Программа Capstone

Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью , добавив цитаты из надежных источников . Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. Поиск источников:  «Capstone Program»  -  новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR ( декабрь 2014 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

Программа Capstone была финансируемой правительством США программой обеспечения безопасности полетов для штата Аляска , в первую очередь ориентированной на сельские районы штата. Благодаря этим совместным усилиям Федерального авиационного управления (FAA), Ассоциации пилотов Аляски, коммерческих операторов, Университета Аляски , корпорации MITER , некоторых производителей авионики и отдельных пилотов количество авиационных происшествий в восточной части Аляски снизилось примерно на 40%. . ^[1]

Программа работала с 1999 по 2006 год, когда FAA включило ее в национальную программу автоматического зависимого наблюдения (ADS – B).

Фон [ править ]

Аляска - самый большой штат США по площади, но один из самых маленьких по численности населения. В конце 1990-х каждый 58 человек в штате был пилотом, на каждые десять пилотов приходилось шесть самолетов. ^[2] В условиях очень ограниченной инфраструктуры автомагистралей и железных дорог авиация стала важной - и в большинстве мест единственной - транспортной системой. Однако жизненно важная инфраструктура, поддерживающая авиацию, не соответствовала стандартам, обычно ожидаемым или встречающимся в других странах США.

Суровые условия Аляски способствовали средних одного авиационного происшествия каждого дня, и один несчастному случаю , связанным с летальностью каждых девять дней. Более одной трети ежегодных авиационных происшествий в США происходит на Аляске, и более десяти процентов профессиональных пилотов, работающих там, не выдержат тридцатилетней карьеры.

История [ править ]

Предложение и разработка программы полета 2000 [ править ]

В начале 1997 года Федеральное управление гражданской авиации США (FAA) начало разработку предложения под названием «Flight 2000». Это предложение предусматривало быстрое развертывание и полевую демонстрацию передовых возможностей авионики , ведущую к внедрению режима свободного полета . Предложение не было хорошо принято всеми сегментами авиационной промышленности, и отраслевой комитет по свободному полету RTCA (Радиотехническая комиссия по аэронавтике) одобрил пересмотренный подход, который включал большинство программных мероприятий Flight 2000. Пересмотренный подход был задокументирован в «Совместной правительственной / отраслевой дорожной карте по совершенствованию работы в режиме свободного полета».

В регионе Аляски рейс 2000 служил «краеугольным камнем» для многих дополнительных инициатив, обеспечивая общий зонтик для планирования, координации, сосредоточения внимания и руководства в отношении развития будущей Национальной системы воздушного пространства (NAS). Несколько дополнительных «технологических» инициатив в поддержку Flight 2000 рекомендованы в исследовании безопасности Аляски, проведенном Национальным советом по безопасности на транспорте (NTSB) в марте 1995 года , неразрывно связанном с предыдущим предложением. Например, дополнительные авиационные системы наблюдения за погодой, которые NTSB потребовал на Аляске, полагаются на элемент системы полетной информации Flight 2000 для предоставления пилоту информации, полученной через канал передачи данных.

Ключевой целью Flight 2000 было ускорение внедрения и использования современных технологий; однако неопределенность, связанная с этой программой, фактически замедлила переход. Несколько установщиков авионики на Аляске сообщили, что клиенты, желающие приобрести GPS-оборудование, откладывают инвестиции, ожидая рейса 2000.

Реализация программы [ править ]

На Аляске Capstone объединила несколько инициатив для координации между FAA, сообществом и промышленностью. Capstone обрисовал процесс и объем модернизации операционной инфраструктуры за счет аэропортов , метеорологической продукции, средств связи и систем на базе GPS.

Основная цель заключалась в повышении безопасности на Аляске при одновременном повышении эффективности для операторов. Многие аварии можно было бы исключить за счет улучшения ситуационной осведомленности как пилотов, так и диспетчеров . По этой причине регион Аляски поддержал усилия по усовершенствованию NAS и превращению его в полигон для новых технологий. Исследование 112 авиационных происшествий с авиаперевозчиками за трехлетний период на Аляске показало, что современные технологии могут повысить уровень безопасности на 38%.

Программа улучшения эксплуатационных характеристик свободного полета (FFOEP) определила девять улучшений. Хотя полевое развертывание этих усовершенствований не планировалось начать на Аляске до  2000 финансового года , ограниченное раннее развертывание было в пределах досягаемости и весьма желательно. Считалось, что раннее развертывание положительно скажется на безопасности полетов, создаст инфраструктуру, позволяющую разработать начальные процедуры, ознакомит летные экипажи , диспетчеров и установщиков авионики с современным оборудованием и концепциями, а также решит вопросы и процедуры сертификации до фактического начала эксплуатации. оценка FFOEP. Раннее развертывание также послужит для проверки общей концепции, определенной в совместной дорожной карте правительства и промышленности.

В течение 1999 финансового года программа "Capstone" региона Аляски связала воедино три из девяти основных элементов, определенных в "Совместной правительственной / отраслевой дорожной карте по усовершенствованию режима свободного полета", с двумя инициативами в области безопасности полетов, проведенными в марте 1995 года NTSB Alaska Safety Study. В Project Capstone включены следующие операционные усовершенствования:

• система полетной информации для специального использования воздушного пространства, погоды, сдвига ветра , NOTAM (извещения для пилотов) и отчеты пилотов
• экономически эффективный управляемый полет с землей (CFIT) с помощью графического отображения местоположения
• улучшенные правила визуального полета (VFR) "видеть и избегать"

Концепция проведения реальной демонстрации этих и других возможностей на Аляске была первоначально предложена для включения в программу Flight 2000 FAA.

В регионе Аляски определены следующие элементы FFOEP и соответствующие улучшения безопасности NTSB для ограниченного развертывания в 1999 финансовом году:

• Программа Capstone в регионе Аляски объединила несколько инициатив, некоторые из которых продолжаются, некоторые были предложены, чтобы сделать летающее сообщество более безопасным и эффективным, одновременно проверяя развертывание и работу технологий в центре Вефиля и его окрестностях. Он поддерживает усилия по планированию программы FFOEP, разработанной Специальным комитетом RTCA, обеспечивая рентабельный и действенный метод демонстрации процессов реализации программы.
• В Анкоридже был открыт полевой офис Capstone , который подотчетен региональному администратору Аляски за планирование, координацию и реализацию проекта. Инфраструктура, временные процедуры и процессы сертификации будут разрабатываться совместно с ответственными за них соответствующими подразделениями региона Аляски. Оснащение оценочного самолета будет добровольным, при этом программа Capstone возьмет на себя расходы на оснащение и сертификацию. Capstone построила инфраструктуру, совместимую с FFOEP, что позволило продолжить разработку и оценку процедур, ведущую к общей модернизации.

Программа Capstone состояла из двух этапов в разных географических районах Аляски. Фаза I, задуманная в 1998 г. и реализованная в 1999 г., была сосредоточена в районе дельты Юкон – Кускоквим (Y – K) на юго-западе Аляски. Фаза II, начавшаяся в 2001 году, охватывала Юго-Восточную Аляску. Этап III будет реализован по всему штату с использованием технологий, разработанных и испытанных на этапах I и II.

Фаза I [ править ]

Район Y – K Delta на юго-западе Аляски, являющийся центром деятельности Capstone в рамках Фазы I, представляет собой большую часть штата с точки зрения транспортной инфраструктуры. Никакие дороги не соединяли более пятидесяти деревень на территории в 100 000 квадратных миль (260 000 км ² ), и даже внутри деревень было мало дорог. В общине Вефиль , авиационном узле и крупнейшем поселении в этом районе, было всего 15 миль (24 км) в основном грунтовых дорог.

В рамках этапа I парк небольших коммерческих самолетов оценивал преимущества технологий в области безопасности во время повседневных операций на Аляске. Самолет был оснащен GPS-приемниками, поддерживающими правила полета по приборам (IFR), системой передачи данных с приемопередатчиком универсального доступа (UAT), которая обеспечивала автоматическое зависимое наблюдение - вещание (ADS – B), и службой полетной информации.(FIS), включая погоду в реальном времени и многофункциональный дисплей (MFD), отображающий местность, другие самолеты ADS – B, графику погоды и текстовые данные. Комплект авионики был установлен на 200 самолетах, которые использовались для рейсов, чартерных рейсов и почтовых рейсов на юго-западе Аляски. Авионика улучшила ситуационную осведомленность пилота с основной целью предотвращения управляемого полета над землей (CFIT) и авиационных происшествий.

Отсутствие пригодной для использования инфраструктуры ППП и РЛСпокрытие в сочетании с суровыми погодными условиями привело к высокому уровню аварий CFIT на Аляске. Пилоты, вылетающие в пункты назначения только по ПВП с намерением поддерживать визуальное разделение с землей или водой, продолжали лететь к месту назначения после столкновения с неблагоприятными погодными условиями, которые обычно связаны с полетами по приборам. Функция распознавания местности авионикой Capstone обеспечивала возможность определения близости земли. Функция ландшафта отображала рельеф местности на интуитивно понятном цветном дисплее с высоким разрешением, используя черный, зеленый, желтый и красный цвета, чтобы указать близость местности к самолету. Авионика непрерывно отслеживала высоту самолета, положение на основе GPS, путевую скорость, маршрут полета и сравнивала эти данные со встроенной базой данных.высоты местности. На дисплее автоматически отображается информация о местности для пилота, если самолет приближается к земле в пределах двух минут.

На втором месте после аварий CFIT были столкновения в воздухе. Capstone стремилась решить эту проблему, используя технологию ADS – B для уменьшения столкновений в воздухе. Самолеты, оснащенные ADS – B, непрерывно передают свое местоположение независимо от того, летят они или рулят по поверхности аэропорта. ADS – B, отображаемый на многофункциональном дисплее, давал пилотам четкое представление о других транспортных средствах ADS – B вокруг них. Когда самолет Capstone направлялся в зону обслуживания радара, например, в Анкоридже, функция, называемая « Служба информации о движении - широковещательная передача» (TIS – B), также отображала на MFD воздушные суда без ADS – B.

Сеть наземных станций передачи данных была установлена ​​на одиннадцати существующих военных объектах FAA и совместного использования в регионе Фазы I и подключена через существующие системы связи к Центру управления воздушным движением в Анкоридже . Существующая система автоматического радиолокационного слежения Micro Enroute (Micro-EARTS) была запрограммирована на отображение целей ADS – B на дисплеях авиадиспетчеров, совмещенных с радиолокационными целями. Отчеты о местоположении самолетов ADS – B были также доступны диспетчерам воздушного движения в аэропорту Вефиля и эксплуатантам коммерческих самолетов через Интернет для целей наблюдения за полетом.

В рамках первоначальной инициативы Capstone FAA закупило, установило и обслужило авионику в течение 5-летнего оценочного периода. В свою очередь, участники помогли программе, предоставив данные оценки, чтобы можно было идентифицировать и задокументировать преимущества для безопасности и эксплуатации. Право собственности на авионику перешло к участвующим операторам в декабре 2004 года. Первоначальная оценка была сосредоточена на доступных средствах для уменьшения CFIT и предоставления пилоту улучшенных средств для наблюдения за близлежащим движением и получения текущей погоды в кабине.

Программа Capstone предусматривала обучение пилотов, операторов, инспекторов безопасности, специалистов по управлению воздушным движением и технических специалистов, чтобы обеспечить получение максимальной пользы от оценочной деятельности. Для поддержки этой технологии были подготовлены и опубликованы 19 автономных схем захода на посадку с использованием неточных приборов с использованием GPS для взлетно-посадочных полос десяти удаленных деревенских аэропортов в районе оценки этапа I. Кроме того, в этих аэропортах была установлена автоматизированная система наблюдения за погодой (AWOS), чтобы позволить авиаперевозчикам использовать новые схемы захода на посадку по приборам с неточной GPS.

Естественные границы дельты Y – K ограничивали работу большинства участвующих самолетов в этом районе с Бетелем в качестве рабочего узла, а также ограничивали зону действия радара ниже 6000 футов (от уровня моря). Capstone предоставила инфраструктуру IFR для Вефиля и девяти дополнительных аэропортов в дельте Y – K, а также сделала возможным покрытие ADS – B, подобное радару, по всей территории. Чтобы позволить службам воздушного движения (ОВД) использовать ADS – B в нерадарной среде Бетеля, оборудование Центра управления воздушным движением в Анкоридже было модифицировано для отображения данных ADS – B вместе с имеющимся радаром на дисплее авиадиспетчера.

Чтобы задокументировать результаты, Кэпстон ​​заручился помощью Университета Аляски в Анкоридже (UAA) и корпорации MITER . Университет задокументировал базовый уровень текущих операций, а также отслеживал, оценивал и документировал улучшения по мере их появления. UAA также провела обучение экипажа на авионике Capstone. Первоначальные результаты показали, что благодаря программе Capstone количество несчастных случаев сократилось на 40 процентов.

Фаза II [ править ]

Этот раздел необходимо обновить . Обновите эту статью, чтобы отразить недавние события или новую доступную информацию. ( Август 2016 г. )

В рамках Фазы II программа Capstone сконцентрировала усилия на территории юго-восточной Аляски с ограниченным рельефом местности. Опять же, в партнерстве с авиационной отраслью Capstone работал над повышением безопасности полетов и улучшением доступа в эту зону, используя уроки, извлеченные из программы этапа I в дельте Y – K, а также внедряя другие технологии для дальнейшего улучшения возможностей наблюдения и навигации. Фаза II также включала демонстрацию технологии, направленной на снижение вероятности происшествий с несанкционированным выездом на ВПП . В дополнение к CFIT и проблемам в воздухе одним из важнейших элементов, необходимых на юго-востоке Аляски, была пригодная для использования инфраструктура IFR.

Юго-восточная Аляска - это очень суровая среда, состоящая из гор и океана. Лесные острова образуют знаменитый Внутренний проход штата . Во многих областях океан достигает подножия высоких величественных гор, увенчанных ледниками и ледяными полями . Хотя добраться до большинства населенных пунктов на юго-востоке можно на лодке, длительное время в пути делает его непрактичным для повседневного и аварийного использования. Менее чем двухчасовое путешествие из Кетчикана в Джуно по воздуху требует шестнадцати часов на лодке, а путешествие на пароме из Беллингема, Вашингтон, в Джуно, Аляска, занимает более 50 часов.

Более 45 сообществ разбросаны по всей Юго-Восточной Аляске, на островах и на материке. Столица Джуно - самая большая из них. Только три города, Хейнс , Хайдер и Скагуэй , доступны по шоссе Аляска-Канадское шоссе . Даже они из-за длительной поездки зависят от авиации в большинстве своих транспортных потребностей.

Полеты в этом районе сильно отличались от условий местности. Altitude Минимальное En Route (MEA) дыхательных путей , как правило , были выше высот , что общий воздушный флот самолетов может безопасно летать , не сталкиваясь условий обледенения, даже летом.

Для устаревших средств навигации на маршруте требовались наземные площадки, где было электричество и доступ обслуживающей бригады. Эта наземная система привела к традиционной структуре маршрута по ППП, которая не была оптимизирована для местности или типичных пользователей небольших самолетов на юго-востоке Аляски. Технологией, которая изменила это и разместила маршруты и подходы там, где они были необходимы, на малых высотах над фьордами , стала система расширения зоны действия (WAAS).

Базовая служба GPS не соответствовала требованиям к точности, доступности и целостности (способность системы своевременно предупреждать пользователей или отключаться, когда ее не следует использовать для навигации), критически важным для безопасности полета. Суть оценки навигационной системы - ее «доступность». Система, которая не соответствует установленным стандартам точности, целостности или другим характеристикам, в действительности недоступна для использования, хотя даже необработанный сигнал GPS на Аляске был лучше, чем унаследованные системы FAA. Традиционная система кругового обзора (VOR) и автоматический радиопеленгатор (ADF) наземного базирования на маршруте имеет коэффициент готовности 98,5%. Сигнал GPS имел доступность около 99,9% и был доступен на гораздо более широкой территории.

Возможность приема сигнала WAAS повышает базовую точность GPS примерно до 7 метров (23 футов) по вертикали и горизонтали, повышает доступность системы за счет использования гео ^{( расширенное сокращение ),} несущих навигационные данные, и предоставляет важную информацию о целостности всей группировки GPS.

WAAS предоставляет критически важную для безопасности навигационную систему, которая позволит программе Capstone проектировать воздушные трассы и подходы там, где они могут быть лучше всего использованы авиационной отраслью на юго-востоке Аляски. Capstone использовала приемники WAAS на всех участвующих самолетах. Сигнал WAAS стал основой для новых маршрутов и процедур по ППП, которые были разработаны для обслуживания низколетящих самолетов на всей территории Юго-Восточной Аляски. Первые проверочные полеты авиакомпании Harris Air, расположенной в Ситке, Аляска , состоялись в марте 2005 года и закончились одобрением FAA.

WAAS предоставил гарантии безопасности, необходимые для создания новой системы навигации и управления воздушным движением в США, основанной на более рентабельной спутниковой технологии. Уровень доступности сигнала WAAS, который был доступен в течение нескольких лет для некритического использования, составляет 99,999%. ^{[ необходима цитата ]}

Capstone работал с программным офисом WAAS, чтобы помочь обеспечить сигнал WAAS для оборудования Phase II Capstone. Сертификация и первоначальная установка авионики Capstone Phase II WAAS состоялась в 2002 году.

Внедрение возможностей навигации и наблюдения на основе WAAS также потребовало новых нормативных положений. 13 марта 2003 года Федеральное авиационное управление США (FAR), часть 97, одобрило Федеральное управление гражданской авиации (FAA), разрешающее навигацию по ППП по маршруту на Аляске, основанную исключительно на спутниковых технологиях, без привязки к наземным радионавигационным станциям.

Также были разработаны и нанесены на карту новые маршруты WAAS для обслуживания всего штата Аляска. Конфликт внутри Организации воздушного движения привел к тому, что маршруты WAAS были выведены из строя, а затем удалены из общедоступных карт. ^{[ необходима цитата ]}

Конец [ править ]

В 2006 году FAA включило проект Alaskan Capstone в национальную программу автоматического зависимого наблюдения - вещание (ADS – B). ^[3]

Ссылки [ править ]