы» . Wprost.pl. 16 апреля 2010 года . Проверено 17 октября 2011 г.
- ^ «Страница без названия» . Архивировано из оригинала 25 марта 2010 года . Проверено 24 апреля 2010 г.
- ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 17 июля 2011 года . Проверено 18 апреля 2010 г.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ Universal Avionics Systems Corporation (12 июля 2011 г.). «Неизвестные коды данных» (PDF) . uasc.com . Архивировано из оригинала (PDF) 17 июля 2011 года . Проверено 11 февраля 2022 г.
- ^ «Авиакатастрофа ASN CASA C-295M 019 Мирославец AB» . Aviation-safety.net . Проверено 17 октября 2011 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Усовершенствованная система предупреждения о сближении с землей Honeywell (EGPWS)
- ДАЛЬНИЙ Сек. 121.354 - Система осведомленности и предупреждения о местности. Архивировано 8 декабря 2016 г., в Wayback Machine.
- Система осведомленности и предупреждения о местности; Последнее правило
- Система предотвращения столкновений и предупреждения о пересеченной местности TSO-C151b PDF. Архивировано 22 июля 2011 г. на Wayback Machine . Веб-страница TSO-C151b. Архивировано 20 марта 2017 г. на Wayback Machine.
- TAWS - ФАУ требует новой близости к безопасности Гэри Пику