В авиации наземного контролируемый подхода ( GCA ), является одним из видов услуг , предоставляемых контроллерами воздушного движения в результате чего они управляют самолетом к безопасной посадке, в том числе в неблагоприятных погодных условиях, на основании первичных радиолокационных изображений. Чаще всего GCA использует информацию либо от радара точного захода на посадку (PAR, для точных заходов на посадку с вертикальным наведением по глиссаде), либо с радара наблюдения аэропорта (ASR, обеспечивающего заход на посадку с помощью неточного радара наблюдения без наведения по глиссаде). Термин GCA может относиться к любому типу захода на посадку с наземным радаром, например, PAR, PAR без глиссады или ASR. [1]Когда дается как вертикальное, так и горизонтальное наведение от PAR, заход на посадку называется точным заходом на посадку. Если глиссада PAR не указана, даже если оборудование PAR используется для бокового наведения, это считается неточным заходом на посадку.
История [ править ]
Ранние эксперименты [ править ]
Концепция GCA была первоначально разработана физиком-ядерщиком Луисом Альваресом . Родом из Калифорнийского университета в Беркли , в 1941 году Альвереса пригласили присоединиться к недавно открытой радиационной лаборатории Массачусетского технологического института . «RadLab» была сформирована для разработки радиолокационных систем на основе магнетрона резонатора , открытого им британскими изобретателями во время миссии Тизард в конце 1940 года. К тому времени, когда Альверес прибыл в Бостон , RadLab уже разработала прототип нового противотанкового магнетрона. - авиационная РЛС, известная как ХТ-1. XT-1 имел возможность автоматически отслеживать выбранную цель после "захвата".. Серийные версии XT-1 начнутся поставки в 1944 году как знаменитый SCR-584 . [2]
Альверес также был пилотом легких самолетов и знал о проблемах с посадкой самолетов в плохую погоду. Он быстро спросил, можно ли использовать XT-1 для этой роли; будучи привязанным к одному самолету, оператор радара мог читать показания радара и давать инструкции пилоту, чтобы они перебрались в точку, близкую к взлетно-посадочной полосе. 10 ноября 1941 года он получил время на XT-1 и успешно измерил позицию приземляющегося самолета с необходимой точностью. Весной 1942 года XT-1 был переведен в Элизабет-Сити, Северная Каролина , где посадочная площадка простиралась над устьем реки Паскуотанк . Здесь система продемонстрировала свою неспособность отличить самолет от его отражения от воды. [2]
Новые сканеры [ править ]
XT-1 был основан на концепции конического сканирования , которая значительно увеличивает угловую точность радара за счет поворота луча вокруг конусообразной диаграммы примерно на 15 градусов в поперечнике. Это заставляло луч периодически перемещаться по воде, когда он был направлен близко к горизонту, что часто происходило при приближении самолета к земле. [2]
В мае 1942 года была разработана новая методика, сочетающая в себе радар наблюдения за аэропортом (ASR) S-диапазона, который доставил самолет в общую зону аэропорта, и второй радар X-диапазона, радар точного захода на посадку (PAR), с отдельными антенны для вертикального и горизонтального наведения, которые были перемещены таким образом, чтобы не было видно земли. [2]
Первый образец новой системы, известный как Mark I, начал испытания в ноябре 1942 года. В еще более усовершенствованной версии, Mark II, механические сканирующие антенны были заменены волноводным «сжимающим блоком», который выполнял такое же сканирование без перемещения антенн. Mark II также представил «расширенные индикаторы положения частичного плана» [2], которые позже были заменены более простым названием «бета-сканирование».
Первые заказы [ править ]
К тому времени, когда Mark II был готов, ВВС армии США уже широко развернули систему посадки по приборам (ILS) SCS-51 для этой роли, и они не проявили интереса к новой системе. Однако в июне 1942 года Управление научных исследований и разработок все же заказало десять экземпляров, передав контракт компании Gilfillan Brothers в Лос-Анджелесе. [2]
Между тем, испытания с Mark I. В ноябре 1942 года он был переведен на станцию национальной гвардии Квонсет-Пойнт, где Альварес начал отстреливать подходы, используя систему. Энсин ВМС Брюс Гиффин намылил лобовое стекло своего SNB, чтобы продемонстрировать свое доверие к системе. 1 января 1943 года у Consolidated PBY Catalina почти закончилось топливо, и он был вынужден приземлиться, несмотря на плохую погоду. Оператор Mark I уговорил PBY успешно приземлиться, сделав первый «сейв». [2]
Эта история привлекла внимание Пентагона , и 14 февраля 1943 года в Вашингтонском национальном аэропорту была проведена демонстрация . Это привело к немедленному заключению контракта с армейским корпусом связи на 57 экземпляров так называемых MPN-1A из Гилфиллана, в то время как ВМС США разместили второй контракт на 80 MPN-IC от Bendix Radio. Последовало несколько дополнительных заказов, в том числе армейский заказ на 200 штук от ITT . [2]
Интерес Великобритании [ править ]
Великобритания поддерживала тесный контакт со своими коллегами RadLab и сразу же выразила интерес к системе. Великобритания разработала свою собственную систему захода на посадку с низкой точностью, основанную на концепции луча Лоренца , которая полагалась только на обычный аудиоприемник. Эта система, система маяка для слепого подхода , обеспечивала только горизонтальное наведение и была недостаточно точной для использования в качестве основной системы посадки. ILS обеспечивала требуемую точность и вертикальное наведение, но потребовала бы установки новых радиостанций и приборов на каждом самолете. Поскольку GCA также требовал для работы только обычного радиоприемника, его было бы намного проще использовать с обширным флотом бомбардировщиков. [2]
В июне 1943 года Mark I был отправлен в Великобританию на борту линкора HMS Queen Elizabeth и размещен в ВВС Великобритании в Эльшаме Уолдс для испытаний. В течение следующих месяцев было выполнено более 270 заходов на посадку, включая возвращение 21 Авро Ланкастера с оперативной миссией в ночь на 23 августа. Это привело к запросу по ленд-лизу на радар GCA для каждого аэродрома бомбардировочного командования Королевских ВВС . Этот заказ помог укрепить интерес США к системе, и они согласились оставить прототип в Великобритании. [2]
Поставки и послевоенное использование [ править ]
Первые серийные образцы AN / MPN-1A поступили в армию осенью 1944 года. Первая оперативная часть была размещена в Вердене в декабре. Вскоре агрегаты были доставлены в Тихий океан и установлены в Иводзиме . К концу войны большинство аэродромов в Европе и на Тихом океане имели по одному. [2]
В начале 1946 года три излишек MPN- 1 были переданы в совет гражданской авиации и помещен в Вашингтоне Национальный аэропорт , аэропорт Ла - Гуардия и Чикаго-Мидуэй . Это привело к дальнейшим заказам на более совершенные версии систем ASR и PAR. [2]
Обзор [ править ]
Подход с наземным управлением - это старейший метод воздушного движения, в котором полностью реализован радар для обслуживания самолета. Система была простой, прямой и хорошо работала даже с ранее неподготовленными пилотами. Это требует тесной связи между наземными диспетчерами УВД и пилотами приближающихся самолетов. Только один пилот управляется одновременно (максимум 2 при определенных обстоятельствах). [ необходима цитата ] Контроллеры контролируют специальные радиолокационные системы для точного захода на посадку , чтобы определить точный курс и высотуприближающегося самолета. Затем диспетчеры дают пилотам устные инструкции по радио, чтобы направить их на посадку. Инструкции включают корректировку скорости снижения (глиссады) и курса (курса), необходимые для соблюдения правильной траектории захода на посадку.
На радаре точного захода на посадку (PAR) отображаются два трека:
- Азимут, показывающий положение самолета относительно горизонтальной траектории захода на посадку.
- Высота, показывающая вертикальное положение относительно опубликованной глиссады.
Следуя командам диспетчера для удержания приземляющегося самолета как на глиссаде, так и на осевой линии захода на посадку, пилот прибудет точно над зоной приземления взлетно-посадочной полосы. Чтобы обеспечить непрерывную целостность радиосвязи, диспетчеры должны осуществлять радиопередачи через определенные минимальные интервалы в зависимости от типа потока захода на посадку и фазы захода на посадку. Для посадки пилоты должны иметь в поле зрения взлетно-посадочную полосу или окружение ВПП до достижения «высоты принятия решения» для заходов на посадку по PAR (обычно на 100–400 футов над зоной приземления на ВПП) или до «точки ухода на второй круг» для не -точность подходов. Опубликованные минимальная видимость и высота принятия решения / минимальная высота снижения варьируются в зависимости от освещения захода на посадку и взлетно-посадочной полосы, препятствий в коридоре подхода, типа воздушного судна,и другие факторы. Пилоты коммерческих полетов должны периодически демонстрировать квалификацию PAR, а диспетчеры GCA должны проводить минимальное количество таких заходов в год для поддержания квалификации.
Из-за их трудоемкости - для каждого самолета на конечном этапе захода на посадку обычно требуется один диспетчер GCA - GCA больше не широко используются в гражданских аэропортах и прекращаются на многих военных базах. Тем не менее, авиадиспетчеры в некоторых местах в Соединенных Штатах обязаны поддерживать валюту в своем использовании, в то время как бельгийские ВВС по-прежнему используют PAR для наземных заходов на посадку на ежедневной основе. НАТО сохранило GCA активным, в то время как гражданская авиация приняла систему посадки по приборам (ILS). Подходы, основанные на глобальной системе позиционирования (GPS), которые обеспечивают как горизонтальное, так и вертикальное наведение, получают широкое распространение, при этом минимумы захода на посадку такие же или почти такие же хорошие, как GCA или ILS. Современные подходы ILS и GPS исключают возможностьчеловеческая ошибка со стороны диспетчера, и может обслуживать несколько самолетов одновременно. Подход с наземным управлением полезен, когда приближающийся самолет не оборудован сложными навигационными средствами, а также может спасти жизнь, когда бортовые навигационные средства самолета не работают, пока работает одна радиосвязь. Иногда подход с наземным управлением на основе PAR также требуется квалифицированным пилотам, когда они имеют дело с аварийной ситуацией на борту, чтобы облегчить свою рабочую нагрузку. В Соединенных Штатах заходы на посадку по приборам должны контролироваться PAR (если таковой существует с совпадающим курсом конечного захода на посадку) в определенных условиях, таких как темнота или низкая погода, в зависимости от контролирующего агентства (USAF, US Army, USN или FAA) или по запросу пилота. [1]
Наземные подходы были изображены в нескольких фильмах, включая « Стратегическое воздушное командование» , «Большой лифт» , « Аэропорт» , « Джули» и « Скайджекед» .
В романе Артура Кларка « Скольжение» рассказывается о первоначальной разработке GCA.
Кларк внес свой вклад в раннее применение GCA. GCA был разработан во время Второй мировой войны, чтобы позволить пилотам безопасно вернуться на базу и приземлиться при плохой видимости . Это было необходимо для поддержания потока припасов во время переброски по Берлину в 1948–49.
См. Также [ править ]
- Система радиомаяка подхода луча
- TLS - система посадки транспондера
- AN / MPN
Ссылки [ править ]
- ^ a b «JO 7110.65Y - Информация о документе управления воздушным движением» . Федеральное управление гражданской авиации .
- ^ a b c d e f g h i j k l Джолли, Нил (май 1993 г.). «Изобретение наземного радара подхода в радиационной лаборатории Массачусетского технологического института» . Журнал IEEE AES Systems : 57.
Внешние ссылки [ править ]
- «Радар становится линией жизни». Popular Science , июль 1946 г., стр. 82–84, первая подробная статья о радаре GCA для широкой публики.
