Раздел 2. Бортовые радиоэлектронные средства предотвращения столкновений вс с землёй и препятствиями. Система egpws

1. Проблема столкновений исправных воздушных судов с земной поверхностью

В настоящее время одной из острейших проблем в обеспечении безопасности полётов является предотвращение столкновений исправных ВС с наземными препятствиями. Главные причины катастроф, аварий и инцидентов, связанных со столкновением с землёй или препятствиями в контролируемом полёте, как правило, вытекают из нарушения правил полётов. Данная проблема стала столь острой, что ею активно начали заниматься авиационные специалисты многих стран мира, профессиональные авиационные ассоциации и общества, государственные и политические деятели, учёные и администраторы. В последние годы ICAO и Всемирный фонд безопасности полётов (FSF) сконцентрировали свои усилия на решении этой проблемы. В результате комплексного подхода и предпринятых крупномасштабных действий была принята Резолюция Ассамблеи ICAO А 2913 «Реализация программы ICAO по предотвращению столкновений исправных ВС с землёй (CFIT)». Таким образом, перед странами - членами ICAO, государствами регистрации ВС, авиакомпаниями была поставлена конкретная задача - существенно сократить количество авиационных происшествий типа CFIT.

Угроза столкновений ВС с земной поверхностью и с искусственными препятствиями относится к категории наиболее опасных явлений лётной практики.

Определяющими направлениями по предотвращению авиационных происшествий категории CFIT в гражданской авиации России являются:

• сбор и систематизация данных об авиационных происшествиях и ин­цидентах по проблеме CFIT;

• совершенствование эксплуатационных процедур для экипажей ВС;

• совершенствование способов и методов обучения лётных специали­стов и специалистов УВД по проблеме CFIT;

• совершенствование аэронавигационного обеспечения полётов;

• совершенствование структуры маршрутов прилёта (STAR) и вылета (SID), особенно для горных аэродромов;

• совершенствование наземного оборудования для персонала УВД;

• совершенствование специального оборудования, обеспечивающего своевременную индикацию и предупреждение экипажа ВС о возникновении таких условий полёта, развитие которых может привести к столкновению с земной или водной поверхностью, а также с искусственными препятствиями.

1. Анализ проблемы столкновений исправных вс с земной поверхностью и препятствиями

Столкновение с землёй в контролируемом полёте (CFIT) - термин, которым обозначают происшествия, связанные со столкновением ВС с землёй, искусственными препятствиями или водой в тех случаях, когда экипаж не мог контролировать ВС по направлению и скорости.

Анализ большого массива статистических данных по авиационным происшествиям, относящимся к однородной группе причин-факторов столкновений ВС с землёй или наземными искусственными препятствиями, позволяет с достаточной достоверностью выявить причинно-следственные связи развития аварийных ситуаций, что в свою очередь даёт возможность выбрать эффективные механизмы предупреждения появления факторов опасности в полёте на более ранней стадии их развития. Одной из основных причин, по которой происходят многочисленные авиационные происшествия и инциденты, являются ошибочные действия экипажа ВС, а также несвоевременные решения экипажа по предотвращению таких происшествий. Это так называемый человеческий фактор [31].

Многочисленные исследования авиационных происшествий, проведённые в мировой практике и в отечественной гражданской авиации по проблеме человеческого фактора, позволяют выделить ряд характерных типов событий, признаков и причин-факторов, обуславливающих авиационные происшествия категории CFIT, это [19, 31, 35]:

1. Столкновение ВС с земной поверхностью или с наземными пре­пятствиями при снижении с эшелона полёта ниже минимальной безопасной высоты.

2. Столкновение ВС с поверхностью в условиях полёта над горной местностью.

3. Значительная потеря высоты после взлёта или ухода на второй круг, вызванная неадекватными действиями экипажа.

4. Недостаточная надёжность аэронавигационного обеспечения полёта ВС по установленным пространственно-временным траекториям полёта преимущественно на этапах снижения, захода на посадку и посадке ВС, что относится к задачам вертикальной навигации.

5. Столкновение ВС с земной поверхностью или с наземными препятствиями в режиме несбалансированного полёта относительно безопасной траектории снижения по глиссаде в районе между дальним и ближним приводными радиомаяками.

6. Столкновение ВС в неустановившемся режиме снижения с землёй до ВПП, в районе ВПП и за её пределами с вертикальными перегрузками выше предельно допустимых по РЛЭ.

7. Неадекватные действия или даже бездействие лётного экипажа при резком снижении ВС на предпосадочной прямой и угрозе столкновения с препятствиями между дальним и ближним приводными радиомаяками при необходимости прекращения захода на посадку и ухода на второй круг.

Согласно статистическим данным (рис. 2.1), приведённым в докладе директора технических программ Всемирного фонда безопасности полётов Джима Бурина, учитывающим коммерческие рейсы реактивной авиации за период с 1994 по 2004 год, проблема CFIT стала причиной 28 катастроф, приведших к гибели 2235 человек [4]. Это выводит важность проблемы CFIT на одно из первых мест, как по количеству катастроф, так и по числу жертв.

В целях повышения лётной безопасности Всемирный фонд безопасности полётов призывает авиакомпании всего мира осваивать передовой опыт, изложенный в рекомендациях Фонда, где приведён комплекс мер, специально предназначенных для снижения аварийности при заходе на посадку и при посадке, а также по предотвращению аварий категории CFIT, излагаются методики выбора тактики захода на посадку и выполнения по­садки, предлагаются средства снижения риска. Кроме того, приводится список аварий категории CFIT и перечень предписанных «штатных» действий в аварийной ситуации.

В 1992 году FSF, привлекая к сотрудничеству всемирную авиационную индустрию, запустил чрезвычайно важный международный проект по снижению авиационных происшествий, связанных с проблемой CFIT на этапе захода на посадку и при посадке, до 50 % в течение последующих пяти лет. Выпущенные FSF рекомендации в документе «Safety Alert» основаны на глубоком анализе и расследовании лётных происшествий последних десятилетий. Было установлено, что 50 % катастроф по причине CFIT произошло с ВС, не оборудованными системами предупреждения о приближении к земле. Большинство остальных приходится на ВС, оборудованные системами GPWS первых поколений, известными своими частыми ложными срабатываниями. Игнорирование разности в показаниях барометрических высотомеров, неправильная установка уровня барометрического давления, ошибки в определении места ВС и точки начала снижения, нарушения схем выхода из района аэродрома (SID) и захода на посадку (STAR) и т.п. - всё это, как правило, является первопричиной катастроф и учитывается статистикой. Но имели место случаи, когда после отказа одно­го из двигателей либо пожара экипажи в условиях дефицита времени и стресса принимали решение о посадке на ближайшем аэродроме и захо­дили на него без учёта рельефа местности. Такие катастрофы не попадают в категорию CFIT. Тем не менее, их можно было бы избежать или уменьшить трагические последствия, если бы экипаж имел на борту достоверную наглядную информацию о рельефе окружающей местности.

Во многом благодаря принятым в FSF мерам среднестатистическое количество происшествий типа CFIT для западных коммерческих реактивных самолётов удалось снизить на 36 % (рис. 2.2 [4]).

Одной из главных технических мер было оборудование самолётов и вертолётов системами раннего предупреждения о близости земли с функцией оценки рельефа местности в направлении полёта - EGPWS (TAWS).

Это направление является одним из приоритетных для решения про­блемы CFIT. Разработки велись давно, и как результат, на рынке появилось сразу несколько разработок зарубежных и отечественных производителей авиационной техники. У каждой из разработок есть свои достоинства и недостатки как технического, так и политико-экономического характера. Знание и учёт особенностей каждой системы поможет в будущем избежать лишних расходов и повысить уровень безопасности полётов.

Несмотря на очевидные успехи в обеспечении безопасности полётов на воздушном транспорте - уменьшение абсолютных показателей снижения аварийности, а с учётом ежегодного роста авиаперевозок ещё большее снижение относительных показателей, причины катастроф практически не изменились: проблемы CFIT и ALAR по-прежнему являются одними из основных.