Система GPWS для запобігання зіткнення літаків із землею

Зміст

• Принцип роботи GPWS
• Режими роботи GPWS
• Mode 1 – Надмірна швидкість зниження (Excessive Descent Rate)
• Mode 2 – Надмірна швидкість наближення до місцевості (Terrain Closure Rate)
• Mode 3 – Втрата висоти після зльоту або виконання відходу на друге коло (Altitude Loss after Takeoff or Go-Around)
• Mode 4 – Недостатній «запас» висоти над місцевістю (Insufficient Terrain Clearance)
• Mode 5 – Надмірне зниження нижче глісади (Excessive Descent Below Glide Slope)
• Інформаційні голосові повідомлення (Advisory Callouts)
• Захист від зсуву вітру (Windshear Protection)
• Проблеми базового GPWS
• EGPWS та еволюція системи
• TAWS
• Як звучать колаути GPWS
• Висновки

На сьогодні авіаційна сфера виділяється високою безпекою. Перш за все завдяки жорстким стандартам, якісному навчанню пілотів та інженерів, а також обслуговуванню літаків. Окрім цього безпечними стали самі літаки та їх обладнання. Проте буває, що інциденти трапляються. Особливо в районі аеродрому, при здійсненні посадки чи в момент набору висоти.

Сьогодні хотів би розглянути питання зіткнення повітряних суден з перешкодами, а також системи та обладнання, яке використовується для додаткового захисту від зіткнення з перешкодами. Це системи GPWS та EGPWS.

Наприкінці 1960-их виросла кількість авіакатастроф CFIT (Controlled Flight into Terrain), коли справний літак стикається із землею чи іншими перешкодами. Обладнання було ще недосконалим, тому була потреба розробки системи, що допоможе захистити літак від таких ситуацій.

Для запобігання CFIT було розроблено та впроваджено GPWS (Ground Proximity Warning System) – систему попередження про небезпечну близькість до землі. Ця система застерігає екіпаж від близького наближення до землі, що дозволяє їм вживати своєчасних заходів для уникнення зіткнення, надаючи додатковий рівень безпеки у разі помилки екіпажу або відмови навігаційного обладнання. Більшість комерційних повітряних суден вже обладнано GPWS з кінця 70-х років.

Принцип роботи GPWS

GPWS — це комп’ютер, який сповіщає пілота про місцевість або будь-яку іншу перешкоду, яка може призвести до CFIT. Сигнали GPWS формуються з оцінки справжньої висоти польоту (по радіовисотоміру), вертикальної швидкості, та інших даних.

GPWS (в сучасних модифікаціях) порівнює ці дані з базою даних про висоту місцевості, щоб попередити екіпаж, якщо він виявить потенційне зіткнення із землею.

Режими роботи GPWS

GPWS працює в 5 режимах (Modes), що спрацьовують на висоті до 2500 футів.

Mode 1 – Надмірна швидкість зниження (Excessive Descent Rate)

Система контролює швидкість зниження літака відносно поточної висоти. Активується, коли швидкість зниження занадто велика для поточної висоти, що створює ризик зіткнення з землею.

Голосові попередження:

• «Sink rate!, Sink rate!» (повторюється)
• «Pull up!» (якщо швидкість не зменшується)

Mode 2 – Надмірна швидкість наближення до місцевості (Terrain Closure Rate)

Система оцінює швидкість наближення літака до місцевості попереду, враховуючи висоту та рельєф. Активується при швидкому наближенні до пагорбів, гір або інших перешкод. Розрізняють підрежими 2A (поза межами аеропорту) та 2B (в районі аеропорту) залежно від конфігурації літака.

Голосові попередження:

• «Terrain!, Terrain!» (повторюється)
• «Pull up!» (якщо наближення триває)
• «Terrain» до набору безпечної висоти

Mode 3 – Втрата висоти після зльоту або виконання відходу на друге коло (Altitude Loss after Takeoff or Go-Around)

Система контролює втрату висоти протягом початкового набору висоти або під час виконання процедури відходу на друге коло. Активується при виявленні значної втрати висоти: після зльоту (до 700 футів радіовисоти) або під час процедури відходу на друге коло (нижче 200 футів) після прибирання шасі або закрилків.

Голосові попередження:

• «Don’t sink!, Don’t sink!» (повторюється)

Mode 4 – Недостатній «запас» висоти над місцевістю (Insufficient Terrain Clearance)

Система контролює «запас» висоти над місцевістю, коли літак не перебуває в посадковій конфігурації.

Голосові попередження та умови спрацювання:

Режим	Умови спрацювання	Голосове попередження
4A	Шасі не випущено	«Too low, gear!» / «Too low, terrain!»
4B	Закрилки не в посадковому положенні (шасі можуть бути випущені)	«Too low, flaps!» / «Too low, terrain!»
4C	Інші небезпечні конфігурації	«Too low, terrain!»

Mode 5 – Надмірне зниження нижче глісади (Excessive Descent Below Glide Slope)

Система контролює положення літака відносно глісади при заході на посадку за ILS. Активується, коли літак опускається значно нижче встановленої глісади.

Голосові попередження:

• «Glideslope!» (повторюється)

Інформаційні голосові повідомлення (Advisory Callouts)

Система надає стандартні голосові повідомлення про висоту під час заходу на посадку на попередньо визначених висотах.

Голосові попередження:

• «Twenty-five hundred»
• «One thousand»
• «Five hundred»
• «Two hundred»
• «Hundred»
• «Fifty»
• «Forty»
• «Thirty»
• «Twenty»
• «Ten»

Захист від зсуву вітру (Windshear Protection)

Система виявляє ознаки зсуву вітру, небезпечного атмосферного явища, при виявленні різкої зміни швидкості та/або напрямку вітру.

Голосові попередження:

• «Windshear!, Windshear!» (повторюється)

Конкретні сповіщення та конфігурації можуть відрізнятися залежно від літака та встановлених систем GPWS.

Проблеми базового GPWS

У базової системи GPWS є проблема: GPWS зосереджуються на моніторингу зниження чи набору висоти літаком, проте при цьому нема не ведеться «моніторинг» місцевості.

GPWS не може «дивитися вперед», оскільки радіовисотоміри аналізують відстань до поверхні в момент прольоту над нею. Простіше кажучи, точність значною мірою залежить від характеру змін рельєфу. Тобто якщо політ відбувається в гірській місцевості з багатьма схилами та підйомами, сповіщення системи будуть некоректними.

Цю проблему було вирішено в новому поколінні системи, а саме в EGPWS.

EGPWS та еволюція системи

EGPWS (Enhanced-GPWS) є еволюцією від базової GPWS функцією FLTA (Forward Looking Terrain Avoidance), що оцінює загрозу зіткнення з перешкодами попереду.

EGPWS використовує глобальну базу даних рельєфу та перешкод. А разом із технологією GPS забезпечується обізнаність про рельєф та перешкоди навколо літака. Система, враховуючи територію навколо, надає превентивні попередження про наближення потенційної небезпеки. Інформація про поверхню відображається на екранах в кабіні екіпажу.

Бази даних для роботи EGPWS:

• Terrain database: Всесвітня база даних місцевості.
• Obstacle database: Дані про перешкоди висотою 100 футів або більше.
• Runway database: Злітно-посадкові смуги довжиною 3500 футів або більше (2000 футів або більше в деяких моделях EGPWS).

Окремою особливістю системи є відображення інформації про характеристику рельєфу місцевості.

Для правильної роботи системи необхідно своєчасно оновлювати базу даних. Honeywell EGPWS покладається на базу даних Terrain/Obstacle/Runway, яка оновлюється кожні 56 днів.

TAWS

Після появи EGPWS в США був прийнятий стандарт TSO-C151B, в якому були описані вимоги до таких систем як GPWS. Окремо було запроваджено класифікацію систем запобігання зіткнення із землею. Таким чином системи, що включають базу даних рельєфу та перешкод, віднесені до систем TAWS (Terrain Awareness and Warning System).

EGPWS є окремим екземпляром TAWS.

Як звучать колаути GPWS

Висновки

Запровадження систем інформування про місцевість, таких як EGPWS/TAWS, прямо чи опосередковано зменшило аварійність CFIT завдяки покращенню ситуаційної обізнаності льотного екіпажу. Швидке та належне реагування на попередження EGPWS може значно зменшити ризики аварій CFIT.