Система предупреждений столкновения с землей/GPWS

Система предупреждений столкновения с землей (GPWS) — это система, предназначенная для оповещения пилотов о непосредственной опасности столкновения с землей или другим препятствием.

В конце 1960-х годов в результате серии авиационных происшествий, в ходе которых исправное воздушное судно, управляемое экипажем в штатном режиме, сталкивается с земной, водной поверхностью или неподвижными препятствиями (CFIT) погибли сотни людей.

Начиная с начала 1970-х годов исследователи подробно изучали причины возникновение аварий CFIT. Результаты этих исследований показали, что многих таких аварий можно было бы избежать, если бы на борту было предупреждающее устройство, называемое системой предупреждения о приближении к земле (GPWS). В результате этих исследований в 1974 году  Национальный совет по безопасности на транспорте США (NTSB) потребовал установить на все крупные турбинные и турбореактивные самолеты оборудование GPWS.

Международная организация гражданской авиации ООН (ICAO) рекомендовала установить GPWS в 1979 году.

К. Дональд Бейтман, инженер канадского происхождения, разработал GPWS.

В марте 2000 года Федеральное управление гражданской авиации США внесло поправки в правила эксплуатации, требующие, чтобы все зарегистрированные в США турбинные самолеты с шестью или более пассажирскими сиденьями (за исключением сидений пилота и второго пилота) были оборудованы одобренной системой предупреждения столкновения с землей. Указание распространяется на самолеты, произведенные после 29 марта 2002 года.

До разработки GPWS большие пассажирские самолеты падали, забирая жизни людей, 3,5 раза в год, в середине 1970-х гг. показатель снизился до 2 раз в год. К моменту доклада в 2006 с момента, когда Федеральное управление гражданской авиации США обязало большие самолеты установить систему предупреждения столкновений с землей не произошло ни одного крушения в результате столкновения с землей во время контролируемого полета.

После 1974 года все еще бслучались аварии в результате столкновения с землей, которые GPWS не смогла предотвратить из-за слепого пятна первых систем GPWS.

Более старые системы предупреждения столкновения с землей, или деактивировали систему предупреждения опасного сближения с землей (EGPWS), или игнорирование ее предупреждения, если аэропорт не был в ее базе данных, или там отсутствовал весь алгоритм EGPWS. По-прежнему угроза столкновения с землей существует. 

В апреле 2010 года самолет Ту-154М ВВС Польши потерпел крушение под Смоленском, Россия, в результате столкновения с землей. Погибли все пассажиры и экипаж, включая президента Польши. Самолет был оснащен системой предупреждения, изготовленной американской компанией «Universal Avionics». По сообщению российского Межгосударственного авиационного комитета была включена. Однако аэропорт, в котором должен был приземлиться самолет, Смоленск-Северный, отсутствует в базе данных системы предупреждения столкновений с землей. 

В январе 2008 года самолет ВВС Польши Casa C-295M разбился в результате аварии недалеко от города Мирославец, Польша, несмотря на то, что он был оснащен EGPWS, предупреждающие сигналы EGPWS были отключены, и командир воздушного судна не был должным образом обучен обращению с EGPWS.

Указания Федерального управления гражданской авиации США содержат подробные требования к тому, когда определенные предупреждения должны звучать в кабине пилота.

Система контролирует высоту самолета над землей, определяемую радиолокационным высотомером. Компьютер отслеживает эти показания, вычисляет тенденции и предупреждает летный экипаж визуальными и звуковыми сообщениями, если самолет находится в определенных конфигурациях полета или режимах полета.

Режимы:

1. Чрезмерная скорость спуска;

2. Чрезмерная скорость приближения земли;

3. Потеря высоты после взлета;

4. Небезопасный просвет (слишком низкий рельеф, слишком низкая передача, слишком низко закрылки);

5. Чрезмерное отклонение ниже глиссады;

6. Чрезмерно крутой угол крена;

7. Защита от ветра.

У традиционные GPWS есть слепое пятно. Поскольку она может собирать данные только непосредственно под самолетом и должна определять будущие особенности рельефа, в случае резкого изменения рельефа местности, например крутого склона, GPWS не сможет предопределить его, пока не станет слишком поздно для маневра уклонения.

В конце 1990-х систему усовершенствовали, теперь она называется: усовершенствованная система предупреждения о приближении к землей (EGPWS/TAWS). Система совмещена с всемирной цифровой базой данных местности и опирается на технологии глобальной системы позиционирования (GPS). Бортовые компьютеры сравнивают текущее местоположение с базой данных рельефа Земли. Дисплей местности дает пилотам визуальную ориентацию, определяя высокие и низкие точки рядом с самолетом.

Улучшения программного обеспечения EGPWS сосредоточены на решении двух проблем: отсутствие предупреждения вообще и запоздалый или неправильный отклик.

Отсутствие сигнала

Основной причиной столкновений с землей без предупреждения GPWS является короткая посадка. Когда шасси опущены и посадочные закрылки развернуты, GPWS ожидает, что самолет приземлится, и поэтому не выдает предупреждения. EGPWS дополнена функцией TCF, которая обеспечивает защиту GPWS даже в конфигурации посадки.

Запоздалый или неправильный отклик

Появление предупреждения GPWS обычно происходит во время высокой рабочей нагрузки и почти всегда удивляет летный экипаж. Почти наверняка, самолет находится не там, где, по мнению пилота, он должен быть, и отклик на предупреждение GPWS в этих обстоятельствах может быть запоздалым. Время предупреждения также может быть коротким, если самолет летит в горной местности, так как радиовысотомер является основным датчиком, используемым для расчета предупреждения. EGPWS улучшена отображением местности и системой определения рельефа впереди, что увеличивает осведомленность пилота и время сигнала предупреждения.