Система предупреждения о приближении к земле
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. США Федеральное управление гражданской авиации (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
[ редактировать ]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 сближении с землей (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 TSO . оборудование GPWS, одобренное [ 3 ] [ 4 ]
ООН Международная организация гражданской авиации (ИКАО) рекомендовала установку GPWS в 1979 году. [ 5 ]
К. Дональд Бейтман , инженер канадского происхождения, разработал и ему приписывают изобретение GPWS. [ 6 ]
США В марте 2000 года ФАУ внесло поправки в правила эксплуатации, требуя, 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. [ 3 ] Мандат распространяется на самолеты, выпущенные после 29 марта 2002 года. [ 7 ]
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. . [ 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 аэропорта нет 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 ] 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 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 ВВС Польши 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
[ редактировать ] | Этот раздел нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( Май 2022 г. ) |
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:
- Чрезмерная скорость снижения («СКОРОСТЬ СНИЖЕНИЯ», «ПОДЪЕМ») [ Примечание 1 ]
- Чрезмерная скорость закрытия местности («TERRAIN», «PULL UP»)
- Чрезмерно большая скорость закрытия препятствия («ПРЕПЯТСТВИЕ», «ПОДТЯНЕНИЕ»)
- Потеря высоты после взлета или при установке высокой мощности («НЕ ТОНУТЬ»)
- Небезопасный дорожный просвет («СЛИШКОМ НИЗКО – МЕСТНОСТЬ», «СЛИШКОМ НИЗКО – ШЕСТЕРНЯ» «СЛИШКОМ НИЗКО – ЗАКРЫЛКИ»)
- Чрезмерное отклонение ниже глиссады («GLIDESLOPE»)
- Чрезмерно крутой угол крена («УГОЛ БЕНКА»)
- 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
[ редактировать ]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
[ редактировать ]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 быть, 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 ссылка ]
Инциденты
[ редактировать ]В коммерческих и авиационных операциях существуют предусмотренные законом процедуры, которые необходимо соблюдать в случае возникновения предупреждения или предупреждения EGPWS. Оба пилота должны отреагировать и действовать соответствующим образом после подачи предупреждения. В Индонезии капитану рейса 200 компании Garuda Indonesia 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
[ редактировать ]США Оборудование TAWS не требуется ФАУ для самолетов с поршневыми двигателями, но отнесенное к категории TAWS Type C. может быть установлено дополнительное оборудование, 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
[ редактировать ]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 ]
См. также
[ редактировать ]
- Акронимы и сокращения в авионике
- Рейс 901 авиакомпании Air New Zealand
- Бортовые системы предотвращения столкновений (ACAS)
- Системы наблюдения и вещания в аэропортах
- Рейс 965 Американских авиалиний
- Рейс 703 компании Ansett New Zealand , авария CFIT, связанная с неисправностью GPWS.
- Дистанционные системы управления
- Рейс 518 авиакомпании Санта-Барбара
- Рейс 228 Южноафриканских авиалиний
- ТЕРПРОМ
- Система предотвращения дорожно-транспортных происшествий (TCAS)
- Рейс 514 авиакомпании TWA
- Система голосового оповещения
Примечания
[ редактировать ]- ^ В более старых версиях GPWS перед звуковым предупреждением «PULL UP» может дважды прозвучать шум, часто называемый «возгласом».
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 19 января 2016 года . Проверено 15 января 2009 г.
{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка ) - ^ «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.
- ^ Перейти обратно: а б с д 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 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.
- ^ (§§ 121.360 и 135.153) (39 FR 44439, 18 декабря 1974 г.)
- ^ за личный полет, 1999 г. Награды аэрокосмической отрасли
- ^ «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.
- ^ «Раздел 121.354 – Система осведомленности и предупреждения о местности» . Федеральное управление гражданской авиации . Архивировано из оригинала 8 декабря 2016 года . Проверено 29 апреля 2007 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.
- ^ «Впрост 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.
- ^ «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.
- ^ «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.
- ^ «Авиакатастрофа ASN CASA C-295M 019 Мирославец AB» . Aviation-safety.net . Проверено 17 октября 2011 г.
- ^ «Технические типовые заказы (ТСО) – ТСО-С151д.pdf» . drs.faa.gov .
- ^ Томас, Джеффри (6 февраля 2008 г.). «ATW: Капитан авиакатастрофы в Джокьякарте арестован и обвинен в непредумышленном убийстве» . Atwonline.com . Проверено 29 апреля 2019 г.
- ^ Градецкий, Симон. «Инцидент: самолет Air France B772 недалеко от Дуалы, 2 мая 2015 г., GPWS предотвращает управляемый полет на местности на эшелоне FL090» . Авиационный вестник . Проверено 21 апреля 2022 г.
- ^ «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.
- ^ Eurofighter Typhoon - BAE Systems представляет первое предупреждение о сближении с землей Eurofighter Typhoon. Архивировано 3 февраля 2008 г., на Wayback Machine.
- ^ «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 г., ISBN 0-387-97161-0 , 3-540-97161-0.
- ^ «Auto-GCAS спасает бессознательного пилота F-16 — рассекреченные кадры ВВС США» . Aviationweek.com .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- К. Дональд Бейтман в Национальном зале славы изобретателей
- Капитан Гаруда игнорирует предупреждения EGPWS
- AeroWorldNet – затраты на EGPWS в 1999 г.
- Давление на снижение количества аварий — выступление Николаса А. Сабанти, заместителя администратора ФАУ по авиационной безопасности
- Eurofighter Typhoon – BAE Systems представляет первое предупреждение о сближении с землей Eurofighter Typhoon
- Видеоклипы EGPWS. Архивировано 1 июля 2014 г. в Wayback Machine — несколько профессиональных видеоклипов, демонстрирующих усовершенствованный GPWS.
- Страница FlitePartners об установках EGPWS от STC
- Boeing 727 GPWS объяснен с помощью понятных схем
- Веб-сайт Honeywell Aerospace EGPWS
- Предупреждающие звуки кабины —planecrashinfo.com