Система предупреждения о близости земли - Ground proximity warning system

GPWSMode2.svg

Система предупреждения о приближении к земле ( GPWS ) - это система, предназначенная для предупреждения пилотов, если их самолет находится в непосредственной опасности столкновения с землей или препятствием. США Федеральное управление гражданской авиации (FAA) определяет GPWS как тип системы предупреждения местности осведомленности (TAWS). Более совершенные системы, представленные в 1996 году, известны как улучшенные системы предупреждения о приближении к земле ( EGPWS ), современный тип TAWS.

История

Основная статья: Система предупреждения о местности § История

В конце 1960-х годов серия происшествий с управляемым полетом на землю (CFIT) унесла жизни сотен людей. Авария CFIT - это авария, при которой правильно функционирующий самолет под управлением полностью квалифицированного и сертифицированного экипажа врезался в местность, воду или препятствия без видимой осведомленности со стороны экипажа.

Начиная с начала 1970-х годов, в ряде исследований изучалась частота несчастных случаев, связанных с CFIT. Результаты этих исследований показали, что многих таких аварий можно было бы избежать, если бы использовалось устройство предупреждения, называемое системой предупреждения о приближении к земле (GPWS). В результате этих исследований и рекомендаций Национального совета по безопасности на транспорте США (NTSB) в 1974 году Федеральное управление гражданской авиации потребовало, чтобы на всех крупных турбинных и турбореактивных самолетах было установлено одобренное TSO оборудование GPWS.

Международная организация гражданской авиации ООН (ИКАО) рекомендовала установить GPWS в 1979 году.

Дональд Бейтман , инженер канадского происхождения, разработал GPWS, и ему приписывают его изобретение.

В марте 2000 года Федеральное управление гражданской авиации США внесло поправки в правила эксплуатации, чтобы требовать, чтобы все зарегистрированные в США самолеты с газотурбинным двигателем и шестью или более пассажирскими креслами (за исключением сидений пилота и второго пилота) были оборудованы утвержденными FAA TAWS. Мандат распространяется на самолеты, произведенные после 29 марта 2002 года.

Эффекты и статистика

До разработки GPWS большие пассажирские самолеты были вовлечены в 3,5 несчастных случая со смертельным исходом в результате CFIT в год, а к середине 1970-х годов их число составляло 2 в год. В отчете за 2006 год говорилось, что с 1974 года, когда Федеральное управление гражданской авиации США обязало большие самолеты нести такое оборудование, до момента написания отчета не было ни одного погибшего пассажира в авиакатастрофе в результате крушения крупного самолета CFIT в воздушном пространстве США. .

После 1974 года все еще происходило несколько аварий, связанных с CFIT, которые GPWS не могла предотвратить из-за «слепого пятна» тех ранних систем GPWS. Были разработаны более совершенные системы.

Более старый TAWS, или деактивация EGPWS, или игнорирование его предупреждений, когда аэропорт отсутствует в его базе данных, или даже вся EGPWS в целом, по-прежнему оставляют воздушные суда уязвимыми для возможных инцидентов CFIT. В апреле 2010 года самолет Туполев Ту-154М польских ВВС разбился под Смоленском, Россия, в результате возможной аварии CFIT погибли все пассажиры и экипаж, включая президента Польши Леха Качиньского . Самолет был оборудован системой TAWS производства компании Universal Avionics Systems из Тусона. По данным Межгосударственного авиационного комитета России, TAWS была включена. Однако аэропорта, где самолет собирался приземлиться (Смоленск (XUBS)), нет в базе данных TAWS. В январе 2008 года самолет Casa C-295M польских ВВС разбился в результате аварии CFIT недалеко от Мирославца, Польша, несмотря на то, что он был оснащен EGPWS; звуки предупреждений EGPWS были отключены, а командир воздушного судна не прошел надлежащую подготовку с помощью EGPWS.

Коммерческий самолет

Спецификации FAA содержат подробные требования к тому, когда в кабине должны звучать определенные предупреждения.

Система контролирует высоту самолета над землей, определяемую радиолокационным высотомером . Затем компьютер отслеживает эти показания, вычисляет тенденции и предупреждает летный экипаж визуальными и звуковыми сообщениями, если самолет находится в определенных определенных конфигурациях полета («режимах»).

Доступны следующие режимы:

  1. Чрезмерная скорость снижения («СКОРОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ» «ПОДТЯГИВАНИЕ»)
  2. Чрезмерная скорость перекрытия местности ("ПЕРЕДАЧА" "ТЯНУТЬ")
  3. Потеря высоты после взлета или с настройкой большой мощности («НЕ ТОНИТЕ»)
  4. Небезопасный просвет («СЛИШКОМ НИЗКИЙ - ПЛОЩАДЬ» «СЛИШКОМ НИЗКИЙ - ШЕСТЕРНЯ» «СЛИШКОМ НИЗКИЙ - КЛАПАНЫ»)
  5. Чрезмерное отклонение ниже глиссады ("GLIDESLOPE")
  6. Чрезмерно крутой угол крена («УГОЛ НАБЕРЕГА»)
  7. Защита от сдвига ветра ("WINDSHEAR")
  8. Считывание высоты самолета над землей при посадке ("2500" "2000" "1000" "500" "400" "300" "200" "100" "50" "40" 30 "" 20 "). Вызов самолета Airbus «МИНИМУМ» обычно составляет от 400 до 300 футов, в то время как самолет Boeing выкрикивает «МИНИМУМЫ ПРИБЛИЖЕНИЯ» до достижения 2500 футов.

У традиционного GPWS есть слепое пятно. Поскольку он может собирать данные только непосредственно под самолетом, он должен предсказывать будущие особенности местности. Если есть резкое изменение местности, например крутой уклон, GPWS не обнаружит скорость сближения самолета, пока не станет слишком поздно для уклонения.

В конце 1990-х годов были разработаны усовершенствования, и теперь система называется «Усовершенствованная система предупреждения о приближении к земле» (EGPWS / TAWS ). Система сочетается с всемирной цифровой базой данных о местности и использует технологию глобальной системы позиционирования (GPS). Бортовые компьютеры сравнивают текущее местоположение с базой данных о местности Земли. Дисплей местности дает пилотам визуальную ориентацию на высокие и низкие точки рядом с самолетом.

Улучшения программного обеспечения EGPWS направлены на решение двух общих проблем; никакого предупреждения, а также запоздалый или неправильный ответ.

Без предупреждения

Основная причина возникновения CFIT без предупреждения GPWS - короткая посадка. Когда шасси опущено и посадочные закрылки раскрыты, GPWS ожидает, что самолет приземлится, и поэтому не выдает предупреждения. Однако GPWS может также выйти из строя из-за короткого замыкания. 26 сентября 1997 года рейс 152 компании Garuda Indonesia врезался в холмистую местность, в результате чего погибли все 222 пассажира и 12 членов экипажа на борту. Несмотря на то, что самолет приближался к местности, GPWS не сработала, хотя шасси и закрылки не были раскрыты. EGPWS представляет функцию Terrain Clearance Floor (TCF), которая обеспечивает защиту GPWS даже в конфигурации посадки.

Позднее предупреждение или неправильный ответ

Возникновение предупреждения GPWS обычно происходит во время высокой рабочей нагрузки и почти всегда удивляет летный экипаж. Почти наверняка самолет находится не там, где, по мнению пилота, должен быть, и в этих обстоятельствах реакция на предупреждение GPWS может быть запоздалой. Время предупреждения также может быть коротким, если самолет летит на крутой местности, поскольку направленный вниз радиовысотомер является основным датчиком, используемым для расчета предупреждения. EGPWS улучшает осведомленность о местности и время предупреждения за счет введения функции отображения ландшафта и защиты базы данных Terrain Look Ahead.

Инциденты

В коммерческих и авиаперевозках существуют предписанные законом процедуры, которые необходимо соблюдать в случае появления предупреждения или предупреждения EGPWS. Оба пилота должны отреагировать и действовать соответствующим образом после того, как будет выдано предупреждение. Капитану из Индонезии было предъявлено обвинение в непредумышленном убийстве за несоблюдение этих процедур.

Авиация общего назначения

Основная статья: Типы TAWS § TAWS

TAWS оборудование не требуется США FAA в самолетах с поршневым двигателем, но дополнительное оборудование классифицируется как TAWS типа C может быть установлено. В зависимости от типа эксплуатации, TAWS требуется устанавливать только на самолет с турбинным двигателем с шестью или более пассажирскими креслами.

Уменьшенная и менее дорогая версия EGPWS была разработана AlliedSignal (теперь объединена с Honeywell ) для авиации общего назначения и частных самолетов.

Быстрый военный самолет

Для быстрых военных самолетов высокая скорость и малая высота, на которых часто можно летать, делают традиционные системы GPWS непригодными, так как мертвая зона становится критической частью. Таким образом, требуется усовершенствованная система, принимающая данные не только от радиовысотомера , но и от инерциальной навигационной системы (INS), глобальной системы позиционирования (GPS) и системы управления полетом (FCS), используя их для точного прогнозирования траектории полета. самолета на расстояние до 5 миль (8,0 км) впереди. Затем используются цифровые карты местности и препятствий для определения вероятности столкновения, если самолет не поднимется на заданном заранее заданном уровне ускорения . Если прогнозируется столкновение, может быть подано предупреждение из кабины. Это тип системы, установленной на самолетах, таких как Eurofighter Typhoon . Федеральное управление гражданской авиации США также провело исследование по адаптации трехмерного военного вектора тяги для восстановления гражданских реактивных лайнеров после катастроф.

5 мая 2016 года военная система GPWS под названием « Автоматическая система предотвращения столкновений с землей» (Auto-GCAS), установленная на борту F-16, сделала драматическое спасение после того, как пилот-стажер потерял сознание из-за чрезмерных перегрузок во время базовой тренировки по маневрированию истребителя. В положении носа вниз приблизительно 55 градусов на высоте 8760 футов (2670 м) и 652 KIAS (750 миль / ч или 1210 км / ч) Auto-GCAS обнаружил, что самолет собирался удариться о землю, и выполнил автоматическое восстановление, спасая пилота. жизнь.

Смотрите также

Примечания

использованная литература

внешние ссылки