Varningssystem för marknärhet

Ground Proximity Warning System ( förkortat GPWS ) är ett flygplanssystem utformat för att varna piloter för hot om en kollision med marken eller annat hinder .  Sedan 1996 har ett förbättrat (förbättrat) marknärhetsvarningssystem ( Enhanced Ground Proximity Warning System ) installerats på flygplan - förkortat EGPWS [1] .  

US Federal Aviation Administration klassificerar GPWS som en typ av varningssystem för  terrängmedvetenhet (TAWS) [2] [3] .

Historik

På 1960-talet inträffade en serie flygkrascher (inklusive kraschen av en Boeing 707 nära Windhoek ), som beskrevs som en " kollision med marken under kontrollerad flygning " ( eng.  CFIT ), som krävde hundratals människoliv. Vid CFIT-olyckor kolliderar ett väl underhållet och kontrollerat flygplan med markytan, vatten eller annat hinder, och besättningen är som regel i mörker om den annalkande faran till sista stund [4] [5] .

I början av 1970-talet genomfördes studier av omständigheterna kring sådana krascher, varefter man insåg att det var nödvändigt att införa något slags varningssystem för att undvika att sådana tragedier upprepades [5] . US National Transportation Safety Board utfärdade en rad rekommendationer som 1974 krävde att Federal Aviation Administration skulle utrusta alla jet- och turbojetflygplan med varningssystem för marknärhet som överensstämmer med instruktionerna för tillämpning av tekniska standarder.[5] [6] .

Uppfinnaren av det officiellt erkända GPWS-systemet är den kanadensiske ingenjören Charles Donald Bateman , författare till mer än 40 amerikanska och 80 utländska patent för olika uppfinningar [7] . Sedan 1979 har detta system rekommenderats av International Civil Aviation Organization [8] . I mars 2000 ändrade US Federal Aviation Administration reglerna för flygplan - alla USA-registrerade turbojetflygplan tillverkade efter den 29 mars 2002 och med minst sex passagerarsäten (exklusive sätena för flygplanets befälhavare och biträdande pilot) måste vara utrustad med ett system TAWS som godkänts av Federal Office [5] [9] .

Före introduktionen av GPWS-systemet var det i genomsnitt 3,5 CFIT-flygolyckor per år; i mitten av 1970-talet bidrog införandet av systemet till att minska detta antal till 2 per år. Enligt en rapport från 2006, sedan 1974 i USA:s luftrum (sedan antagandet av det obligatoriska kravet att utrusta flygplan med ett GPWS-system), har inte en enda CFIT-incident registrerats som slutade med passagerares död [ 10] . även efter 1974 inträffade olyckor som är omöjliga förhindrades på grund av den så kallade "döda zonen" otillgänglig för tidiga GPWS-system. Detta ledde till vidareutveckling av varningssystem. Att installera äldre TAWS, inaktivera EGPWS eller ignorera varningar om flygplatsen inte finns i databasen gör flygplanet fortfarande sårbart [11] .

Så fungerar systemet

Systemet håller reda på vilken höjd flygplanet flyger på: höjdinformation kommer från en radiohöjdmätare. Datorn lagrar all inkommande information och utför beräkningar utifrån vilka det avgörs om situationen är farlig. Besättningen får olika audiovisuella meddelanden i händelse av farliga situationer:

• vid för snabb nedgång: "SINKHASTIGHET" "DRAG UPP"
• vid för snabb närmande till marken: "TERRÄNGEN" "DRÄCK UPP"
• i händelse av höjdförlust efter start eller omgång: "SÄNK INTE"
• under osäkra landningsförhållanden:
  • "FÖR LÅG - GEAR" (underredet i icke-landningsläge)
  • "FÖR LÅG - FLAPS" (mekanisering i icke-landningsläge)
  • "FÖR LÅG - TERRÄNGEN" (kombinerar ovanstående)
• för mycket avvikelse under glidbanan: "GLIDESLOPE"
• krängningsvinkel för hög: "BANK ANGLE"
• vindskjuvningslarm: "WINDSHEAR"

Traditionella GPWS-system har en svag punkt. Eftersom de bara kan samla in information från jordens yta måste de också bestämma den möjliga terrängen, men i händelse av en kraftig terrängförändring (till exempel uppkomsten av en brant sluttning) kommer systemet inte att meddela besättningen på detta tills de har mycket lite tid kvar till någon undvikande åtgärd. För att bekämpa dessa brister utvecklades ett nytt system kallat EGPWS på 1990-talet. Dess databas innehåller information om terrängen runt planeten, allt dess arbete är baserat på GPS -teknik. Omborddatorer jämför flygplanets nuvarande position och terrängen under det med kartor över jorden. Displayen hjälper piloter att navigera och hitta de högsta och lägsta punkterna på ytan nära flygplanet för närvarande. För närvarande löser mjukvaruutvecklare problem som ingen varning eller sen varning (eller felaktigt svar).

Ingen varning

Den främsta orsaken till kollisioner med marken på flygplan i händelse av att inga varningar mottogs från GPWS är underskridande av banan . Om landningsstället och klaffarna är utdragna, ger GPWS inga varningar i väntan på att flygplanet ska landa. EGPWS-systemet inkluderar funktionen TCF ( terrain clearance floor  ), som säkerställer skyddet av GPWS och tillförseln av nödvändiga signaler även inför landning.

Sen varning eller felaktigt svar

GPWS-larmet kommer vanligtvis vid hög belastning, vilket till och med kan skrämma besättningen. Ibland är flygplanet inte vid den punkt där det borde vara, enligt piloten, och därför kan svaret på GPWS-varningar vara värdelöst, eftersom de utförs för sent. Varningstiden kan också vara kort om flygplanet flyger längs en brant sluttning, eftersom den nedåtvända radiohöjdmätaren är det huvudsakliga instrumentet som beräknar möjliga farliga förhållanden. EGPWS förbättrar marknärhetsdetektering genom att tillhandahålla all information på skärmar.

GPWS-incidenter

Det finns en detaljerad lista över procedurer som måste följas av båda piloterna parallellt i händelse av en GPWS- eller EGPWS-varning. Men i vissa fall misslyckas piloterna med att följa instruktionerna, vilket ledde till tragiska konsekvenser: i de flesta fall hann piloterna inte följa alla nödvändiga instruktioner.

• Den 28 november 1979 kraschade en Air New Zealand DC -10 in i Mount Erebus på Ross Island, Antarktis och dödade alla 257 människor. Planet avvek från kursen på grund av en felaktigt inställd rutt: även om GPWS-larmsystemet fungerade i rätt tid, lyckades piloterna inte ta höjd och kunde inte undvika en kollision med berget.
• 9 juni 1995 av Havilland Canada Dash 8, som ägs av Ansett New Zealand, kraschade nära staden Palmerston North i bergskedjan Tararua. 4 personer dog, 17 skadades. Utredningen fastställde att radiohöjdmätarantennerna orsakade ett fel i GPWS-systemet, även om Transport Accidents Investigation Commission (TAIC) senare förnekade detta.
• Den 20 december 1995, nära Cali, kraschade en Boeing-757 från American Airlines in i berget El Deluvio under landning och kollapsade helt. Av de 163 personerna ombord överlevde fyra. Besättningen gjorde en rad misstag, angav kursen felaktigt och styrde rakt mot berget. 12 sekunder före kollisionen fungerade GPWS-systemet, men piloterna hann inte ta höjd på grund av luftbromsen de slog på.
• Den 2 oktober 1996 kraschade en Aeroperú Boeing 757 nära Lima och dödade 70 människor. Före start förseglades flera sensorer med isoleringstejp, som aldrig togs bort: på grund av tätningen började några av sensorerna ge falska avläsningar och motstridiga avläsningar från andra sensorer ledde till ett fel och många larm. Planet kraschade i vattnet, trots piloternas bästa ansträngningar.
• Den 1 december 1974 kraschade en Boeing 727 från Trans World Airlines nära Washington . På grund av besättningsfel, felaktig tolkning av avsändarens kommando, började planet sjunka mot flygplatsen och föll under en säker höjd, varefter det kraschade in i Mount Weather. Signalen om markens farliga närhet mottogs i rätt tid, men piloterna såg inte berget i dimman och hann inte nå höjd. 92 personer dog.
• Den 7 mars 2007 kraschade en Boeing 737 nära staden Yogyakarta i Indonesien och dödade 21 människor. Piloten, som gjorde en nedstigning av flygplanet, svarade inte på GPWS-signalen, som krävde att gå på den andra cirkeln, och krävde att släppa klaffarna. Den biträdande piloten följde inte ordern, eftersom de kunde slitas av på grund av flygplanets höga hastighet, men förklarade inte skälen till hans agerande. Flygplanets befälhavare anklagades för dråp baserat på resultaten av undersökningen [13] , men i slutändan frikände den indonesiska högsta domstolen piloten helt och hållet med hänvisning till otillåtligheten av att väcka åtal baserat på officiella ICAO-dokument.
• Den 23 januari 2008 kraschade en Casa C-295M nära Miroslavets., som ägs av det polska flygvapnet . Ingen av de 20 personerna ombord överlevde. Flygplanet var utrustat med ett förbättrat marknärhetsvarningssystem (EGPWS), men den hörbara varningen stängdes av och piloten var inte utbildad i hur man använder detta system [14] .
• Den 21 februari 2008, nära Merida, under flygningen av en ATR 42-300 , arbetade GWPS-systemet på en farlig inflygning till ett hinder, men på 28 sekunder lyckades inte piloterna nå önskad höjd. Planet kraschade på låg höjd in i La Cara del Indio och dödade alla 43 personer ombord.
• Den 10 april 2010 störtade ett Tu-154-plan nära Smolensk , på vilket en stor polsk delegation ledd av president Lech Kaczynski flög. Det faktum att flygplanet kolliderade med marken under en kontrollerad flygning kunde konstateras, ingen av de 96 passagerarna och besättningsmedlemmarna överlevde kraschen [15] [16] [17] [18] [19] . Trots närvaron av TAWS-systemet tillverkat av Universal Avionics Systems i Tucson och dess fulla funktion under flygningen [20] [16] [21] fanns flygplatsen nära Smolensk, där planet skulle landa, inte i TAWS-databasen [22] [23] .
• Den 22 maj 2010 kraschade en Boeing-737 i Mangalore, Indien : flygplanets befälhavare ignorerade varningarna från EGPWS-systemet och andrapiloten när han försökte landa. Han ökade sin nedstigningshastighet för snabbt, och planet träffade marken och flög in i en ravin. Av de 166 personerna överlevde endast 7.

Användning av system inom flyget

Civil

TAWS-utrustning är inte obligatorisk för installation på kolvmotorflygplan, men TAWS typ C är möjlig. Generellt är TAWS obligatorisk för installation på turbojetflygplan med minst sex passagerarsäten. En kompakt och lågkostnadsversion av EGPWS producerades av AlliedSignal (före sammanslagningen med Honeywell ) för allmänflyg och privata jetplan [24] .

Militär

Militära flygplan flyger ofta snabbt och lågt, så det är nödvändigt att bestämma banan för en eventuell kollision med marken med hög noggrannhet. Det vanliga GPWS-systemet, som "ser" bara ner, är inte lämpligt för detta. Militära flygplan kräver ett förbättrat system med information från radiohöjdmätare, tröghetsnavigeringssystem (INS), GPS-navigator och flygkontrollsystem för att exakt förutsäga flygvägen upp till 5 km framåt. Digitala terräng- och hinderkartor låter dig avgöra om det blir en kollision om flygplanet inte når önskad höjd vid angiven överbelastning . Om en kollision är möjlig kommer larm att ljuda i sittbrunnen.

Ett liknande system används på Eurofighter Typhoon [25] . I USA registrerades ett fall av driften av ett militärt GPWS-system kallat Auto-GCAS ( engelsk  Automatic Ground Collision Avoidance System , "Automatic Ground Collision Avoidance System") - den 5 maj 2016, på en F-16- utbildning fighter, piloten förlorade medvetandet på grund av överbelastning , när hans plan flög med en hastighet av 1207 km / h (652 knop) i en vinkel på 55 grader från en höjd av 2670 m. Systemet, efter att ha bestämt hotet om en kollision, fungerade automatiskt och bidrog till att rädda pilotens liv [26] .

Se även

• Lista över förkortningar för namn på flyg och radio-elektronisk utrustning
• ACAS (Airborne Collision Avoidance System)
• Säkerhetssystem för flygplatsrörelser(AMAS)
• ASDE-X(Airport Surface Detection Equipment, Model X) - utrustning för att detektera banans yta, modell X
• Röstinformatör
• Elektriskt fjärrkontrollsystem
• TERPROM
• Aircraft Collision Avoidance System (TCAS)

Anteckningar

1. ↑ Enhanced Ground Proximity Warning System (EGPWS) - Honeywell Aerospace Engineering . 1.honeywell.com. Hämtad 17 oktober 2011. Arkiverad från originalet 2 oktober 2011. (obestämd)
2. ↑ System för att undvika terräng och varning (TAWS) . Hämtad 4 september 2018. Arkiverad från originalet 4 september 2018. (obestämd)
3. ↑ Teknisk standardordning. Ämne: TERRÄNG MEDVÄNHET OCH VARNINGSSYSTEM . Datum för åtkomst: 4 september 2018. Arkiverad från originalet 22 juli 2011. (obestämd)
4. ↑ GPWS, EGPWS, TAWS. Jordnärhetsvarningssystem. | SKYNAV . skynav.ru. Hämtad 15 oktober 2018. Arkiverad från originalet 15 oktober 2018. (ryska)
5. ↑ 1 2 3 4 Obs: Originaltext kopierad från US FAA Circular AC23-18 [1] Arkiverad 1 december 2017 på Wayback Machine
6. ↑ (§§ 121.360 och 135.153) (39 FR 44439, 18 december 1974)
7. ↑ Uppfinn nu | Hall of Fame | sök | Uppfinnarprofil . Invent.org (8 mars 1932). Datum för åtkomst: 17 oktober 2011. Arkiverad från originalet den 27 september 2011. (obestämd)
8. ↑ Personality Flight Aerospace Industry Awards 1999 . Hämtad 26 augusti 2018. Arkiverad från originalet 21 april 2019. (obestämd)
9. ↑ Sek. 121.354 - Terrängmedvetenhet och varningssystem . Federal Aviation Administration . Hämtad 29 april 2007. Arkiverad från originalet 19 augusti 2009. (obestämd)
10. ↑ Nicholas Sabatini. Nedåttryck på olycksfrekvensen (länk ej tillgänglig) . Federal Aviation Administration . Hämtad 19 mars 2009. Arkiverad från originalet 7 oktober 2006. (obestämd) 
11. ↑ "Lotniska w Smoleńsku mogło nie być w bazie GPWS" - Polska - Informacje - portal TVN24.pl - 27.04.2010 . Tvn24.pl (27 april 2010). Hämtad 17 oktober 2011. Arkiverad från originalet 29 september 2011. (obestämd)
12. ↑ Historisk teknisk standardordning . rgl.faa.gov . Hämtad 26 augusti 2018. Arkiverad från originalet 20 mars 2017. (obestämd)
13. ↑ Garuda Indonesien-pilot arresterad över krasch-advokat . Reuters (5 februari 2008). Hämtad 4 september 2018. Arkiverad från originalet 4 september 2018. (obestämd)
14. ↑ ASN Flygplansolycka CASA C-295M 019 Miroslawiec AB . aviation-safety.net. Hämtad 17 oktober 2011. Arkiverad från originalet 25 juni 2011. (obestämd)
15. ↑ Wacław Radziwinowicz, Moskva, mich. Sledztwo. Jak doszło gör katastrof . Wyborcza.pl (19 april 2010). Hämtad 17 oktober 2011. Arkiverad från originalet 15 maj 2011. (obestämd)
16. ↑ 12 Levin , Alan . Enheten väcker frågor i polska kraschen , USA Today  (13 april 2010). Arkiverad från originalet den 17 april 2010. Hämtad 26 augusti 2018.
17. ↑ Tu-154 mial system ostrzegania. Inte zadzialał? . Tvp.Info (15 april 2010). Hämtad 17 oktober 2011. Arkiverad från originalet 4 oktober 2011. (obestämd)
18. ↑ Smolot prezydenta nie miał prawa się rozbić! . fact.pl. Hämtad 17 oktober 2011. Arkiverad från originalet 17 juli 2011. (obestämd)
19. ↑ Wprost 24 - Nie było nacisków na załogę Tu-154, zapis czarnych skrzynek będzie upubliczniony . Wprost.pl (16 april 2010). Hämtad 17 oktober 2011. Arkiverad från originalet 7 juni 2011. (obestämd)
20. ↑ "Scream (NV)" Arkiverad 26 augusti 2018 på Wayback Machine  (ryska)
21. ↑ Arkiverad kopia (länk ej tillgänglig) . Hämtad 26 augusti 2018. Arkiverad från originalet 25 mars 2010. (obestämd) 
22. ↑ Företag, Universal Avionics Systems Universal Avionics - Felsida (länk ej tillgänglig) . www.uasc.com . Hämtad 26 augusti 2018. Arkiverad från originalet 17 juli 2011. (obestämd) 
23. ↑ Företag, Universal Avionics Systems Universal Avionics - Felsida (länk ej tillgänglig) . www.uasc.com . Hämtad 26 augusti 2018. Arkiverad från originalet 18 september 2017. (obestämd) 
24. ↑ AeroWorldNet(tm) - AlliedSignal utvecklar nytt EGPWS, display för allmänflygmarknaden [17 maj 1999] . AeroWorldNet (17 maj 1999). Datum för åtkomst: 17 oktober 2011. Arkiverad från originalet den 6 januari 2012. (obestämd)
25. ↑ Eurofighter Typhoon - BAE SYSTEMS levererar den första Eurofighter Typhoon Ground Proximity Warning Arkiverad den 3 februari 2008.
26. ↑ Auto-GCAS räddar medvetslös F-16-pilot—avklassificerad USAF-film . aviationweek.com . Hämtad 26 augusti 2018. Arkiverad från originalet 11 oktober 2016. (obestämd)

Länkar

• GPWS, EGPWS (TAWS). Varningssystem för marknärhet  (ryska)
• C. Donald Bateman på National Inventors Hall of  Fame
• AeroWorldNet - 1999 EGPWS  kostnader
•  Eurofighter Typhoon - BAE SYSTEMS levererar första Eurofighter Typhoon Ground Proximity Warning
• FlitePartners-sida om EGPWS-installationer av  STC
• Ground Proximity Warning System (GPWS  )
• Honeywell Aerospace EGPWS  webbplats
• Varningsljud  för cockpit
•  Predictive Forward Collision Warning System