Система предупреждения о приближении к земле ( GPWS ) - это система, предназначенная для предупреждения пилотов, если их самолет находится в непосредственной опасности врезаться в землю или препятствие. США Федеральное управление гражданской авиации (FAA) определяет GPWS как тип системы предупреждения местности осведомленности (TAWS). [1] Более совершенные системы, представленные в 1996 году, [2] известны как улучшенные системы предупреждения о приближении к земле ( EGPWS ), современный тип TAWS.
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. [3]
Начиная с начала 1970-х годов, в ряде исследований изучалась частота несчастных случаев, связанных с CFIT. [3] 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 FAA потребовало, чтобы на всех крупных турбинных и турбореактивных самолетах было установлено одобренное TSO оборудование GPWS. [3] [4]
Международная организация гражданской авиации ООН (ИКАО) рекомендовала установить GPWS в 1979 году [5].
Дональд Бейтман , инженер канадского происхождения, разработал GPWS, и ему приписывают его изобретение. [6]
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. [3] Мандат распространяется на самолеты, изготовленные после 29 марта 2002 года. [7]
Эффекты и статистика
До разработки GPWS с крупными пассажирскими самолетами приходилось 3,5 фатальных авиационных происшествия CFIT в год, а в 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 из-за авиакатастрофы в воздушном пространстве США. . [8]
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 аэропорта нет в его базе данных, или даже всей EGPWS в целом [9], по- прежнему оставляют воздушные суда уязвимыми для возможных инцидентов CFIT. В апреле 2010 года самолет Ту-154М ВВС Польши разбился под Смоленском, Россия, в результате возможной аварии CFIT [10], в результате чего погибли все пассажиры и экипаж, включая президента Польши Леха Качиньского . [11] [12] [13] [14] Самолет был оборудован системой TAWS производства Universal Avionics Systems из Тусона. [11] По данным Межгосударственного авиационного комитета России, система TAWS была включена. [15] Однако аэропорта, где самолет собирался приземлиться (Смоленск (XUBS)), нет в базе данных TAWS. [16] [17] В январе 2008 года самолет польских ВВС Casa C-295M 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. [18]
Коммерческий самолет
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:
- Чрезмерная скорость снижения («СКОРОСТЬ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ» «ПОДТЯГИВАНИЕ») [Примечание 1]
- Чрезмерная скорость перекрытия местности ("ПУТЕШЕСТВИЕ" "ТЯНУТЬ")
- Потеря высоты после взлета или с настройкой большой мощности («НЕ ТОНИТЕ»)
- Небезопасный просвет («СЛИШКОМ НИЗКИЙ - ПЛОЩАДКА» «СЛИШКОМ НИЗКИЙ - ШЕСТЕРНЯ» «СЛИШКОМ НИЗКИЙ - КЛАПАНЫ»)
- Чрезмерное отклонение ниже глиссады ("GLIDESLOPE")
- Чрезмерно крутой угол крена («УГОЛ НАБЕРЕГА»)
- Защита от сдвига ветра ("WINDSHEAR")
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 закрытия 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. [ необходима цитата ]
Инциденты
В коммерческих и авиационных операциях существуют предписанные законом процедуры, которые необходимо соблюдать в случае появления предупреждения или предупреждения EGPWS. Оба пилота должны отреагировать и действовать соответствующим образом после подачи предупреждения. Капитану из Индонезии было предъявлено обвинение в непредумышленном убийстве за несоблюдение этих процедур. [20]
Авиация общего назначения
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. [21]
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 радиолокационного высотомера , 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 ожидается столкновение, может быть подано предупреждение из кабины. Это тип системы, установленной на самолетах, таких как Eurofighter Typhoon . [22] Федеральное управление гражданской авиации США также провело исследование по адаптации трехмерного военного вектора тяги для восстановления гражданских реактивных лайнеров после катастроф. [23]
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 и 652 KIAS (750 миль в час) Auto-GCAS обнаружил, что самолет собирался врезаться в местность, и произвел автоматическое восстановление, спасая жизнь пилоту. [24]
Смотрите также
- Рейс 123 JAL
- Акронимы и сокращения в авионике
- Рейс 603 Aeroperú
- Рейс 901 авиакомпании Air New Zealand
- Системы предотвращения столкновений самолетов (БСПС)
- Система безопасности движения в аэропорту (AMASS)
- ASDE-X - оборудование для обнаружения поверхности в аэропорту , модель X
- Рейс 965 American Airlines
- Рейс 703 авиакомпании Ansett New Zealand , авария CFIT, связанная с неисправностью GPWS
- " Сука Бетти "
- Электропроводные системы управления
- Рейс 518 авиакомпании Santa Barbara Airlines
- Рейс 228 South African Airways
- ТЕРПРОМ
- Система предотвращения столкновений (TCAS)
- Рейс 514 TWA
- Рейс 812 авиакомпании Air India Express
Заметки
- ^ В некоторых системах GPWS (обычно на более старых) шум, часто называемый «крик», может звучать дважды перед звуковым предупреждением «ПОДЪЕМ».
Рекомендации
- ^ http://rgl.faa.gov/Regulatory_and_Guidance_Library/rgAdvisoryCircular.nsf/0/7ca84861d31651a5862569b2006dbcfe/$FILE/ATTOVW46/AC23-18.pdf
- ^ «Расширенная система предупреждения о приближении к земле (EGPWS) - Honeywell Aerospace Engineering» . 1.honeywell.com. Архивировано из оригинального 2 -го октября 2011 года . Проверено 17 октября 2011 года .
- ^ a b c d Примечание. Исходный текст скопирован из Циркуляра AC23-18 ФАА США [1] . Поскольку произведение является произведением правительства США, авторское право на произведение отсутствует, и оно может свободно копироваться и, таким образом, включено сюда. Дополнительный или сокращенный текст и форматирование, не включенные в оригинал, были добавлены сюда для ясности и акцента.
- ^ (§§ 121.360 и 135.153) (39 FR 44439, 18 декабря 1974 г.)
- ^ Личность Flight Aerospace Industry Awards 1999
- ^ «Изобретайте сейчас | Зал славы | Поиск | Профиль изобретателя» . Invent.org. 8 марта 1932 года Архивировано из оригинального 27 сентября 2011 года . Проверено 17 октября 2011 года .
- ^ «Раздел 121.354 - Система оповещения и предупреждения о местности» . Федеральное управление гражданской авиации . Проверено 29 апреля 2007 года .
- ^ Сабатини, Николай. «Понижающее давление на уровень аварийности» . Федеральное управление гражданской авиации . Проверено 19 марта 2009 года .
- ^ " " Lotniska w Smoleńsku mogło nie być w bazie GPWS "- Польша - Информация - портал TVN24.pl - 27.04.2010" . Tvn24.pl. 27 апреля 2010 . Проверено 17 октября 2011 года .
- ^ Вацлав Радзивинович, Москва, штат Мичиган (19 апреля 2010 г.). "Śledztwo. Jak doszło do katastrofy" . Wyborcza.pl . Проверено 17 октября 2011 года .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
- ^ а б Левин, Алан (13 апреля 2010 г.). «Устройство вызывает вопросы в польской аварии» . USA Today .
- ^ "Ту-154 миал системы остшегания. Не задзял?" . Твп.Инфо. 15 апреля 2010 . Проверено 17 октября 2011 года .
- ^ "Smolot prezydenta nie miał prawa się rozbić!" . Fakt.pl . Проверено 17 октября 2011 года .
- ^ "Wprost 24 - Nie było nacisków na załogę Tu-154, zapis czarnych skrzynek będzie upubliczniony" . Wprost.pl. 16 апреля 2010 . Проверено 17 октября 2011 года .
- ^ «Архивная копия» . Архивировано из оригинального 25 марта 2010 года . Проверено 24 апреля 2010 года .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
- ^ Корпорации, Универсальные системы авионики. «Универсальная авионика - страница ошибок» (PDF) . www.uasc.com . Архивировано из оригинального (PDF) 17 июля 2011 года . Проверено 24 апреля 2010 года .
- ^ Корпорации, Универсальные системы авионики. «Универсальная авионика - страница ошибок» (PDF) . www.uasc.com . Архивировано из оригинального (PDF) 18 сентября 2017 года . Проверено 24 апреля 2010 года .
- ^ «АСН Авиационная катастрофа CASA C-295M 019 Miroslawiec AB» . Aviation-safety.net . Проверено 17 октября 2011 года .
- ^ «Историко-технический стандарт» . rgl.faa.gov .
- ^ Томас, Джеффри (6 февраля 2008 г.). «ATW: Капитан аварии Джокьякарта арестован по обвинению в непредумышленном убийстве» . Atwonline.com . Проверено 29 апреля 2019 года .
- ^ «AeroWorldNet (tm) - AlliedSignal разрабатывает новый EGPWS, дисплей для рынка авиации общего назначения [17 мая 1999 г.]» . AeroWorldNet. 17 мая 1999 года Архивировано из оригинала 6 января 2012 года . Проверено 17 октября 2011 года .
- ↑ Eurofighter Typhoon - BAE SYSTEMS представляет первое предупреждение о приближении к земле Eurofighter Typhoon. Архивировано 3 февраля 2008 г. на Wayback Machine.
- ^ "Управление полетом с многоосевым вектором тяги против предотвращения катастрофических отказов", отчеты в Департамент транспорта США / FAA, Технический центр, ACD-210, FAA X88 / 0 / 6FA / 921000/4104 / T1706D, FAA Res. Бенджамин Гал-Ор, Грант № 94-G-24, CFDA, № 20.108, 26 декабря 1994 г .; "Вектор движения, сверхманевренность и самолет-робот", Бенджамин Гал-Ор, Springer Verlag, 1990, ISBN 0-387-97161-0 , 3-540-97161-0.
- ^ «Auto-GCAS спасает потерявшего сознание пилота F-16 - рассекреченные кадры USAF» . Aviationweek.com .
Внешние ссылки
- К. Дональд Бейтман в Национальном зале славы изобретателей
- Капитан Гаруда игнорирует предупреждения EGPWS
- AeroWorldNet - Стоимость EGPWS в 1999 г.
- Нисходящее давление на количество авиационных происшествий - выступление Николаса А. Сабанти, заместителя администратора FAA по безопасности полетов
- Eurofighter Typhoon - BAE SYSTEMS представляет первый истребитель Eurofighter Typhoon с системой предупреждения о приближении к земле
- Видеоклипы EGPWS - несколько профессиональных видеоклипов, демонстрирующих усовершенствованный GPWS.
- Страница FlitePartners об установках EGPWS от STC
- Boeing 727 GPWS объяснил на понятных схемах
- Веб-сайт Honeywell Aerospace EGPWS
- Звуковые сигналы предупреждения из кабины —planecrashinfo.com