Arazi farkındalık ve uyarı sistemi - Terrain awareness and warning system

GPWSMode2.svg

Havacılıkta bir arazi farkındalık ve uyarı sistemi (KIRBAÇ) genellikle zemine istenmeyen çarpmaları önlemeyi amaçlayan yerleşik bir sistemdir, "araziye kontrollü uçuş "kazalar veya CFIT.[1] Şu anda kullanımda olan özel sistemler şunlardır: yere yakınlık uyarı sistemi (GPWS) ve gelişmiş yer yakınlık uyarı sistemi (EGPWS).[1] Birleşik Devletler. Federal Havacılık İdaresi (FAA) genel terimi tanıttı KIRBAÇ GPWS, EGPWS ve bunların yerini alabilecek gelecekteki herhangi bir sistemi içeren ilgili FAA standartlarını karşılayan tüm arazi önleme sistemlerini kapsamak.[1]

2007 itibariyle, dünyadaki ticari havayollarının% 5'inde hala TAWS yoktu.[2] Tarafından bir çalışma Uluslararası Hava Taşımacılığı Birliği 51 kaza ve vakayı incelemiş ve pilotların, vakaların% 47'sinde bir TAWS uyarısına yeterince yanıt vermediğini tespit etmiştir.[3]

Uçakları hala CFIT kazaları açısından riske atabilecek birçok faktör olabilir: eski TAWS sistemleri, EGPWS sisteminin devre dışı bırakılması veya bir havaalanı TAWS veritabanında bulunmadığında TAWS uyarılarının göz ardı edilmesi.[4]

Tarih

Kalıntılarından bir parça Air Yeni Zelanda Uçuş 901 GPWS ile donatılmış olmasına rağmen 1979'da çöktü. Uçaktaki 257 kişinin tamamı öldü.

1970'lerin başlarından başlayarak, tam yetkin ve sertifikalı bir mürettebatın kontrolü altında düzgün işleyen bir uçağın, parçada görünür bir farkındalık olmaksızın araziye (veya suya veya engellere) uçtuğu CFIT kazalarının meydana geldiği bir dizi çalışma incelendi. mürettebatın.[5] 1960'larda ve 70'lerde, ayda ortalama bir CFIT kazası oluyordu ve CFIT, o dönemde hava yolculuğu ölümlerinin en büyük nedeniydi.[6]

C. Donald Bateman, bir mühendis Honeywell, ilk yere yakınlık uyarı sistemini (GPWS ); 1971'deki çarpışmadan sonra yapılan erken bir testte Alaska Havayolları Uçuş 1866, cihaz araziden kaçınmak için küçük bir uçak için yeterli uyarı sağladı, ancak daha büyük için yeterli değildi Boeing 727 jetliner dahil.[6] Bateman'ın 1960'larda geliştirilen ilk cihazları, irtifayı ölçmek için radyo dalgalarını kullandı ve uçak çok alçak olduğunda bir alarmı tetikledi, ancak ileriye doğru hedeflenmemişti ve ileride dik bir şekilde yükselen arazi için yeterli uyarı sağlayamadı.[6]

Erken GPWS yetkileri

Bu erken çalışmalardan elde edilen bulgular, bir GPWS kullanılmış olsaydı bu tür birçok kazanın önlenebileceğini gösterdi. Bu çalışmalar ve ABD Ulusal Taşımacılık Güvenliği Kurulu'nun önerileri sonucunda (NTSB ), 1974'te FAA gerekli 14 C.F.R. 121 (Bölüm 121) sertifika sahipleri (yani, türbinle çalışan büyük uçakları çalıştıranlar) ve bazı 14 C.F.R. 135 (Kısım 135) sertifika sahipleri (yani, büyük turbojet uçakları çalıştıranlar) TSO onaylı GPWS ekipmanı.[5][7]

1978'de FAA, GPWS şartını daha küçük uçaklar kullanan Part 135 sertifika sahiplerine genişletti: on veya daha fazla yolcu koltuğu olan turbojet ile çalışan uçaklar. Bu operatörlerin, herhangi bir yakın tehlike olup olmadığına bakılmaksızın, rutin irtifa bilgileri sağlayan TSO onaylı GPWS ekipmanı veya alternatif yere yakınlık danışma sistemleri kurmaları gerekiyordu.[8] Bu uçakların karmaşıklığı, boyutu, hızı ve uçuş performansı özellikleri nedeniyle bu gereksinim gerekli görülmüştür. GPWS ekipmanı, bu uçakların pilotlarının hızla irtifa kazanmalarına ve bir CFIT kazası olabilecek olaylardan kaçınmalarına yardımcı olmak için gerekli görüldü.[5]

GPWS'nin veya FAA onaylı alternatif danışma sistemlerinin kurulması, Kısım 135 kapsamında işletilen turbo pervaneli (turboprop) uçaklarda gerekli değildi çünkü o sırada genel fikir birliği, turboprop uçakların performans özelliklerinin onları CFIT kazalarına karşı daha az duyarlı hale getirdiğiydi. . Örneğin, turboprop uçakların, turbojet uçaklara kıyasla irtifa kontrolünün yanlışlıkla ihmal edildiği durumlarda daha hızlı yanıt verme kabiliyetine sahip olduğu düşünülüyordu. Bununla birlikte, NTSB tarafından yapılan araştırmalar da dahil olmak üzere daha sonraki çalışmalar, turboprop uçakları içeren CFIT kazalarını analiz etti ve GPWS ekipmanı kullanılmış olsaydı bu kazaların çoğunun önlenebileceğini buldu.[5]

Bu çalışmalardan bazıları, alternatif yer yakınlığı danışma sisteminin etkinliğini de GPWS ile karşılaştırdı. GPWS'nin yalnızca gerektiğinde uyarı vermesi, minimum istenmeyen alarmlarla maksimum uyarı süresi sağlaması ve komut türü uyarıları kullanması açısından üstün olduğu görülmüştür.[5]

Bu raporlara ve NTSB tavsiyelerine dayanarak, 1992'de FAA, on veya daha fazla yolcu koltuğu olan tüm türbinle çalışan uçaklarda GPWS ekipmanı gerektirecek şekilde §135.153'ü değiştirdi.[5][9]

EGPWS'deki bir Mod 5 uyarısı, pilotları şasinin altına inerlerse uyarır. kayma eğimi iniş yaklaşımı sırasında.

EGPWS & TAWS'a Evrim

Bu kurallar yayınlandıktan sonra, arazi haritalama teknolojisindeki gelişmeler, uçuş ekipleri için daha fazla durumsal farkındalık sağlayan yeni bir tür yere yakınlık uyarı sisteminin geliştirilmesine izin verdi. FAA, gelişmiş yere yakınlık uyarı sistemi (EGPWS) olarak bilinen bu tür ekipmanların belirli kurulumlarını onaylamıştır. Bununla birlikte, önerilen nihai kuralda, FAA daha geniş bir terim olan “arazi farkındalık ve uyarı sistemi” (TAWS) kullanmaktadır çünkü FAA, yakın gelecekte, belgede yer alan geliştirilmiş standartları karşılayacak çeşitli sistemlerin geliştirilebileceğini beklemektedir. önerilen son kural.[5] Başarılı EGPWS'yi mümkün kılan atılım, Sovyetler Birliği'nin dağılması 1991'de; SSCB, dünyanın ayrıntılı arazi haritalarını oluşturmuştu ve Bateman, mühendislik müdürünü, siyasi kaos onları kullanıma sunduktan sonra satın almaya ikna ederek daha önceki arazi uyarılarını mümkün kıldı.[6]

TAWS, uçuş ekibine yaklaşan arazi, ileriye dönük yetenek ve iniş konfigürasyonunda devam eden operasyon hakkında çok daha erken sesli ve görsel uyarı sağlayarak mevcut GPWS sistemlerini iyileştirir. Bu iyileştirmeler, uçuş mürettebatının daha yumuşak ve kademeli düzeltici eylem gerçekleştirmesi için daha fazla zaman sağlar.[5] Birleşmiş Havayolları EGPWS teknolojisinin erken uygulayıcılarından biriydi. CFIT American Airlines Uçuş 965 1995'te bu taşıyıcıyı tüm uçaklarına EGPWS eklemeye ikna etti; rağmen Boeing 757 önceki GPWS ile donatılmıştı, arazi uyarısı kazadan sadece 13 saniye önce verildi.[6]

1998'de FAA, Arazi Farkındalık ve Uyarı Sistemi olan 98-11 Sayılı Bildirim'i yayınladı.[10] altı veya daha fazla yolcu koltuğuna (pilot ve yardımcı pilot koltukları hariç) sahip olma sertifikasına sahip tüm türbinle çalışan ABD tescilli uçakların FAA onaylı bir arazi farkındalık ve uyarı sistemi ile donatılmasını öneren.[5]

23 Mart 2000'de FAA, 91–263, 121–273 ve 135-75 numaralı Düzeltmeleri yayınladı (Düzeltme 135.154).[11] Bu değişiklikler, altı veya daha fazla yolcu koltuğuna (pilot ve yardımcı pilot koltukları hariç) sahip tüm ABD tescilli türbinle çalışan uçakların FAA onaylı TAWS ile donatılmasını gerektirecek şekilde işletim kurallarını değiştirdi.[5] Yetki yalnızca 29 Mart 2002'den sonra üretilen uçakları etkilemektedir.[12]

2006 yılına gelindiğinde, uçak üzücü kazaları, TAWS'nin yaygın olarak konuşlandırılmasına borçlu olarak, uçak kazası ölümlerinin başlıca nedeni olarak CFIT'i geride bırakmıştı.[13] 7 Mart 2006'da NTSB, FAA'yı ABD'ye kayıtlı türbinle çalışan tüm helikopterlerin en az 6 yolcu taşıması için bir arazi farkındalık ve uyarı sistemi ile donatılmasını zorunlu tutmaya çağırdı.[14] Teknoloji, 2000 yılında helikopterlerin benzersiz uçuş özellikleri için henüz geliştirilmemişti. Meksika Körfezi'nde, sekiz petrol servisi personelini taşıyan iki pilotun bulunduğu bir Era Aviation Sikorsky S-76A ++ helikopterinin dahil olduğu ölümcül bir helikopter kazası, birçok kazadan biriydi. bu kararı verdi.[15][16]

Başkan Barack Obama ödüllendirildi Ulusal Teknoloji ve Yenilik Madalyası GPWS'yi icat etmesi ve daha sonra EGPWS / TAWS'a dönüşmesi için 2010 yılında Bateman'a.[6][17]

Çalışmalar

Modern bir TAWS, uçağın gelecekteki muhtemel bir konumunun yer ile kesişip kesişmediğini tahmin etmek için dijital yükseklik verilerini ve uçak alet değerlerini kullanarak çalışır.[18] Böylelikle uçuş mürettebatı, "yaklaşan arazi, ileriye bakma yeteneği ve iniş konfigürasyonunda devam eden operasyon hakkında daha erken sesli ve görsel uyarı" ile sağlanır.[19]

TAWS türleri

FAA spesifikasyonlarının, kokpitte belirli uyarıların ne zaman duyulması gerektiğine ilişkin ayrıntılı gereksinimleri vardır.[20]

A sınıfı TAWS, aşağıdaki B Sınıfı TAWS'ın tüm gereksinimlerini içerir ve aşağıdaki ek üç uyarı ve görüntüleme gereksinimlerini ekler:

  • Arazi uyarısına aşırı kapanma oranı
  • İniş konfigürasyonu uyarısında değilken araziye uçuş
  • ILS süzülüş uyarısından aşırı aşağı doğru sapma
  • Gerekli: Sınıf A TAWS tesisleri, çevredeki araziyi veya uçağa göre maniaları veya her ikisini birden gösteren bir arazi farkındalık ekranı sağlayacaktır.

B sınıfı TAWS, ABD FAA tarafından şu şekilde tanımlanmaktadır:[2][21]İçinde tanımlanan bir ekipman sınıfı TSO -C151b ve RTCA DO-161A.[22] En azından, aşağıdaki durumlar için uyarılar sağlayacaktır:

  • Azaltılmış gerekli arazi açıklığı
  • Yakın arazi etkisi
  • Erken iniş
  • Aşırı iniş oranları
  • Kalkıştan sonra negatif tırmanma oranı veya irtifa kaybı
  • Hassas olmayan bir yaklaşma sırasında uçağın araziden 500 fit yukarıya veya en yakın pist yüksekliğine ("Beş Yüz" sesli çağrı) alçalması.
  • İsteğe bağlı: Sınıf B TAWS kurulumu, çevredeki araziyi veya uçağa göre engelleri veya her ikisini birden gösteren bir arazi farkındalık ekranı sağlayabilir.

C sınıfı küçükler için tasarlanmış gönüllü ekipmanı tanımlar Genel Havacılık B Sınıfı ekipman kurması gerekmeyen uçaklar.[20] Bu, pilot koltukları hariç altıdan az yolcu koltuğu ile yapılandırıldığında, pistonla çalışan ve türbinle çalışan uçaklar için tasarlanan minimum operasyonel performans standartlarını içerir. Sınıf C TAWS ekipmanı, FAA tarafından açıklanan küçük hava aracı modifikasyonları ile B Sınıfı TAWS'ın tüm gereksinimlerini karşılayacaktır.[20] FAA, küçük uçaklar için gönüllü TAWS kullanımını kolaylaştırmak için Sınıf C'yi geliştirmiştir.[23]

Etkiler ve istatistikler

GPWS'nin geliştirilmesinden önce, büyük yolcu uçakları 3.5 ölümcül CFIT yılda kazalar, 1970'lerin ortalarında yılda 2'ye düşüyor. 2006 tarihli bir rapor, ABD FAA'nın bu tür bir ekipmanı taşımasını zorunlu kıldığı 1974'ten, raporun yapıldığı tarihe kadar, ABD hava sahasında büyük bir jet tarafından CFIT çarpışmasında tek bir yolcu ölümünün olmadığı belirtildi .[24]

1974'ten sonra, GPWS'nin bu erken GPWS sistemlerinin "kör noktası" nedeniyle önlemeye yardımcı olamadığı bazı CFIT kazaları hala vardı. Daha gelişmiş sistemler geliştirildi.

Eski TAWS veya EGPWS'nin devre dışı bırakılması veya havaalanı kendi veri tabanında olmadığında veya hatta tüm EGPWS'nin tamamıyla birlikte uyarılarını görmezden gelme[25] yine de uçakları olası CFIT olaylarına karşı savunmasız bırakın. Nisan 2010'da Polonya Hava Kuvvetleri Tupolev Tu-154M uçağı yakınlarda düştü Smolensk, Rusya, olası bir CFIT kazasında[26] Polonya Cumhurbaşkanı dahil tüm yolcuları ve mürettebatı öldürmek.[27][28][29][30] Uçak, Universal Avionics Systems of Tucson tarafından yapılan TAWS ile donatıldı.[27] Rusya Eyaletlerarası Havacılık Komitesi'ne göre TAWS açıldı.[31] Ancak uçağın ineceği havaalanı (Smolensk (XUBS)) TAWS veritabanında yer almıyor.[32][33] Ocak 2008'de Polonya Hava Kuvvetleri Casa C-295M EGPWS ile donatılmış olmasına rağmen Polonya, Mirosławiec yakınlarında bir CFIT kazasında düştü; EGPWS uyarı sesleri devre dışı bırakıldı ve kaptan pilot EGPWS ile uygun şekilde eğitilmedi.[34]

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ a b c Federal Havacılık İdaresi, 23.Bölüm Uçaklar için Onaylanan Arazi Farkındalık ve Uyarı Sistemi (TAWS) Kurulumu, 14 Haziran 2000
  2. ^ a b "Tahminler 2009 - Güvenlik ve güvenlik sıkıntıda". Uluslararası Uçuş. Alındı 27 Ocak 2020.
  3. ^ "Bölüm 10 - Yere Yakınlık Uyarı Sistemi (GPWS) / Arazi Farkındalık ve Uyarı Sistemi (TAWS)". IATA Kontrollü Arazi Kazası Analiz Raporu (2008-2017 Verileri) (PDF) (Bildiri). Uluslararası Hava Taşımacılığı Birliği. 2018. s. 25. Arşivlendi (PDF) 27 Ocak 2020'deki orjinalinden. Alındı 27 Ocak 2020.
  4. ^ fika (27 Nisan 2010). ""Lotniska w Smoleńsku mogło nie być w bazie GPWS "- Polska - Informacje - portal TVN24.pl - 27.04.2010". Tvn24.pl. Alındı 18 Ekim 2011.
  5. ^ a b c d e f g h ben j "Arazi Farkındalık ve Uyarı Sistemi (TAWS) Kurulumu, 23. Bölüm Uçaklar için Onaylandı, Danışma Genelgesi 23-18" (PDF). Federal Havacılık İdaresi, ABD Ulaştırma Bakanlığı. 14 Haziran 2000. Alındı 31 Ocak 2020.
    Not: ABD FAA Genelgesi AC23-18'den kopyalanmış orijinal metin [1]. Amerika Birleşik Devletleri hükümetinin bir çalışması olarak, eserin telif hakkı yoktur ve serbestçe kopyalanabilir ve bu nedenle buraya dahil edilmiştir. Açıklık ve vurgu için buraya orijinale dahil edilmeyen ek veya azaltılmış metin ve biçimlendirme eklenmiştir.
  6. ^ a b c d e f Levin, Alan (10 Ağustos 2016). "Bu Adam Sayesinde Uçaklar Artık Dağlara Düşmüyor". Bloomberg. Alındı 1 Şubat, 2020.
  7. ^ 14 C.F.R. 121.360 ve 14 C.F.R. 135.153, 39'da yayınlandığı gibi FR 44439: "Bölüm 121 - Sertifikasyon ve işlemler: Büyük uçakların yurtiçi, bayraklı ve tamamlayıcı hava taşıyıcıları ve ticari operatörleri | Yere Yakınlık Uyarı Sistemleri" (PDF). 39 (248). Federal Kayıt. 18 Aralık 1974: 44439–40. Alıntı dergisi gerektirir | günlük = (Yardım)
  8. ^ 14 C.F.R. 135.153, 43'te yayınlandığı gibi FR 28176: "Bölüm 121 - Sertifikasyon ve işlemler: Büyük uçakların yurtiçi, bayraklı ve tamamlayıcı hava taşıyıcıları ve ticari operatörleri; Bölüm 123 - Sertifikasyon ve operasyonlar: Büyük uçakları kullanan hava seyahat kulüpleri; Kısım 135 - Hava taksi operatörleri ve küçük uçakların ticari operatörleri | Özel Federal Havacılık Yönetmeliği No. 30; Yere Yakınlık Uyarı Sistemi " (PDF). Federal Kayıt. 43 (126): 28176–77. 29 Haziran 1978.
  9. ^ 14 C.F.R. 135.153, 57'de yayınlandığı gibi FR 9944: "14 CFR Bölüm 135 [Belge No. 26202; Değişiklik No. 135–42] RIN 2120 – AD29 | Yere Yakınlık Uyarı Sistemi" (PDF). Federal Kayıt. 57 (55): 9944–51. 20 Mart 1992.
  10. ^ 63 FR 45628, 26 Ağustos 1998
  11. ^ 65 FR 16736 29 Mart 2000; 29 Mart 2001 tarihinden itibaren geçerli
  12. ^ "Sec. 121.354 - Arazi farkındalığı ve uyarı sistemi". Federal Havacılık İdaresi. Alındı 29 Nisan 2007.
  13. ^ Burin, James M. (26 Ocak 2013). "CFIT'in istenmeyen dönüşü". Uçuş Güvenliği Vakfı. Alındı 1 Şubat, 2020.
  14. ^ "Güvenlik Önerisi A-06-019". Ulusal Ulaştırma Güvenliği Kurulu. 24 Mart 2006. Alındı 31 Ocak 2020.
  15. ^ Araziye Kontrollü Uçuş, Era Havacılık, Sikorsky S-76A ++, N579EH | Havacılık Kaza Raporu (AAR) 06-02 (Bildiri). Ulusal Ulaştırma Güvenliği Kurulu. 7 Mart 2006. Alındı 31 Ocak 2020.
  16. ^ "NTSB, En Az 6 Yolcu Taşıyan Tüm Türbinle Çalışan Helikopterler için Arazi Çarpışma Önleme Sistemleri Çağrısı Yapıyor". sirs.com. Alındı 16 Ocak 2016.
  17. ^ Dunn, Sydni (2010). "C. Donald Bateman, Havacılık Teknolojisi". Ulusal Madalyalar. Alındı 1 Şubat, 2020.
  18. ^ "Çarpışma Önleme Sistemlerine İlişkin Görüşlerimiz". Doğu Aviyonik Uluslararası. Arşivlenen orijinal 6 Nisan 2007. Alındı 29 Nisan 2007.
  19. ^ "Aviyonik Intel: TAWS" (PDF). Uçak Elektroniği Derneği. Arşivlenen orijinal (PDF) 28 Mayıs 2006. Alındı 29 Nisan 2007.
  20. ^ a b c "Mevcut Teknik Standart Sipariş". RGL.FAA.gov. Alındı 18 Ekim 2011.
  21. ^ Tanımlar ABD FAA Genelgesi AC23-18'den kopyalanmıştır. Amerika Birleşik Devletleri hükümetinin bir çalışması olarak, eserin telif hakkı yoktur ve serbestçe kopyalanabilir ve bu nedenle buraya dahil edilmiştir. Orijinalde bulunmayan ek metin, biçimlendirme ve kalın yazı, netlik ve vurgu için buraya eklenmiştir.
  22. ^ Metin orijinal olarak TSO-C151a'dan kopyalanmıştır. Bu özellikler TSO-C151b'de değişmiş olabilir ve mevcut doğruluk açısından doğrulanmalıdır.
  23. ^ William Reynish (1 Nisan 2006). "Aviyonik Dergisi :: Arazi Önleme Teknolojisi: Önümüzde Ne Var?". AviationToday.com. Alındı 18 Ekim 2011.
  24. ^ Sabatini, Nicholas. "Kaza Oranında Aşağı Yönlü Baskı". Federal Havacılık İdaresi. Alındı 19 Mart, 2009.
  25. ^ ""Lotniska w Smoleńsku mogło nie być w bazie GPWS "- Polska - Informacje - portal TVN24.pl - 27.04.2010". Tvn24.pl. 27 Nisan 2010. Alındı 17 Ekim 2011.
  26. ^ Wacław Radziwinowicz, Moskwa, mich (19 Nisan 2010). "Śledztwo. Jak doszło katastrofy yapıyor". Wyborcza.pl. Alındı 17 Ekim 2011.CS1 bakım: birden çok isim: yazar listesi (bağlantı)
  27. ^ a b Levin, Alan (13 Nisan 2010). "Cihaz, Polonya kilitlenmesinde soruları teşvik ediyor". Bugün Amerika.
  28. ^ "Tu-154 miał sistemi ostrzegania. Nie zadziałał?". Tvp.Info. 15 Nisan 2010. Alındı 17 Ekim 2011.
  29. ^ "Smolot prezydenta nie miał prawa się rozbić!". Fakt.pl. Alındı 17 Ekim 2011.
  30. ^ "Wprost 24 - Nie było nacisków na załogę Tu-154, zapis czarnych skrzynek będzie upubliczniony". Wprost.pl. 16 Nisan 2010. Alındı 17 Ekim 2011.
  31. ^ "Arşivlenmiş kopya". Arşivlenen orijinal 25 Mart 2010. Alındı 24 Nisan 2010.CS1 Maint: başlık olarak arşivlenmiş kopya (bağlantı)
  32. ^ "Arşivlenmiş kopya" (PDF). Arşivlenen orijinal (PDF) 17 Temmuz 2011. Alındı 18 Nisan 2010.CS1 Maint: başlık olarak arşivlenmiş kopya (bağlantı)
  33. ^ http://www.uasc.com/documents/support/Unknown_Datum_Codes.pdf
  34. ^ "ASN Uçak kazası CASA C-295M 019 Miroslawiec AB". Aviation-safety.net. Alındı 17 Ekim 2011.

Dış bağlantılar