Jó napot, Kollégák! 7. Előadás - GPWS

Jó napot, Kollégák! 7. Előadás - GPWS

Ground Proximity Warning System (GPWS)

Ground Proximity Warning System (GPWS) A Ground Proximity Warning System (GPWS) egy fedélzeti berendezés arra, hogy figyelmeztesse a pilótát : ha veszélyesen alacsony magasságon tartózkodik; vagy a földdel ütközés veszélyének van kitéve. A rendszer egyetlen fő célja: a kézben lévő légijárműnek földdel (ez a Controlled Flight Into Terrain CFIT) való ütközése megelőzése. A CFIT: katasztrófa, amelynek során a légijármű a földdel, vízfelszínnel vagy egy akadállyal (pl. hegy vagy épület) ütközik. CFIT definition: AN EVENT WHERE A MECHANICALLY NORMALLY FUNCTIONING AIRPLANE IS INADVERTENTLY FLOWN INTO THE GROUND, WATER, OR AN OBSTACLE

CFIT= Controlled Flight Into Terrain A ~60-as évek óta a Controlled Flight Into Terrain (CFIT) katasztrófákban emberek ezrei (kb. 10 e) haltak meg.

CFIT és a GPWS A CFIT-et eredményezheti pl. navigációs tévedés, pilóta fáradtság vagy eltévedés (fatigue vagy disorientation), vagy az időjárási körülményekben fellépő lecsökkent látástávolság. A CFIT események száma jelentősen csökkent, amióta a ~70-es években széleskörűen bevezették a GPWS-t. A GPWS használata sok országban a nagyobb méretű légijárműveken törvényben van előírva. Az 1990-es évek végétől a rendszer további fejlesztéseit végezték el és új, "Enhanced Ground Proximity Warning System (EGPWS) néven alkalmazzák.

Ground Proximity Warning System (GPWS) A GPWS ú.n. radar magasságmérővel figyeli (monitor) a légijármű magasságát; ez rádióhullámokat sugároz lefelé, meghatározandó, milyen távol van a földfelszín. A kereskedelmi légijárműveken leggyakrabban rövid hatótávolságú eszközöket alkalmaznak, legfeljebb kb. 1 NM hatósugárral. A radartól származó információkat a számítógép ellenőrzi és elemzi, meghatározva így az adatokra alapozott olyan veszélyes helyzeteket és trendeket, mint pl.: a veszélyesen gyors süllyedési mérték, a földfelszín veszélyes közelsége vagy a váratlan magasságvesztés. Ha a veszélyes körülményeket érzékeli a rendszer, a pilótának a GPWS vizuális és hallható figyelmeztető jelzéseket ad ki.

Radar Altimeter A radar altimeter vagy egyszerűen csak RA a légijármű alatt található terep feletti pillanatnyi magasságot méri. Ez a fajta magasságmérés a repülőgép és az alatta lévő földfelszín közötti távolságot adja meg, ellentétben a barometrikus magasságmérő adatával, amely a tengerszintre számított nyomás szerinti magasságot mutatja (vagy a STD szerintit).

Hogyan működik a GPWS? A GPWS szíve a számítógép processzor, ami több forrásból gyűjti össze az azadtokat. Ezek: a radar és navigációs antennák a futómű és fékszárny visszajelző rendszerek A hosszirányú (roll) attitűd beviteli érzékelők A számítógép egy sor paramétert elemez, pl. a sebességet, a terep közelségét, és a süllyedési mértéket annak érdekében, hogy a megfelelő riasztó jelzések legyenek kiadhatók. A pilótákat a GPWS kijelzőn és hangszórón keresztül riasztják a jelzések.

Emlékeztetőül: a fellépő hatások (Kereszttengely) BÓLINTÁS v. (orrmeredekség változás). (Tömegközéppont) (Hossztengely) ORSÓZÁS v, (csűrés) (Függőleges tengely) CSÚSZTATÁS v. (fordulás, csavarás)

Hallható és látható riasztások A hallható és látható riasztásokat az alábbi valamely fennálló körülmények között adja ki a rendszer: Túlságosan nagy süllyedési mérték (rate of descend) ( sink rate ) Amikor a közeledési mérték (closure rate) a terephez viszonyítva túlságosan nagy ( terrain-terrain ) Magasságvesztés a felszállás után/során ( don t sink ) Ha a repüölőgép túl alacsonyan van és lassú, behúzott futóművek mellett ( too low, gear )

Hallható figyelmeztetések Néhány tipikus GPWS figyelmeztető jelzés: DESCENT,DESCENT CLIMB, CLIMB SINK RATE TERRAIN, TERRAIN DON T SINK TOO LOW, TERRAIN TOO LOW GEAR PULL UP Néhány példa a wav file-ban! E hallható figyelmezetésekhez a GPWS kijelző egyidejű kivilágítása is társul.

A GPWS Módok Mode 1: Túlságosan nagy süllyedési mérték (Excessive Descent Rate) Mode 2: Túlságosan nagy terephez közeledési mérték (Excessive Terrain Closure Rate) Mode 3: Magasságvesztés felszállás után (Altitude Loss After Take-off) Mode 4: Nem biztonságos tereptől való távolságtartás (Unsafe Terrain Clearance)

MODE 1: Túlságosan nagy süllyedési mérték Figyelmeztet a túlságosan nagy süllyedési mértékre A GPWS figyelmeztető fény kigyullad és a sink rate, sink rate lesz hallható. Ha a helyzetet nem koorigálják, a whoop, whoop, pull up, pull up lesz hallható.

MODE 2: Túlságosan nagy terephez közeledési mérték Figyelmezteti a személyzetet, ha túlságosan nagy a terephez való közeledési mérték Arra tervezték, hogy figyelmeztessen, ha az emelkedő terep fenyegetést jelent. terrain, terrain whoop, whoop, pull up, pull up Lehetséges, hogy a barometrikus magasság kijelzés nem változik, ám a radar magasság csökken!!!

MODE 3: Magasságvesztés felszállás után Figyelmeztet a magasságvesztésre a felszállás után vagy az átstartoláskor. Ha a légijármű a radar magasságának 10 %-át süllyedi le, a don t sink szöveg lesz hallható.

MODE 4: Nem biztonságos tereptől való távolságtartás MODE 4a: ha a légijármű túl alacsonyan van és lassú, futóművei behúzott áűllapotban, akkor: too low, gear lesz hallható. Ha a sebesség kellően magas, akkor a figyelmeztetés a too low, terrain lesz. MODE 4b: Amikor a futó kibocsátás parancs megy ki, de a féklapok még visszahúzott állapotban vannak: a too low, flaps lesz hallható. Ezt a figyelmeztetést a pilóta kizárhatja (törölheti), ha a féklapok nélküli leszállási formációt hajtja végre.

A helyreállító eljárások A helyreállító (recovery) eljárások a légijármű típusától függenek, de az általános válaszreakcióként az alábbiak történnek: Álljon szintbe és egyidejűleg állítson be maximális hajtóerőt; Lassan emelje az orrot (pitch up) és tartsa a Vx-et; Vx = a legjobb emelkedési szöget lehetővé tevő sebesség Húzza vissza a futóművet és a féklapokat; Az emelkedés folytatása, amíg a tereptől szabaddá válik (clear of terrain).

Miért az Enhanced Ground Proximity Warning System? A hagyományos GPWS korlátozó eleme az, hogy a légijármű a rendelkezésére álló radar információval csak közvetlenül maga alatt látja a terepet. A nagyon gyorsan emelkedő terep esetén a rendszer nem képes elég gyorsan reagálni, és kellő időben figyelmeztetni.

Ha összehasonlítanánk

Enhanced Ground Proximity Warning System Az EGPWS a légijármű navigációs forrásainak rendszerbe integrálásával javítja ki a problémát. A pillanatnyi GPS helyzet és az elektronikus terep adatbázis egymáshoz rendelésével támogatják a terepből adódó konfliktusok előrejelzését. Valamennyi ember alkotta mesterséges akadályt is tartalmazza az adatbázis. Az e fajta rendszer felhasználható a terep profil megjelenítésére, ami javítja a pilóta helyzetértékelési tudását és lehetőségei.

EGPW System panel ( B737 NG) Inhibit = megtilt, felfüggeszt

EGPW System PEAKS display - (B737 NG) A legmagasabb és legalacsonyabb tereppont magasságok (5900 ft és 800 ft AMSL) Peaks display 2000 ft + a lj. magassága alatt, kiváló pl. a hegyláncok feletti repüléskor, és a situational awareness szempontjából). Integrált kép az EHSI-n (Electronic Horizontal Situation Indicator)

EGPW System panel ( A320) 2450 ft RA alatt, Nem nyújt riasztást a függőlegesen erősen meredek terepnél; Nem riaszt a nagyon lassú süllyedéskor, leszállási konfiguráció mellett; Hibás riasztás lehetséges erős esőben, jégesőben vaqy rendszer meghibásodáskor Overhead Control Panel

Néhány EGPWS értelmező ábra. Terrain closure rate

Néhány EGPWS értelmező ábra. Excessive Descent Rate

EGPWS KORLÁTOZÁSOK Tilos a terep kijelzőt navigációs célra használni! Tilos használni 15 NM-en belül, ha a repülőtér terep adatbázisa nem található meg a rendszerben.

Továbbfejlődés?? A modern kihívásokra csak egy komplex rendszer válaszol Ez mára: TAWS (Terrain Advisory and Warning System) Két osztály: CLASS A és CLASS B Class A: lényegében valamennyi kereskedelmi légiszállításban résztvevő nagygépre Class B: kisebb utasszállító és a General Aviation kategóriába tartozó lj-ek

TAWS (Terrain Advisory and Warning System) ICAO TAWS követelmények:

TAWS (Terrain Advisory and Warning System) Követelmények a funkciókkal szemben (1): Forward Looking Terrain Avoidance (FLTA) a lj. előtt és alatt vizsgálja a vízszintes és függőleges határértékek között egy lehetséges CFIT előfordulását, megfelelő riasztási jelzésekkel. Premature Descent Alert (PDA) function a lj. pillanatnyi helyzetéből, a navigációs forrásokból és repülőtéri adatbázisból meghatározza, hogy a lj. 3 o -os siklópályához képesti helyzete annál mennyire alacsonyabb és a riasztási algoritmunak megfelelően jelez ki.

TAWS (Terrain Advisory and Warning System) Követelmények a funkciókkal szemben (2): Megfelelő látásos és hallható egyedi, diszkrét jelzéseket kell adjon a figyelemfelhívó (caution) és a figyelmezető (warning) riasztások során. A Class A TAWS eszközöknek a kijelző rendszeren megjelenített terep-információkat kell biztosítaniuk. A Class A TAWS berendezésnek jelzést kell adnia egy közelgő földdel érintkezés esetén az alábbi körülmények mellett:

TAWS (Terrain Advisory and Warning System) Követelmények a funkciókkal szemben (3): A Class A TAWS berendezésnek jelzést kell adnia egy közelgő földdel érintkezésről az alábbi körülmények mellett: 1. Excessive Rates of Descent 2. Excessive Closure Rate to Terrain. 3. Negative Climb Rate or Altitude Loss After Take-off 4. Flight Into Terrain When Not in Landing Configuration 5. Excessive Downward Deviation From an ILS Glideslope. 6. Voice callout Five Hundred when the airplane descends to 500 feet above the terrain or nearest runway elevation

TAWS (Terrain Advisory and Warning System) Követelmények a funkciókkal szemben (4): A Class B berendezésnek jelzést kell adnia egy közelgő földdel érintkezésről az alábbi légijármű üzemelési eseteknél: 1. Excessive Rates of Descent 2. Negative Climb Rate or Altitude Loss After Take-off 3. Voice callout Five Hundred when the airplane descends to 500 feet above the nearest runway elevation. A gyártók a fentiek mellett további funkciókat is biztosíthatnak (de kevesebbet nem )

TAWS (Terrain Advisory and Warning System) Egy modern kijelző

TAWS (Terrain Advisory and Warning System) Pl. Kanada szabályozás: 2012. július 4 óta kötelező minden utasszállítón (legfeljebb 2 év türelmi idő) már lejárt A szabály megköveteli az Enhanced Altitude Accuracy funkcionalitást GPS-től vagy GPS+algoritmusból kalkulálja a pontos magasság információt (a barometrikus beállítást figyelmen kívül hagyva) többszörös hibaforrás kiszűrés egyben Kitchener Aero (KAAV) és a Mid-Canada Mod Center (MC2) TAWS szolgáltatók

Pl.: az UNIVERSAL TAWS berendezés Rendszer-architektúra és interface-ek Flat Panel Integrated Display FMS Digital Terrain Unit

Pl.: az UNIVERSAL TAWS berendezés A színkódolás segít a terepnek a légijármű magasságához viszonyított leképezésében. A VÖRÖS a légijárműhöz képest magasabban lévő, a SÁRGA sáv pedig a repülés fázisától függően az útvonali repülésnél 1000 ft-tel, közelkörzetben 500 ft-tel, és a megközelítés során 250 ft-tel alacsonyabban lévő magasságtartalmakat mutatja meg. Megkövetelt akadálymentesség

Pl.: az UNIVERSAL TAWS berendezés A Map View, ami egy 30 mp-es előre mutató trend-vonalat is tartalmaz, a lj. állapoti jellemzőinek megfelelően E nézet konfigurálható arra, hogy automatikusan felugorjon a kijelzőre, ha konfliktus észlelése történik.

Pl.: az UNIVERSAL TAWS berendezés A PROFILE VIEW a repülési pálya alatti terepet mutatja meg. A VNAV útvonal pontokat a repülési tervből veszik, a hozzájuk rendelt magasságokat együtt. A Look Ahead konfliktus javaslatokat a rendszer fehér fenyegetettség szimbólumot jelenít meg.

Pl.: az UNIVERSAL TAWS berendezés 3-D View közeli lévő akadály, amely a légijármű magassága fölé nyúlik Map View (5 NM range) az akadályokat eltérő színekkel jelzik, függően a légijárműhöz viszonyított magasságuktól

Pl.: az UNIVERSAL TAWS berendezés Profile View (10 NM range) akadályra figyelemfelhívó riasztás. 3D View - az akadályokat eltérő színekkel jelzik, függően a légijárműhöz viszonyított magasságuktól

B757

Avianca Flight 011 B742, EDDF-LFPG-LEMD-CCCS-SKBO (Frankfurt-Paris-Madrid-Caracas-Bogotá) Madrid: late night, RWY 33, a gép jóval az MDA alatt, a jobb külső hajtómű és futómű 142 kts sebesség mellett a hegynek ütközött; Ezután: a jobb szárny a köv. hegynek ütközött 126 kts sebességgel, a gép cigánykereket vetett és 5 nagy darabba tört, nagy részük fejjel lefelé állt meg; 162/173 utas és 19/19 személyzet veszett oda; Szabálytalan megközelítés, orientáció-tévesztés, az ILS irányszögének helytelen beállítása, ami a nem kívánt, veszélyes terep fölé vitte a gépet; - pilóta error; Nem reagálták le helyesen a GPWS jelzéseit! 1983. november 27. Az ATC-t is elmarasztalták a radar monitoring elmaradásáért, figyelmetlenségért. SHUT UP, GRINGO! (There is a persistent rumor that the pilot responded to the GPWS by saying "Shut up, Gringo" but this is not borne out by the transcript of the recording; the pilot responds to 15 seconds of GPWS warning with "Bueno, beuno", roughly, "Ok, ok" in English.)

- Vége -

Köszönöm a figyelmet.