Sistem de avertizare de proximitate a solului

Sistemul de avertizare de proximitate a solului ( abreviat ca GPWS ) este un sistem de aeronavă conceput pentru a avertiza piloții cu privire la amenințarea unei coliziuni cu solul sau cu alt obstacol .  Din 1996, un sistem îmbunătățit (îmbunătățit) de avertizare de proximitate a solului ( Enhanced Ground Proximity Warning System ) a fost instalat pe aeronave - abreviat ca EGPWS [1] .  

Administrația Federală a Aviației din SUA clasifică GPWS ca un tip de sistem de avertizare de conștientizare a terenului  (TAWS) [2] [3] .

Istorie

În anii 1960, au avut loc o serie de prăbușiri aeriene (inclusiv prăbușirea unui Boeing 707 lângă Windhoek ), descrisă ca o „ coliziune cu solul în zbor controlat ” ( ing.  CFIT ), care s-a soldat cu sute de vieți. În accidentele CFIT, o aeronavă bine întreținută și controlată se ciocnește de suprafața pământului, a apei sau a altui obstacol, iar echipajul, de regulă, este în întuneric cu privire la pericolul care se apropie până în ultimul moment [4] [5] .

La începutul anilor 1970, au fost efectuate studii asupra împrejurărilor unor astfel de prăbușiri, în urma cărora s-a recunoscut că este necesar să se introducă un fel de sistem de avertizare pentru a evita reapariția unor astfel de tragedii [5] . Consiliul Național pentru Siguranța Transporturilor din SUA a emis o serie de recomandări care, în 1974, au cerut Administrației Federale de Aviație să echipeze toate aeronavele cu reacție și turboreacție cu sisteme de avertizare a proximității solului care să respecte instrucțiunile de aplicare a standardelor tehnice.[5] [6] .

Inventatorul sistemului GPWS recunoscut oficial este inginerul canadian Charles Donald Bateman , autorul a peste 40 de brevete americane și 80 străine pentru diverse invenții [7] . Din 1979, acest sistem este recomandat de Organizația Aviației Civile Internaționale [8] . În martie 2000, Administrația Federală a Aviației din SUA a modificat regulile de operare a aeronavelor - toate aeronavele turbojet înmatriculate în SUA fabricate după 29 martie 2002 și cu cel puțin șase locuri pentru pasageri (excluzând scaunele comandantului și copilotului aeronavei) trebuie să fie echipat cu un sistem TAWS aprobat de Oficiul Federal [5] [9] .

Înainte de introducerea sistemului GPWS, au existat în medie 3,5 accidente aeriene CFIT pe an; până la mijlocul anilor 1970, introducerea sistemului a ajutat la reducerea acestui număr la 2 pe an. Conform unui raport din 2006, din 1974 în spațiul aerian al SUA (de la adoptarea cerinței obligatorii de echipare a aeronavelor cu sistem GPWS), nu a fost înregistrat un singur incident CFIT care s-a încheiat cu moartea pasagerilor [10] , însă, chiar și după 1974 au avut loc accidente care sunt imposibile a fost prevenit din cauza așa-numitei „zone moarte” inaccesibile sistemelor GPWS timpurii. Acest lucru a condus la dezvoltarea în continuare a sistemelor de avertizare. Instalarea TAWS moștenită, dezactivarea EGPWS sau ignorarea avertismentelor dacă aeroportul nu este în baza de date lasă totuși aeronava vulnerabilă [11] .

Cum funcționează sistemul

Sistemul ține evidența altitudinii la care zboară aeronava: informațiile despre altitudine provin de la un radio altimetru. Calculatorul stochează toate informațiile primite și efectuează calcule pe baza cărora se stabilește dacă situația este periculoasă. Echipajul primește diverse mesaje audiovizuale în cazul unor situații periculoase:

• în caz de scădere prea rapidă: „SINK RATE” „PULL UP”
• în cazul apropierii prea rapide de sol: „TERRAIN” „PULL UP”
• în caz de scădere a altitudinii după decolare sau retur: „NU VA SUNK”
• în condiții de aterizare nesigure:
  • „Prea JOS – TRIPUL” (cadranul de rulare în poziție de non-aterizare)
  • „Prea JOS - clapete” (mecanizare în poziție de non-aterizare)
  • „Prea JUS - TEREN” (combină cele de mai sus)
• prea multă abatere sub calea de alunecare: „GLIDESLOPE”
• unghi de înclinare prea mare: „ANGLUL BANK”
• alarmă de forfecare a vântului: „WINDSHEAR”

Sistemele GPWS tradiționale au un punct slab. Deoarece pot colecta informații doar de pe suprafața pământului, ei trebuie să determine, de asemenea, posibilul teren, cu toate acestea, în cazul unei schimbări bruște a terenului (de exemplu, apariția unei pante abrupte), sistemul nu va notifica echipajului de aceasta până când le mai rămâne foarte puțin timp pentru orice acțiune evazivă. Pentru a combate aceste deficiențe, în anii 1990 a fost dezvoltat un nou sistem numit EGPWS. Baza de date conține informații despre terenul din jurul planetei, toată munca sa se bazează pe tehnologia GPS . Calculatoarele de bord compară locația actuală a aeronavei și terenul de sub ea cu hărțile Pământului. Afișajul îi ajută pe piloți să navigheze și să găsească punctele cele mai înalte și cele mai joase ale suprafeței în apropierea aeronavei la ora actuală. În prezent, dezvoltatorii de software rezolvă probleme precum lipsa avertismentului sau avertismentul târziu (sau răspunsul incorect).

Nicio avertizare

Principalul motiv al coliziunilor cu solul aeronavei în cazul în care nu au fost primite avertismente de la GPWS este deplasarea pistei . Dacă trenul de aterizare și flapurile sunt extinse, atunci GPWS nu dă avertismente, așteptând ca aeronava să aterizeze. Sistemul EGPWS include funcția TCF ( Terra clearance floor  ), care asigură protecția GPWS și furnizarea semnalelor necesare chiar și în pregătirea pentru aterizare.

Avertisment târziu sau răspuns incorect

Alarma GPWS vine de obicei într-un moment de sarcină mare, ceea ce poate chiar să sperie echipajul. Uneori, aeronava nu se află în punctul în care ar trebui să fie, potrivit pilotului, și, prin urmare, răspunsul la avertismentele GPWS poate fi inutil, deoarece acestea sunt efectuate prea târziu. Timpul de avertizare poate fi, de asemenea, scurt dacă aeronava zboară pe o pantă abruptă, deoarece radioaltimetrul orientat în jos este instrumentul principal care calculează posibilele condiții periculoase. EGPWS îmbunătățește capacitățile de detectare a proximității solului furnizând toate informațiile pe ecrane.

Incidente GPWS

Există o listă detaliată a procedurilor care trebuie urmate de ambii piloți în paralel în cazul unei avertismente GPWS sau EGPWS. Cu toate acestea, în unele cazuri, piloții nu reușesc să urmeze instrucțiunile, ceea ce a dus la consecințe tragice: în majoritatea cazurilor, piloții nu au avut timp să urmeze toate instrucțiunile necesare.

• La 28 noiembrie 1979, un Air New Zealand DC - 10 s-a prăbușit în Muntele Erebus de pe insula Ross, Antarctica, ucigând toate cele 257 de persoane. Avionul a deviat de la curs din cauza unei rute stabilite incorect: deși sistemul de alarmă GPWS a funcționat în timp util, piloții nu au reușit să câștige altitudine și nu au putut evita o coliziune cu muntele.
• 9 iunie 1995 de Havilland Canada Dash 8, deținută de Ansett Noua Zeelandă, s-a prăbușit în apropierea orașului Palmerston North din lanțul muntos Tararua. 4 persoane au murit, 17 au fost rănite. Ancheta a stabilit că antenele radio altimetrului au cauzat o defecțiune în sistemul GPWS, deși Comisia de Investigare a Accidentelor de Transport (TAIC) a negat ulterior acest lucru.
• Pe 20 decembrie 1995, lângă Cali, un Boeing-757 de la American Airlines s-a prăbușit în Muntele El Deluvio în timpul apropierii de aterizare și s-a prăbușit complet. Din cele 163 de persoane aflate la bord, patru au supraviețuit. Echipajul a făcut o serie de greșeli, indicând greșit cursul și s-a îndreptat direct spre munte. Cu 12 secunde înainte de coliziune, sistemul GPWS a funcționat, dar piloții nu au avut timp să câștige altitudine din cauza frânei pneumatice pe care au activat-o.
• La 2 octombrie 1996, un Boeing 757 Aeroperú s-a prăbușit lângă Lima , ucigând 70 de oameni. Înainte de decolare, mai mulți senzori au fost sigilați cu bandă izolatoare, care nu a fost niciodată îndepărtată: din cauza etanșării, unii dintre senzori au început să dea citiri false, iar citirile contradictorii de la alți senzori au dus la o defecțiune și la numeroase alarme. Avionul s-a prăbușit în apă, în ciuda eforturilor piloților.
• La 1 decembrie 1974, un Boeing 727 Trans World Airlines s-a prăbușit lângă Washington . Din cauza erorilor echipajului, interpretând greșit comanda dispecerului, avionul a început să coboare spre aeroport și a coborât sub o altitudine sigură, după care s-a prăbușit în Muntele Weather. Semnalul despre apropierea periculoasă a solului a fost primit în timp util, dar piloții nu au văzut muntele în ceață și nu au avut timp să câștige altitudine. 92 de oameni au murit.
• La 7 martie 2007, un Boeing 737 s-a prăbușit în apropierea orașului Yogyakarta din Indonezia , ucigând 21 de persoane. Pilotul, făcând o coborâre a aeronavei, nu a răspuns la semnalul GPWS, care a cerut să meargă pe al doilea cerc și a cerut să elibereze clapetele. Copilotul nu a respectat ordinul, acestea putând fi smulse din cauza vitezei mari a aeronavei, dar nu a explicat motivele acțiunii sale. Comandantul aeronavei a fost acuzat de omor din culpă pe baza rezultatelor anchetei [13] , dar, în final, Înalta Curte indoneziană l-a achitat pe pilot în totalitate, invocând inadmisibilitatea introducerii acuzațiilor penale pe baza documentelor oficiale ICAO.
• Pe 23 ianuarie 2008, o Casa C-295M s-a prăbușit lângă Miroslaveț., deținută de Forțele Aeriene Poloneze . Niciuna dintre cele 20 de persoane de la bord nu a supraviețuit. Aeronava era echipată cu un sistem îmbunătățit de avertizare de proximitate la sol (EGPWS), dar avertismentul sonor a fost dezactivat și pilotul nu a fost instruit în modul de utilizare a acestui sistem [14] .
• Pe 21 februarie 2008, lângă Merida, în timpul zborului unui ATR 42-300 , sistemul GWPS a lucrat la o apropiere periculoasă a unui obstacol, dar în 28 de secunde piloții nu au reușit să câștige înălțimea dorită. Avionul s-a prăbușit la joasă altitudine în La Cara del Indio, ucigând toate cele 43 de persoane aflate la bord.
• Pe 10 aprilie 2010, un avion Tu-154 s-a prăbușit lângă Smolensk , pe care zbura o mare delegație poloneză condusă de președintele Lech Kaczynski. S-a stabilit faptul că aeronava s-a ciocnit cu solul într-un zbor controlat; niciunul dintre cei 96 de pasageri și membri ai echipajului nu a supraviețuit accidentului [15] [16] [17] [18] [19] . În ciuda prezenței sistemului TAWS fabricat de Universal Avionics Systems din Tucson și a operațiunii sale depline în timpul zborului [20] [16] [21] , aeroportul de lângă Smolensk, unde urma să aterizeze avionul, nu se afla în baza de date TAWS. [22] [23] .
• Pe 22 mai 2010, un Boeing-737 s-a prăbușit în Mangalore, India : comandantul aeronavei a ignorat avertismentele sistemului EGPWS și ale copilotului, încercând să aterizeze. Și-a crescut rata de coborâre prea repede, iar avionul a lovit pământul, zburând într-o râpă. Din cele 166 de persoane, doar 7 au supraviețuit.

Utilizarea sistemelor în aviație

Civilă

Echipamentul TAWS nu este obligatoriu pentru instalarea pe aeronave cu motor cu piston, dar este posibil TAWS Tip C. În general, TAWS este obligatoriu pentru instalarea pe aeronave cu turboreacție cu cel puțin șase locuri pentru pasageri. O versiune compactă și low cost a EGPWS a fost produsă de AlliedSignal (înainte de fuziunea cu Honeywell ) pentru aviația generală și avioanele private [24] .

Militar

Avioanele militare zboară adesea rapid și jos, de aceea este necesar să se determine cu mare precizie traiectoria unei posibile coliziuni cu solul. Sistemul obișnuit GPWS, care „arata” doar în jos, nu este potrivit pentru asta. Avioanele militare necesită un sistem îmbunătățit cu informații de la radioaltimetru, sistemul de navigație inerțial (INS), navigatorul GPS și sistemul de control al zborului pentru a prezice cu exactitate traseul zborului până la 5 km înainte. Hărțile digitale ale terenului și obstacolelor vă permit să determinați dacă va exista o coliziune dacă aeronava nu atinge înălțimea dorită la suprasarcina specificată . Dacă este posibilă o coliziune, alarmele vor suna în cockpit.

Un sistem similar este utilizat pe Eurofighter Typhoon [25] . În Statele Unite, a fost înregistrat un caz de funcționare a unui sistem GPWS militar numit Auto-GCAS ( English  Automatic Ground Collision Avoidance System , „Automatic Ground Collision Avoidance System”) - pe 5 mai 2016, pe un antrenament F-16 luptător, pilotul și-a pierdut cunoștința din cauza supraîncărcării excesive, când avionul său zbura cu o viteză de 1207 km/h (652 noduri) la un unghi de 55 de grade de la o înălțime de 2670 m. Sistemul, după ce a determinat amenințarea unei coliziune, a funcționat automat și a ajutat la salvarea vieții pilotului [26] .

Vezi și

• Lista abrevierilor pentru denumirile echipamentelor aviatice și radio-electronice
• ACAS (Airborne Collision Avoidance System)
• Sistem de securitate a circulației aeroportului(AMAS)
• ASDE-X(Airport Surface Detection Equipment, Model X) - echipament pentru detectarea suprafeței pistei, model X
• Informator vocal
• Sistem electric de telecomandă
• TERPROM
• Sistemul de evitare a coliziunilor aeronavelor (TCAS)

Note

1. ↑ Sistem îmbunătățit de avertizare de proximitate a solului (EGPWS) - Honeywell Aerospace Engineering . 1.honeywell.com. Consultat la 17 octombrie 2011. Arhivat din original pe 2 octombrie 2011. (nedefinit)
2. ↑ Sistemul de avertizare și evitare a terenului (TAWS) . Preluat la 4 septembrie 2018. Arhivat din original la 4 septembrie 2018. (nedefinit)
3. ↑ Ordin standard tehnic. Subiect: SISTEMUL DE CONștientizare și avertizare a terenului . Data accesului: 4 septembrie 2018. Arhivat din original pe 22 iulie 2011. (nedefinit)
4. ↑ GPWS, EGPWS, TAWS. Sisteme de avertizare de proximitate a pământului. | SKYNAV . skynav.ru. Consultat la 15 octombrie 2018. Arhivat din original la 15 octombrie 2018. (Rusă)
5. ↑ 1 2 3 4 Notă: Textul original copiat din circulara FAA AC23-18 din SUA [1] Arhivat la 1 decembrie 2017 la Wayback Machine
6. ↑ (§§ 121.360 și 135.153) (39 FR 44439, 18 decembrie 1974)
7. ↑ Inventează acum | Hall of Fame | căutare | Profilul inventator . Invent.org (8 martie 1932). Data accesului: 17 octombrie 2011. Arhivat din original pe 27 septembrie 2011. (nedefinit)
8. ↑ Personality Flight Aerospace Industry Awards 1999 . Preluat la 26 august 2018. Arhivat din original la 21 aprilie 2019. (nedefinit)
9. ↑ Sec. 121.354 - Sistem de conștientizare și avertizare a terenului . Administrația Federală a Aviației . Consultat la 29 aprilie 2007. Arhivat din original pe 19 august 2009. (nedefinit)
10. ↑ Nicholas Sabatini. Presiunea descendentă asupra ratei de accidente (link indisponibil) . Administrația Federală a Aviației . Consultat la 19 martie 2009. Arhivat din original pe 7 octombrie 2006. (nedefinit) 
11. ↑ „Lotniska w Smoleńsku mogło nie być w bazie GPWS” - Polska - Informații - portal TVN24.pl - 27.04.2010 . Tvn24.pl (27 aprilie 2010). Consultat la 17 octombrie 2011. Arhivat din original la 29 septembrie 2011. (nedefinit)
12. ↑ Ordin standard tehnic istoric . rgl.faa.gov . Preluat la 26 august 2018. Arhivat din original la 20 martie 2017. (nedefinit)
13. ↑ Pilotul Garuda Indonesia arestat din cauza unui accident de avocat . Reuters (5 februarie 2008). Preluat la 4 septembrie 2018. Arhivat din original la 4 septembrie 2018. (nedefinit)
14. ↑ ASN Accident de avion CASA C-295M 019 Miroslawiec AB . aviation-safety.net. Consultat la 17 octombrie 2011. Arhivat din original la 25 iunie 2011. (nedefinit)
15. ↑ Wacław Radziwinowicz, Moscova, mich. Sledztwo. Jak doszło do catastrofie . Wyborcza.pl (19 aprilie 2010). Preluat la 17 octombrie 2011. Arhivat din original la 15 mai 2011. (nedefinit)
16. ↑ 12 Levin , Alan . Dispozitivul provoacă întrebări în accidentul polonez , USA Today  (13 aprilie 2010). Arhivat din original pe 17 aprilie 2010. Preluat la 26 august 2018.
17. ↑ Tu-154 mial system ostrzegania. Nie zadzialał? . Tvp.Info (15 aprilie 2010). Consultat la 17 octombrie 2011. Arhivat din original pe 4 octombrie 2011. (nedefinit)
18. ↑ Smolot prezydenta nie miał prawa się rozbić! . fapt.pl. Preluat la 17 octombrie 2011. Arhivat din original la 17 iulie 2011. (nedefinit)
19. ↑ Wprost 24 - Nie było nacisków na załogę Tu-154, zapis czarnych skrzynek będzie upubliczniony . Wprost.pl (16 aprilie 2010). Consultat la 17 octombrie 2011. Arhivat din original pe 7 iunie 2011. (nedefinit)
20. ↑ „Scream (NV)” Arhivat 26 august 2018 la Wayback Machine  (rusă)
21. ↑ Copie arhivată (link nu este disponibil) . Preluat la 26 august 2018. Arhivat din original la 25 martie 2010. (nedefinit) 
22. ↑ Corporații, Universal Avionics Systems Universal Avionics - Pagina de eroare (link indisponibil) . www.uasc.com . Preluat la 26 august 2018. Arhivat din original la 17 iulie 2011. (nedefinit) 
23. ↑ Corporații, Universal Avionics Systems Universal Avionics - Pagina de eroare (link indisponibil) . www.uasc.com . Preluat la 26 august 2018. Arhivat din original la 18 septembrie 2017. (nedefinit) 
24. ↑ AeroWorldNet(tm) - AlliedSignal dezvoltă un nou EGPWS, Display for General Aviation Market [17 mai 1999] . AeroWorldNet (17 mai 1999). Data accesului: 17 octombrie 2011. Arhivat din original la 6 ianuarie 2012. (nedefinit)
25. ↑ Eurofighter Typhoon - BAE SYSTEMS oferă primul Eurofighter Typhoon Ground Proximity Warning Arhivat pe 3 februarie 2008.
26. ↑ Auto-GCAS salvează un pilot inconștient al F-16 - Imagini USAF declasificate . aviationweek.com . Preluat la 26 august 2018. Arhivat din original la 11 octombrie 2016. (nedefinit)

Link -uri

• GPWS, EGPWS (TAWS). Sisteme de avertizare de proximitate a solului  (rusă)
• C. Donald Bateman la National Inventors Hall of  Fame
• AeroWorldNet - 1999  costuri EGPWS
•  Eurofighter Typhoon - BAE SYSTEMS oferă primul avertisment de proximitate la sol Eurofighter Typhoon
• Pagina FlitePartners despre instalările EGPWS de către  STC
• Sistem de avertizare de proximitate a solului (GPWS  )
•  Site-ul web Honeywell Aerospace EGPWS
•  Sunete de avertizare din carlingă
• Sistem predictiv de  avertizare a coliziunii frontale