Будущая аэронавигационная система

Воздуха Система навигации Будущая ( FANS ) представляет собой бортовое оборудование системы , которая обеспечивает прямую линию передачи данных связи между пилотом и авиадиспетчером . Связь включает диспетчерские разрешения, запросы пилотов и отчеты о местоположении. ^[1] В самолетах семейства Airbus A320, оборудованных FANS-B , блок обслуживания воздушного движения (ATSU) и радиостанция VHF Data Link (VDR3) в стойке авионики и два блока управления и индикации канала передачи данных (DCDU) в кабине позволяют летный экипаж должен читать и отвечать на сообщения по линии передачи данных между диспетчером и пилотом (CPDLC), полученные с земли. ^[2]

Обзор ВЕНТИЛЯТОРОВ [ править ]

В мировой системе управления воздушным движением по-прежнему используются компоненты, определенные в 1940-х годах после встречи 1944 года в Чикаго, на которой было положено начало созданию Международной организации гражданской авиации (ИКАО). Эта традиционная система УВД использует аналоговые радиосистемы для связи, навигации и наблюдения (CNS) воздушных судов .

Возможности управления воздушным движением по контролю за самолетами быстро уступили место развитию полета как способа передвижения. Стремясь улучшить авиационную связь, навигацию, наблюдение и управление воздушным движением, были созданы стандарты ИКАО для будущей системы, эта интегрированная система известна как будущая аэронавигационная система (FANS) и позволяет диспетчерам играть более пассивную роль в мониторинге. использование повышенной автоматизации и спутниковой навигации.

В 1983 году ИКАО учредила специальный комитет по будущей аэронавигационной системе (FANS), которому было поручено разработать эксплуатационные концепции будущего управления воздушным движением (ОрВД). Отчет FANS был опубликован в 1988 году и заложил основу для будущей отраслевой стратегии в отношении банкоматов через цифровую CNS с использованием спутников и каналов передачи данных. Затем началась работа по разработке технических стандартов, необходимых для реализации концепции FANS.

В начале 1990-х годов компания Boeing анонсировала продукт FANS первого поколения, известный как FANS-1. Это было основано на ранних технических работах ИКАО по автоматическому зависимому наблюдению (ADS) и линии передачи данных между диспетчером и пилотом (CPDLC) и реализовано в виде программного пакета на компьютере управления полетом Boeing 747-400 . Он использовал существующую спутниковую связь ACARS ( служба Inmarsat Data-2) и был нацелен на операции в южно-тихоокеанском регионе. Первоначально развертывание FANS-1 было оправдано улучшением выбора маршрута и тем самым уменьшением расхода топлива.

Блок управления и индикации канала передачи данных (DCDU) на Airbus A330 , пилотный интерфейс для отправки и получения сообщений CPDLC .

Аналогичный продукт (FANS-A) позже был разработан Airbus для самолетов A340 и A330 . Boeing также расширил диапазон поддерживаемых самолетов, включив в него Boeing 777 и 767 . Вместе эти два продукта вместе известны как FANS-1 / A . Основными отраслевыми стандартами, описывающими работу продуктов FANS-1 / A, являются ARINC 622 и EUROCAE ED-100 / RTCA DO-258. И новый Airbus A380, и Boeing 787 имеют возможность FANS-1 / A.

В настоящее время услуги УВД предоставляются воздушным судам, оборудованным FANS 1 / A, в других океанических воздушных пространствах, например в Северной Атлантике. Однако, хотя многие известные недостатки FANS-1 / A в отношении его использования в воздушном пространстве с высокой плотностью движения были устранены в более поздних версиях продукта (FANS-1 / A +), он никогда не был полностью принят для использования в континентальном воздушном пространстве. Работа ИКАО продолжилась после того, как было объявлено о FANS-1, и продолжилась разработка концепций CNS / ATM. Стандарт ИКАО для CPDLC с использованием сети авиационной электросвязи (ATN) является предпочтительным для континентального воздушного пространства и в настоящее время внедряется в основном европейском воздушном пространстве Евроконтролем.Агентство по программе LINK2000 +. Обязательная перевозка системы, соответствующей требованиям ИКАО, теперь регулируется Правилом реализации (для самолетов, летящих выше эшелона полета 280), изданным Европейской комиссией . Это правило допускает использование FANS-1 / A дальнемагистральными самолетами. Все остальные пользователи воздушного пространства должны соответствовать требованиям ИКАО.

Несколько поставщиков предоставляют продукцию, совместимую с ATN / CPDLC ИКАО. Продукт Airbus, соответствующий требованиям ICAO, для семейства A320 известен как FANS-B. Rockwell Collins , Honeywell и Spectralux предоставляют продукты, соответствующие требованиям ИКАО, для самолетов Boeing, таких как Boeing 737 и 767 , а Boeing 787 также будет поддерживать связь в соответствии с требованиями ICAO ATN / CPDLC. Основными стандартами, описывающими работу продуктов, соответствующих требованиям ИКАО, являются Техническое руководство ИКАО, документы ИКАО 9705 и 9896, Eurocae ED-110B / RTCA DO-280B и Eurocae ED-120 / RTCA DO-290.

Фон [ править ]

Самолеты эксплуатируются двумя основными способами; положительный контроль и процедурный контроль.

Положительный контроль используется в областях, где есть радар, и поэтому обычно называется радарным контролем . Диспетчер «видит» самолеты в зоне управления и использует голос VHF, чтобы дать указания летному экипажу для обеспечения эшелонирования. Поскольку местоположение самолетов обновляется часто и своевременный голосовой контакт в диапазоне УКВ, стандарты эшелонирования (расстояние, на которое одно воздушное судно должно быть отделено от другого) ниже. Это связано с тем, что авиадиспетчер может распознавать проблемы и своевременно выдавать корректирующие указания нескольким самолетам. Стандарты эшелонирования определяют количество самолетов, которые могут занимать определенный объем воздушного пространства.

Процедурный контроль используется в районах (океанических или наземных), где нет радара. Концепция FANS была разработана для повышения безопасности и эффективности самолетов, эксплуатируемых под процедурным контролем. В этом методе используются основанные на времени процедуры для разделения воздушных судов. Стандарт эшелонирования определяется точностью сообщаемых местоположений, периодичностью отчетов о местоположении и своевременностью сообщения о вмешательстве. Процедурное разделение, не относящееся к FANS, использует инерциальные навигационные системы для определения местоположения, голосовые отчеты летного экипажа о местоположении (и времени следующей точки пути) и высокочастотное радио для связи. Системы INS имеют ошибку, вызванную дрейфом после начальной настройки. Эта ошибка может достигать 10 миль (19 км).

ВЧ радиосвязь включает в себя связь с оператором ВЧ, который затем расшифровывает сообщение и отправляет его соответствующему поставщику услуг УВД. Ответы от поставщика услуг УВД поступают к радисту ВЧ, который связывается с самолетом. Качество передачи голоса при соединении часто низкое, что приводит к повторяющимся сообщениям. Радист ВЧ тоже может быть насыщен запросами на связь. Это приводит к процедурам, при которых самолеты разделяются на расстояние до 100 миль (190 км) по горизонтали, 10 минут в следе и 4000 футов (1200 м) по высоте. Эти процедуры сокращают количество самолетов, которые могут выполнять полеты в данном воздушном пространстве. Если рыночный спрос подталкивает авиакомпании к одновременному выполнению полетов по заданному маршруту, это может привести к перегрузке воздушного пространства, которая устраняется задержкой вылета или разделением самолетов по высоте.Последнее может привести к очень неэффективной работе из-за более длительного времени полета и повышенного расхода топлива.

УВД с использованием ВЕНТИЛЯТОРОВ [ править ]

Концепция FANS предполагает усовершенствования системы связи, навигации и наблюдения (CNS).

Улучшения связи [ править ]

Это повлекло за собой переход от голосовой связи к цифровой связи. В частности, в качестве средства связи использовался ACARS. Это позволило улучшить приложение. На самолете размещалось приложение, известное как канал передачи данных между диспетчером и пилотом (CPDLC). Это позволяет летному экипажу выбирать из меню стандартной связи УВД , отправлять сообщение и получать ответ. На земле существует одноранговое приложение для авиадиспетчера. Они могут выбирать из набора сообщений и отправлять сообщения в самолет. Летный экипаж ответит WILCO, STANDBY или REJECT. Текущий стандарт доставки сообщений в одну сторону составляет менее 60 секунд.

Улучшения навигации [ править ]

Это предполагает переход от инерциальной навигации к спутниковой с использованием спутников GPS. Это также ввело понятие фактических навигационных характеристик (ANP). Ранее летные экипажи уведомлялись о системе, используемой для расчета местоположения (только радиоприемники или инерциальные системы). Из-за детерминированного характера спутников GPS (геометрия созвездия) навигационные системы могут вычислять ошибку наихудшего случая на основе количества настроенных спутников и геометрии этих спутников. (Примечание: он также может характеризовать потенциальные ошибки в других режимах навигации). Таким образом, усовершенствование не только обеспечивает более точное местоположение самолета, но и предупреждает летный экипаж, если фактические навигационные характеристики не удовлетворяют требованиям.требуемые навигационные характеристики (RNP).

Улучшения наблюдения [ править ]

Это предполагает переход от голосовых отчетов (основанных на инерциальном положении) к автоматическим цифровым отчетам. Приложение известно как ADS-C (автоматическое зависимое наблюдение, контракт). В этой системе авиадиспетчер может установить «контракт» (программное обеспечение) с навигационной системой самолета, чтобы автоматически отправлять отчет о местоположении на определенной периодической основе - например, каждые 5 минут. Контроллер также может установить договор об отклонении, который будет автоматически отправлять отчет о положении, если определенное боковое отклонение было превышено. Эти контракты заключаются между органами УВД и системами самолета, поэтому у летного экипажа нет нагрузки, связанной с настройкой.

Процедурный контроль ВЕНТИЛЯТОРОВ [ править ]

Улучшения CNS позволяют использовать новые процедуры, снижающие стандарты эшелонирования для воздушного пространства, контролируемого FANS. В южной части Тихого океана они нацелены на 30/30 (это 30 миль (56 км) в поперечном направлении и 30 морских миль (56 км) по следу). Это имеет огромное значение для пропускной способности воздушного пространства.

История [ править ]

ИКАО [ править ]

Международная организация гражданской авиации (ИКАО) первая разработала концепцию высокого уровня , начиная с началом Специального комитета по будущей навигационным системам Air в 1983 г. Окончательный доклад был выпущен в 1991 году с целью выпущенных в 1993 году.

Тихоокеанские инженерные испытания [ править ]

FANS в том виде, в каком мы его знаем сегодня, был основан в 1991 году с Pacific Engineering Trials (PET). Во время этих испытаний самолеты установили в свои блоки ACARS приложения, которые автоматически сообщали бы о местоположении. Эти испытания продемонстрировали потенциальные преимущества для авиакомпаний и руководителей воздушного пространства.

Реализация [ править ]

United Airlines , Cathay Pacific , Qantas и Air New Zealand обратились в компанию Boeing в 1993 году с просьбой, чтобы компания Boeing поддержала разработку возможностей FANS для самолета 747-400. Boeing работал с авиакомпаниями над разработкой стандарта, который будет управлять интерфейсом между самолетами, поддерживающими FANS, и поставщиками услуг воздушного движения. Разработка авиационных систем с функцией FANS шла одновременно с усовершенствованиями наземной системы УВД , необходимыми для ее работы. Эти доработки были сертифицированы (на самолете QANTAS) 20 июня 1995 г.

И Boeing, и Airbus продолжают развивать свои реализации FANS, Boeing для FANS-2 и Airbus для FANS-B. Тем временем Airbus представил некоторые усовершенствования для FANS-A, теперь называемого FANS-A +. Различные наземные системы были построены, в основном, АТС организаций, взаимодействовать с FANS-1 / A .

Команда взаимодействия FANS [ править ]

Группа совместимости FANS (FIT) была создана в южной части Тихого океана в 1998 году. Целью этой группы является мониторинг производительности сквозной системы, выявление проблем, определение проблем и обеспечение их решения. В его состав входят производители планеров, поставщики авионики, поставщики услуг связи и поставщики аэронавигационных услуг. С этого времени группы FIT были созданы в других регионах.

Поставщики услуг [ править ]

Клиенты, эксплуатирующие воздушные суда, должны подключить свои воздушные суда с функцией FANS 1 / A как к ATN (сеть авиационной электросвязи), так и к спутниковой сети Iridium и / или Inmarsat . Операторы коммерческих самолетов обычно подключают свой парк дальнемагистральных авиалайнеров и имеют специальный персонал для мониторинга и обслуживания спутниковой и наземной связи, в то время как операторы бизнес-самолетов и военных самолетов связываются с такими компаниями, как AirSatOne, чтобы ввести систему в эксплуатацию в первый раз, провести тестирование функциональности и предоставить текущие услуги. поддерживать. AirSatOne предоставляет расширенные услуги FANS 1 / A через систему Flight Deck Connect ^[3]портфель продуктов. Flight Deck Connect включает в себя подключение к спутникам Iridium и / или Inmarsat для FANS 1 / A (через Datalink ) и службы безопасности голосовой связи ^[4], а также вспомогательные услуги ( AFIS / ACARS), такие как информация о погоде, состоянии двигателя / планера. и отчеты о неисправностях.

Оперативное одобрение [ править ]

Некоторые из более продвинутых поставщиков услуг, такие как AirSatOne и ARINC, предлагают услуги тестирования FANS 1 / A. Если воздушное судно оснащено оборудованием FANS 1 / A либо в соответствии с сертификатом типа, либо в процессе STC, оборудование должно продемонстрировать соответствие AC 20-140B для эксплуатационного утверждения. В качестве примера AirSatOne предлагает тестирование через спутниковую сеть и сеть ATN для поддержки функциональности FANS 1 / A в соответствии с RTCA DO-258A / ED-100A и предоставляет отчеты об испытаниях в соответствии с требованиями RTCA DO-258A / ED-100A, RTCA DO. -306 / ED-122 и Консультативный циркуляр FAA AC 20-140B. ^[5] AirSatOne также обеспечивает первый ввод системы в эксплуатацию на каждом воздушном судне, тестирование неисправностей и предполетное техническое обслуживание для проверки функциональности FANS 1 / A ежемесячно или перед полетом в среде FANS.

Вехи [ править ]

20 июня 1995 года Qantas B747-400 (VH-OJQ) стал первым самолетом, сертифицировавшим комплект Rolls-Royce FANS-1 посредством дистанционной сертификации типа (RTC) в Сиднее, Австралия. За ним последовал первый коммерческий рейс из Сиднея в Лос-Анджелес 21 июня. Впоследствии Air New Zealand сертифицировала пакет General Electric FANS-1, а United Airlines - пакет Pratt & Whitney FANS-1.

24 мая 2004 г. Boeing Business Jet совершил первый рейс в Северную Атлантику на бизнес-джете, оборудованном FANS. Самолет приземлился на Европейской конвенции и выставке деловой авиации (EBACE) в Женеве, Швейцария. Беспосадочный восьмичасовой перелет протяженностью 4000 морских миль (7400 км) из международного аэропорта Гэри / Чикаго в Гэри, штат Индиана, был частью испытания движения в Северной Атлантике, проведенного Центральным агентством мониторинга FANS (FCMA).

В августе 2010 года Aegean Airlines стала первой авиакомпанией, взявшей на себя обязательство обновить свой парк Airbus A320 с помощью модифицированной системы FANS-B +, предлагаемой Airbus . ^[6]

См. Также [ править ]

• Связь между диспетчером и пилотом по линии передачи данных
• ВЕНТИЛЯТОРЫ-1 / А
• Система адресации и передачи сообщений для воздушных судов (ACARS)
• Сеть авиационной электросвязи (ATN)
• Автоматическое зависимое наблюдение - трансляция

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

• FANS-1 / A Введение
• Информационная страница FANS
• Программа European Link 2000+