Systém varování před blízkostí země

Ground Proximity Warning System ( zkráceně GPWS ) je letecký systém určený k varování pilotů před hrozbou srážky se zemí nebo jinou překážkou .  Od roku 1996 je do letadel instalován vylepšený (vylepšený) systém varování při přiblížení k zemi ( Enhanced Ground Proximity Warning System ) – zkráceně EGPWS [1] .  

Americký Federální úřad pro letectví klasifikuje GPWS jako typ systému varování před uvědoměním si terénu  (TAWS) [2] [3] .

Historie

V 60. letech došlo k sérii leteckých neštěstí (včetně havárie Boeingu 707 u Windhoeku ), popisovaných jako „ srážka se zemí v řízeném letu “ ( angl.  CFIT ), která si vyžádala stovky obětí. Při CFIT nehodách se dobře udržovaný a řízený letoun srazí s povrchem země, vody nebo jiné překážky a posádka zpravidla do poslední chvíle mlčí o blížícím se nebezpečí [4] [5] .

Počátkem 70. let byly provedeny studie o okolnostech takových havárií, po kterých se zjistilo, že je nutné zavést nějaký druh varovného systému, aby se předešlo opakování takových tragédií [5] . Americká Národní rada pro bezpečnost dopravy vydala řadu doporučení, která v roce 1974 požadovala, aby Federální úřad pro letectví vybavil všechna proudová a proudová letadla systémy varování při přiblížení k zemi, které splňují pokyny pro aplikaci technických norem.[5] [6] .

Vynálezcem oficiálně uznávaného systému GPWS je kanadský inženýr Charles Donald Bateman , autor více než 40 amerických a 80 zahraničních patentů na různé vynálezy [7] . Od roku 1979 je tento systém doporučován Mezinárodní organizací pro civilní letectví [8] . V březnu 2000 změnil Federální úřad pro letectví USA pravidla pro provoz letadel – všechna proudová letadla registrovaná v USA vyrobená po 29. březnu 2002 a s minimálně šesti sedadly pro cestující (kromě sedadel velitele letadla a druhého pilota) musí být vybavena systémem TAWS schváleným Spolkovým úřadem [5] [9] .

Před zavedením systému GPWS docházelo v průměru k 3,5 leteckým nehodám CFIT ročně, do poloviny 70. let zavedení systému pomohlo tento počet snížit na 2 ročně. Podle zprávy z roku 2006 nebyl od roku 1974 ve vzdušném prostoru USA (od přijetí povinného požadavku vybavit letadla systémem GPWS) zaregistrován ani jeden incident CFIT, který by skončil smrtí cestujících [10] , nicméně dokonce i po roce 1974 docházelo k nehodám, kterým bylo nemožné zabránit kvůli takzvané „mrtvé zóně“, nepřístupné pro dřívější systémy GPWS. To vedlo k dalšímu rozvoji varovných systémů. Instalace staršího TAWS, deaktivace EGPWS nebo ignorování varování, pokud letiště není v databázi, stále ponechává letadlo zranitelné [11] .

Jak systém funguje

Systém sleduje výšku, ve které letadlo letí: informace o výšce pocházejí z rádiového výškoměru. Počítač ukládá všechny příchozí informace a provádí výpočty, na základě kterých se zjišťuje, zda je situace nebezpečná. Posádka přijímá různé audiovizuální zprávy v případě nebezpečných situací:

• v případě příliš rychlého poklesu: "SINK RATE" "PULL UP"
• v případě příliš rychlého přiblížení k zemi: "TERÉN" "TAHNOUT"
• v případě ztráty nadmořské výšky po vzletu nebo průletu: „NEPONOŘIT“
• za nebezpečných podmínek přistání:
  • "PŘÍLIŠ NÍZKÝ - PŘEVODOVKA" (podvozek v nepřistávací poloze)
  • "PŘÍLIŠ NÍZKÉ - KLAPKY" (mechanizace v nepřistávací poloze)
  • "PŘÍLIŠ NÍZKÝ - TERÉN" (kombinuje výše uvedené)
• příliš velká odchylka pod sestupovým svahem: "GLIDESLOPE"
• Příliš vysoký náklon: "BANK ANGLE"
• alarm střihu větru: "WINDSHEAR"

Tradiční systémy GPWS mají slabé místo. Vzhledem k tomu, že mohou sbírat informace pouze z povrchu země, musí také určit možný terén, ale v případě prudké změny terénu (například výskyt strmého svahu) systém neupozorní posádky této, dokud jim nezbude velmi málo času na jakoukoli úhybnou akci. Pro boj s těmito nedostatky byl v 90. letech vyvinut nový systém nazvaný EGPWS. Jeho databáze obsahuje informace o terénu kolem planety, veškerá jeho práce je založena na technologii GPS . Palubní počítače porovnávají aktuální polohu letadla a terén pod ním s mapami Země. Displej pomáhá pilotům při navigaci a hledání nejvyšších a nejnižších bodů povrchu poblíž letadla v aktuálním čase. V současné době vývojáři softwaru řeší problémy, jako je žádné varování nebo pozdní varování (nebo nesprávná reakce).

Žádné varování

Hlavním důvodem kolizí letadel se zemí v případě, že nebyla přijata žádná varování od GPWS, je podletování dráhy . Pokud je podvozek a vztlakové klapky vysunuté, pak GPWS nedává varování a čeká na přistání letadla. Systém EGPWS obsahuje funkci TCF ( terénní clearance floor  ), která zajišťuje ochranu GPWS a dodávání potřebných signálů i při přípravě na přistání.

Pozdní varování nebo nesprávná odpověď

Alarm GPWS většinou přichází v době vysoké zátěže, která může posádku i vyděsit. Někdy se letadlo podle pilota nenachází v bodě, kde by mělo být, a proto může být reakce na varování GPWS zbytečná, protože se provádějí příliš pozdě. Doba varování může být také krátká, pokud letadlo letí po strmém svahu, protože směrem dolů směřující radiový výškoměr je hlavním nástrojem, který vypočítává možné nebezpečné podmínky. EGPWS zlepšuje schopnosti detekce blízkosti země tím, že poskytuje všechny informace na obrazovkách.

GPWS incidenty

Existuje podrobný seznam postupů, které musí oba piloti dodržovat paralelně v případě varování GPWS nebo EGPWS. V některých případech však piloti pokyny nedodržují, což vedlo k tragickým následkům: ve většině případů piloti nestihli splnit všechny potřebné pokyny.

• 28. listopadu 1979 se letoun Air New Zealand DC -10 zřítil do Mount Erebus na Rossově ostrově v Antarktidě a zabil všech 257 lidí. Letoun se odchýlil z kurzu kvůli špatně nastavené trase: poplašný systém GPWS sice fungoval včas, ale pilotům se nepodařilo nabrat výšku a srážce s horou se nevyhnuli.
• 9. června 1995 de Havilland Canada Dash 8, vlastněný Ansettem New Zealand, havaroval u města Palmerston North v pohoří Tararua. Zemřeli 4 lidé, 17 bylo zraněno. Vyšetřování zjistilo, že antény rádiového výškoměru způsobily poruchu v systému GPWS, ačkoli to Komise pro vyšetřování dopravních nehod (TAIC) později popřela.
• 20. prosince 1995 poblíž Cali narazil Boeing-757 American Airlines do hory El Deluvio během přiblížení na přistání a zcela se zhroutil. Ze 163 lidí na palubě přežili čtyři. Posádka udělala řadu chyb, nesprávně označila kurz a zamířila přímo k hoře. 12 sekund před srážkou fungoval systém GPWS, ale piloti kvůli zapnuté vzduchové brzdě nestihli nabrat výšku.
• 2. října 1996 havaroval Boeing 757 společnosti Aeroperú poblíž Limy a zabil 70 lidí. Před vzletem bylo několik senzorů zapečetěno izolační páskou, která nebyla nikdy odstraněna: kvůli utěsnění začaly některé senzory vydávat falešné údaje a protichůdné údaje z jiných senzorů vedly k selhání a četným alarmům. Letoun se i přes maximální snahu pilotů zřítil do vody.
• 1. prosince 1974 se poblíž Washingtonu zřítil Boeing 727 společnosti Trans World Airlines . Kvůli chybám posádky, mylně si vyložil příkaz dispečera, začal letoun klesat směrem k letišti a klesl pod bezpečnou výšku, načež se zřítil do Mount Weather. Signál o nebezpečné blízkosti země byl přijat včas, ale piloti horu v mlze neviděli a nestihli nabrat výšku. Zemřelo 92 lidí.
• 7. března 2007 havaroval Boeing 737 poblíž města Yogyakarta v Indonésii a zabil 21 lidí. Pilot při sestupu letadla nereagoval na signál GPWS, který vyžadoval přelet na druhý kruh, a požadoval uvolnění klapek. Druhý pilot rozkaz nesplnil, protože mohly být kvůli vysoké rychlosti letounu utrženy, důvody svého jednání však nevysvětlil. Velitel letadla byl na základě výsledků vyšetřování obviněn z neúmyslného zabití [13] , ale nakonec indonéský vrchní soud pilota v plném rozsahu zprostil obžaloby s odvoláním na nepřípustnost trestního obvinění na základě oficiálních dokumentů ICAO.
• 23. ledna 2008 havaroval Casa C-295M u Miroslavce., ve vlastnictví polského letectva . Nikdo z 20 lidí na palubě nepřežil. Letoun byl vybaven vylepšeným systémem varování při přiblížení k zemi (EGPWS), ale zvukové varování bylo vypnuto a pilot nebyl vyškolen v používání tohoto systému [14] .
• 21. února 2008 u Meridy během letu ATR 42-300 systém GWPS pracoval na nebezpečném přiblížení k překážce, ale za 28 sekund se pilotům nepodařilo dosáhnout požadované výšky. Letadlo se zřítilo v malé výšce do La Cara del Indio a zabilo všech 43 lidí na palubě.
• 10. dubna 2010 se u Smolenska zřítilo letadlo Tu-154 , na kterém letěla početná polská delegace v čele s prezidentem Lechem Kaczynskim. Skutečnost, že se letoun při řízeném letu srazil se zemí, pád nepřežil nikdo z 96 cestujících a členů posádky [15] [16] [17] [18] [19] . Navzdory přítomnosti systému TAWS vyráběného Universal Avionics Systems of Tucson a jeho plné provozuschopnosti během letu [20] [16] [21] , nebylo letiště u Smolenska, kde mělo letadlo přistát, v databázi TAWS [22] [23] .
• 22. května 2010 havaroval Boeing-737 v Mangalore v Indii : velitel letadla ignoroval varování systému EGPWS a druhého pilota a pokusil se přistát. Příliš rychle zvýšil rychlost klesání a letadlo narazilo na zem a vletělo do rokle. Ze 166 lidí přežilo pouze 7.

Použití systémů v letectví

Civilní

Zařízení TAWS není povinné pro instalaci do letadel s pístovým motorem, ale je možné TAWS typu C. Obecně je TAWS povinné pro instalaci do proudových letadel s nejméně šesti sedadly pro cestující. Kompaktní a levná verze EGPWS byla vyrobena společností AlliedSignal (před fúzí s Honeywell ) pro všeobecné letectví a soukromá proudová letadla [24] .

Vojenské

Vojenská letadla létají často rychle a nízko, proto je nutné s vysokou přesností určit trajektorii případné srážky se zemí. K tomu není vhodný běžný systém GPWS, který „kouká“ pouze dolů. Vojenská letadla vyžadují vylepšený systém s informacemi z rádiového výškoměru, inerciálního navigačního systému (INS), GPS navigátoru a systému řízení letu, aby bylo možné přesně předpovídat dráhu letu až 5 km dopředu. Digitální mapy terénu a překážek umožňují určit, zda dojde ke kolizi, pokud letadlo nedosáhne požadované výšky při stanoveném přetížení . Pokud je kolize možná, v kokpitu se rozezní alarm.

Podobný systém je použit na Eurofighter Typhoon [25] . Ve Spojených státech byl zaznamenán případ provozu vojenského systému GPWS s názvem Auto-GCAS ( anglicky  Automatic Ground Collision Avoidance System , „Automatic Ground Collision Avoidance System“) – 5. května 2016 na výcviku F-16 stíhačky, pilot ztratil vědomí v důsledku nadměrného přetížení, když jeho letadlo letělo rychlostí 1207 km/h (652 uzlů) pod úhlem 55 stupňů z výšky 2670 m. Systém po zjištění hrozby kolize, fungovala automaticky a pomohla zachránit život pilota [26] .

Viz také

• Seznam zkratek názvů leteckých a radioelektronických zařízení
• ACAS (Airborne Collision Avoidance System)
• Systém zabezpečení pohybu na letišti(AMAS)
• ASDE-X(Airport Surface Detection Equipment, Model X) - zařízení pro detekci povrchu dráhy, model X
• Hlasový informátor
• Elektrický systém dálkového ovládání
• TERPROM
• Aircraft Collision Avoidance System (TCAS)

Poznámky

1. ↑ Enhanced Ground Proximity Warning System (EGPWS) – Honeywell Aerospace Engineering . 1.honeywell.com. Získáno 17. října 2011. Archivováno z originálu 2. října 2011. (neurčitý)
2. ↑ Systém vyhýbání se terénu a varování (TAWS) . Získáno 4. 9. 2018. Archivováno z originálu 4. 9. 2018. (neurčitý)
3. ↑ Technická standardní objednávka. Předmět: SYSTÉM OZNAMOVÁNÍ TERÉNU A VAROVÁNÍ . Datum přístupu: 4. září 2018. Archivováno z originálu 22. července 2011. (neurčitý)
4. ↑ GPWS, EGPWS, TAWS. Systémy varování při přiblížení k Zemi. | SKYNAV . skynav.ru. Získáno 15. října 2018. Archivováno z originálu 15. října 2018. (Ruština)
5. ↑ 1 2 3 4 Poznámka: Původní text zkopírován z US FAA Circular AC23-18 [1] Archivováno 1. prosince 2017 na Wayback Machine
6. ↑ (§§ 121.360 a 135.153) (39 FR 44439, 18. prosince 1974)
7. ↑ Vymyslet nyní | Síň slávy | hledat | Profil vynálezce . Invent.org (8. března 1932). Datum přístupu: 17. října 2011. Archivováno z originálu 27. září 2011. (neurčitý)
8. ↑ Osobnostní letové ceny leteckého průmyslu 1999 . Získáno 26. srpna 2018. Archivováno z originálu dne 21. dubna 2019. (neurčitý)
9. ↑ Sek. 121.354 - Systém sledování terénu a varování . Federální úřad pro letectví . Získáno 29. dubna 2007. Archivováno z originálu 19. srpna 2009. (neurčitý)
10. ↑ Nicholas Sabatini. Snížený tlak na nehodovost (odkaz není k dispozici) . Federální úřad pro letectví . Získáno 19. března 2009. Archivováno z originálu 7. října 2006. (neurčitý) 
11. ↑ "Lotniska w Smoleńsku mogło nie być w bazie GPWS" - Polska - Informacje - portál TVN24.pl - 27.04.2010 . Tvn24.pl (27. dubna 2010). Získáno 17. října 2011. Archivováno z originálu dne 29. září 2011. (neurčitý)
12. ↑ Historická technická norma . rgl.faa.gov . Získáno 26. 8. 2018. Archivováno z originálu 20. 3. 2017. (neurčitý)
13. ↑ Pilot Garuda Indonesia zatčen kvůli havarijnímu právníkovi . Reuters (5. února 2008). Získáno 4. 9. 2018. Archivováno z originálu 4. 9. 2018. (neurčitý)
14. ↑ ASN Nehoda letadla CASA C-295M 019 Miroslawiec AB . aviation-safety.net. Získáno 17. října 2011. Archivováno z originálu dne 25. června 2011. (neurčitý)
15. ↑ Wacław Radziwinowicz, Moskva, mich. Sledztwo. Jak doszło do katastrofy . Wyborcza.pl (19. dubna 2010). Získáno 17. října 2011. Archivováno z originálu 15. května 2011. (neurčitý)
16. ↑ 12 Levin , Alan . Zařízení vyvolává otázky v Polish crash , USA Today  (13. dubna 2010). Archivováno z originálu 17. dubna 2010. Staženo 26. srpna 2018.
17. ↑ Tu-154 mial system ostrzegania. Není zadzialał? . Tvp.Info (15. dubna 2010). Získáno 17. října 2011. Archivováno z originálu 4. října 2011. (neurčitý)
18. ↑ Smolot prezydenta nie miał prawa się rozbić! . fact.pl. Získáno 17. října 2011. Archivováno z originálu 17. července 2011. (neurčitý)
19. ↑ Wprost 24 - Nie było nacisków na załogę Tu-154, zapis czarnych skrzynek będzie upubliczniony . Wprost.pl (16. dubna 2010). Získáno 17. října 2011. Archivováno z originálu 7. června 2011. (neurčitý)
20. ↑ "Scream (NV)" Archivováno 26. srpna 2018 na Wayback Machine  (ruština)
21. ↑ Archivovaná kopie (odkaz není dostupný) . Získáno 26. srpna 2018. Archivováno z originálu dne 25. března 2010. (neurčitý) 
22. ↑ Společnosti, Universal Avionics Systems Universal Avionics - Chybová stránka (odkaz není k dispozici) . www.uasc.com . Získáno 26. srpna 2018. Archivováno z originálu 17. července 2011. (neurčitý) 
23. ↑ Společnosti, Universal Avionics Systems Universal Avionics - Chybová stránka (odkaz není k dispozici) . www.uasc.com . Získáno 26. 8. 2018. Archivováno z originálu 18. 9. 2017. (neurčitý) 
24. ↑ AeroWorldNet(tm) – AlliedSignal vyvíjí nový EGPWS, displej pro trh všeobecného letectví [17. května 1999] . AeroWorldNet (17. května 1999). Datum přístupu: 17. října 2011. Archivováno z originálu 6. ledna 2012. (neurčitý)
25. ↑ Eurofighter Typhoon - BAE SYSTEMS doručuje první varování před blízkostí země od Eurofighter Typhoon Archivováno 3. února 2008.
26. ↑ Auto-GCAS zachraňuje pilota F-16 v bezvědomí – odtajněné záběry USAF . aviationweek.com . Získáno 26. 8. 2018. Archivováno z originálu 11. 10. 2016. (neurčitý)

Odkazy

• GPWS, EGPWS (TAWS). Systémy varování před blízkostí země  (ruština)
• C. Donald Bateman v National Inventors Hall of  Fame
• AeroWorldNet –  náklady na EGPWS v roce 1999
•  Eurofighter Typhoon - BAE SYSTEMS přináší první varování před blízkostí země od Eurofighter Typhoon
• Stránka FlitePartners o instalacích EGPWS od  STC
• Systém varování před přiblížením k zemi (GPWS  )
•  Webové stránky Honeywell Aerospace EGPWS
• Výstražné  zvuky v kokpitu
• Prediktivní systém  varování před čelní srážkou