Введение

Система оповещения, предназначенная для предотвращения столкновения пилотов с препятствиями при взлете, посадке и рулении.

Система предупреждения о приближении к земле (GPWS) – это система, разработанная для оповещения пилотов о непосредственной опасности столкновения самолета с землей или препятствием. Федеральное управление гражданской авиации США (FAA) определяет GPWS как тип системы информирования о рельефе местности и предупреждения (TAWS). Более совершенные системы, представленные в 1996 году, известны как усовершенствованные системы предупреждения о близости к земле (EGPWS), являющиеся современным типом TAWS.

История

В конце 1960-х годов серия аварий с контролируемым полетом в местность (CFIT) унесла жизни сотен людей. Авария CFIT – это ситуация, когда исправный самолет под управлением полностью квалифицированного и сертифицированного экипажа сталкивается с землей, водой или препятствиями без какого-либо осознания этого экипажем. Начиная с начала 1970-х годов, ряд исследований был посвящен изучению причин аварий CFIT. Международная организация гражданской авиации ООН (ИКАО) рекомендовала установку GPWS в 1979 году. К. Дональд Бэйтман, инженер канадского происхождения, разработал и считается изобретателем GPWS. В марте 2000 года Федеральное управление гражданской авиации США (FAA) внесло изменения в правила эксплуатации, требуя оснащения TAWS, одобренного FAA, всех турбовинтовых самолетов, зарегистрированных в США и имеющих шесть или более пассажирских мест (не считая места пилота и второго пилота).

Эффекты и статистика

До разработки GPWS крупные пассажирские самолеты участвовали в 3,5 смертельных случаях CFIT в год, снизившись до 2 в год к середине 1970-х годов. В отчете за 2006 год указывалось, что с 1974 года, когда FAA США сделало обязательным оснащение крупных самолетов таким оборудованием, до момента публикации отчета не было ни одной гибели пассажиров в результате катастрофы CFIT крупного реактивного самолета в воздушном пространстве США. После 1974 года все еще происходили некоторые аварии CFIT, предотвратить которые GPWS не смогла из-за "слепой зоны" ранних систем GPWS. Были разработаны более совершенные системы. Устаревшие системы TAWS, отключение EGPWS или игнорирование его предупреждений, когда аэропорт отсутствует в базе данных, по-прежнему оставляют воздушные суда уязвимыми к возможным инцидентам CFIT. В апреле 2010 года польский военно-воздушный самолет Туполев Ту-154М потерпел крушение вблизи Смоленска, Россия, предположительно в результате столкновения с рельефом местности, погибли все пассажиры и члены экипажа, включая президента Польши Леха Качиньского. Самолет был оснащен системой TAWS производства Universal Avionics Systems из Тусона. Однако аэропорт назначения (Смоленск (XUBS)) отсутствовал в базе данных TAWS. В январе 2008 года польский военно-воздушный самолет Casa C 295M потерпел крушение в результате аварии CFIT вблизи Мирославца, Польша, несмотря на наличие EGPWS на борту; звуковые предупреждения EGPWS были отключены, а командир воздушного судна не был должным образом обучен работе с EGPWS.

Никакого предупреждения .

Основной причиной случаев CFIT без предупреждения GPWS является посадка с недолетом. Когда шасси выпущено и посадочные закрылки развернуты, GPWS предполагает, что самолет собирается сесть, и поэтому не выдает предупреждение. Однако GPWS также может выйти из строя из-за короткого замыкания. 26 сентября 1997 года самолет Garuda Indonesia, рейс 152, потерпел крушение в холмистой местности, в результате чего погибли все 222 пассажира и 12 членов экипажа, находившиеся на борту. Несмотря на то, что самолет приближался к земле, GPWS не сработала, хотя шасси и посадочные закрылки не были выпущены. EGPWS вводит функцию "Terrain Clearance Floor" (TCF), которая обеспечивает защиту GPWS даже в конфигурации на посадку.

Поздное предупреждение или неправильный ответ

Вспышка предупреждения GPWS обычно происходит в момент высокой загруженности и почти всегда застает летный экипаж врасплох. Практически всегда самолет находится не в том месте, где пилот полагает, что он должен быть, и в таких ситуациях реакция на предупреждение GPWS может быть запоздалой. Время предупреждения также может быть недостаточным, если самолет летит в район с резкими перепадами высот, поскольку для расчета предупреждения в основном используется радиовысотомер, направленный вниз. EGPWS повышает ситуационную осведомленность о местности и увеличивает время предупреждения благодаря введению индикации рельефа местности и функции защиты Terrain Data Base Look Ahead.

Инциденты

В коммерческих и авиационных операциях существуют юридически обязательные процедуры, которые необходимо соблюдать при получении предупреждения или сигнала EGPWS. Оба пилота обязаны реагировать и действовать соответствующим образом после выдачи сигнала. В Индонезии капитан рейса 200 авиакомпании Garuda Indonesia был обвинен в непредумышленном убийстве за несоблюдение этих процедур. В 2015 году рейс 953 авиакомпании Air France (самолет Boeing 777-200ER) избежал столкновения с землей после того, как EGPWS обнаружила гору Камерун на пути следования самолета. Пилот, управлявший самолетом, немедленно отреагировал на первоначальное предупреждение EGPWS.

Общая авиация

FAA США не требует установки оборудования TAWS на самолетах с поршневыми двигателями, однако допускается установка дополнительного оборудования, классифицированного как TAWS типа C. В зависимости от вида эксплуатации, установка TAWS обязательна только на самолетах с турбинными двигателями, рассчитанных на шесть и более пассажиров. Более компактная и недорогая версия EGPWS была разработана компанией AlliedSignal (впоследствии объединенной с Honeywell) для авиации общего назначения и частных самолетов.

Быстрые военные самолеты

Для быстрых военных самолетов высокая скорость и малая высота полета, на которых они часто работают, делают традиционные системы GPWS неэффективными, поскольку "слепая зона" становится критическим фактором. Поэтому необходима усовершенствованная система, использующая данные не только от радиолокационного высотомера, но и от инерциальной навигационной системы (ИНС), глобальной системы позиционирования (GPS) и системы управления полетом (FCS) для точного прогнозирования траектории полета самолета на расстояние до 8 километров (5 миль) вперед. Затем цифровые карты рельефа местности и препятствий используются для определения вероятности столкновения, если самолет не выполнит набор высоты с заданным заранее уровнем перегрузки. В случае прогнозируемого столкновения в кабине пилота выдается предупреждение. Подобная система установлена на самолетах, таких как Eurofighter Typhoon. Федеральное управление гражданской авиации США (FAA) также провело исследование по адаптации трехмерного военного управления вектором тяги для спасения гражданских авиалайнеров в катастрофических ситуациях. 5 мая 2016 года военная система GPWS, известная как Автоматическая система предотвращения столкновений с землей (Auto GCAS), установленная на борту F-16, совершила экстренное спасение после того, как пилот-стажер потерял сознание из-за перегрузок во время базовой тренировки по боевым маневрам. При угле снижения примерно в 55 градусов на высоте 2670 метров и скорости 652 узла (КИАС), Auto GCAS обнаружила угрозу столкновения с землей и автоматически выполнила маневр восстановления, спасая жизнь пилота.