Система GPWS для запобігання зіткнення літаків із землею

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, що спрацьовують на висоті до 2500 футів.

Excessive Descent Rate: попередження про швидке зниження біля землі за допомогою сповіщень «Sink rate!, Sink rate!» та «Pull up!».
Terrain Closure Rate: попередження про гірську місцевість попереду за допомогою сповіщень «Sink rate!, Sink rate!» та «Pull up!».
Altitude Loss after Takeoff or Go-Around: Активується після значної втрати висоти з попередженням «Don’t sink! Don’t sink!».
Insufficient Terrain Clearance (in landing configuration):
Excessive Descent Below Glide Slope: Активується під час спуску нижче глісади, видаючи попередження «Glideslope!».
Advisory Callouts
Windshear Protection

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.

Як виглядає terrain database на EFIS Airbus A330

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.