Система оповещения и предупреждения о местности - Terrain awareness and warning system

GPWSMode2.svg

В авиации система оповещения и предупреждения о местности (TAWS) обычно представляет собой бортовую систему, направленную на предотвращение непреднамеренных ударов о землю, называемую "управляемый полет на местности "аварии, или CFIT.[1] В настоящее время используются конкретные системы: система предупреждения о приближении к земле (GPWS) и усовершенствованная система предупреждения о приближении к земле (EGPWS).[1] Соединенные штаты. Федеральная авиационная администрация (FAA) ввело общий термин TAWS охватить все системы предотвращения столкновений с рельефом местности, которые соответствуют соответствующим стандартам FAA, включая GPWS, EGPWS и любые будущие системы, которые могут их заменить.[1]

По состоянию на 2007 год 5% коммерческих авиакомпаний мира все еще не имели TAWS.[2] Исследование Международная ассоциация воздушного транспорта изучили 51 происшествие и инцидент и обнаружили, что пилоты неадекватно реагировали на предупреждение TAWS в 47% случаев.[3]

Несколько факторов могут по-прежнему подвергать воздушные суда риску происшествий с CFIT: старые системы TAWS, отключение системы EGPWS или игнорирование предупреждений TAWS, когда аэропорт отсутствует в базе данных TAWS.[4]

История

Кусок остатков Рейс 901 авиакомпании Air New Zealand, который разбился в 1979 году, несмотря на то, что был оснащен GPWS. Все 257 человек в самолете погибли.

Начиная с начала 1970-х годов, в ряде исследований рассматривалось возникновение авиационных происшествий CFIT, когда правильно функционирующий самолет под управлением полностью квалифицированного и сертифицированного экипажа летит над землей (или водой или препятствиями) без видимой осведомленности с этой стороны. экипажа.[5] В 1960-х и 70-х годах в среднем происходило одно происшествие с CFIT в месяц, и CFIT была самой крупной причиной несчастных случаев со смертельным исходом при авиаперелетах в то время.[6]

К. Дональд Бейтман, инженер в Honeywell, приписывают разработку первой системы предупреждения о близости земли (GPWS ); в раннем испытании, проведенном после аварии 1971 г. Рейс 1866 авиакомпании Alaska Airlines, устройство обеспечивало достаточное предупреждение для небольшого самолета, чтобы избежать столкновения с местностью, но недостаточно для более крупного Боинг 727 авиалайнер задействован.[6] Самые ранние устройства Бейтмана, разработанные в 1960-х годах, использовали радиоволны для измерения высоты и запускали сигнализацию, когда самолет находился слишком низко, но он не был направлен вперед и не мог обеспечить достаточное предупреждение о круто поднимающейся местности впереди.[6]

Ранние мандаты GPWS

Результаты этих ранних исследований показали, что многих подобных аварий можно было бы избежать, если бы использовался GPWS. В результате этих исследований и рекомендаций Национального совета по безопасности на транспорте США (NTSB ), в 1974 г. FAA потребовало все 14 C.F.R. 121 (Часть 121) держатели сертификатов (то есть те, кто эксплуатирует большие самолеты с турбинными двигателями) и некоторые 14 C.F.R. 135 (Часть 135) владельцев сертификатов (то есть тех, кто эксплуатирует большие турбореактивные самолеты) для установки TSO -утвержденное оборудование GPWS.[5][7]

В 1978 году FAA распространило требования GPWS на владельцев сертификатов Part 135, эксплуатирующих небольшие самолеты: самолеты с турбореактивными двигателями с десятью или более пассажирскими креслами. От этих операторов требовалось установить одобренное TSO оборудование GPWS или альтернативные системы оповещения о приближении к земле, которые обеспечивают регулярные вызовы высоты, независимо от того, существует ли неминуемая опасность.[8] Это требование было сочтено необходимым из-за сложности, размера, скорости и летно-технических характеристик этих самолетов. Оборудование GPWS считалось необходимым, чтобы помочь пилотам этих самолетов быстро набрать высоту и избежать того, что могло привести к аварии CFIT.[5]

Установка GPWS или альтернативных консультативных систем, одобренных Федеральным управлением гражданской авиации (FAA), не требовалась на турбовинтовых самолетах, эксплуатируемых в соответствии с Частью 135, потому что в то время общее мнение заключалось в том, что летно-технические характеристики турбовинтовых самолетов сделали их менее подверженными авариям CFIT. . Например, считалось, что турбовинтовые самолеты обладают большей способностью быстро реагировать в ситуациях, когда управление высотой непреднамеренно игнорируется, по сравнению с турбовинтовыми самолетами. Однако более поздние исследования, в том числе расследования NTSB, проанализировали аварии CFIT с участием турбовинтовых самолетов и обнаружили, что многих из этих аварий можно было бы избежать, если бы использовалось оборудование GPWS.[5]

Некоторые из этих исследований также сравнивали эффективность альтернативной системы оповещения о близости земли к GPWS. Было обнаружено, что GPWS лучше в том, что он будет предупреждать только в случае необходимости, обеспечивать максимальное время предупреждения с минимальным количеством нежелательных сигналов тревоги и использовать предупреждения командного типа.[5]

Основываясь на этих отчетах и ​​рекомендациях NTSB, в 1992 году FAA внесло поправки в §135.153, чтобы требовать наличия оборудования GPWS на всех турбированных самолетах с десятью или более пассажирскими креслами.[5][9]

Предупреждение режима 5 в EGPWS предупреждает пилотов, если они снижаются ниже глиссада при заходе на посадку.

Эволюция EGPWS и TAWS

После того, как эти правила были изданы, прогресс в технологии картографирования местности позволил разработать новый тип системы предупреждения о близости земли, которая обеспечивает большую ситуационную осведомленность летных экипажей. FAA одобрило установку определенного типа оборудования, известного как усовершенствованная система предупреждения о приближении к земле (EGPWS). Однако в предлагаемом окончательном правиле FAA использует более широкий термин «система осведомленности и предупреждения о местности» (TAWS), поскольку FAA ожидает, что в ближайшем будущем могут быть разработаны различные системы, которые будут соответствовать улучшенным стандартам, содержащимся в предложенное окончательное правило.[5] Прорыв, позволивший добиться успеха EGPWS, произошел после распад Советского Союза в 1991 г .; СССР создал подробные карты местности, и Бейтман убедил своего технического директора приобрести их после того, как политический хаос сделал их доступными, что позволило сделать более ранние предупреждения о местности.[6]

Система TAWS улучшает существующие системы GPWS, предоставляя летному экипажу намного более раннее звуковое и визуальное предупреждение о приближающейся местности, возможность прогнозирования и возможность продолжения работы в посадочной конфигурации. Эти улучшения предоставляют летному экипажу больше времени для более плавных и постепенных корректирующих действий.[5] United Airlines был одним из первых пользователей технологии EGPWS. CFIT Рейс 965 American Airlines в 1995 году убедил авиаперевозчика добавить EGPWS ко всем своим самолетам; Хотя Боинг 757 был оборудован более ранней GPWS, предупреждение о местности было выдано всего за 13 секунд до крушения.[6]

В 1998 году FAA выпустило Уведомление № 98-11, Система осведомленности и предупреждения о местности,[10] предлагая, чтобы все типы самолетов с турбинными двигателями, зарегистрированные в США и имеющие шесть или более пассажирских мест (за исключением сидений пилота и второго пилота), были оснащены одобренной Федеральным управлением гражданской авиации (FAA) системой оповещения о местности и предупреждениями.[5]

23 марта 2000 г. FAA выпустило Поправки 91–263, 121–273 и 135–75 (поправка 135.154).[11] Эти поправки внесли 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.[5] Мандат распространяется только на самолеты, произведенные после 29 марта 2002 года.[12]

К 2006 году авиакатастрофы превзошли CFIT в качестве основной причины несчастных случаев со смертельным исходом, что связано с широким развертыванием TAWS.[13] 7 марта 2006 года NTSB призвал FAA потребовать, чтобы все зарегистрированные в США вертолеты с турбинными двигателями, способные перевозить не менее 6 пассажиров, были оснащены системой оповещения и предупреждения о местности.[14] Технология еще не была разработана для уникальных летных характеристик вертолетов в 2000 году. Крушение вертолета со смертельным исходом в Мексиканском заливе с участием вертолета Era Aviation Sikorsky S-76A ++ с двумя пилотами, перевозившими восемь сотрудников нефтесервиса, было одной из многих катастроф это побудило принять решение.[15][16]

Президент Барак Обама награжден Национальная медаль технологий и инноваций Бейтману в 2010 году за его изобретение GPWS и его дальнейшее развитие в EGPWS / TAWS.[6][17]

Работы

Современный TAWS работает с использованием цифровых данных о высоте и инструментальных значений самолета, чтобы предсказать, пересечется ли вероятное будущее положение самолета с землей.[18] Таким образом, летный экипаж получает «более раннее звуковое и визуальное предупреждение о приближающейся местности, возможность смотреть вперед и продолжать работу в посадочной конфигурации».[19]

Типы TAWS

Спецификации FAA содержат подробные требования к тому, когда в кабине должны звучать определенные предупреждения.[20]

Класс А TAWS включает в себя все требования TAWS класса B, указанные ниже, и добавляет следующие три дополнительных предупреждения и требования к отображению:

  • Чрезмерная скорость закрытия для предупреждения о местности
  • Полет в землю, когда не в режиме предупреждения о конфигурации посадки
  • Чрезмерное отклонение вниз от сигнала предупреждения о глиссаде ILS
  • Требуется: установки TAWS класса A должны обеспечивать отображение информации о местности, которая показывает либо окружающую местность, либо препятствия относительно самолета, либо и то, и другое.

Класс B TAWS определяется Федеральным управлением гражданской авиации США как:[2][21]Класс оборудования, определенный в TSO -C151b и RTCA ДО-161А.[22] Как минимум, он будет предупреждать о следующих обстоятельствах:

  • Уменьшение необходимого клиренса
  • Неминуемое столкновение с землей
  • Преждевременный спуск
  • Чрезмерная скорость спуска
  • Отрицательная скороподъемность или потеря высоты после взлета
  • Снижение самолета на высоту 500 футов над местностью или превышение ближайшей взлетно-посадочной полосы (голосовое сообщение «Пятьсот») при неточном заходе на посадку.
  • Дополнительно: установка TAWS класса B может обеспечить отображение информации о местности, которая показывает либо окружающую местность, либо препятствия относительно самолета, либо и то, и другое.

Класс C определяет добровольное оборудование, предназначенное для небольших авиация общего назначения самолеты, на которых не требуется установка оборудования класса B.[20] Сюда входят минимальные стандарты эксплуатационных характеристик, предназначенные для самолетов с поршневыми и турбинными двигателями, если в них установлено менее шести пассажирских кресел, за исключением кресел пилотов. Оборудование TAWS класса C должно соответствовать всем требованиям TAWS класса B с модификациями малых самолетов, описанными FAA.[20] FAA разработало класс C, чтобы облегчить добровольное использование TAWS для небольших самолетов.[23]

Эффекты и статистика

До разработки GPWS большие пассажирские самолеты были задействованы в 3,5 смертельных случаях. CFIT несчастных случаев в год, снизившись до 2 в год в середине 1970-х годов. 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. .[24]

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

Старая версия TAWS, или деактивация EGPWS, или игнорирование ее предупреждений, когда аэропорта нет в его базе данных, или даже всего EGPWS в целом[25] по-прежнему оставляют воздушные суда уязвимыми для возможных инцидентов CFIT. В апреле 2010 г. Самолет Туполев Ту-154М ВВС Польши разбился возле Смоленск, Россия, в возможной аварии CFIT[26] погибли все пассажиры и экипаж, включая президента Польши.[27][28][29][30] Самолет был оснащен системой TAWS производства компании Universal Avionics Systems из Тусона.[27] По сообщению Межгосударственного авиационного комитета России, TAWS была включена.[31] Однако аэропорта, в котором самолет собирался приземлиться (Смоленск (XUBS)), нет в базе данных TAWS.[32][33] В январе 2008 г. Польские ВВС Casa C-295M разбился в аварии CFIT возле Мирославца, Польша, несмотря на то, что был оборудован EGPWS; звуки предупреждений EGPWS были отключены, а командир воздушного судна не был должным образом обучен EGPWS.[34]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c Федеральная авиационная администрация, Утверждена установка системы оповещения и предупреждения о местности (TAWS) для самолетов согласно части 23, 14 июня 2000 г.
  2. ^ а б «Прогнозы на 2009 год - безопасность в упадке». Международный рейс. Получено 27 января, 2020.
  3. ^ «Раздел 10 - Система предупреждения о приближении к земле (GPWS) / Система оповещения и предупреждения о местности (TAWS)». Отчет об анализе авиационных происшествий, контролируемых ИАТА (данные за 2008-2017 гг.) (PDF) (Отчет). Международная ассоциация воздушного транспорта. 2018. с. 25. В архиве (PDF) с оригинала 27 января 2020 г.. Получено 27 января, 2020.
  4. ^ fika (27 апреля 2010 г.). ""Lotniska w Smoleńsku mogło nie być w bazie GPWS "- Польша - Информация - портал TVN24.pl - 27.04.2010". Tvn24.pl. Получено 18 октября, 2011.
  5. ^ а б c d е ж грамм час я j «Установка системы информирования о местности и предупреждения (TAWS), утвержденная для самолетов, часть 23, консультативный циркуляр 23-18» (PDF). Федеральное управление гражданской авиации, Министерство транспорта США. 14 июня 2000 г.. Получено 31 января, 2020.
    Примечание. Исходный текст скопирован из циркуляра AC23-18 FAA 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.
  6. ^ а б c d е ж Левин, Алан (10 августа 2016 г.). «Благодаря этому человеку самолеты больше не врезаются в горы». Bloomberg. Получено 1 февраля, 2020.
  7. ^ 14 C.F.R. 121.360 и 14 C.F.R. 135.153, как опубликовано в 39 FR 44439: «Часть 121 - Сертификация и эксплуатация: внутренние, флаговые и дополнительные авиаперевозчики и коммерческие операторы больших самолетов | Системы предупреждения о приближении к земле» (PDF). 39 (248). Федеральный регистр. 18 декабря 1974 г.: 44439–40. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  8. ^ 14 C.F.R. 135.153, как опубликовано в 43 FR 28176: «Часть 121 - Сертификация и операции: внутренние, национальные и дополнительные авиаперевозчики и коммерческие операторы больших самолетов; Часть 123 - Сертификация и операции: клубы авиаперевозок, использующие большие самолеты; Часть 135 - Операторы воздушного такси и коммерческие операторы малых самолетов | Специальные федеральные авиационные правила № 30; система предупреждения о приближении к земле » (PDF). Федеральный регистр. 43 (126): 28176–77. 29 июня 1978 г.
  9. ^ 14 C.F.R. 135.153, как опубликовано в 57 FR 9944: «14 CFR Часть 135 [Документ № 26202; Поправка № 135–42] RIN 2120 – AD29 | Система предупреждения о приближении к земле» (PDF). Федеральный регистр. 57 (55): 9944–51. 20 марта 1992 г.
  10. ^ 63 FR 45628, 26 августа 1998 г.
  11. ^ 65 FR 16736, 29 марта 2000 г .; действует с 29 марта 2001 г.
  12. ^ «Раздел 121.354 - Система оповещения и предупреждения о местности». Федеральная авиационная администрация. Получено 29 апреля, 2007.
  13. ^ Бурин, Джеймс М. (26 января 2013 г.). «Нежелательное возвращение CFIT». Фонд безопасности полетов. Получено 1 февраля, 2020.
  14. ^ «Рекомендация по безопасности A-06-019». Национальный совет по безопасности на транспорте. 24 марта 2006 г.. Получено 31 января, 2020.
  15. ^ Управляемый полет на местности, Era Aviation, Sikorsky S-76A ++, N579EH | Отчет об авиационном происшествии (AAR) 06-02 (Отчет). Национальный совет по безопасности на транспорте. 7 марта 2006 г.. Получено 31 января, 2020.
  16. ^ «NTSB призывает к созданию систем предотвращения столкновений с землей для всех вертолетов с турбинными двигателями, на борту которых находится не менее 6 пассажиров». sirs.com. Получено 16 января, 2016.
  17. ^ Данн, Сидни (2010). "К. Дональд Бейтман, Аэрокосмические технологии". Национальные медали. Получено 1 февраля, 2020.
  18. ^ «Наше мнение о системах предотвращения столкновений». Восточная Авионика Интернэшнл. Архивировано из оригинал 6 апреля 2007 г.. Получено 29 апреля, 2007.
  19. ^ «Авионика Intel: TAWS» (PDF). Ассоциация авиационной электроники. Архивировано из оригинал (PDF) 28 мая 2006 г.. Получено 29 апреля, 2007.
  20. ^ а б c «Текущий технический стандарт». RGL.FAA.gov. Получено 18 октября, 2011.
  21. ^ Определения скопированы из циркуляра AC23-18 FAA США. Поскольку произведение является произведением правительства США, авторское право на произведение отсутствует, и оно может свободно копироваться и, таким образом, включено сюда. Дополнительный текст, форматирование и жирный шрифт, не включенные в оригинал, были добавлены сюда для ясности и акцента.
  22. ^ Текст изначально был скопирован с TSO-C151a. Эти спецификации могли быть изменены в TSO-C151b и должны быть проверены на предмет текущей точности.
  23. ^ Уильям Рейниш (1 апреля 2006 г.). "Журнал Avionics :: Технология предотвращения столкновения с рельефом: что впереди?". AviationToday.com. Получено 18 октября, 2011.
  24. ^ Сабатини, Николай. «Нисходящее давление на уровень аварийности». Федеральная авиационная администрация. Получено 19 марта, 2009.
  25. ^ ""Lotniska w Smoleńsku mogło nie być w bazie GPWS "- Польша - Информация - портал TVN24.pl - 27.04.2010". Tvn24.pl. 27 апреля 2010 г.. Получено 17 октября, 2011.
  26. ^ Вацлав Радзивинович, Москва, штат Мичиган (19 апреля 2010 г.). "Śledztwo. Jak doszło do katastrofy". Wyborcza.pl. Получено 17 октября, 2011.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  27. ^ а б Левин, Алан (13 апреля 2010 г.). «Устройство вызывает вопросы в польской аварии». USA Today.
  28. ^ "Ту-154 миал системы остшегания. Не задзял?". Твп.Инфо. 15 апреля 2010 г.. Получено 17 октября, 2011.
  29. ^ "Smolot prezydenta nie miał prawa się rozbić!". Fakt.pl. Получено 17 октября, 2011.
  30. ^ "Wprost 24 - Nie było nacisków na załogę Tu-154, zapis czarnych skrzynek będzie upubliczniony". Wprost.pl. 16 апреля 2010 г.. Получено 17 октября, 2011.
  31. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал 25 марта 2010 г.. Получено 24 апреля, 2010.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  32. ^ «Архивная копия» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 17 июля 2011 г.. Получено 18 апреля, 2010.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  33. ^ http://www.uasc.com/documents/support/Unknown_Datum_Codes.pdf
  34. ^ «АСН Авиационная катастрофа CASA C-295M 019 Miroslawiec AB». Aviation-safety.net. Получено 17 октября, 2011.

внешняя ссылка