Лекция № 24 Тема 3.3. П риборное оборудование цифровых комплексов ПНО 9. Общие

№ 24 Тема 3.3. Приборное оборудование

цифровых комплексов ПНО 9. Общие сведения о системе СППЗ-85 10. Источники входных сигналов СППЗ-85 11. Режимы предупреждения СППЗ-85 12. Выходные сигналы предупреждения СППЗ-85

в мире каждый год около 8 коммерческих реактивных самолетов терпело

катастрофу из-за столкновения с подстилающей поверхностью, причем эти катастрофы происходили с полностью управляемыми самолетами, пилотируемыми высококвалифицированным летным экипажем.
Но столкновений можно было бы избежать, если бы летный экипаж был своевременно уведомлен о сложившейся опасной ситуации. Поэтому, в начале 70-х годов было принято решение о начале разработки системы, способной выдать сигнализацию об опасности столкновения с землей. Первые версии таких систем, появившиеся в середине 70-х годов, позволили существенно снизить количество подобных катастроф. В отечественной терминологии для них используется аббревиатура СППЗ - система предупреждения приближения к земле. По терминологии ИКАО и Федеральной Авиационной Администрации США системы обозначаются как GPWS - Ground Proximity Warning Systems.

24

в процессе совершенствования элементной базы и развития вычислительной техники происходило

совершенствование систем, но набор основных режимов оставался постоянным:
- режим 1 - чрезмерная скорость снижения;
режим 2 - опасная скорость сближения с подстилающей
поверхностью;
- режим 3 - снижение после взлета или ухода на второй круг;
режим 4 - приближение к подстилающей поверхности в
непосадочной конфигурации;
- режим 5 - значительное отклонение ниже линии глиссады;
- режим 6 - превышение порогового значения разности истинной
высоты и относительной;
- барометрической высоты (не используется в
зарубежных системах).

23

выпускала три типа систем предупреждения столкновений с землей класса СППЗ:

- ССОС (Ульяновское Конструкторское Бюро «Утес»);
- аналоговая СППЗ-1-2 («Утес»);
- цифровая СППЗ-85 (фирма "Авиаприбор-Восход").
Система ССОС установлена на самолетах Ил-76, Ил-62, Ту-154Б, Ту-134, Ан-74, Ан-32, Ан-26, Ан-24, Ан-124-100. В этой системе реализованы только режимы 1-3.
СППЗ-1-2 и СППЗ-85 относятся к системам второго поколения и в них реализованы режимы 1-6. СППЗ-1-2 оснащены Ил-86, Ил-62М, Як-42, а СППЗ-85 - установлена только на самолетах Ил-96-300 и Ту-204 (Ту-214).
Системы предупреждения столкновения с землей отсутствуют на самолетах Як-40 (32 пассажира), Ан-28 (17 пасса-жиров), Ан - 2 (12 пассажиров), Л - 410УВП (19 пассажиров), Ан -12.

22

систем СППЗ (GPWS) позволило значительно уменьшить количество катастроф, полностью их

исключить не удалось (примерно 35% всех катастроф произошло с самолетами с установленной и функционирующей системой СППЗ.
Основные причины этих катастроф можно разбить на три группы.
1. Отсутствие сигнализации в 28% случаев. Как правило, это происходило в процессе снижения самолета в полностью посадочной конфигурации шасси и закрылков. Так как ложные срабатывания сигнализации являются крайне нежелательными на этапе захода на посадку, чувствительность систем СППЗ умышленно уменьшается при посадочной конфигурации ВС.
2. Поздняя выдача сигнализации и недостаточное время у пилота для исправления сложившейся ситуации зафиксировано в 36% катастроф. Границы сигнализации режимов СППЗ, в основном, рассчитаны на полет над медленно меняющимся рельефом и при полете над быстро нарастающим рельефом сигнализация может быть слишком поздней. В среднем сигнализация выдается за 5-15 с до столкновения.
3. Неадекватные и запоздалые действия летного экипажа явились причиной 40% катастроф. Как правило, запоздалые действия являлись причиной достаточно частных ложных срабатываний системы.

21

значительно расширить функциональность СППЗ за счет добавления режимов раннего предупреждения

приближения к земле (функция оценки местности в направлении полета, предупреждение о преждевременном снижении высоты) и индикации степени опасности окружающего рельефа местности на дисплее летчика. Это позволяет увеличить время, предоставляемое экипажу для принятия решения и исправления ситуации.
Для систем, реализующих все режимы систем СППЗ (GPWS), функции раннего предупреждения, а также осуществляющих вывод информации о характере подстилающей поверхности на индикатор используется обозначение TAWS (Terrain Awareness and Warning System). Официального общего названия для этого класса систем в России на данный момент нет. Наиболее часто встречаются следующие обозначения: СРППЗ (система раннего предупреждения приближения к земле) и СРПБЗ (система раннего предупреждения близости земли). Вторая аббревиатура используется в качестве названия системы производства компании ВНИИРА-Навигатор.

20

сигнализации летному экипажу об угрозе столкновения с землей или препятствием

используют помимо данных системы воздушных сигналов (СВС) и радиовысотомера, информацию от таких устройств, как спутниковые навигационные системы, базы данных, содержащих информацию по цифровой модели рельефа, препятствиям вдоль маршрутов полета и зонам использования ВС, различные аэронавигационные данные (координаты порогов ВПП их превышения и др.). Использование баз данных позволяет осуществлять проверку близости воздушного судна к подстилающей поверхности (препятствию) вдоль спрогнозированной траектории. Прогноз осуществляется на 30-90 с (для сравнения СППЗ выдает сигнализацию за 0-20 с до столкновения).
Анализ летных происшествий за период 1985-1995 показывает, что установка систем класса СРППЗ (TAWS) смогла бы предотвратить от 95% до 100% из них. В связи с этим, начиная с 2006 года, ИКАО ввело обязательное требование наличия системы раннего предупреждения приближения на самолетах.

19

на использовании информации от спутникового приемо измерителя и баз данных

аэропортов, рельефа местности, искусственных препятствий.
Идея функции оценки местности в направлении полета: построение защитного пространства вокруг спрогнозированной траектории ВС и выдаче предупреждения экипажу в случае попадания элементов рельефа и/или препятствий внутрь этого пространства. Предупреждение о преждевременном снижении высоты обеспечивается за счет построения защитной области вокруг аэропортов, хранящихся в базе данных системы. Несмотря на кажущуюся простоту постановки задачи, при ее решении возникает большое число более мелких подзадач, требующих глубокой проработки и, в конечном итоге, оказывает существенное влияние на итоговые характеристики системы вероятность правильного обнаружения опасной ситуации, заблаговременность выдачи сигнализации, вероятность выдачи ложной сигнализации, непрерывность работы системы и др.
Сегодня существует две сертифицированные системы TAWS российского производства (СРПБЗ - ВНИИРА-Навигатор, ТТA-12(S) - ЗАО "Транзас"), а также ряд зарубежных систем (TAWS - Universal, ST3400 - Sandel, EGPWS-Honeywell). Системе TTA-12(S), в основном, противопоставляется система EGPWS.

18

предупреждения приближения земли EGPWS
17
Система EGPWS обнаруживает источники угрозы на местности

внизу и впереди по полету самолета, выполняет анализ информации об этих источниках угрозы и предупреждает экипаж, что самолет находится в ситуации, развитие которой может привести к непреднамеренному столкновению с земной поверхностью.
Дистанция упреждения подачи предупредительных сигналов достаточна по времени для своевременного реагирования экипажа. Сигналы предупреждения воспроизводятся в виде речевых сообщений, текстов на КПИ и ИМ №2 в формате ДВ/СИГН и цветного изображения рельефа местности впереди по полету самолета на КИНО №1 и №2.
EGPWS получает входную информацию от следующих систем: БИНС (1,2), СВС (1,2), МНРЛС, ТСАS-II , РВ (1,2), ВСС (1,2), СНС (1,2), СЭИ, ILS (1,2), датчиков обжатого положения передней стойки шасси, выпущенного положения левой стойки шасси, выпущенного положения закрылков.
EGPWS выдает информацию в СЭИ, КИСС, МСРП, АВСА, CCЛО, РИ.

предупреждения приближения земли EGPWS
16

КИСС);
2 - Щиток "СИГНАЛИЗ EGPWS " :
- "EGPWS – ОТКЛ

" - включение/отключение EGPWS;
"РЕЛЬЕФ – ОТКЛ " - отключение режима раннего предупреждения приближения земли;
"ЗАКРЫЛКИ – ОТКЛ " - отключение сигнализации при полете вблизи земной поверхности с не выпущенными закрылками - "ГЛИСС – ОТКЛ " - отключение предупреждающей сигнализации "НИЖЕ ГЛИСС ";
- "РЕЧЬ – ОТКЛ " - отключение сигналов EGPWS в СПУ
3 - ПУИ-148;
4 - Кнопка "КОНТРОЛЬ EGPWS;
5 - Устройство управления курсором

сигнализацию предупреждений в следующих режимах работы:
Режим 1. Чрезмерная скорость

снижения. Выдаются речевые сообщения SINKRATE или (при развитии ситуации) PULL UP; одновременно на КПИ №1 и №2 (рис. 2) высвечивается текст желтого цвета «СПУСК ОПАСНЫЙ» или текст красного цвета «ТЯНИ ВВЕРХ» и мигает стрелка под центром символа самолета.
Режим 2. Чрезмерная скорость сближения с земной поверхностью.
В режиме 2А (радиовысота менее 600 м, закрылки не в посадочном положении, самолет не находится на оси глиссады) выдается речевое сообщения TERRAIN, TERRAIN, на КПИ №1 и №2 высвечивается текст желтого цвета «ЗЕМЛЯ». Если расстояние до поверхности земли продолжает уменьшаться выдается речевое сообщения PULL UP, и на КПИ №1 и №2 высвечивается текст красного цвета «ТЯНИ ВВЕРХ».

2Б (закрылки в посадочном положении) сообщения выдаются на высотах ниже

300 м. При этом если шасси находятся в посадочном положении, то выдается только речевое сообщения TERRAIN, TERRAIN и на КПИ №1 и №2 высвечивается текст желтого цвета «ЗЕМЛЯ».

Потеря высоты на взлете или при уходе на второй круг

(радиовысоты менее 700 м, закрылки и шасси не в посадочной конфигурации). Выдается речевое сообщение «DON’T SINK», одновременно на КПИ №1 и №2 высвечивается текст желтого цвета «НЕ СНИЖАЙСЯ».
Режим 4. Режим 4А. Крейсерский полет и заход на посадку (шасси убраны или закрылки не в посадочном положении, радио высота менее 150 м, скорость менее 340 км/ч). Выдаются речевые сообщения «TOO LOW TERRAIN, TOO LOW GEAR», одновременно на КПИ №1 и №2 высвечивается текст желтого цвета «НИЗКО ЗЕМЛЯ», на МФИ №2 высвечивается текст желтого цвета «НИЗКО ШАССИ», мигает ЦСО.
Режим 4Б. Крейсерский полет и заход на посадку ( шасси выпущены, закрылки не в посадочном положении, радио высота менее 300 м, скорость более 290 км/ч). Выдается речевое сообщение «TOO LOW TERRAIN», одновременно на КПИ №1 и №2 высвечивается текст желтого цвета «НИЗКО ЗЕМЛЯ». Если радио высота менее 80м скорость менее 290км/ч, выдается речевое сообщение «TOO LOW FLAPS», одновременно на МФИ №2 высвечивается текст желтого цвета «НИЗКО ЗАКРЫЛКИ», мигает ЦСО.

Недопустимое отклонения вниз от радиотехнической глиссады при заходе на посадку.

Обеспечивает два уровня сигнализации.
При сигнале 1 (радиовысота менее 300м и отклонение самолета ниже глиссады по планке положения равно 1,3 точки или более) выдается речевое предупреждение «GLIDESLOPE», которое звучит в полсилы, одновременно на КПИ №1 и №2 высвечивается текст желтого цвета «GLIDESLOPE», мигает стрелка под символом самолета.
При сигнале 2 уровня (радиовысота менее 100 м, отклонение самолета от глиссадной зоны по планке положения 2 точки и более) речевые сообщения звучат громче и выдаются каждые 3 с. Режим отключается вручную кнопкой ГЛИС, расположенной на щитке СППЗ и автоматически восстанавливается, когда самолет спускается ниже 10 м или набирает высоту выше 600 м над уровнем аэродрома.

Выдача уведомительного сигнала на радио высоте 150 м (500 ф)

– тон.

Оповещение о преждевременном снижении. Оповещает пилотов о снижении ниже допустимого уровня над подстилающей поверхностью. Оповещение о выходе на этот допустимый уровень не зависит от конфигурации самолета и является функцией радио высоты и дистанции до центра ближайшей ВПП ( для ВПП с твердым покрытием длинной более 500 м), имеющейся в базе данных EGPWS. При попадании самолета в область оповещения выдается речевое сообщение «TOO LOW TERRAIN», одновременно на КПИ №1 и №2 высвечивается текст желтого цвета «НИЗКО ЗЕМЛЯ».

индикация рельефа местности впереди по полету самолета.
Индикация на КИНО

№1 и №2 обеспечивается при установке переключателя режимов на ПУ СЭИ в положение СППЗ в установленном на диапазоне. При этом впереди лежащая местность изображается в кадре зонами зеленого, желтого и красного цветов зависимости от относительной высоты рельефа (в этой зоне) и высоты полета самолета. Неопасная зона изображается черным цветом, море – голубым. Рельеф, превышающий высоту полета самолета более, чем на 600 м изображен зонами красного цвета. Рельеф, высотой до 600 м и 150 м ниже (80м при выпущенных шасси полета самолета изображен зонами желтого цвета. Кадр ориентирован по курсу. При подлете к этим зонам (за 40-60 сек) выдается речевое сообщение «CAUTION TERRAIN», одновременно на КИНО №1 и №2 высвечиванием текст желтого цвета «ЗЕМЛЯ ВПЕРЕДИ» и в кадре GPWS на КИНО появляется зона сплошного желтого цвета.

индикация рельефа местности впереди по полету самолета.
Если экипаж не

принял необходимые действия, то за 30 с до опасной зоны выдается речевое сообщение «TERRAIN, TERRAIN, PULL UP» - одновременно на КИНО №1 и №2 высвечивается текст «ЗЕМЛЯ ВПЕРЕДИ» красного цвета в красной мигающей рамке и автоматически устанавливается кадр СППЗ в диапазоне 20 км.

Ввод в режим «ТЕСТ» обеспечивается от кнопки «Контроль» на панеле наземной подготовки и от кнопки на лицевой панеле блока.
По статистике за 2012 год было зафиксировано 339 срабатываний системы GPWS, причем 247 из них (т.е. 73%) были необоснованными, хотя компания Honeywell утверждает, что в системе EGPWS достигнут крайне низкий уровень ложных срабатываний и составляет 1 случай на 150000 летных часов работы.
EGPWS представляет собой моноблок, массой не более 3,5 кг. Органы управления системой расположены на щитках СПП3 командира воздушного судна и второго пилота.

"МАР+TAWS"
7

" TAWS" (в режиме ТЕСТ-КОНТРОЛЬ)
6

самолетов и вертолетов, даёт экипажу полную информацию о текущей ситуации

и обеспечивает возможность уйти от наземного препятствия, не нарушая комфорт пассажиров ВС.
Обеспечивая раннее предупреждение близости земли, СРПБЗ решает задачи систем GPWS, EGPWS, TAWS/HTAWS, что позволяет устанавливать вместо существующих систем ССОС, СППЗ-1, СППЗ-85.
СРПБЗ, непрерывно оценивая высоту, скорость, крен, тангаж, а также положение ВС относительно земной поверхности и искусственных препятствий, глиссады, ВПП, обеспечивает безопасность самолетов и вертолетов в соответствии с нормами ICAO как в воздухе, так и на аэродроме. При установке на борт ВС СРПБЗ автоматически настраивается на конфигурацию бортового оборудования (самолета или вертолета) и не требует дополнительных блоков сопряжения.

на светосигнальные табло и бортовые многофункциональные индикаторы, окрашивается в красный,

желтый или зеленый цвета в зависимости от степени опасности, информируя экипаж о текущей ситуации и обеспечивая выход из опасных режимов полета. Система имеет комплектацию со встроенным приемо измерителем ГЛОНАСС/GPS нового поколения.
Встроенная система автоматизированного контроля СРПБЗ проверяет без КПА исправность системы на борту ВС и в АТБ. По информации "черного ящика" СРПБЗ авиакомпании оперативно оценивают работу самолетного оборудования и действия экипажа сразу после полета. За 10 лет более 400 ВС оборудованы СРПБЗ.
Она успешно эксплуатируется на самолетах: Ту-204, Ту-214, Ту-334, Ил-62М, Ил-76МД, Ил-76ТД, Ил-86, Ил-114, Як - 40, Як - 42, С - 80, Бе-200, Ан-140.

разработана в соответствии с требованиями ИКАО об обязательном оборудовании воздушных

судов системами раннего предупреждения TAWS и предназначена для получения экипажем самолета сведений о характере подстилающего рельефа, включая искусственные препятствия, и выдачи раннего предупреждения в случае непреднамеренного опасного сближения с землей на всех этапах полета от взлета до посадки.
Подстилающая поверхность отображается на цветном ЖК-индикаторе в двух режимах, отличающихся способом цветового кодирования (режимы относительных и абсолютных высот).

превышение скорости снижения (режим 1);

- превышение скорости сближения с поверхностью (режим 2);
- потеря высоты на взлете или при уходе на второй круг (режим 3);
- полет вблизи земли с невыпущенными шасси или закрылками не в посадочной конфигурации (режим 4);
- чрезмерное отклонение вниз от глиссады (режим 5);
- речевые сообщения при достижении опорных высот при снижении ( режим 6);
- раннее предупреждение при опасном сближении с землей (режим 7);
предупреждение о преждевременном снижении при заходе (режим 8).

При возникновении опасной ситуации выдается звуковая сигнализация, речевая сигнализация (поясняющая причину предупреждения) и визуальная сигнализация на индикатор системы или на внешние светотабло.
При нормальном функционировании в системе обеспечивается автоматическое (без вмешательства экипажа) определение фаз полета и активирование соответствующих режимов предупреждения.