Система воздушного транспорта следующего поколения

Система воздушного транспорта следующего поколения ( NextGen ) — это текущий США проект Федерального управления гражданской авиации (FAA) по модернизации Национальной системы воздушного пространства (NAS). ФАУ начало работу над улучшениями NextGen в 2007 году и планирует завершить финальный этап внедрения к 2030 году. Цели модернизации включают использование новых технологий и процедур для повышения безопасности, эффективности, пропускной способности, доступа, гибкости, предсказуемости и устойчивости NAS при одновременном снижении воздействия авиации на окружающую среду .

История

Потребность в NextGen стала очевидной летом 2000 года, когда авиаперелеты были затруднены из-за серьезных заторов и дорогостоящих задержек. Два года спустя Комиссия по будущему аэрокосмической промышленности США рекомендовала межведомственной целевой группе разработать комплексный план по преобразованию авиатранспортной системы США. В 2003 году Конгресс принял Закон «Видение 100-го века повторного разрешения авиации», в соответствии с которым было создано Объединенное управление планирования и развития (JPDO) для создания единого видения того, что авиатранспортная система США должна обеспечить для следующего поколения и за его пределами, для развития и развития. координировать долгосрочные планы исследований и спонсировать исследования межведомственных миссий.

Результатом усилий JPDO стало создание в 2004 году «Интегрированного национального плана развития системы воздушного транспорта следующего поколения». который определил цели, задачи и требования высокого уровня по преобразованию авиатранспортной системы. Помимо Министерства транспорта и ФАУ, в плане участвовали и другие правительственные учреждения, отвечающие за услуги воздушного транспорта, в том числе Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), Национальная метеорологическая служба , Министерство обороны и Управление транспортной безопасности .

JPDO опубликовало «Концепцию эксплуатации авиатранспортной системы следующего поколения». для авиационного сообщества в 2007 году. Концепция операций предоставила обзор целей NextGen на 2025 год. Развитие концепции NextGen носило эволюционный характер, и документ JPDO продолжал обновляться до 2011 года. В том же году ФАУ опубликовало первую версию своего расширенного Партнерства по оперативной эволюции, в котором намечен путь агентства к NextGen до 2025 года.

Первоначальный интегрированный национальный план включал эксплуатацию наземных территорий аэропорта и пассажирских терминалов и был известен как решение «от бордюра до бордюра». Концепция операций была призвана стимулировать межведомственные исследования для проверки концепций и исключения идей и альтернатив, которые не были практически осуществимы или выгодны. ФАУ сосредоточилось на тех частях авиатранспортной системы, за которые оно отвечало – компонентах «от ворот до ворот». В 2011 году ФАУ опубликовало отчет «Среднесрочная концепция операций следующего поколения для национальной системы воздушного пространства». Концепция операций ФАУ соответствовала широкому набору целей JPDO, включая поддержание безопасности и защищенности, повышение пропускной способности и эффективности, обеспечение доступа к воздушному пространству и аэропортам, а также смягчение воздействия на окружающую среду. В отчете определены несколько ключевых концепций трансформации, необходимых для достижения целей и задач NextGen, таких как точная навигация и сетевой доступ к информации.

Изменения начались в 2008 году, когда ФАУ начало переводить ключевые части NextGen, такие как автоматическое зависимое наблюдение и вещание (ADS-B), от проектирования к поставке. Прогресс NextGen включал расширение возможностей исследований и разработок, участие авиационной отрасли и международных партнеров, а также поддержку Белого дома и Конгресса, которые освещены в этом разделе.

агентство создало центр исследований и разработок, известный как испытательный стенд, в Университете аэронавтики Эмбри-Риддл Дейтона -Бич В 2008 году в , Флорида. Технический центр Хьюза в Атлантик-Сити, штат Нью-Джерси, для исследователей, которые смогут смоделировать и оценить влияние компонентов NextGen на NAS. Возможности лаборатории расширились в 2013 году благодаря контракту, заключенному с General Dynamics на обеспечение проектирования, проектирования и разработки программного обеспечения, инфраструктуры и административной поддержки.

В 2008 году ФАУ подписало соглашения с Honeywell и ACSS об ускорении тестирования и установки технологии NextGen для обнаружения и оповещения пилотов об угрозах безопасности на поверхности аэропорта. NetJets также согласилась оборудовать часть своего флота для тестирования некоторых программ в различных регионах США. К 2010 году ФАУ заключило с Computer Support Services Inc. контракт на сумму 280 миллионов долларов на выполнение инженерных работ для NextGen, первый из шести контрактов, которые будут заключены в рамках комплексного портфельного контракта. Boeing , General Dynamics и ITT Corp. получили контракты FAA на сумму до 4,4 миллиарда долларов, чтобы продемонстрировать в большом масштабе, как концепции, процедуры и технологии NextGen могут быть интегрированы в нынешнюю NAS. В 2012 году ФАУ выбрало Harris Corp. , которая затем заключила субподряд с Dataprobe , для разработки голосовой системы NAS и управления контрактом на интегрированные услуги передачи данных на сумму 331 миллион долларов. ФАУ и Harris Corp. расторгли контракт на голосовую систему NAS в 2018 году, и замены ей не последовало.

Авиакомпании также приняли участие в NextGen. В 2011 году ФАУ подписало соглашение с JetBlue , позволяющее перевозчику выполнять некоторые рейсы, оснащенные ADS-B, что дает авиакомпании возможность улучшить маршрутизацию и предоставлять FAA данные NextGen посредством эксплуатационных оценок в режиме реального времени. В 2013 году United Airlines объявила о планах стать первым авиаперевозчиком, который оснастит часть своего парка авионикой, необходимой для передачи данных (Data Comm) в рамках программы авионики FAA NextGen Data Comm. Программа была профинансирована для оснащения 1900 самолетов по всей отрасли, чтобы гарантировать, что достаточное количество самолетов будет участвовать в передаче данных.

Для достижения отраслевого консенсуса по среднесрочным целям ФАУ в 2009 году агентство создало новую рабочую группу через RTCA . ФАУ хотело, чтобы целевая группа изучила, как промышленность может внести свой вклад и извлечь выгоду из NextGen, и в 2010 году агентство обнародовало план по реализации рекомендаций.

Консультативный комитет NextGen (NAC), созданная в 2010 году для выполнения рекомендаций целевой группы о продолжении сотрудничества в отрасли, представляет собой федеральную консультативную группу, состоящую из заинтересованных сторон в области авиации, созданную для консультирования по вопросам внедрения NextGen на политическом уровне, стоящим перед авиационным сообществом. В 2014 году ФАУ и NAC согласовали План совместной реализации приоритетов NextGen, направленный на ускорение реализации четырех основных инициатив NextGen в течение трех лет для повышения эффективности: оптимизация операций в аэропортах с несколькими взлетно-посадочными полосами, повышение эффективности наземных операций, обновление навигационной системы с земли. от базирования до преимущественно спутникового и улучшение связи между самолетом и землей посредством цифровой системы.

ФАУ стремится обеспечить международную интероперабельность управления воздушным движением и гармонизацию систем для повышения безопасности и эффективности. В 2010 году ФАУ и Европейская комиссия договорились о сотрудничестве в 22 областях, чтобы помочь в совместных исследованиях и разработках проектов NextGen и Single European Sky ATM Research (SESAR). К 2012 году ФАУ и альянс европейских поставщиков аэронавигационных услуг A6 договорились работать над созданием совместимой авиационной системы и работать вместе над развертыванием и внедрением NextGen и SESAR.

Указ № 13479 «Преобразование национальной системы воздушного транспорта», подписанный в 2008 году, поручил министру транспорта создать штат службы поддержки NextGen. Закон о модернизации и реформе ФАУ 2012 г. включало установление сроков внедрения существующих технологий навигации и наблюдения NextGen, а также обязательную разработку навигационных процедур, основанных на характеристиках, в 35 самых загруженных аэропортах страны к 2015 году.

В 2010 году организация по авиационной безопасности ФАУ опубликовала план работы, в котором определялось, как сотрудники службы безопасности будут устанавливать стандарты NextGen и контролировать безопасное внедрение новых технологий, процессов и процедур. ФАУ также выпустило окончательное правило, устанавливающее требования к характеристикам NextGen для оборудования наблюдения за самолетами. Требовалось, чтобы самолеты, летающие в значительной части контролируемого воздушного пространства США, были оборудованы для ADS-B Out к 1 января 2020 года.

Обоснование

Опубликованный в 2016 году прогноз Министерства транспорта на 30-летний период «За пределами дорожного движения: тенденции и выбор 2045» По оценкам, задержки рейсов и пробки обходятся экономике США более чем в 20 миллиардов долларов каждый год. Кроме того, в докладе прогнозируется, что общее количество людей, летающих рейсами американских авиакомпаний, увеличится на 50 процентов в течение следующих двух десятилетий. Чтобы способность идти в ногу с растущим спросом на услуги, необходимы изменения в способах предоставления услуг.

В 2020 году гражданский воздушный транспорт внес вклад в экономическую деятельность США на 900 миллионов долларов, поддержал 4,9 миллиона рабочих мест и составил 2,3 процента валового внутреннего продукта США. NextGen предоставляет преимущества для продолжения поддержки авиации США. Авиадиспетчеры отслеживания и разделения располагают более качественной информацией для безопасного и эффективного воздушных судов. Пилоты имеют в кабине больше аэронавигационной, дорожной и метеорологической информации. Авиакомпании летают по более коротким и прямым маршрутам, чтобы быстрее доставлять пассажиров к месту назначения, сжигая при этом меньше топлива и производя меньше выбросов.

NextGen помогает эксплуатантам самолетов, пассажирам, правительству и широкой общественности за счет повышения безопасности, эффективности и увеличения пропускной способности. Монетизированные выгоды включают внутреннюю экономию расходов ФАУ, сокращение времени в пути пассажиров, снижение эксплуатационных расходов самолетов, снижение расхода топлива, уменьшение задержек рейсов, предотвращение отмен, дополнительные рейсы, сокращение выбросов углекислого газа , снижение травматизма и смертности, а также уменьшение потерь и повреждений самолетов. Системы NextGen также могут повысить производительность диспетчеров и пилотов, например, с помощью передачи данных .

По оценкам, усовершенствования NextGen позволят сэкономить 2,8 миллиарда галлонов топлива до 2030 года. и сократить выбросы углекислого газа более чем на 650 миллионов метрических тонн в период с 2020 по 2040 год. В результате осуществленных изменений в период с 2010 по 2023 год выгоды, по оценкам, составят 10,9 миллиарда долларов.

Реализация

По мере формирования концепции NextGen ФАУ планировало ее реализацию. Агентство работало с промышленностью над выявлением возможностей использования существующего авиационного оборудования. Эта стратегия позволила пользователям воздушного пространства сразу же реализовать преимущества, сохраняя при этом NextGen курс на достижение долгосрочной цели ФАУ по производству полетов на основе траектории (TBO).

Далее ФАУ приступило к замене своей инфраструктуры. Основываясь на предыдущих уроках, агентство определило, что лучший способ обновить свои услуги — это начать с новой инфраструктуры, которая могла бы вместить новейшие технологии и расширенные возможности, а не добавлять разовые улучшения к устаревшей инфраструктуре, которая не может обеспечить более широкие возможности. трансформация.

Программы ФАУ по модернизации автоматизации на маршруте (ERAM) и модернизации и замене автоматизации терминалов (TAMR) являются основополагающими элементами, на которых ФАУ могло бы построить концепцию NextGen. Эти программы поддерживают цели NextGen с помощью современных архитектур программного обеспечения, которые служат платформой для новых возможностей авиадиспетчеров и менеджеров.

ФАУ использует широко распространенную модель построения крупномасштабных систем автоматизации. Жизненный цикл программы является непрерывным с запланированным графиком обновления технологий. Например, ФАУ завершило установку оригинального оборудования для ERAM в 2008 году, а приемку программного обеспечения и программ завершило в 2015 году. В 2016 году агентство обновило технологии всех основных компонентов системы, которые устаревали. Такой подход является общепринятым для поддержания новейшего уровня технологий.

Помимо базовых систем, ФАУ затем определило ключевые вспомогательные системы, которые улучшают связь, навигацию, наблюдение, автоматизацию транспортных потоков, обмен информацией и погодные системы. Ожидается, что интеграция этих систем изменит управление воздушным движением, чтобы идти в ногу с растущими потребностями все более разнообразного состава пользователей авиатранспортных систем без ущерба для безопасности.

Интеграция необходима для достижения TBO, который представляет собой метод стратегического планирования и управления воздушным движением из аэропорта в аэропорт для достижения оптимальной производительности за счет использования способности самолета летать по точным траекториям, измерения потока трафика с использованием времени, а не расстояния, и более быстрого обмена информацией между пилотами. , авиадиспетчеры, диспетчеры и менеджеры.

Благодаря TBO ФАУ и эксплуатанты смогут лучше знать, где и когда самолет должен находиться на протяжении всего полета. Эта информация будет передаваться между воздушными и наземными системами автоматизации и использоваться для лучшей оценки того, как сбалансировать спрос и пропускную способность, а также минимизировать последствия сбоев из-за погодных условий, сбоев в работе систем или объектов. Основными преимуществами TBO являются повышение эффективности полета, увеличение пропускной способности, предсказуемости и гибкости оператора. Его первоначальными районами деятельности являются Северо-восточный коридор, Среднеатлантический регион, Северо-Западный горный регион и Юго-запад. TBO расширился на юго-восток в 2023 году.

NextGen — это сложная, масштабная система систем, внедрявшаяся десятилетиями. Системы всегда находятся на разных стадиях управления жизненным циклом: от исследований до технических обновлений. Отчеты о планировании ФАУ используются для отображения перехода от устаревшей Национальной системы воздушного пространства (NAS) к ​​NextGen. Чтобы управлять NextGen с краткосрочными горизонтами финансирования, ФАУ внедряло улучшения меньшими порциями с большим количеством сегментов программы, чтобы обеспечить доступность.

ФАУ использует знания, полученные с 2011 года, когда оно опубликовало Среднесрочную концепцию операций NextGen. Тесно сотрудничая с заинтересованными сторонами, ФАУ инвестировало в исследования и предварительную работу по внедрению, чтобы определить осуществимость передовых концепций и связанные с ними преимущества. Авиационное сообщество понимало, что многие, но не все концепции приведут к положительным экономическим обоснованиям, как только начнутся исследования и предварительные работы по внедрению, и что некоторые цели будут заменены другими концепциями в развивающейся авиационной среде. На основе исследований и отзывов отрасли ФАУ уточнило путь, который предполагали разработчики NextGen, с некоторыми корректировками, исключив некоторые концепции, которые были дорогостоящими, высокими рисками или малоэффективными.

Шесть концепций, которые представляли слишком высокий технический риск (например, те, для которых не было доступных технических решений), были отложены после 2030 года. Некоторые концепции, которые требовали дополнительных исследований для сбора доказательств предполагаемых эксплуатационных преимуществ, также были отложены для реализации в более поздних сегментах NextGen.

ФАУ запланировало первоначальное внедрение всех основных запланированных систем к 2025 году, но не обеспечило полную интеграцию, необходимую для предоставления полного набора ожидаемых преимуществ NextGen. Теперь агентство рассчитывает завершить работу над всеми основными компонентами NextGen к 2030 году. Преимущества будут накапливаться за счет передовых приложений корпоративного уровня, большего количества оборудования для самолетов и полного внедрения TBO среди сотрудников.

Элементы

NextGen обычно описывается как переход от наземной системы управления воздушным движением к спутниковой системе управления воздушным движением. Он включает в себя множество технологий, политик и процедур, а изменения вносятся после тщательного тестирования безопасности. Он состоит из различных элементов, которые индивидуально и коллективно обеспечивают преимущества для преобразования авиатранспортной системы.

Связь

Связь по каналу передачи данных диспетчера-пилота, также известная как передача данных (Data Comm), использует печатные цифровые сообщения в дополнение к голосовой связи между авиадиспетчерами и пилотами. В отличие от голосовых сообщений, сообщения Data Comm, отправляемые диспетчерами, доставляются только намеченному воздушному судну, что исключает вероятность того, что другой пилот будет действовать по инструкциям другого воздушного судна с аналогичным позывным. Это позволяет избежать вероятности неправильного понимания сообщений из-за оживленной болтовни по радио или различий в манере речи людей, а также может стать резервной копией в случае неисправности микрофона. Он также сохраняет полосу пропускания радиосвязи, когда голосовая связь необходима или предпочтительна.

Используя передачу данных, авиадиспетчеры вышки могут отправлять пилотам оборудованных самолетов инструкции по разрешению на вылет для чтения, принятия и загрузки в свою систему управления полетом одним нажатием кнопки. Сообщения также отправляются авиадиспетчерам , давая всем возможность быстрее реагировать на изменяющиеся обстоятельства, например, на приближающуюся грозу.

Передача данных экономит время самолета в ожидании взлета, особенно при изменении маршрутов, что снижает расход топлива и выбросы выхлопных газов двигателей. Это снижает вероятность задержек или отмен рейсов, когда погода влияет на маршрут полета. Пилоты и диспетчеры также могут уделять больше времени другим важным задачам, что повышает безопасность.

Первая часть программы для 55 аэропортов по обслуживанию вышек завершилась в 2016 году более чем на два года раньше запланированного срока. Основываясь на первоначальном успехе, авиакомпании запросили, и ФАУ одобрило в 2017 году еще семь аэропортов для получения услуг вышки, которые должны быть завершены к 2019 году. Первым из этих аэропортов, построенных в ноябре 2017 года, была объединенная база Эндрюс. Последним аэропортом стал Ван Найс, строительство которого было завершено в августе 2018 года. В 2020 году Цинциннати, Джексонвилл и Палм-Бич получили право стать следующими тремя аэропортами, получившими разрешение на эксплуатацию системы передачи данных. Цинциннати начал работу в 2021 году, а Джексонвилл и Палм-Бич - в 2022 году.

Data Comm предоставляет больше преимуществ авиакомпаниям и пассажирам во время полета самолета. Доступны различные сообщения авиадиспетчера, включая возможность изменить маршрут нескольких самолетов. Первоначальные услуги передачи данных для высотных полетов начались в ноябре 2019 года. Они работают в службах управления воздушным движением на маршрутах Атланты, Чикаго, Денвера, Хьюстона, Индианаполиса, Канзас-Сити, Майами, Миннеаполиса, Окленда, Солт-Лейк-Сити, Сиэтла и Вашингтона. центры. Первоначальные и полные услуги по маршруту, которые доставляют более широкий спектр сообщений, чем первоначальные, планируется завершить во всех центрах в 2027 году.

Голосовая связь всегда будет частью управления воздушным движением. В критических ситуациях оно продолжает оставаться основной формой взаимодействия диспетчера и пилота. Однако для повседневной связи между пилотами и диспетчерами предпочтительнее использовать передачу данных, поскольку она повышает эффективность и пропускную способность воздушного пространства. Ожидается, что Data Comm сэкономит операторам более 10 миллиардов долларов за 30-летний жизненный цикл программы, а ФАУ — около 1 миллиарда долларов на будущих эксплуатационных расходах.

Навигация

Навигация, основанная на характеристиках (PBN), — это способ перемещения по воздушному пространству , основанный на правилах полета по приборам , который варьируется в зависимости от оборудования, навигационных средств и подготовки пилотов. Стандарты характеристик для определенного воздушного пространства доводятся до пилотов через навигационные спецификации, опубликованные ФАУ, которые определяют авионику самолета и выбирают наземные или спутниковые навигационные средства, которые могут использоваться для удовлетворения требований к характеристикам.

PBN включает зональную навигацию (RNAV) и требуемые навигационные характеристики (RNP). С помощью RNAV оборудованные самолеты летают по любой желаемой траектории в пределах зоны действия наземных или космических навигационных средств, в пределах возможностей бортового оборудования или того и другого. RNP — это усовершенствованная форма RNAV. Воздушное судно должно быть оборудовано для контроля бортовых навигационных характеристик и оповещения пилотов, обученных их использованию, если какое-либо требование не будет выполнено во время полета. Воздушные суда могут безопасно летать вблизи гористой местности или в перегруженном воздушном пространстве, используя схемы RNP.

PBN в основном использует спутниковые технологии и создает точные, повторяемые и предсказуемые трехмерные траектории полета, свободные от ограничений, ранее налагаемых расположением наземных навигационных средств. Новая структура маршрутов позволяет использовать более прямые траектории для большей эффективности, а больше маршрутов можно разместить в одном и том же воздушном пространстве, что увеличивает пропускную способность. С 2009 по 2016 год количество доступных процедур PBN в аэропортах по всей стране увеличилось почти в три раза. По состоянию на 16 мая 2024 года ФАУ опубликовало 9886 схем PBN и 446 маршрутов PBN. К ним относятся стандартные вылеты по приборам RNAV , T-маршруты (1200 футов над поверхностью до высоты 18 000 футов), Q-маршруты (высота 18 000–45 000 футов), стандартные прибытия к терминалу RNAV (STAR), заходы на посадку RNAV (GPS), и заходы на посадку по RNP. Из аэропортов, публикующих схемы захода на посадку по приборам , 96 процентов публикуют схемы захода на посадку по PBN, а 31 процент используют только схемы захода на посадку по PBN.

Схемы RNAV STAR могут обеспечить непрерывный подход к снижению, также известный как снижение по оптимизированному профилю, с крейсерской высоты для экономии топлива, снижения выбросов и шума. ФАУ опубликовало процедуры RNAV STAR в 128 аэропортах с этой возможностью, которая позволяет самолетам лететь ближе к аэропорту на более экономичной высоте перед снижением. От вершины снижения до посадки самолет имеет минимальные участки выравнивания, а пилоты могут избежать использования скоростных тормозов и частой регулировки рычага тяги, что также позволяет экономить топливо. Эти процедуры можно выполнять, когда они доступны и когда пилотам разрешено их использовать.

Используя глобальную систему дополнений , пилоты, имеющие допуск по приборам, могут приземляться с использованием GPS в аэропортах, где раньше это было невозможно. В аэропорту, где наземная система посадки по приборам (ILS) может выйти из строя, процедуры захода на посадку по PBN служат резервными. ФАУ редко, если вообще когда-либо, устанавливает новую систему ILS, предпочитая вместо этого схемы захода на посадку PBN, которые экономят деньги. ФАУ сокращает наземную навигационную инфраструктуру, которая останется альтернативой в случае сбоев в работе спутниковой связи. Минимальная оперативная сеть VOR . и дальномерное оборудование NextGen обеспечат отказоустойчивость навигации

В ответ на рекомендации авиационного сообщества, поступившие через Целевую группу по среднесрочному внедрению NextGen RTCA, ФАУ начало интеграцию процедур PBN для улучшения потоков воздушного движения для 11 мегаполисов, которые представляют собой мегаполисы, где переполненное воздушное пространство удовлетворяет потребности нескольких аэропортов. Благодаря сотрудничеству с Консультативным комитетом NextGen ФАУ завершило свои проекты в Атланте, Шарлотте, Кливленде-Детройте, Денвер, Хьюстон, Вегас, Северная Калифорния, Северный Техас, Южная Центральная Флорида, Южная Калифорния и Вашингтон, округ Колумбия Кроме того, ФАУ изменило воздушное пространство, включив PBN для 29 загруженных аэропортов, не соответствующих критериям программы Metroplex.

Процедуры PBN также снизили стандарты эшелонирования в океане в поперечном и продольном направлении со 100 до 30 морских миль. PBN улучшил стандарты бокового эшелонирования для заходов на посадку в аэропортах с близко расположенными параллельными взлетно-посадочными полосами с 4300 футов до 3600 футов в 2013 году. а эквивалентный стандарт операций по боковому разнесению, реализованный через PBN, дает в некоторых аэропортах гибкость для обработки большего количества вылетов.

Изменение правил в 2015 году позволило пилотам использовать схему захода на посадку PBN, чтобы чаще выбирать более короткий путь к взлетно-посадочной полосе. Воздушные суда могут безопасно и эффективно приземляться во время одновременных операций в определенных аэропортах с параллельными взлетно-посадочными полосами, не получая указаний от авиадиспетчеров, контролирующих их с помощью радара . В 2016 году ФАУ внедрило национальный стандарт для этой возможности, известный как «Установлено на RNP».

ФАУ стремится использовать PBN в качестве основы для ежедневных операций по всей национальной системе воздушного пространства, применяя соответствующие процедуры для удовлетворения потребностей. В некоторых случаях, как в случае с метроплексами, это будет включать в себя высокоструктурированную, но гибкую схему навигации.

Мониторинг

Автоматическое зависимое наблюдение-вещание (ADS-B) — это технология, которая вносит серьезные изменения в отслеживание полетов. Вместо использования наземного радара для определения местоположения, скорости и направления самолета каждые 5–12 секунд самолеты, оснащенные новыми GPS- транспондерами, определяют эту информацию и автоматически отправляют ее один раз в секунду в службу управления воздушным движением. ADS-B зависит от точного спутникового сигнала для получения данных о местоположении. Он всегда транслируется и не требует вмешательства оператора. Впервые пилоты и авиадиспетчеры могут видеть одно и то же отображение воздушного движения в реальном времени, что улучшает ситуационную осведомленность и повышает безопасность.

ФАУ завершило установку новой наземной радиоинфраструктуры в 2014 году, и теперь покрытие доступно во всех 50 штатах, Гуаме, Пуэрто-Рико, Мексиканском заливе и районах у обоих побережий. Интеграция ADS-B в платформы автоматизации маршрутов и терминалов завершена в 2019 году. С 1 января 2020 года самолеты, летающие в значительной части контролируемого воздушного пространства, должны быть оборудованы для ADS-B Out.

ФАУ оценивает космические услуги наблюдения ADS-B за океаническим воздушным пространством в рамках проекта под названием Advanced Surveillance Enhanced Procedural Separation. Переход от нынешней системы наземных станций ADS-B к радиостанциям, размещенным на спутниках, открывает возможность снижения стандартов эшелонирования. ФАУ начало использовать ADS-B для стандарта эшелонирования в 3 морских мили (миль), уменьшенного с 5 морских миль в 2020 году в некоторых частях воздушного пространства на маршруте ниже 23 000 футов.

Даже несмотря на возможности, предлагаемые ADS-B благодаря спутниковым технологиям, обзорный радар по-прежнему актуален и будет использоваться в качестве дополнения и, в конечном итоге, в качестве резервной копии ADS-B в случае сбоя в обслуживании.

Выход ADS-B

Благодаря ADS-B Out зона наблюдения увеличивается, поскольку наземные станции можно размещать там, где препятствия или физические ограничения не позволяют использовать радар. Будущее предполагаемое время и положение самолета будут более точными для оптимального полета и транспортного потока. Авиакомпании, которые летают по маршрутам над Мексиканским заливом или по морским маршрутам без радиолокационного покрытия, могут использовать ADS-B, чтобы следовать более эффективным маршрутам и реже отклоняться от курса из-за погоды.

В самых загруженных аэропортах страны ADS-B Out является частью оборудования наземного наблюдения аэропорта модели X на 35 объектах и ​​системы наблюдения за поверхностью аэропорта на девяти объектах. Диспетчеры могут отслеживать наземное движение самолетов и наземных транспортных средств в аэропортах, что помогает снизить риск конфликтов на рулежных дорожках и несанкционированных выездов на взлетно-посадочную полосу.

Еще одна наземная система наблюдения, использующая ADS-B, — это широкозонная мультилатерация (WAM), которую можно устанавливать в местах, где радар ограничен или не может быть использован. Он работает во многих аэропортах гор Колорадо; Джуно , Аляска; Шарлотта , Северная Каролина; и пункт радиолокационного управления подходом к терминалу Южной Калифорнии. Дополнительные услуги WAM запланированы для мегаполисов Атланты и Нью-Йорка.

Благодаря более частому обновлению местоположения и охвату зон без радара, ADS-B Out помогает выполнять жизненно важные поисково-спасательные операции.

ADS-B В

Эксплуатанты, которые решают оборудовать свои самолеты для приема сигналов ADS-B для входа ADS-B, могут получить множество других преимуществ, и именно здесь отрасль получает наибольшую отдачу от инвестиций в выход ADS-B.

Служба информации о дорожном движении-Broadcast — это бесплатная услуга для пилотов, отправляющая соответствующие отчеты о местонахождении на дорогах соответствующим образом оборудованным самолетам для повышения безопасности. Flight Information Services-Broadcast — еще одна бесплатная служба, предоставляющая пилотам аэронавигационную и метеорологическую информацию для повышения безопасности и эффективности.

Система осведомленности о дорожном движении ADS-B предлагает самолетам гражданской авиации недорогую возможность оповещения для предотвращения столкновений самолетов. Более совершенная бортовая система предотвращения столкновений X. будет обеспечивать доступ к близко расположенным взлетно-посадочным полосам практически при любых погодных условиях, управление интервалами в кабине экипажа (IM) и эшелонирование, аналогичное традиционным визуальным операциям, с меньшим количеством неприятных предупреждений. ФАУ ожидает, что ACAS X заменит систему оповещения о дорожном движении и предотвращения столкновений.

Процедуры In-Trail (ITP) сокращают эшелонирование между воздушными судами во время океанских полетов и разрешены для самолетов, оборудованных ITP, во всем океаническом воздушном пространстве, управляемом маршрутными центрами Анкориджа, Нью-Йорка и Окленда. Самолеты, оснащенные ADS-B и программным обеспечением ITP, могут чаще летать на более экономичных или менее турбулентных эшелонах полета. Стандарты оборудования завершены и готовы к производству необходимой авионики производителями.

ФАУ разрабатывает приложения IM, которые используют ADS-B In для определения последовательности и размещения пар самолетов. Точное расстояние между самолетами IM обеспечивает более эффективные траектории полета в перегруженном воздушном пространстве и максимально эффективно использует воздушное пространство и аэропорт. Расширению возможностей управления воздушным движением при выполнении заходов на посадку на близко расположенных параллельных ВПП также может способствовать система ADS-B In, интегрированная с системой автоматизации терминала.

Первая наземная фаза начала работу в Центре управления воздушным движением Альбукерке в 2014 году. В 2017 году ФАУ поддержало оценку НАСА прототипа авионики и процедур. ФАУ спонсировало демонстрацию операций IM с использованием прототипа авионики на близко расположенных параллельных взлетно-посадочных полосах в международном аэропорту Сан-Франциско в 2019 году. Эти летные демонстрации показали, что точное расстояние возможно в реальных условиях. ФАУ завершило разработку стандартов IM, и производители могут производить необходимую авионику.

ФАУ работало с American Airlines и ACSS над установкой ADS-B в авионике, которая позволяет использовать IM на парке самолетов Airbus A321 авиакомпании. Авионика позволила начать первые операции IM в Альбукерке в маршрутном воздушном пространстве, начиная с 2022 года. Операции будут использоваться для сбора данных о преимуществах для обмена ими с авиационным сообществом, чтобы мотивировать других авиаперевозчиков использовать ADS-B In.

Еще одно приложение - отображение информации о воздушном движении в кабине экипажа (CDTI) с помощью визуального разделения (CAVS), которое используется авиаперевозчиками для повышения осведомленности о дорожной ситуации. Это позволяет летному экипажу продолжить процедуру визуальной посадки, используя электронный дисплей для поддержания эшелонирования, если пилот теряет из виду движение транспорта из-за ухудшения видимости. Ожидается, что это позволит сократить число уходов на второй круг из-за слишком близкого движения транспортных средств на конечном этапе захода на посадку, что сэкономит время и пролетаемое расстояние. Стандарты завершены и готовы к производству необходимой авионики производителями.

Эшелонирование при заходе на посадку с помощью CDTI (CAS-A) — это третий тип применения, в котором используется вход ADS-B. Он похож на CAVS, за исключением того, что пилотам не нужно видеть самолет впереди через окно. Пилоты также могут продолжать полет при более низких порогах потолка и с уменьшенным расстоянием на траектории захода на посадку в определенных погодных условиях, чтобы обеспечить более высокую пропускную способность.

Как и в случае с IM, CAVS и CAS-A были установлены на самолетах Airbus A321 American Airlines, и авиакомпания планирует поделиться своими данными с авиационным сообществом. Авиакомпания начала эксплуатацию CAVS в мае 2021 года. Посредством тестирования возможностей ADS-B In компания American Airlines заинтересована в оснащении большего количества своих самолетов системой ADS-B In.

Хотя его можно использовать и без него, разработанное НАСА приложение под названием Traffic Aware Strategic Aircrew Requests (TASAR) могли бы получить выгоду от самолетов, оснащенных ADS-B In. TASAR предлагает новый маршрут или изменение высоты, чтобы сэкономить время или топливо, а ADS-B In может помочь, позволяя программному обеспечению определить, какие запросы, скорее всего, будут одобрены авиадиспетчерской службой из-за близлежащего движения. Исследование НАСА полетов Alaska Airlines показало, что авиакомпания сэкономит более 1 миллиона галлонов топлива, более 110 000 минут полетного времени и 5,2 миллиона долларов в год.

Автоматизация

воздушным движением

Автоматизация на маршруте управляет экранами дисплеев, которые авиадиспетчеры используют для безопасного управления воздушными судами и их разделения на крейсерской высоте. Автоматизация терминалов предназначена для того, чтобы диспетчеры могли непосредственно управлять воздушным движением вокруг крупных аэропортов. Он используется для разделения и определения последовательности самолетов, оповещений об избежании конфликтов и рельефа местности, прогнозов погоды, а также радиолокационного векторения вылетающего и прибывающего транспорта.

(ERAM) ФАУ Платформа модернизации автоматизации на маршруте заменила устаревшую хост-систему для управления воздушным движением на маршруте в 2015 году. Программа поддержки и совершенствования находится в стадии реализации, и ее планируется завершить в 2026 году. Диспетчеры на маршруте теперь могут отслеживать до 1900 самолетов одновременно, по сравнению с предыдущим лимитом в 1100. Покрытие выходит за пределы объектов, что позволяет диспетчерам более эффективно обрабатывать трафик. Такое покрытие возможно, поскольку ERAM может обрабатывать данные с 64 радаров вместо 24.

Для пилотов ERAM повышает гибкость маршрутизации с учетом заторов, погодных условий и других ограничений. Управление воздушным движением в режиме реального времени и обмен информацией об ограничениях на полеты улучшают возможности авиакомпаний планировать полеты с минимальными изменениями. Уменьшение векторения и увеличение радиолокационного покрытия обеспечивают более плавные, быстрые и экономичные полеты.

Моделирование траектории является более точным, что позволяет максимально использовать воздушное пространство, лучше обнаруживать конфликты и принимать более эффективные решения. Два функционально идентичных канала с двойным резервированием исключают единую точку отказа. ERAM также предоставляет удобный интерфейс с настраиваемыми дисплеями. Он совершает революцию в обучении диспетчеров благодаря реалистичной, высокоточной системе, которая бросает вызов практикам развития с помощью сложных подходов, маневров и моделируемых пилотных сценариев, которые были недоступны в Host.

терминалов (STARS) в рамках программы модернизации и замены автоматизации Стандартная система замены автоматизации терминалов заменила устаревшую автоматизированную радиолокационную систему терминалов. Установка была завершена в 2021 году, и она работает на более чем 200 терминалах радиолокационного контроля захода на посадку ФАУ и Министерства обороны (DoD), а также на более чем 600 объектах диспетчерских вышек воздушного движения ФАУ и Министерства обороны. STARS обеспечивает безопасность полетов, одновременно повышая экономическую эффективность на терминалах Национальной системы воздушного пространства. Он предоставляет расширенные функции и возможности для контроллеров, такие как современный плоский светодиодный дисплей и возможность сохранять настройки рабочей станции контроллера. Техническому персоналу также легче обслуживать.

Хотя ERAM и STARS сами по себе не являются программами NextGen, они закладывают основу для реализации критически важных возможностей NextGen в аэродромном и маршрутном воздушном пространстве.

Системы поддержки принятия решений

Эти системы поддержки принятия решений (DSS) ФАУ используются авиадиспетчерами для оптимизации транспортных потоков через Национальную систему воздушного пространства (NAS) и играют центральную роль в достижении цели ФАУ по осуществлению операций на основе траектории:

• Система управления транспортными потоками (TFMS)
• Управление потоками на основе времени (TBFM)
• Менеджер полетных данных терминала (TFDM)

TFMS — это основная система автоматизации, используемая командным центром системы управления воздушным движением и общенациональными подразделениями управления движением для регулирования потоков воздушного движения, управления пропускной способностью и планирования будущего спроса на воздушное движение. 31 инструмент TFMS обменивается информацией и поддерживает другие DSS посредством общесистемного управления информацией (SWIM). В 2016 году ФАУ развернуло обновление программного обеспечения TFMS на 82 объектах и ​​завершило обновление оборудования на этих объектах в 2018 году. ФАУ продолжает разрабатывать будущие концепции возможностей моделирования и прогнозирования TFMS. Службы управления потоками и данными (FMDS) — это запланированная замена TFMS, первоначальная эксплуатация которой запланирована на 2029 год. Ожидается, что FMDS улучшит интеграцию данных, увеличит обмен данными и будет управлять большим объемом постоянно создаваемых данных NAS.

TBFM позволяет подразделениям управления дорожным движением планировать и оптимизировать загрузку прилетов в крупные аэропорты. Он работает в 20 маршрутных центрах, 28 TRACON и 54 вышках аэропортов. Его инструменты, такие как расширенные счетчики и интегрированная возможность прибытия при вылете, помогают диспетчерам упорядочивать движение по времени, а не по расстоянию. Данные о маршрутах и ​​процедурах навигации, основанной на характеристиках, помогают улучшить прогнозируемое время прибытия. Интегрированный инструмент для обеспечения возможности вылета и прибытия будет развернут на шестом и последнем объекте в июне 2022 года.

Один из будущих инструментов TBFM, последовательность и расстояние между терминалами, расширит возможности измерения в аэродромном воздушном пространстве. Он был разработан НАСА и передан ФАУ в 2014 году. Еще одна возможность, находящаяся в стадии разработки, — это прогнозирование траектории с помощью машинного обучения, используемое для прогнозирования местоположения самолета с использованием моделей летно-технических характеристик самолета. До 2027 года TBFM будет модернизирован в соответствии с требованиями безопасности.

В 2016 году ФАУ заключило с Lockheed Martin контракт на сумму 344 миллиона долларов на разработку и внедрение TFDM, новой системы наземного управления. Он поддерживает принятие решений на территории аэропорта путем интеграции информации о полетах, наземном наблюдении и управлении дорожным движением с помощью SWIM. Инструменты TFDM включают в себя электронные ленты хода полета , управление очередью вылета, управление наземным движением и ситуационную осведомленность на поверхности. Внедрение электронных полетных данных и интеграция TBFM и TFMS через SWIM позволит TFDM консолидировать некоторые ранее независимые системы.

ФАУ начало раннее внедрение инструмента визуализации поверхности в 2014 году, а электронных взлетно-посадочных полос - в 2015 году. В 2021 году ФАУ и НАСА завершили исследования и испытания системы наземного планирования, которая рассчитывает отталкивание ворот в загруженных узловых аэропортах, чтобы каждый самолет мог выкатиться прямо на взлетно-посадочную полосу и взлететь. TFDM будет развернут в двух конфигурациях. Конфигурация А обладает полной функциональностью, и Шарлотт начал работу в мае 2024 года, став первым из 27 крупных аэропортов с высокой плотностью населения. Конфигурация B имеет улучшенные электронные полетные данные и электронные полетные полосы. Кливленд начал использовать эти возможности в октябре 2022 года. Планируется, что еще 21 объект получит эту конфигурацию. Развертывание во всех точках планируется завершить в июле 2029 года.

технологии и

Передовые технологии и океанические процедуры (ATOP) заменили существующие системы и процедуры управления океанским воздушным движением. ATOP полностью интегрирует обработку полетных и радиолокационных данных, обнаруживает конфликты между самолетами, обеспечивает спутниковую связь и наблюдение, устраняет необходимость в бумажных полетных полосах и автоматизирует ручные процессы.

ATOP полностью модернизирует автоматизацию управления океанским воздушным движением и позволяет операторам полетов получить дополнительные преимущества от инвестиций в цифровую связь в кабине экипажа. ФАУ сокращает интенсивные ручные процессы, которые ограничивают способность диспетчеров безопасно обрабатывать запросы авиакомпаний на более эффективные маршруты или высоты на длинных океанских маршрутах. ФАУ может выполнить международные обязательства по снижению стандартов эшелонирования самолетов, что увеличивает пропускную способность и эффективность полетов.

ATOP используется во всех трех центрах управления океанским маршрутным движением, которые находятся в Анкоридже, Нью-Йорке и Окленде. После первого обновления технологий в 2009 году в этих центрах в 2020 году было завершено второе обновление ATOP, которое призвано поддерживать систему до 2028 года. Программа усовершенствования, начатая в 2018 году, включает пять крупномасштабных возможностей. Развертывание началось в 2021 году и продолжится до 2025 года в виде четырех ежегодных выпусков программного обеспечения. Эти изменения призваны оптимизировать траектории полета, снизить нагрузку на диспетчеров, снизить затраты и повысить безопасность системы.

Управление информацией

Общесистемное

ФАУ традиционно обменивалось информацией, используя различные технологии, включая радио, телефон, Интернет и выделенные соединения. Однако агентство использовало новые технологии управления информацией для улучшения доставки информации и ее содержания. В 2007 году ФАУ учредило программу SWIM для реализации набора принципов информационных технологий в Национальной системе воздушного пространства (NAS) и предоставления пользователям актуальной и общепонятной информации. SWIM удовлетворяет требованиям NextGen к совместному использованию данных, выступая в качестве магистрали для обмена цифровыми данными.

Эта платформа предлагает единую точку доступа к авиационным данным, данным о полетах и ​​движении транспорта, данным наблюдения и погоде. Производители могут публиковать данные один раз, а одобренные потребители могут получить доступ к необходимой информации через одно соединение вместо соединения двух систем с помощью фиксированных сетевых подключений и пользовательских интерфейсов данных уровня приложения «точка-точка». Новый формат поддерживает сотрудничество внутри отечественного и международного авиационного сообщества.

В 2015 году программа SWIM завершила свой первый этап, в ходе которого была создана общая инфраструктура и точки подключения во всех центрах управления движением на маршруте. Второй сегмент программы стартовал в 2016 году. Он создал сервис-ориентированную архитектуру, состоящую из производителей, потребителей и реестра, и соединил программы NAS, такие как система управления потоками трафика, для предоставления потребителям больших источников данных. Позже было внедрено несколько усовершенствований: мониторинг корпоративных сервисов. , управление идентификацией и доступом , Единая справочная служба НАН , Система распределения данных терминала SWIM и Служба публикации полетных данных SWIM - и SWIM продолжает добавлять поставщиков и потребителей контента для управления воздушным движением NAS.

По состоянию на 2023 год 15 программ ФАУ и несколько внешних организаций, включая авиакомпании, предоставляют данные для 100 услуг, отправляемых через сеть SWIM. Из примерно 800 зарегистрированных потребителей около 400 являются активными пользователями. В 2019 году была создана облачная система распределения, чтобы упростить пользователям доступ к информации. В 2021 году был запущен портал группы SWIM Industry-FAA, который обновляет и расширяет облачную службу распространения SWIM.

Пересмотренная структура SWIM снижает затраты, может повысить эксплуатационную эффективность и открывает возможность создания новых услуг для авиационного сообщества. Обмен данными между пилотами, персоналом по обеспечению полетов, диспетчерами и менеджерами воздушного движения будет иметь важное значение для достижения цели NextGen по полетам на основе траектории.

Авиакомпании и аэропорты сообщают, что используют данные ФАУ для улучшения своей деятельности. Наиболее широкое использование данных SWIM способствовало повышению осведомленности об условиях эксплуатации и статусе полета, особенно на поверхности аэропорта и в ситуациях, когда воздушное судно переходит от контакта с одним центром управления воздушным движением к другому. Наиболее динамичным использованием данных наблюдения в режиме реального времени за пределами ФАУ может быть предоставление услуг по отслеживанию полетов авиационному персоналу и авиационным предприятиям. Через веб-браузеры и мобильные приложения подписчики услуги могут получить доступ к текущей информации о статусе и задержках рейсов и аэропортов.

связи аэропорта

Передача информации, необходимой для проведения эффективных наземных операций в аэропорту в предстоящие годы, станет возможной с помощью авиационной мобильной системы связи аэропорта (AeroMACS). В системе используется технология беспроводной широкополосной связи , которая удовлетворяет растущую потребность в передаче данных и обмене информацией на поверхности аэропорта для фиксированных и мобильных приложений сейчас и в будущем.

Помимо увеличения пропускной способности, стареющая инфраструктура связи аэропортов требует более обширного и дорогостоящего мониторинга, обслуживания, ремонта или замены. Строительство аэропорта и неожиданные отключения оборудования также требуют временных альтернатив связи, и AeroMACS также может служить резервной копией. Система была внедрена в 2017 году в рамках программы FAA по наземному наблюдению в аэропортах. По состоянию на декабрь 2020 года более 50 аэропортов почти в 15 странах используют AeroMACS. Для внедрения этой технологии в более чем 40 000 аэропортах по всему миру может потребоваться до 20 лет.

Погода

Программа NextGen Weather ФАУ предоставляет авиационную метеорологическую продукцию, которая поддерживает управление воздушным движением во время погодных явлений, помогая повысить безопасность полетов и минимизировать задержки пассажиров. Основной причиной задержек воздушного движения Национальной воздушной системы (NAS) являются погодные условия, на которые приходится 75 процентов задержек, влияющих на систему, длительностью более 15 минут с июня 2017 года по май 2022 года. Благодаря более точным и своевременным прогнозам погоды аэропорты и авиакомпании могут предотвратить до двух третей задержек и отмен рейсов, связанных с погодой.

Авиационная погода состоит из наблюдения, обработки и распространения информации. Метеорологические системы NextGen состоят из метеорологического процессора NextGen (NWP) для создания передовых метеорологических продуктов, ориентированных на авиацию, и общих служб поддержки – Weather (CSS-Wx) для распространения этих продуктов, оба из которых планируется начать использовать в NAS в 2024 году.

Программа NWP создает общую платформу обработки данных о погоде для замены устаревших систем обработки данных о погоде ФАУ и предлагает новые возможности. Полностью автоматизированная ЧПП будет определять угрозы безопасности вокруг аэропортов и в воздушном пространстве на крейсерской высоте. Он будет поддерживать стратегическое управление транспортными потоками, включая преобразованную информацию о погоде, необходимую для прогнозирования блокировок маршрутов и ограничений пропускной способности воздушного пространства за восемь часов. ЧПП будет использовать передовые алгоритмы для создания текущей и прогнозируемой авиационной метеорологической информации с использованием данных радаров и датчиков ФАУ и Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA), а также моделей прогнозов NOAA. Являясь частью ЧПП, отображение авиационной погоды объединяет текущие данные метеорологического и радиолокационного процессора, интегрированную метеорологическую систему терминала и дисплеи интегрированной метеорологической системы коридора. Авиационный метеорологический дисплей обеспечит оперативную информацию о погоде для диспетчеров на маршруте и терминалах и включает метеорологические продукты NWP и NOAA.

CSS-Wx будет единственным производителем метеорологических данных, продуктов и изображений в NAS, используя распространение данных о погоде на основе стандартов через общесистемное управление информацией. Это позволит консолидировать и обеспечить вывод из эксплуатации устаревших систем распространения данных о погоде. Он также предлагает метеорологические продукты NWP и NOAA, а также другие источники погоды для интеграции в системы поддержки принятия решений о воздушном движении, улучшая качество решений по управлению движением и повышая производительность диспетчеров в суровые погодные условия. Потребителями информации CSS-Wx будут авиадиспетчеры и менеджеры, операторы коммерческой авиации и авиации общего назначения, а также авиапассажиры.

Группа исследователей ФАУ «Погодные технологии в кабине экипажа» является экспертом в вопросах отображения погоды в кабинах авиации общего назначения . Их основная цель исследований — способствовать улучшению способа предоставления пилотам метеорологической информации, чтобы они могли последовательно и точно интерпретировать эту информацию, понимать ее ограничения и использовать ее, чтобы избежать плохой погоды.

операций на ВПП и

Эффективность операций с несколькими взлетно-посадочными полосами (MRO), особенно тех, которые расположены близко друг к другу, ограничивается рисками для безопасности, включая столкновения и турбулентность в спутном следе с близлежащими воздушными судами. Усовершенствования MRO улучшают доступ к близко расположенным параллельным взлетно-посадочным полосам, что позволяет увеличить количество операций вылета и прибытия в условиях приборных метеорологических условий , что повышает эффективность и пропускную способность при одновременном сокращении задержек рейсов. Эти достижения позволяют использовать одновременные заходы на посадку в условиях плохой видимости, уменьшать эшелонирование при заходах на взлетно-посадочные полосы с более строгими требованиями к разносу и уменьшать влияние турбулентности в следе, которая приводит к увеличению эшелонирования.

Пересмотренные стандарты разделения следа, известные как повторная категоризация следа или повторный след, были сокращены в 14 аэродромных пунктах управления заходом на посадку и в 28 аэропортах по всей территории Соединенных Штатов. В Индианаполисе авиакомпании экономят более 2 миллионов долларов в год на эксплуатационных расходах благодаря повторному поиску следа. В Филадельфии авиакомпании экономят около 800 000 долларов в год.

На первом этапе повторного расчета следа стандарт, основанный на весе, был заменен новыми категориями размеров, более оптимально основанными на характеристиках турбулентности следа самолета. Фаза 1.5 усовершенствовала Фазу 1 с дальнейшим сокращением разделения. На втором этапе были определены стандарты эшелонирования по парной турбулентности для 123 типов самолетов, на которые приходится 99 процентов глобальных операций в 32 аэропортах США. Затем операции управления воздушным движением могут реализовать индивидуальные категории турбулентности в следе, которые оптимизированы для максимизации выгоды для парка самолетов аэропорта.

Этапы 1 и 1.5 были реализованы в 31 аэропорту. Консолидированный след турбулентности (CWT) был направлен на использование наилучшего набора стандартов разделения, полученных на основе этих фаз. В 2022 году ФАУ завершило преобразование устаревших стандартов двух этапов в стандарты CWT на 19 терминалах радиолокационного контроля захода на посадку (TRACON). Последним этапом повторного расчета следа будет разработка улучшений динамического разделения следа для систем поддержки принятия решений с учетом ветра.

ФАУ продолжает оценивать процедуры в аэропортах с близко расположенными взлетно-посадочными полосами. Определив, что боковое разделение взлетно-посадочных полос можно безопасно уменьшить, в августе 2013 года ФАУ пересмотрело стандарт разделения с 4300 футов до 3600 футов для независимых прилетов. Для независимых взлетно-посадочных полос самолеты могут приближаться без необходимости поддерживать ступенчатое диагональное разделение, необходимое для зависимых операций. Дальнейшие изменения к близко расположенным параллельным операциям были включены в обновление приказа ФАУ 7110.65 «Управление воздушным движением» от ноября 2015 года.

Изменения сокращают требования к боковому эшелонированию до 3900 футов для тройных независимых заходов на посадку и до 3000 футов для смещенных двойных независимых заходов на посадку без необходимости использования радара с высокой частотой обновления или автоматического зависимого наблюдения-вещания. Для заходов на посадку с двойной зависимостью требование к расстоянию между ВПП остается 2500 футов, но диагональное расстояние уменьшается с 1,5 морских миль (миль) до 1 морской мили.

Приказ ФАУ 7110.308C определяет конкретные аэропорты — Бостон, Кливленд, Мемфис, Ньюарк, Филадельфия, Сиэтл, Сан-Франциско и Сент-Луис — с взлетно-посадочными полосами, расположенными на расстоянии менее 2500 футов друг от друга, что может уменьшить расстояние между воздушными судами при параллельных заходах на посадку с 1,5 морских миль до 1 нм.

Двойные независимые параллельные операции начали работать в Атланте в 2014 году. Зависимые параллельные операции на расстоянии 1 морской мили для взлетно-посадочных полос на расстоянии менее 2500–3600 футов друг от друга начались в Даллас-Лав Филд, Мемфис, Миннеаполис-Сент. Пол, Нью-Йорк-Джон Кеннеди, Портленд, Роли-Дарем и Сиэтл в 2016 году и в Сан-Франциско в 2017 году. Тройные независимые параллельные операции начались в Атланте и Вашингтон-Даллесе в 2017 году. Двойные независимые параллельные операции со смещением начали работать в Детройте в В 2015 году и в Чикаго-О'Хара в 2016 году. Зависимые параллельные операции для взлетно-посадочных полос на расстоянии более 3600 футов друг от друга начали работать в Цинциннати / Северный Кентукки, Луисвилле, Мемфисе и Фениксе в 2017 году. Никаких дальнейших изменений не планируется.

Средство отображения сходящихся взлетно-посадочных полос — это инструмент автоматизации, используемый авиадиспетчерами для управления последовательностью потоков прибытия на сходящиеся или пересекающиеся взлетно-посадочные полосы. Он работает в Бостоне, Чикаго О'Хара, Денвере, Лас-Вегасе, Мемфисе, Миннеаполисе-Сент. Пол, Ньюарк, Финикс и Филадельфия, а также увеличивает пропускную способность аэропорта при определенных условиях.

Инструмент эффективности разделения под названием «Автоматическое оповещение о сближении терминалов» был впервые реализован на станции Миннеаполис-Стрит. Пол в мае 2011 года и сейчас работает на 14 объектах TRACON по всей стране. Он лучше информирует авиадиспетчеров о пробелах, чтобы они могли сказать пилотам скорректировать скорость или направить их по более короткому пути к взлетно-посадочной полосе. За первый год использования количество уходов на второй круг сократилось на 23 процента для рейсов, направляющихся в Миннеаполис-Сент. Пол. Превышение времени полета из-за ухода на второй круг сократилось на 19 процентов.

низкой

ФАУ поддерживает несколько дополнительных возможностей для операторов, которым необходимо получить доступ к аэропорту, когда потолок облаков находится на высоте менее 200 футов над взлетно-посадочной полосой или видимость составляет менее полумили. Они помогают достичь целей NextGen по безопасному увеличению доступа, эффективности и пропускной способности во многих аэропортах, когда низкая видимость является ограничивающим фактором.

Расширенные операции в условиях низкой видимости (ELVO) — это недорогая инфраструктурная программа, направленная на снижение минимальных потолков и дальности видимости на взлетно-посадочной полосе за счет сочетания наземного оборудования и навигационных процедур. Большинство улучшений ELVO являются результатом Приказа ФАУ 8400.13.

Проекционные дисплеи (HUD) были одобрены для использования при точном заходе на посадку для снижения минимальной высоты принятия решения о посадке. Использование квалифицированного HUD при полете к подходящей системе посадки по приборам уменьшит необходимую дальность видимости на взлетной полосе для захода на посадку.

После снижения требований к минимальной дальности видимости взлетно-посадочной полосы оценка FAA показала, что доступ к аэропорту в условиях плохой видимости улучшился по двум причинам: почти на 6 процентов меньше периодов отсутствия доступа и на 17 процентов больше рейсов могут приземлиться.

ФАУ разрешает использовать систему улучшенного пилотажного видения (EFVS) вместо естественного видения для проведения процедуры посадки по приборам в условиях плохой видимости. EFVS использует сенсорные технологии, чтобы предоставить пилотам четкое виртуальное изображение вида за пределами самолета в реальном времени, независимо от облачности и условий видимости. Пилоты могут определить необходимые визуальные ориентиры, которые без этого были бы невозможны. Он обеспечивает доступ, который в противном случае был бы запрещен из-за низкой видимости. Система наведения с синтетическим зрением сочетает в себе технологию отображения наведения по полету с высокоточными мониторами определения местоположения, чтобы обеспечить непрерывное и правильное изображение внешней сцены и взлетно-посадочной полосы. Это может помочь пилоту перейти к естественному зрению.

Еще один проект NextGen — это система приземления наземной системы функционального дополнения (GBAS). Он использует GPS для поддержки всех категорий точного захода на посадку. Ньюарк и Хьюстон используют нефедеральные системы GBAS, одобренные для полетов на высоте до 200 футов над взлетно-посадочной полосой.

Первоначальное индивидуальное прибытие было продемонстрировано для некоторых самолетов, летающих в Лос-Анджелес, Майами и Сан-Франциско. Эти прибытия представляют собой запланированные фиксированные маршруты для самолетов, приближающихся к аэропортам из океанического воздушного пространства, которые передаются по каналу передачи данных от авиадиспетчера. Они ограничивают векторение и минимизируют время, которое самолет тратит на поддержание горизонтального полета во время снижения, что снижает расход топлива, выбросы выхлопных газов самолета и время полета. Они отличаются от оптимизированных профилей снижения в системе Performance Based Navigation, поскольку они адаптированы к характеристикам ограниченного числа типов самолетов, оснащенных будущей аэронавигационной системой .

Карта аэропорта

(ГИС) Управления аэропортов ФАУ Программа Географической информационной системы предоставляет данные для управления аэронавигационной информацией и внедрения NextGen. ГИС определяет географическое положение и характеристики природных или искусственных объектов или границ на поверхности Земли. Данные аэропорта используются для разработки и внедрения анализа препятствий, более точных уведомлений о воздушных миссиях и функций движущейся карты аэропорта, а также процедур навигации, основанной на характеристиках, включая глобальную систему дополнения / характеристики курсового маяка с подходами к вертикальному наведению.

Удаленные башни

ФАУ оценивает технологию удаленных вышек как потенциально экономически выгодную альтернативу традиционным башням, работающим по федеральному контракту. Технология удаленных вышек может обеспечить контролируемое воздушное движение для небольших аэропортов, не имеющих физической башни или которым необходимо заменить устаревшую вышку.

Диспетчеры с удаленной площадки могут отслеживать и разделять трафик, просматривая сцену в аэропорту, оснащенную панорамными цветными видеокамерами с функциями панорамирования, наклона и масштабирования и ночного видения. Автоматизированная идентификация и соответствующая информация о воздушном судне также могут отображаться на видеомониторах. В 2023 году ФАУ начало строительство испытательного стенда в Техническом центре Уильяма Дж. Хьюза и международном аэропорту Атлантик-Сити, чтобы лучше понять все возможности системы удаленной вышки. Завершение запланировано на 2024 год.

В аэропорту Лисбург-Экзекьютив в Вирджинии ФАУ разрешило службам управления воздушным движением использовать эту систему в качестве испытательного полигона. пока вендор не решил завершить проект в 2023 году. Другая башня, находящаяся на испытаниях, остается в региональном аэропорту Северного Колорадо недалеко от Форт-Коллинза / Лавленда. однако перед получением одобрения систему, возможно, придется оценить в Техническом центре ФАУ.

и

Экологическое видение ФАУ заключается в разработке и эксплуатации системы, которая защищает окружающую среду, обеспечивая при этом устойчивый рост авиации. Управление исследований и разработок в области окружающей среды и энергетики ФАУ работает над сокращением загрязнения воздуха и воды, выбросов углекислого газа, которые могут повлиять на климат, и шума, который может беспокоить жителей вблизи аэропортов. планеров и авиационных двигателей Технологии , альтернативные виды топлива , модернизация и эксплуатационные улучшения управления воздушным движением, улучшение научных знаний и комплексное моделирование, а также политика, экологические стандарты и рыночные меры будут способствовать достижению почти всех этих целей. Шум и эмиссия будут основными экологическими проблемами для пропускной способности и гибкости Национальной воздушной системы (NAS), если ими не будут эффективно управляться и смягчаться.

Исследование ФАУ, проведенное в 2015 году, показало, что с 1975 года число людей, летающих в Соединенных Штатах, увеличилось примерно с 200 миллионов до примерно 800 миллионов, однако число людей, подвергающихся значительному воздействию авиационного шума, сократилось с примерно 7 миллионов до почти 340 000. . Даже несмотря на это снижение, обеспокоенность общества по поводу авиационного шума растет. ФАУ стремится свести к минимуму воздействие шума на жилые районы без ущерба для безопасности. Цель агентства заключалась в том, чтобы к 2018 году сократить количество людей в аэропортах, подвергающихся воздействию среднего уровня шума самолетов днем ​​и ночью в 65 децибел, до менее чем 300 000. Одним из способов достижения этой цели агентство планировало принять новый стандарт шума для некоторых недавно сертифицированных дозвуковых реактивных самолетов и больших самолетов дозвуковой транспортной категории.

В 2016 году было завершено крупнейшее в своем роде исследование окружающей среды ФАУ о воздействии авиационного шума и его влиянии на население вокруг аэропортов. Результаты показали, что значительно больше людей расстраивает шум самолетов, независимо от его уровня. ФАУ будет использовать эти результаты и другие текущие исследования для переоценки критериев для определения значимости в соответствии с Законом о национальной экологической политике и федеральными руководящими принципами землепользования. Кроме того, ФАУ исследовало другие затронутые области, такие как нарушения сна, здоровье сердечно-сосудистой системы и обучение детей. ФАУ также изучает потенциальное шумовое воздействие новых самолетов в НАН, таких как беспилотные авиационные системы и сверхзвуковые самолеты.

Программа непрерывного снижения энергопотребления, выбросов и шума (CLEEN) — это государственно-частное партнерство в рамках NextGen, направленное на ускорение разработки и коммерческого внедрения более эффективных технологий и экологически чистых альтернативных видов топлива. Первое пятилетнее соглашение с производителями производило реактивные двигатели, крылья и аэродинамические технологии; системы автоматизации и управления полетом; топливо; и материалы с 2010 по 2015 год. Одним из результатов этих усилий является камера сгорания Twin Annular Premixing Swirler II компании General Electric , которая снижает выбросы оксидов азота более чем на 60 процентов по сравнению со Международной организации гражданской авиации (ИКАО), стандартом оксидов азота принятым в 2004 году. Второе пятилетнее соглашение, заключенное в 2015 году, направлено на снижение совокупного уровня шума, снижение расхода топлива, сокращение выбросов оксидов азота и ускорение коммерциализации альтернативных видов топлива для реактивных двигателей. По оценкам, оба этапа позволят авиационной отрасли сэкономить 36,4 миллиарда галлонов топлива к 2050 году, снизив расходы авиакомпаний на 72,8 миллиарда долларов и снизив выбросы углекислого газа на 424 миллиона метрических тонн.

Третий пятилетний этап CLEEN начался в 2021 году. ФАУ выделило более 100 миллионов долларов шести компаниям на разработку технологий, позволяющих снизить потребление топлива, выбросы и шум. Цели заключаются в том, чтобы сократить выбросы углекислого газа за счет повышения эффективности использования топлива как минимум на 20 процентов по сравнению с соответствующим стандартом ИКАО, снизить выбросы оксидов азота на 70 процентов по сравнению с самым последним стандартом ИКАО, снизить выбросы твердых частиц по сравнению со стандартом ИКАО и снизить уровень шума на Суммарно 25 дБ относительно стандарта FAA Stage 5.

С 2009 года ASTM International одобрила пять способов производства экологичного альтернативного топлива для реактивных двигателей, не требующего модификации самолетов или двигателей, и еще больше способов разрабатываются, тестируются и оцениваются. Усилия ФАУ помогли United Airlines использовать альтернативное авиационное топливо, изготовленное из гидроочищенных эфиров и жирных кислот, для своих ежедневных полетов в Лос-Анджелесе, начиная с 2016 года. В 2021 году авиакомпания летала на Boeing 737 Max 8, один из двигателей которого работал на 100-процентном альтернативном авиационном топливе. Ближайшая цель — произвести 3 миллиарда галлонов экологически чистого альтернативного авиационного топлива к 2030 году, а конечная цель — почти 35 миллиардов галлонов к 2050 году, что достаточно для удовлетворения потребностей всей отрасли.

Более 222 000 зарегистрированных самолетов авиации общего назначения с поршневыми двигателями могут работать на этилированном авиационном бензине , единственном оставшемся транспортном топливе в Соединенных Штатах, содержащем свинец . ФАУ и Инициатива по поршневому авиационному топливу исследуют приемлемую альтернативу неэтилированному топливу. 1 сентября 2022 года ФАУ одобрило первое неэтилированное топливо, которое можно использовать для всех самолетов с поршневыми двигателями. Цель состоит в том, чтобы к концу 2030 года было доступно только неэтилированное авиационное топливо.

ФАУ использует инструмент авиационного экологического проектирования для оценки воздействия на окружающую среду федеральных действий в аэропортах, а также на воздушное движение, воздушное пространство и авиационные процедуры. Вместе с другими федеральными агентствами и Транспортной службой Канады ФАУ финансирует Центр авиационной устойчивости, который вносит свой вклад в разработку международных стандартов авиационной эмиссии и шума. В 2016 году Соединенные Штаты и 22 страны достигли соглашения о первом в истории глобальном стандарте выбросов углекислого газа для самолетов, чтобы стимулировать интеграцию более экономичных технологий в конструкции самолетов. В 2020 году Совет ИКАО принял новую экологическую меру по выбросам нелетучих твердых частиц. Он заменяет «число дыма» 1970-х годов — цифру, которая описывает видимость выбросов — на гораздо более точную меру частиц выбросов.

Безопасность

Программа безопасности ФАУ руководствуется Системой управления безопасностью — общеведомственным подходом, который направляет управление инициативами NextGen. Возможности NextGen должны обеспечивать безопасность полетов в Национальной системе воздушного пространства (NAS), и ФАУ имеет множество процессов, обеспечивающих безопасность полетов.

Взаимосвязанная природа NextGen ставит сложные задачи безопасности, которые требуют комплексного подхода к управлению рисками безопасности . Интегрированное управление рисками безопасности исследует риски безопасности в корпоративной структуре NAS для выявления потенциальных пробелов в безопасности, присущих возможностям NextGen. Он выявляет проблемы безопасности путем оценки рисков в рамках организационных, системных и программных границ и опирается на сотрудничество всего ФАУ для сбора наиболее актуальной информации о безопасности для оказания помощи в принятии решений.

Когда-то авиационные надзорные органы измеряли безопасность количеством происшествий. Аварии в коммерческой авиации со временем стали настолько редкими, что ФАУ начало измерять потенциальные предшественники происшествий. Потеря безопасного расстояния между самолетами стала мерой риска, которую ФАУ отслеживало и сообщало. Близость является надежным индикатором, но дает неполную картину и не дает понимания причинных факторов несчастных случаев. Управление безопасностью системы — это портфель инициатив NextGen по разработке и внедрению политик, процессов и аналитических инструментов, которые ФАУ и отрасль используют для обеспечения безопасности NAS. Цель состоит в том, чтобы быть уверенным, что изменения, внесенные с помощью возможностей NextGen, сохраняют или повышают безопасность, обеспечивая при этом преимущества емкости и эффективности для пользователей NAS.

Усовершенствованные процессы анализа рисков и новые инструменты анализа безопасности помогают аналитикам безопасности выйти за рамки изучения данных о прошлых авариях и перейти к выявлению рисков и реализации стратегий по их предотвращению. Программа трансформации управления безопасностью системы позволяет анализировать безопасность, чтобы определить, как эксплуатационные улучшения в масштабах NAS повлияют на безопасность, и оценить потенциальные способы снижения риска безопасности. Он состоит из трех инструментов: возможности расследования аномалий на поверхности аэропорта, модели комплексной оценки безопасности, и набор инструментов по информации о безопасности для анализа и отчетности.

Анализ и обмен информацией о безопасности полетов (ASIAS) обеспечивает платформу для совершенствования инфраструктуры измерения показателей безопасности. Участие в совместной инициативе охватывает множество групп, в том числе 45 авиакомпаний, предоставивших свои данные для анализа. С момента своего создания в 2007 году ASIAS расширилась и привлекла к участию других операторов.

Группа по безопасности коммерческой авиации (CAST) , состоящая из авиакомпаний, производителей, регулирующих органов отраслевых ассоциаций, профсоюзов и авиадиспетчеров, помогла снизить риск гибели людей в коммерческой авиации в США на 83 процента с 1998 по 2007 год. С помощью этих новых инициатив последняя цель команды — еще больше снизить риск смертности в коммерческих целях в США на 50 процентов в период с 2010 по 2025 год. План CAST включает 96 усовершенствований, направленных на повышение безопасности при выполнении самых разных операций.

Сотрудничество

Модернизация NextGen включает в себя рабочую силу ФАУ и промышленность, межведомственное и международное партнерство. ФАУ продолжает укреплять отношения со своими сотрудниками и партнерами из профсоюзов, чтобы гарантировать, что у каждого есть навыки, необходимые для управления будущей Национальной системой воздушного пространства (NAS).

Обучение будет развиваться, чтобы гарантировать, что сотрудники NAS понимают и берут на себя ответственность за меняющиеся операционные концепции и их влияние на предоставление услуг. Периодическое обучение диспетчеров воздушного движения должно будет перейти от акцента на манипулировании средствами автоматизации к обучению, обеспечивающему понимание всеми участниками NAS меняющихся эксплуатационных концепций и их последствий для предоставления услуг. Этот процесс требует участия и участия всего авиационного персонала, включая пилотов, диспетчеров, инспекторов, регулирующих органов, инженеров, техников и руководителей программ. ФАУ сосредоточено на обеспечении своей рабочей силы лидерскими, техническими и функциональными навыками для безопасного и продуктивного перехода и удовлетворения потребностей будущей НАН. Эта трансформация включает в себя развитие лидерских качеств, выявление и развитие навыков, а также привлечение талантов.

Через Консультативный комитет NextGen (NAC) ФАУ и отрасль сотрудничали, чтобы определить и предоставить возможности, которые наиболее важны для клиентов. ФАУ сформировало NAC в 2010 году для работы с заинтересованными сторонами отрасли, определения приоритетов и предоставления преимуществ. Возглавляемый руководителями авиакомпаний и другими представителями авиационного сообщества, хорошо понимающими общие проблемы и возможности, NAC ведет свою деятельность публично, поэтому обсуждения и выводы являются прозрачными.

В 2014 году NAC разработал совместный трехлетний план внедрения новых возможностей с краткосрочными выгодами для аэропортов по всей стране. Процесс разработки и мониторинга этого плана позволил всем сторонам лучше понять решения по планированию и укрепил доверие и сотрудничество между всеми сторонами. В этом совместном плане, представленном Конгрессу в октябре 2014 года и с тех пор обновляемом ежегодно, обозначены основные этапы достижения выгод в течение 1–3 лет. Первыми возможностями высокой готовности были улучшения в области передачи данных, навигации, основанной на характеристиках, улучшенные операции на нескольких взлетно-посадочных полосах и наземные операции. По состоянию на конец 2017 финансового года ФАУ выполнило 157 обязательств в этих областях. Пятое направление — Северо-восточный коридор — было создано в 2017 году для улучшения операций в воздушном пространстве между Вашингтоном, округ Колумбия, и Бостоном. Обязательства по всем приоритетным направлениям содержатся в плане совместной реализации на 2019–2021 годы. С января 2019 года по март 2020 года ФАУ выполнило 87 из 88 обязательств. Остальные этапы были перенесены на 2022 год из-за задержек в программе, связанных с пандемией COVID-19 .

Помимо NAC, федеральное участие в модернизации воздушного пространства также обеспечивают Консультативный комитет по передовой авиации, созданный в 2018 году как Консультативный комитет по дронам, и Консультативный комитет по исследованиям, разработкам и разработкам. Помимо федеральных консультативных комитетов, ФАУ поддерживает партнерские отношения с университетами и промышленностью через сообщества по интересам. и центры исследований и разработок, финансируемые из федерального бюджета .

В мае 2014 года ФАУ учредило Управление межведомственного планирования (IPO), которое с тех пор переименовало в Отдел по защите интересов и работе с заинтересованными сторонами NextGen для координации действий на уровне федерального правительства. ФАУ работает в основном с Министерством транспорта , Национальным советом по безопасности на транспорте , Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства , Министерством обороны , Министерством внутренней безопасности , Министерством внутренних дел , Министерством торговли и Консультативным советом по сохранению исторического наследия для обмена информацией и координации. политика. Авиационная кибербезопасность, беспилотные авиационные системы и погода NextGen — вот некоторые из приоритетных направлений.

Взаимодействие с международным авиационным сообществом посредством партнерства и гармонизации нормативных требований является основой инициативы глобального лидерства ФАУ. Международное отделение NextGen занимается координацией и обменом информацией с глобальными партнерами. Его конечная цель – обеспечить бесперебойную функциональную совместимость и гармонизацию, а также предоставить механизм, позволяющий сделать системы управления воздушным движением более безопасными и эффективными для поставщиков аэронавигационного обслуживания и пользователей воздушного пространства. ФАУ имеет международные соглашения с Европейским Союзом , Японией и Сингапуром о совместных исследованиях и разработках будущих систем воздушного движения. Международное отделение NextGen также участвует с Агентством по развитию торговли США в соглашениях и Министерством торговли США с Китаем , Бразилией и Индонезией .

В 2023 году ФАУ, Авиационное радио Таиланда, Управление гражданской авиации Сингапура , Бюро гражданской авиации Японии и компания Boeing подписали декларацию о намерениях по осуществлению многорегиональных операций на основе траектории (MR TBO), продемонстрировав приверженность реализации TBO вокруг мир. ФАУ и его партнеры по MR TBO также завершили шестидневную летную демонстрацию MR TBO. Этот новый способ управления воздушным пространством может снизить потребление топлива и выбросы углекислого газа на целых 10 процентов.

Согласование всех операций

Закон «Видение 100-го века повторного разрешения авиации» 2003 года включал идею о том, что все виды авиации будут адаптированы к модернизации Национальной воздушной системы (NAS). Поскольку с тех пор резко возрос рост нетрадиционных форм авиации, Федеральное управление гражданской авиации (ФАУ) приняло меры по адаптации новых операторов путем разработки концепций управления движением и оценки технологий для безопасного внедрения беспилотных авиационных систем, космических кораблей и других новых летательных аппаратов в авиационную деятельность. NAS без нарушения существующего трафика.

Беспилотные авиационные системы

Беспилотный летательный аппарат , широко известный как дрон, управляется пилотом на земле или автономно. Беспилотная авиационная система (БПЛА) включает в себя оборудование, например линии связи для управления самолетом, необходимое для безопасной и эффективной эксплуатации самолета. Беспилотные летательные аппараты подразделяются на пять групп по размеру и различаются по взлетной массе, рабочей высоте и скорости. Они имеют множество применений , включая грузовые и пассажирские перевозки.

ФАУ совместно с заинтересованными сторонами разрабатывает политику, процедуры и правила для обеспечения безопасной эксплуатации БПЛА. От первого сертификата летной годности гражданского беспилотного самолета, выданного ФАУ в 2005 году, до недавней демонстрации системы управления движением БПЛА в 2019 году, ФАУ достигло различных этапов на пути к интеграции БПЛА в Национальную систему воздушного пространства (NAS) по мере развития отрасли. .

В 2013 году агентство опубликовало первое издание «Интеграции гражданских беспилотных авиационных систем в дорожную карту национальной воздушно-космической системы». и одобрил операции БПЛА над людьми. В том же году ФАУ объявило о выборе шести государственных организаций для разработки исследовательских и испытательных площадок БПЛА: Университет Аляски, штат Невада, международный аэропорт Гриффисс в Нью-Йорке, Министерство торговли Северной Дакоты, Техасский университет A&M и Технологический институт Вирджинии. . Еще одним документом ФАУ, посвященным постоянному росту масштабов NAS, является Концепция управления движением БПЛА, которая была впервые опубликована в 2018 году и обновлена ​​в 2020 году.  

Консультативный комитет по дронам, позже переименованный в Консультативный комитет по передовой авиации, был создан в 2018 году для повышения безопасности и эффективности интеграции передовых авиационных технологий в NAS. В него входит ряд заинтересованных сторон авиационного сообщества, которые предоставляют независимые советы и рекомендации Министерству транспорта и ФАУ, а также отвечают на задачи ФАУ.

воздушная

Передовая воздушная мобильность (AAM) – еще один нетрадиционный сектор аэрокосмической отрасли, набирающий обороты. В 2021 году инвестиции в ААМ установили рекорд - более 7 миллиардов долларов. В августе 2022 года ФАУ установило правила, регулирующие операции AAM.

AAM предназначен для безопасной и эффективной интеграции высоко или полностью автоматизированных новых самолетов в NAS и авиационную экосистему с пилотом на борту или без него во время полета на высоте от 2000 до 5000 футов среднего уровня моря. Эти самолеты могут перевозить людей и грузы между местами с ограниченным или отсутствующим воздушным транспортом в городских, пригородных и региональных районах. ФАУ отвечает за сертификацию новых технологий и самолетов, разрабатываемых промышленностью, а также пилотов, которые на них летают. Инфраструктура для взлета и посадки, то, как они будут работать в NAS, а также участие общественности — это другие аспекты участия FAA.

Городская воздушная мобильность (UAM) - это категория AAM, которая охватывает в основном электрические самолеты с вертикальным взлетом и посадкой, выполняющие такие роли, как воздушные такси, машины скорой помощи и средства доставки небольших грузов в городах и вокруг них. Двигатели самолетов UAM с батарейным питанием могут обеспечивать эти услуги без потребления топлива, выбросов выхлопных газов и шума турбинных или поршневых двигателей винтокрылых аппаратов и самолетов.

ФАУ опубликовало свою первую концепцию операций UAM в 2020 году и выпустило обновленную версию в 2023 году. В 2022 году агентство также завершило первоначальную концептуальную архитектуру систем, план технической оценки и отчет об анализе эксплуатационных вариантов. В 2023 году ФАУ подписало соглашение с AFWERX, входящим в состав ВВС США, в попытке безопасно интегрировать самолеты AAM в НАН.

Ожидается, что операции AAM начнутся частично к 2025 году и полностью к 2028 году.

Операционная среда

Отрасли БПЛА и AAM хотят работать с дистанционными пилотами или без пилотов, обеспечивая большую степень автономии по мере развития отрасли, и ФАУ будет оценивать эти типы самолетов и связанные с ними технологии. ФАУ планирует обеспечить более сложные операции с участием дронов и самолетов AAM.

Интеграция БПЛА в NAS развивается до такой степени, что пилоту больше не нужно держать самолет в пределах видимости, что открывает потенциал для дистанционно пилотируемых операций. ФАУ оценивает операции за пределами прямой видимости для различных дронов весом более 55 фунтов, летающих на высоте более 400 футов, и одобрило полеты за пределами прямой видимости для трех компаний в 2023 году, что открывает новые возможности для операторов дронов, поскольку их самолеты могут преодолевать большие расстояния. Демонстрации в реальном времени помогут информировать заинтересованные стороны о потребностях пользователей в услугах связи, навигации и наблюдения.

ФАУ разрабатывает систему управления движением с использованием сторонних поставщиков услуг для БАС, AAM и самолетов в верхнем воздушном пространстве в дополнение к традиционным услугам воздушного движения ФАУ. Цель состоит в том, чтобы создать полностью интегрированную информационную среду во всей NAS. То, как управляются нетрадиционные полеты самолетов, обычно зависит от того, насколько высоко они летают.

От уровня земли до 400 футов

Дроны в воздушном пространстве на высоте до 400 футов над уровнем земли могут работать под управлением управления движением БПЛА (UTM), где они соответствуют установленным требованиям к производительности и совместно отделяются благодаря общей ситуационной осведомленности. Мониторинг урожая, поддержка пожаротушения и доставка посылок на короткие расстояния — вот примеры операций, которые могут выполняться в этом воздушном пространстве, не обслуживаемом традиционными службами воздушного движения.

Программа интегрированных возможностей UTM ФАУ устанавливает концепции, требования и варианты использования, связанные с UTM и системой управления полетной информацией (FIMS), для безопасного управления операциями БПЛА. Эта система работает в основном за счет обмена информацией между эксплуатантами и эксплуатантами и ФАУ о намерениях полета и ограничениях воздушного пространства.

FIMS предоставляет ФАУ доступ к данным UTM. Это поддержит растущие темпы доступа БПЛА к воздушному пространству и устранит необходимость в отказах. В рамках программы также будет продолжена разработка текущих стандартов для расширения исследований по предотвращению столкновений и требований для новой категории пользователей в среде UTM, чтобы обеспечить взаимодействие будущих систем с NAS.

В 2019 году ФАУ, НАСА и их партнеры продемонстрировали, как такая система может работать в будущем, в рамках пилотной программы, которая станет основой системы управления движением БПЛА.

До 60 000 футов

В воздушном пространстве на высоте до 60 000 футов среднего уровня моря (MSL) БПЛА получают традиционное обслуживание воздушного движения, где это необходимо. На высоте до 18 000 футов над уровнем моря операторы соблюдают как визуальные, так и инструментальные правила полета. Примеры использования в этом воздушном пространстве включают аварийный мониторинг и инспекцию. На высоте 18 000 футов над уровнем моря и выше операции БАС, такие как доставка крупных грузов, охрана границ и мониторинг погоды, выполняются только в соответствии с правилами полетов по приборам. ФАУ проанализировало полеты БПЛА в контролируемом воздушном пространстве и выяснило, что оно может управлять спросом, используя существующую автоматизацию.

Выше 60 000 футов

Воздушные суда, летящие на высоте более 60 000 футов над уровнем моря, совместно отделяются благодаря общей ситуационной осведомленности. Координация поставщиков аэронавигационного обслуживания для этих рейсов ограничена, некоторые из них могут представлять собой длительные полеты, поддерживающие интернет-услуги или исследования. Дирижабли и гиперзвуковые самолеты — примеры того, что может занять эти высоты.

Полетов на таких высотах было немного, потому что традиционные самолеты не предназначены для подъема на такую ​​высоту. В связи с ожидаемым увеличением спроса на пилотируемые и беспилотные полеты в верхнем воздушном пространстве ФАУ разработало концепцию безопасного и эффективного полета на высоте более 60 000 футов над уровнем моря. В нем описывается планирование полетов оператора, взаимодействие с авиадиспетчерской службой и управление непредвиденными обстоятельствами.

Технологии и возможности

ФАУ работает различными способами, чтобы помочь интегрировать беспилотные самолеты в Национальную систему воздушного пространства.

DroneZone

Логотип FADroneZone.

DroneZone — это официальный веб-сайт ФАУ для управления услугами дронов, включая регистрацию небольших беспилотных авиационных систем (БПЛА). DroneZone поддерживает сбор и обработку разрешений и отказов от использования воздушного пространства, эксплуатационных отказов и отчетов об авиационных происшествиях. Это полезная отправная точка для пилотов дронов, обладающих различными ресурсами для обеспечения ответственного использования дронов. ФАУ планирует разработать другие продукты и улучшить веб-сайт, например, предоставив единую точку доступа для всех модулей DroneZone, используемых сообществом БПЛА.

Разрешение и уведомление на малой высоте

В качестве формы обмена данными с БПЛА ФАУ создало возможность авторизации и уведомления на малых высотах (LAANC), которая автоматизирует процесс утверждения ФАУ пилотов-любителей для управления небольшими БПЛА в контролируемом воздушном пространстве.

Логотип ЛААНК

Впервые запущенный в качестве прототипа в 2017 году, LAANC упрощает и расширяет доступ к контролируемому воздушному пространству на высоте 400 футов или ниже, повышает осведомленность о том, где могут летать пилоты дронов, и информирует авиадиспетчеров о том, где и когда работают дроны. В 2022 году ФАУ выдало миллионное разрешение пилотам дронов.

ФАУ установило высоты, на которых и ниже которых БПЛА может быть предоставлено автоматическое разрешение. LAANC позволяет FAA и одобренным FAA компаниям обмениваться данными об ограничениях воздушного пространства и запросах пилотов. Компании известны как поставщики услуг БПЛА и разрабатывают настольные и мобильные приложения для обеспечения доступа к LANC пилотам дронов.

ФАУ ежегодно вводит новые возможности. По мере развития требований и правил эксплуатации ФАУ будет внедрять обновления для улучшения операций. Общая служба регистрации и мониторинга для LAANC развернута в 2022 году. Для обеспечения непрерывности предоставления услуг в 2023 году ФАУ перевело платформы DroneZone и LAANC в экосистему облачных сервисов FAA в рамках программы UAS Ecosystem Capabilities.

предотвращения

Бортовая система предотвращения столкновений X (ACAS X) обладает гибкостью и может использоваться новыми классами пользователей. Это может уменьшить количество ненужных предупреждений, выбрать альтернативные источники наблюдения и обеспечить выполнение процедур и операций в воздушном пространстве в будущем. Программа ACAS разделена на различные подгруппы для нескольких типов воздушных судов, включая ACAS sXu для небольших БПЛА и ACAS Xr для винтокрылых машин .

ACAS sXu — это модульная, настраиваемая и масштабируемая технология обнаружения и предотвращения дорожного движения. ACAS Xr расширяет возможности системы предотвращения столкновений за счет оптимизированной логики оповещения, учитывающей уникальные летные характеристики винтокрылых аппаратов. ФАУ будет работать с RTCA над разработкой минимальных стандартов эксплуатационных характеристик для обеих версий.

Удаленная идентификация

Правило удаленной идентификации требует, чтобы большинство дронов, работающих в воздушном пространстве США, имели возможность удаленной идентификации и передавали такую ​​информацию, как местоположение дрона и станция управления или место взлета, к 16 марта 2024 года. Remote ID помогает ФАУ, другим федеральным агентствам и правоохранительным органам найти станцию ​​управления, когда дрон летит небезопасно или находится там, где ему запрещено летать.

Удаленная идентификация дронов обеспечивает безопасность, необходимую для более сложных операций с дронами. Службы поддержки удаленной идентификации ФАУ следуют модели обмена данными с внутренними пользователями и другими государственными учреждениями, аналогичной LAANC, под названием DISCVR или «Информация о дроне для безопасности, соответствия, проверки и отчетности».

DISCVR предоставит возможности получать, сопоставлять, извлекать и распространять своевременную и полную информацию о БПЛА уполномоченным сотрудникам ФАУ и федеральным партнерам по безопасности с использованием информации Remote ID. Вспомогательные услуги включают аутентификацию и авторизацию пользователей, регистрацию и мониторинг служб, а также управление геопространственными данными.

В отчете Счетной палаты правительства США указано, что этот потенциал не реализуется в полной мере, поскольку правоохранительные органы не знают о нем и о том, как он может им помочь.

Космические операции

Космические операции продолжают расширяться. В 2023 году ФАУ безопасно осуществило 117 коммерческих лицензированных космических запусков и семь входов в атмосферу. ФАУ ищет способы улучшить управление космическими операциями, чтобы удовлетворить их текущий и прогнозируемый рост.

Чтобы обеспечить безопасность и защищенность во время коммерческих космических операций, ФАУ блокирует воздушное пространство на длительные периоды времени. Поскольку по всей стране расположены 14 коммерческих космодромов, имеющих лицензию ФАУ, сложные ограничения затрагивают все большее число пользователей NAS. Цель ФАУ состоит в том, чтобы безопасно максимально увеличить доступность воздушного пространства для поддержки космических операций, минимизируя при этом негативные последствия для других заинтересованных сторон NAS.

космических

ФАУ внедряет Интегратор космических данных (SDI), который представляет собой автоматизированный инструмент, который доставляет телеметрическую информацию, связанную с космическим кораблем, в командный центр системы управления воздушным движением ФАУ. ФАУ развернуло действующий прототип SDI для мониторинга местоположения и состояния ракет запуска и спускаемых аппаратов практически в реальном времени. SDI автоматически передает данные в систему управления транспортными потоками, систему поддержки принятия решений ФАУ.

Ожидается, что прототип повысит общую эффективность и безопасность управления воздушным движением за счет осведомленности о местонахождении космического корабля оператора, его траектории, потенциальных или фактических обломках и возвращении на Землю, одновременно сокращая ручной труд во время космических операций.

SDI может сократить продолжительность закрытия воздушного пространства вдвое: в среднем с более чем четырех часов на запуск до более чем двух часов. Сокращение случаев закрытия воздушного пространства уменьшит количество случаев изменения маршрутов, которые приводят к задержкам рейсов и увеличению расхода топлива. Ожидается, что использование SDI будет расти по мере расширения партнерских отношений с коммерческими космическими операторами. По состоянию на 2024 год ФАУ будет получать данные о запусках и входах космических аппаратов в атмосферу от трех компаний через SDI. Согласно текущему графику, внедрение финальной версии инструмента завершится в 2032 году.

Программное обеспечение для управления рисками и рисками

Аналогично SDI, проект FAA Space Integration Capabilities Hazard Volume поможет настроить и минимизировать ограничения воздушного пространства во время космических операций. ФАУ сможет более динамично управлять воздушным пространством, что приведет к уменьшению количества заблокированного воздушного пространства до и во время запуска и входа в атмосферу, а также сократит продолжительность закрытия воздушного пространства для других пользователей NAS по мере выполнения миссии.

Команда под руководством ФАУ продемонстрировала государственно-частный подход к космической интеграции, который использует динамически генерируемые опасные зоны. В 2021 году SpaceX сотрудничала с ФАУ в интересах общественной безопасности. Компания согласилась использовать прототип программного обеспечения для управления рисками и рисками для создания объемов информации об опасностях мусора с использованием оперативных данных во время миссии по прерыванию запуска в полете из Космического центра НАСА Кеннеди во Флориде.

Система модернизации автоматизации на маршруте на испытательном стенде NextGen во Флориде получила и отобразила объемы опасных веществ, произведенных SpaceX с помощью программного обеспечения. Демонстрация показала, что у ФАУ есть реальный способ безопасно и эффективно интегрировать операции космических аппаратов в NAS, одновременно удовлетворяя потребности других заинтересованных сторон и пользователей, таких как авиакомпании.

Проблемы

Проект NextGen находится на пути к завершению, но ФАУ решило множество проблем, чтобы добиться этого. Во многих случаях базовые системы устанавливаются как на самолетах, так и на земле. Функциональная совместимость воздушных и наземных систем, а также необходимость синхронизации оборудования и других отраслевых инвестиций с программами ФАУ были основной задачей. Необходимо разработать стандарты, правила и процедуры. При планировании реализации программы необходимо учитывать стоимость, график и технические характеристики. Принятие и поддержка заинтересованных сторон в таких областях, как оснащение и использование новых возможностей, должны быть постоянными, и все участвующие стороны — промышленность, федеральные агентства, правительственные партнеры и Конгресс — должны идти по одному и тому же пути вперед.

Финансирование

Закрытие правительства, увольнения, секвестр и отсутствие долгосрочного повторного разрешения затруднили планирование и реализацию усилий по модернизации. Непоследовательные годовые ассигнования вредят долгосрочному планированию. Крупное и сложное федеральное правительственное учреждение и непредсказуемые ассигнования в лучшем случае приведут к лишь спорадическим и постепенным изменениям.

Смета общих затрат NextGen увеличилась с 2004 финансового года. Согласно экономической оценке ФАУ на 2016 год, стоимость агентства до 2030 года составит 20,6 миллиарда долларов, что на 2,6 миллиарда долларов больше, чем ожидалось в 2012 году, и находится в пределах затрат Объединенного управления планирования и развития на 2007 год. От 15 до 22 миллиардов долларов.

Используя стандартные бюджетные категории, прогнозируемые затраты состояли из капитальных затрат из бюджета агентства на помещения и оборудование в размере 16 миллиардов долларов, расходов на исследования и другие расходы в статье бюджета агентства на исследования и разработки в размере 1,5 миллиарда долларов и операционных расходов в размере 3,1 миллиарда долларов. Из общей суммы по состоянию на 2014 год было инвестировано 5,8 млрд долларов.

Расходы с 2015 по 2030 год прогнозировались на уровне 14,8 миллиардов долларов. Общая оценка стоимости оборудования коммерческих самолетов в период с 2015 по 2030 год составила 4,9 миллиарда долларов, что на 500 миллионов долларов меньше, чем указано в бизнес-обосновании NextGen за 2014 год. Смета стоимости оборудования для самолетов авиации общего назначения — реактивных, турбовинтовых и поршневых двигателей — до 2030 года останется неизменной на уровне 8,9 миллиардов долларов. По состоянию на 2022 год правительство США потратило на NextGen более 14 миллиардов долларов. Ожидается, что к 2030 году затраты федерального правительства и промышленности составят не менее 35 миллиардов долларов.

Чтобы управлять NextGen с краткосрочными горизонтами финансирования, ФАУ внедряло улучшения меньшими порциями с большим количеством сегментов программы, чтобы обеспечить доступность. Генеральный инспектор Министерства транспорта выразил обеспокоенность по поводу практики ФАУ разделения своих программ на несколько сегментов и финансирования каждого сегмента в течение установленного периода времени или количества этапов, поскольку это может скрыть конечные затраты.

ФАУ управляет тремя «версиями» Национальной системы воздушного пространства: устаревшей системой NextGen и планом модернизации, который последует за NextGen. Нахождение в таком положении требует ресурсов, поскольку требования к устойчивому развитию и модернизации растут, но финансирование остается прежним.

Экипировка

Чтобы увеличить оснащенность оборудованием, ФАУ использовало комбинацию правил там, где это было необходимо, например, в отношении автоматического зависимого наблюдения и вещания (ADS-B), и стимулов, где это было выгодно, например, в отношении передачи данных (Data Comm), для достижения уровней оснащения, которые поддерживали экономическое обоснование приобретаемой системы.

Благодаря стимулам ФАУ и отраслевым расходам программа Data Comm превысила поставленную цель - оборудовать к 2019 году 1900 самолетов отечественных авиаперевозчиков. По состоянию на январь 2023 года в общей сложности 9184 находящихся в эксплуатации самолетов имели авионику Data Comm, что превысило цель ФАУ в 3800 единиц. самолеты будут оборудованы к концу 2023 года. По состоянию на январь 2023 года ни один региональный самолет не был оборудован для передачи данных. По состоянию на сентябрь 2022 года почти каждый воздушный транспортный самолет был оборудован для выполнения зональной навигации и некоторых процедур, требующих навигационных характеристик (RNP), но оборудование для других типов схем RNP ставки варьировались от 78 до 88 процентов. По состоянию на 1 января 2024 года в общей сложности 157 604 самолета в США были должным образом оборудованы для ADS-B, что составляет более 70 процентов зарегистрированных в США самолетов. Около 60 процентов самолетов оснащены дополнительной системой ADS-B In.

Чтобы в полной мере воспользоваться преимуществами операций на основе траектории, пользователи должны оборудовать необходимую авионику, включая навигацию, основанную на характеристиках, передачу данных и ADS-B In, и отрасль согласна с ценностью оборудования, несмотря на затраты. ФАУ и Консультативный комитет NextGen объединились для создания минимального списка возможностей, который охватывает связь, навигацию, наблюдение и отказоустойчивость. Список служит руководством по рекомендуемым минимальным возможностям самолетов и соответствующему оборудованию, необходимому для получения максимальной выгоды от инвестиций в NextGen и эксплуатационных улучшений.

Обучение

Внедрение операций на основе траектории потребует культурных изменений среди авиадиспетчеров и отрасли. Обучение и другие изменения человеческого фактора будут необходимы для авиадиспетчеров, пилотов, диспетчеров транспортных потоков и диспетчеров. Промышленности необходимо будет тесно сотрудничать с ФАУ, поскольку агентство переходит к этой новой форме управления воздушным движением. Чтобы максимизировать пропускную способность, авиакомпании и другие должны согласиться с тем, что пропускная способность и предсказуемость являются основными показателями, которые ФАУ будет использовать для оценки эффективности системы. Это может отличаться от традиционных показателей эффективности полетов, используемых авиакомпаниями, а в некоторых случаях даже противоречить им, включая сокращение задержек, сокращение путевых миль и снижение расхода топлива.

Операционная интеграция

Для достижения всех преимуществ NextGen необходима оперативная интеграция всех возможностей «воздух-земля». Благодаря интегрированному характеру NextGen многие из его составных систем взаимозависимы от одной или нескольких других систем. Например, управление на основе времени работает лучше всего, когда самолет может выполнять соответствующие навигационные процедуры. ФАУ внедряет системы через сегменты, которые, по мнению сообщества заинтересованных сторон, являются полезными и которые обеспечивают баланс затрат и выгод. ФАУ рассчитывает завершить внедрение всех основных запланированных систем к 2030 году, но не обеспечить полную интеграцию, необходимую для предоставления всех ожидаемых преимуществ NextGen.

Новые участники

ФАУ ищет пути безопасной и эффективной интеграции дронов, современных аэромобильных самолетов, коммерческих космических кораблей и других будущих самолетов в Национальную систему воздушного пространства (NAS) с минимальным воздействием на других пользователей NAS. Эти усилия включают определение необходимой поддержки автоматизации и безопасности, а также возможностей связи, навигации и наблюдения, которые учитывают уникальные летно-технические характеристики нетрадиционных самолетов. Ожидается, что технологии NextGen облегчат эту интеграцию.

Воздействие

Население вокруг аэропортов обеспокоено шумом. Навигация, основанная на характеристиках (PBN), создала концентрированный маршрут полетов в городах по всей территории Соединенных Штатов. Новые дороги часто уменьшают количество людей, подвергающихся воздействию шума, но те, кто испытывает шум, слышат его гораздо чаще. Влияние шума на здоровье, благополучие и экономический результат хорошо документировано. Чрезмерное воздействие шума может привести к трудностям в обучении у детей. снижение сердечно-сосудистого здоровья, и ухудшение качества жизни.

Конгресс создал коалицию для изучения проблем шума. В отчете Счетной палаты правительства о воздействии на окружающую среду в аэропортах указано, что изменения в траекториях полетов от NextGen повлияют на некоторые сообщества, которые ранее не подвергались или минимально подвергались воздействию авиационного шума, и подвергли их повышенному уровню шума. Эти уровни могут вызвать необходимость проведения экологической экспертизы, а также вызвать обеспокоенность общества. В отчете установлено, что устранение экологических последствий может задержать реализацию эксплуатационных изменений, и указано, что систематический способ борьбы с этими последствиями и возникающими в результате проблемами сообщества может помочь сократить такие задержки.

Что касается шума, ФАУ вновь сосредоточило свое внимание на информировании сообщества и привлечении пользователей авиации и граждан к участию в разработке навигационных процедур. ФАУ традиционно следовало процессу Закона о национальной экологической политике (NEPA) при разработке и реализации процедур. Однако в последние годы потребовалось более активное участие сообщества, особенно когда траектории полетов меняются из-за новых процедур PBN. В ФАУ заявили, что расширили участие общественности в информировании сообществ о том, как агентство разрабатывает процедуры и измеряет шум, а также прислушиваются к обеспокоенности жителей. ФАУ также работает с аэропортами, авиакомпаниями и общественными чиновниками, чтобы определить, как агентство может наилучшим образом сбалансировать стремление ФАУ к созданию более безопасных и эффективных маршрутов полетов с потребностями близлежащих сообществ.

Кибербезопасность

Кибербезопасность бросает вызов ФАУ как минимум в трех областях: защита информационных систем управления воздушным движением, охрана авионики самолетов, которые управляют самолетами и управляют ими, а также определение ролей и обязанностей в области кибербезопасности между несколькими офисами ФАУ. Отдел сотрудничества с заинтересованными сторонами ФАУ участвовал в Межведомственной основной кибергруппе (ICCT), возглавляемой совместно ФАУ, Министерством обороны и Министерством внутренней безопасности, с целью содействия сотрудничеству и лидерству федерального правительства в области авиационной кибербезопасности. Он применяет опыт, технологии и инструменты партнерских агентств в области кибербезопасности для общей выгоды, а также выявляет и оценивает уязвимости кибербезопасности в авиации и способы их уменьшения.

Управление межведомственного планирования, предшественник Отдела сотрудничества с заинтересованными сторонами, также создало две подгруппы ICCT — Киберучения и КиберНИОКР — для обеспечения того, чтобы межведомственные учения и исследования в области кибербезопасности приносили максимальную пользу. Учения Cyber ​​Guard подчеркивают недостатки в руководствах и политике в области кибербезопасности. Чтобы восполнить этот дефицит, ICCT и IPO совместно с Министерством обороны выступили спонсорами исследования руководящих указаний, политики, правил, полномочий и т. д. в области кибербезопасности. ФАУ внедряет архитектуру нулевого доверия для защиты эмитентов цифровых идентификационных данных от кибератак.

Пандемия

ФАУ предприняло шаги для защиты своих сотрудников от нового коронавируса, вызывающего COVID-19 , и ограничения его воздействия, включая максимальное использование удаленной работы. Поскольку внедрение невозможно осуществить полностью удаленно, пандемия замедлила развитие NextGen.

Критика

Проблемы, связанные с крупномасштабной модернизацией NAS, многочисленны, что приводит к изрядной доле критики, несмотря на самые благие намерения ФАУ и других организаций, участвующих в NextGen.

Прогресс

В мае 2017 года генеральный инспектор Министерства транспорта США Кэлвин Сковел сообщил Конгрессу, что, хотя NextGen прогрессирует, до полной реализации всех возможностей и реализации преимуществ еще далеко. Из 156 этапов, которые ФАУ сообщило как завершенные к марту 2017 года, большинство было связано с внедрением реклассификации следа и передачи данных (Data Comm) на вышках аэропорта. Предстоит провести значительную работу по развертыванию новых процедур навигации, основанной на характеристиках (PBN), для повышения эффективности использования воздушного пространства и увеличения скорости прибытия, разработки наземных технологий для повышения пропускной способности на переполненных взлетно-посадочных полосах и рулежных дорожках, а также установки системы связи для передачи данных на маршруте.

Чтобы продолжить продвижение к основным этапам программы, ФАУ необходимо было устранить ключевые области риска, которые существенно повлияли на реализацию, возможности и преимущества приоритетов модернизации. Признавая эти риски в приоритетных областях своего Консультативного комитета NextGen, ФАУ скорректировало свои планы и разработало трехлетний скользящий план совместной реализации, обновляемый в начале каждого финансового года, чтобы сосредоточиться на возможностях высокой эффективности и высокой готовности. ФАУ и отрасль также договорились о способах расширения взаимодействия по этим вопросам.

Счетная палата правительства (GAO) сообщила, что ФАУ медленно интегрирует дроны в национальную систему воздушного пространства и не имеет комплексной стратегии интеграции. Эксплуатанты также сталкиваются с трудностями при проведении сложных операций, поскольку ФАУ неясно, что от них требуется. В 2023 году GAO также отметило, что прогресс ФАУ был неравномерным, и предложило рекомендации по улучшению реализации.

Общение

Еще одна проблема заключается в том, что экономическое обоснование ФАУ не сообщает о диапазоне неопределенностей или сложных факторов, связанных с внедрением NextGen, Конгрессу, заинтересованным сторонам в авиации или путешествующим пассажирам, что ограничивает способность агентства устанавливать реалистичные ожидания в отношении преимуществ NextGen. ФАУ работает с промышленностью над оценкой потенциальных выгод от технологий NextGen и шагов, необходимых для их реализации.

С 2016 года ФАУ проанализировало преимущества более чем 10 возможностей на 60 объектах в партнерстве с авиационной отраслью через Объединенную аналитическую группу при Консультативном комитете NextGen. Некоторые реализации NextGen не приносят измеримых преимуществ, например общесистемное управление информацией.

В отчете Национального исследовательского совета за 2015 год «Обзор авиатранспортной системы следующего поколения» было обнаружено, что в этих усилиях упор делается на модернизацию устаревшего оборудования и систем — отход от первоначального видения, который не ясен всем заинтересованным сторонам.

Производительность

В отчете Лу Э. Диксона, бывшего главного помощника генерального инспектора по аудиту и оценке Министерства транспорта, крупные приобретения ФАУ с момента создания Организации воздушного движения по-прежнему неэффективны. Стоимость шести программ увеличилась в общей сложности на 692 миллиона долларов, а задержки графика составили в среднем 25 месяцев. Реализация этого подхода ФАУ привела к неясной и противоречивой отчетности об общих затратах, графиках и выгодах программы. Несмотря на реформы, несколько основных и системных проблем, в том числе чрезмерно амбициозные планы, меняющиеся требования, проблемы с разработкой программного обеспечения, неэффективное управление контрактами и программами, а также ненадежные оценки затрат и графиков, влияют на способность ФАУ внедрять новые технологии и возможности, которые имеют решающее значение для перехода на NextGen. .

Во время встречи с руководителями авиакомпаний вскоре после вступления в должность президент Дональд Трамп заявил, что администрация Обамы потратила более 7 миллиардов долларов на модернизацию системы и «полностью провалилась». Однако администратор ФАУ Майкл Уэрта заявил в своем выступлении, что NextGen уже предоставил льготы на сумму 2,7 миллиарда долларов и находится на пути к тому, чтобы предоставить еще более 157 миллиардов долларов к 2030 году. Уэрта также признал, что требования государственных закупок замедлили развертывание NextGen. С тех пор ФАУ пересмотрело текущую и прогнозируемую стоимость пособий. Управление генерального инспектора Министерства транспорта отметило, что ФАУ медленно добивается результатов, переоценивает ценность льгот и что отрасль считает, что ФАУ не обеспечивает прозрачности.

Архитектура системы

В отчете Национального исследовательского совета за 2015 год «Обзор авиатранспортной системы нового поколения» поясняется, что NextGen нуждается в четкой системной архитектуре — в дополнение к существующей корпоративной архитектуре — для управления ее развитием, управления рисками и реагирования на изменения. Чтобы создать эту архитектуру, ФАУ должно создать архитектурное сообщество, а также укрепить свой персонал в нескольких технических областях. В отчете также рассматривается включение кибербезопасности, беспилотных авиационных систем и человеческого фактора в архитектуру NextGen. Наконец, в отчете рассмотрены ожидаемые затраты и выгоды от NextGen, отмечено, что у авиакомпаний нет мотивации тратить деньги на NextGen, поскольку они получают мало прямых выгод и сталкиваются с неопределенностью графика.

Шум

Навигация, основанная на характеристиках (PBN) с путевыми точками на основе GPS, может снизить расход топлива, выбросы и воздействие шума для большинства сообществ, но объединенные траектории полета PBN также могут увеличить воздействие шума на людей, живущих под этими траекториями полета. Во многих населенных пунктах даже слышно воздушное движение над ранее тихими районами.

Изменения в навигации разозлили жителей, живущих в условиях повышенного шума из-за дополнительного движения транспорта, и они выступили против ФАУ. Несколько муниципалитетов подали иски. Среди пострадавших мегаполисов - Балтимор, Бостон, Шарлотт, Лос-Анджелес, Феникс, Сан-Диего и Вашингтон, округ Колумбия. Некоторые члены сообщества считают, что усилия по снижению шума над домами нужно было предугадать до того, как изменения в навигации NextGen вступили в силу, и что эти решения оказались полным провалом со стороны ФАУ и его бывшего администратора Майкла Уэрты .

Комитет, которому было поручено рекомендовать способы снижения шума самолетов в Калифорнии, проголосовал за новую траекторию полета, аналогичную той, которая действовала до изменения, внесенного ФАУ в марте 2015 года. Это улучшит, а не устранит модификации NextGen. Некоторые схемы полетов не были изменены в районе Вашингтона, округ Колумбия, после того, как ФАУ получило отзывы сообщества, хотя изменения, внесенные NextGen, по-прежнему считались проблемой и не изменяли уровень шума в этом районе.

Приватизация

Перед встречей по обсуждению приватизации управления воздушным движением сотрудники Комитета по транспорту и инфраструктуре Палаты представителей США в мае 2017 года направили членам комитета письмо, в котором отметили 35-летнее наследие неудачной модернизации управления воздушным движением, включая NextGen. В письме говорится, что ФАУ первоначально описывало NextGen как фундаментально меняющую способы управления воздушным движением. Однако в 2015 году Национальный исследовательский совет объяснил, что NextGen в том виде, в котором он реализуется в настоящее время, не носит широко трансформационного характера и представляет собой набор программ для реализации набора дополнительных изменений в Национальной системе воздушного пространства (NAS).

Критика NextGen привела к возобновлению усилий по реформированию управления воздушным движением при поддержке администрации Трампа путем передачи этой функции от правительства некоммерческой независимой организации, управляемой профессиональным советом директоров. Приватизация была попыткой ускорить темпы модернизации NAS и поддерживается Airlines for America , отраслевой торговой организацией ведущих авиакомпаний США. Однако сообщество авиации общего назначения сопротивляется этому, поскольку это может увеличить их эксплуатационные расходы. В 2018 году ведущий сторонник приватизации член палаты представителей Билл Шустер прекратил свои усилия, поскольку она не получила достаточной поддержки, несмотря на двухпартийную поддержку среди законодателей, представителей промышленности и профсоюзов.

Будущее

В Законе о повторном разрешении ФАУ от 2024 года датой окончания работы офиса NextGen ФАУ и работы этого офиса является 31 декабря 2025 года. Все незавершенные программы NextGen будут переданы в новый офис модернизации воздушного пространства.

Опираясь на NextGen, а также поддерживая операции на основе траектории, следующая инициатива ФАУ по модернизации Национальной системы воздушного пространства США будет сосредоточена на информации. В 2022 году ФАУ опубликовало «Карту будущего авиации: видение информационно-центрической национальной системы воздушного пространства», чтобы начать обсуждение того, что будет после NextGen. Эта инициатива направлена ​​на внедрение инновационных технологий в полностью интегрированную информационную среду для всех типов операций, от самого маленького дрона до самого большого космического корабля. Это видение охватывает три области: эксплуатация, инфраструктура и интегрированное управление безопасностью.

Ссылки

В этой статье использованы общедоступные материалы из Информационный бюллетень . Федеральное управление гражданской авиации .

Внешние ссылки

• Офис ФАУ NextGen
• Анимированная раскадровка FAA NAS
• Взаимодействие с сообществом ФАУ
• Видео ФАУ NextGen