Системы автоматической посадки самолетов для XXI века

СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОСАДКИ САМОЛЕТОВ ДЛЯ XXI ВЕКА

Катастрофа в августе 1997 г. самолета Boeing-747, выполнявшего заход на посадку по неточной системе посадки (non-precision) ночью в сложных метеоусловиях на ВПП 06L международного аэропорта Гуа¬ма, еще раз подтвердила важность для безопасности полетов обеспече¬ния аэропортов системами посадки требующейся точности наведения при заходе на посадку и посадке. Окончательные результаты рассле¬дования катастрофы к концу 1997 г. еще не были получены, но по предварительному заключению ее причиной является недостаточная точность наведения глиссадным маяком системы ILS. Заход на посад¬ку выполнялся по процедуре, не предназначенной для тяжелых транс¬портных самолетов. Глиссада точного захода на посадку по системе ILS на ВПП 06L и глиссада ступенчатого снижения при заходе на посадку по процедуре non-precision, то есть когда управление по высоте глиссады осуществляется по показаниям бортового высотомера, существенно различаются (табл. 1). Наведение по курсу осуществлялось курсовым маяком ILS, и Boeing-747 был выведен точно по посадочному курсу, но из-за ошибки по высоте столкнулся с землей в районе ближнего привода, не долетев до кромки ВПП примерно 5, 6 км.

Таблица 1

Характеристики автономных систем посадки

На трассе и при неточном заходе на посадку Точный заход на посадку по категории I ICAO

Точность определения МС 100 м

Время предупреждения об отказе

8 с

Надежность работы системы

99, 999%

Высота полета определяется по Бортовому высотомеру Точность определения МС 7, 6 м

Время предупреждения об отказе

5. 2с

Надежность работы системы

99, 9%

Точность определения высоты глиссады 7, 6 м

Для исключения подобных авиационных происшествий (АП) необходимо выполнить решение ICAO, принятое в 1978 г. о необходимости установки в аэропортах соответствующую требованиям систему ILS или микроволновую систему посадки MLS. Однако в настоящее время имеется четыре типа систем автоматической посадки отвечающих требованиям ICAO и авиационные специалисты должны выбрать одну из них. Это системы ILS, MLS и две совершенно различные спут¬никовые системы автоматической посадки. Все четыре системы отвечают требованиям ICAO к системам автоматической посадки для XXI века. Сроки ввода в эксплуатацию и сертификации систем автомати¬ческой посадки приведены в табл. 2.

Таблица 2

Сроки ввода в эксплуатацию и сертификации систем автоматической посадки

Система Категория сложности ICAO Фактические/оценочные сроки сертификации

ILS Категории I, II, III Сертифицирована

MLS Категория I

Категория II

Категория III Сертифицирована

1998 г.

1999 г.

WAAS "Близко к категории I “

Категория I 2001-2002 г. г.

2002-2003 г. г.

SCAT-1 Категория I Сертифицирована

LAAS Категория I

Категория II

Категория III 2005 г.

2005-2010 г. г.

После 2010 г.

Факторы, влияющие на выбор системы посадки (погодные условия) районе аэропорта, частота ПОСАДОК и взлетов, стоимость захода на посадку и взлета), действуют совместно. Выбор типа системы определяет высоту принятия решения* to есть точки на глиссаде, в которой пилот должен принять решение о прекращении снижения и уходе на повторный заход, если ВПП не видна. Для аэропортов с хорошей погодой достаточна система, отвечающая требованиям I категории ICAO, для стран северо-западной части Европы необходима система, отвечающая требованиям III ICAO.

В настоящее время система ILS, являющаяся стандартом ICAO, установлена во всех международных и большинстве региональных аэропортов. Однако характерные для нее недостатки (например, ин¬терференция от радиостанций, работающих на близких частотах или от высотных зданий) расположённых вблизи аэропорта, или от находящихся в воздухе больших ВС) иногда приводят к искажению луча курсового маяка. По этой и другим причинам ICAO в 1970 г. одобрила систему MLS, которая не подвержена недостаткам системы ILS. Примерно через 10 лет было предложено использовать в системах автоматической посадки дифференциальную глобальную спутниковую навигационную систему DGPS. В 1995 г. ICAO приняла компромиссное решение, по которому система ILS может использоваться до 2015 г.; си¬стема MLS должна быть установлена там, где это вызвано условиями эксплуатации воздушного транспорта. Система DGPS дает возмож¬ность использовать два варианта автоматической посадки, полностью отвечающие требованиям точности при заходе на посадку и посадке по I категории ICAO.

Система LAAS (система наведения для местного региона) являет¬ся наземной системой, непрерывно сравнивающей отраженный сигнал DGPS с посланным ею, определяющей рассогласование и передающей его на борт ВС, выполняющего заход на посадку. Ошибка наведения системы не превышает 7 м. Несколько первых систем этого типа, из¬вестных как Scat-1 (система посадки специальной категории I), нахо¬дятся в эксплуатации как приватно финансируемые системы не для общего пользования. FAA разрабатывает спецификацию и требования к системе LAAS для общего пользования, которая должна поступить в эксплуатацию с 2005г. Не дожидаясь утверждения стандарта на систему, несколько фирм производят вариант системы Scat-1. Среди них фирма Honey well, система Scat-1 которой сертифицирована и установлена в аэропортах Миннеаполис и Ньюарк (в последнем —для авиакомпании Continental Airlines). Ожидается сертификация системы Scat-1 в Канаде, Индонезии и Австралии. В Российской Федерации си¬стема Scat-1 фирмы Honeywell с помощью Научно-производственного предприятия АВИТЕКС (Москва) будет устанавливаться на самоле¬ты гражданской авиации. Несколько других производящих эту систему фирм (Raytheon, Wilcox, DASA-NFS, Interstate Electronics) ожида¬ют сертификации установленных в некоторых аэропортах (Флорида в США, Бодо в Норвегии) систем Scat-1, заключают контракты на поставку системы и ожидают от FAA сертификации системы для общего пользования. Для обеспечения широкого использования спутни¬ковой навигационной системы DGPS сеть ее наземных станции долж¬на быть увеличена; потребуется коррекция линий передачи данных спутник—наземные станции и запуск геостационарного спутника с экваториальной орбитой. Для такого варианта спутниковой системы FAA разрабатывает систему автоматической посадки WAAS (система наведения для большой площади перекрытия). Создаваемые в Европе система EGNOS (Европейская спутниковая геостационарная навига¬ционная система большой площади перекрытия) и японская система MTSAS (многоцелевая спутниковая система наведения) подобны си¬стеме WAAS.

К 2001-2002 гг. FAA планирует сертифицировать систему WAAS по условиям, близким к требованиям I категории ICAO (высота при¬нятия решения 90-120 м). В процессе дальнейших испытаний FAA на¬деется сертифицировать систему WAAS по полным условиям I кате¬гории ICAO (высота принятия решения 60 м). В более поздние сроки (см. табл. 1). FAA планирует сертифицировать систему WAAS для требований II и III категорий ICAO, однако имеются две причины, которые препятствуют этому: первая — при длительных трассах сиг¬налы геостационарного спутника могут быть искажены ионосферным эффектом, то есть может возникнуть ошибка в координатах положения объекта, вторая причина —система WAAS может обеспечить преду¬преждение об отказе за время не более 6 с, что требуется I категорией ICAO, тогда как по условиям требований II и III категорий это время не должно превышать 2 с.

В США утверждена специальная программа замены системы ILS на систему с использованием DGPS. FAA планирует проверить состояние около 1000 систем ILS и заменить их на систему LAAS I категории ICAO. Это произойдет после того как будет сертифицирована система LAAS I категории, то есть в 2005 г. Стратегия замены еще не разработана, однако система LAAS I категории ICAO может быть приобретена аэропортами в частном порядке. Если такая схема сработает, то процесс замены системы ILS на LAAS I категории затянется на много лет.

Необходимость оборудовать самолет для работы с четырьмя раз¬личными системами автоматической посадки привела к созданию авиационными фирмами многорежимного приемника (MMR). С его помощью пилот в полете выбирает систему посадки конкретного аэропорта и выполняет заход на посадку и посадку по процедуре системы ILS. На последних сериях самолетов фирм Boeing и Airbus устанавли¬ваются MMR, кроме того для замены старого оборудования самолетов предшествующих серий используются цифровые и аналоговые блоки. Фирма Rockwell получила заказов от авиакомпаний на 3000 приемни¬ков MMR. в том числе от авиакомпаний British Airways, United Airlines и Continental Airlines.

ПЛАНЫ УСТАНОВКИ МИКРОВОЛНОВОЙ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОСАДКИ В АЭРОПОРТАХ ЕВРОПЫ

Национальный комитет по управлению воздушным движением Ве¬ликобритании (NATS) планирует установить в основных аэропортах страны микроволновую систему автоматической посадки (MLS). Объ¬явлены тендеры на поставку и установку систем в четырех аэропортах:

две системы для взлетно-посадочных полос (ВПП) аэропорта Хитроу и две — для ВПП аэропорта Гатвик, а также на получение прав заме¬ны посадочных систем в 16 других аэропортах страны. Системы MLS в аэропортах Хитроу и Гатвик должны быть установлены и приняты к эксплуатации к 2000 г. Требования к промышленности на системы для замены эксплуатируемых систем ILS в других 16 аэропортах еще не согласованы. Все 22 системы MLS, которые планируется устано¬вить, соответствуют принятым для ВС гражданской авиации