請教壹個波音下降時的 警告聲
本文可能用到以下民航常用的縮略語,在文中不再解釋。
EGPWS:Enhanced Ground Proximity Warning System 增強型近地警告系統
TAWS:Terrain Awareness Warning System 地形提示和警告系統
GPWS:Ground Proximity Warning System 近地警告系統
CFIT:Controlled flight into terrain 可控飛行撞地
FAA:Federal Aviation Administration 聯邦航空局(美國)
可控飛行撞地與近地警告系統
在介紹EGPWS增強型近地警告系統前我們要先了解它的前身GPWS近地警告系統。為什麽需要近地警告系統呢?這又要從CFIT(受控撞地、可控飛行撞地)說起。CFIT就是在飛行中並不是由於飛機本身的故障,或發動機失效等原因發生的事故,而是由於機組在毫無覺察危險的情況下,操縱飛機撞山、撞地或飛入水中,而造成飛機墜毀或嚴重損壞和人員傷亡的事故。
根據國際民航組織的統計,可控飛行撞地目前已經成為導致商用噴氣飛機機體損毀事故和人員死亡事故的元兇。為此,民航開始在飛機上安裝GPWS近地警告系統避免類似事故的發生,增加安全性。
1974年,FAA開始對在美國空域飛行的航班上的GPWS進行強制安裝要求,1979年,國際民航組織推薦使用者安裝該設備。此後CFIT事故急劇減少。1985年後,CFIT事故每年僅發生1到2次,而強制要求安裝前每年發生7到8次。目前,全球幾乎所有的商用噴氣飛機均裝備GPWS。
GPWS由近地警告計算機、警告燈和控制板組成。它的核心是近地警告計算機,壹旦發現不安全狀態就通過燈光和聲音通知駕駛員,直到駕駛員采取措施脫離不安全狀態時信號終止。
近地警告系統主要把危險狀況分為6種方式警告:
--下降速度過大;
--對於地面的接近速率過大;
--起飛或復飛爬高時襟翼下放得太小;
--飛機離地高度不夠;
--飛機進近時,下滑道向下偏離;
--風切變。
近地警告系統還通過在駕駛艙內的揚聲器向駕駛員發出聲音報警,警告系統的主指示燈發出報警指令,並在電子飛行儀表系統上顯示警告信息。
雖然GPWS能有效地減少了事故,但是CFIT事故仍然是導致商用噴氣飛機事故的主要原因,事故數據顯示GPWS有需要改進的區域.現行的GPWS有以下特點和不足之處
---不能了解前方的情況。它只有“下視”功能,依賴於無線電高度,而無線電高度不能反映飛機前方的地形情況。
---雖然可通過對過去的飛行信息進行跟蹤和對以後的飛行信息進行預測,以評估前方是否存在危險。使飛機飛向上升坡度很大的地形時,向駕駛員發出告警信號。但如果前方出現突然上升的地形,垂直的峭壁或陡峭的懸崖,則無法及時發出告警信號
---存在“無警告”的因素限制:當飛機起落架和襟翼均在著陸形態,並以正常速率下降時,無法提供地形警告,因為此時GPWS認為飛機將降落在機場,為避免幹擾,需要抑制告警。事實表明,不少CFIT事故就是在降落階段發生。
EGPWS增強型近地警告系統
GPWS的不足在於飛向陡峭地形時預警時間不夠,以及飛向不是跑道的平地時的告警。這些不足也導致CFIT事故仍然不斷出現,國際民航組織提出了安裝TAWS地形提示和警告系統彌補GPWS的不足,以避免類似的CFIT事故,TAWS系統在保持原有GPWS系統優點的同時,增加了前視地形警戒和地形顯示等新功能,能使飛行機組更全面地了解飛機周邊的地形態勢,從而進壹步降低CFIT事故的發生率。
目前,全世界只有壹家供應商HONEYWELL公司,他們提供的TAWS系統也就是EGPWS增強型近地警告系統。1996年,該系統通過了美國聯邦航空管理局(FAA)的鑒定。正如其名稱所示,它是傳統近地警告系統(GPWS)的改進產品。
迄今為止,全世界已經安裝EGPWS設備的飛機沒有發生過壹起可控撞地(CFIT)事故。
EGPWS設備外型
為了簡化機組與EGPWS的聯系,讓機組更快適應,EGPWS的警告方式與傳統GPWS幾乎壹樣,也包括了傳統GPWS的相關功能,GPWS的具體功能、運行方式這裏就不介紹了,下面介紹的是EGPWS與傳統GPWS相比的壹些新功能和特點。
增強型近地警告系統有以下特點:
增強型近地警告系統使用自身的全球機場位置數據庫和地形數據庫,並且利用飛機位置、氣壓高度和飛行軌跡信息來確定潛在的撞地危險。機場位置數據庫裝有全球所有長度超過3500英尺(1067米)的2萬多條跑道的資料,地形數據庫包括了全球幾乎所有的地形情況,在數據庫中,地球表面被分為無數的方格,根據每個方格中的地形最高點來標明其方格的數值。而且這些資料會定期更新。當飛機在飛行過程中,在進入某壹機場附近時,飛機所探測到的周圍環境的數據會實時地與機上存有的數據進行對比,飛機在進入危險區之前,系統就會向機組發出警告,避免雨霧等惡劣天氣中在飛行員仍然有效控制飛機的情況下發生飛機撞地或撞山的事故。該系統目前已成為波音和空中客車新出廠飛機的標準配備。
EGPWS使用簡要介紹:
為了顯示地形和提供地形告警,EGPWS的計算機與飛機的其他系統鏈接。飛機的導航系統提供飛機目前的位置,這可告訴計算機應參照地形數據庫中的哪壹部分,飛機的高度表可告訴計算機目前的飛行高度以便其確定何處的地形高度會引發危險。
如何顯示地形:
EGPWS地形顯示功能可以由機組人工開啟或當前飛行狀況導致警戒或警告啟動時會自動顯示。在飛機的電子飛行儀表系統EHSI、ND或氣象雷達顯示器或上可顯示距飛機高度2000英尺以下和更高的地形。地形在顯示器上以星羅棋布的紅、黃、綠等光點圖形來顯示,彩色圓點的密度隨著地形高度的升高而增加。參照下圖,簡要介紹如下:
紅色光點:表示明顯高於飛機飛行高度的地形,比飛機現行高度高出2000英尺(610米)或以上地形威脅;
黃色(琥珀色)光點:表示與飛機高度相當的地形,從飛機現行高度高出2000英尺(610米)到低於現行高度500英尺(152米)的範圍之間存在地形沖突;
綠色光點:表示地形高度低於飛機的飛行高度,比飛機現行高度低於500英尺(152米)到低於2000英尺(610米)存在地形間隔;
洋紅色光點:表明地形數據庫未識別區域
為了減少顯示的混亂,避免不必要的幹擾,任何低於飛機現行高度2000英尺的地形不顯示,只用黑色背景代替。
如何發出警告:
EGPWS可以向機組提供警戒等級或警告等級信息。當前飛行狀況導致EGPWS警戒或警告啟動時,無論機組是否選擇,地形圖將強制性的自動顯示在飛行儀表上。
由於使用了地形數據庫,所以EGPWS可比GPWS更早地發出預警信號。在EGPWS中,計算機沿著飛機的預定航跡連續搜索數據庫,這樣可使系統具有虛擬的前視能力。
飛機直飛、平飛或機動飛行時均可采用預警的工作方式。若飛機正在下降,計算機會沿下滑航跡進行搜索;若飛機正在轉彎,則沿轉彎航跡搜索。
如果EGPWS認為飛機的航跡在某處與地形太近,它會提前壹分鐘以上發出音頻和視頻告警信號,要是計算機認為時間還需提前的話,則會更早發出告警的時間。
如左圖,當EGPWS系統發出告警時,在飛行儀表上將用彩色固定方塊來加以強調,表示會引發危險的地形,同時還伴隨有相應的音響告警。
固定的紅色方塊表示地形處在30秒的飛行時間範圍內,要求機組立即執行避開地形機動程序;
而固定的黃色方塊則表示地形處在大約30到60秒的飛行時間範圍內,要求機組立即檢查飛行軌跡按需修正,並執行相應地形機動程序。
我國民航飛機安裝EGPWS的情況
按中國民航總局要求,從2005年1月1日起,我國所有最大審定起飛重量超過15000公斤或客座數超過30的渦輪發動機飛機,都要安裝EGPWS系統,目前,進展順利。
早在1997年,我們就開始關註和跟蹤國際上關於近地警告系統的要求並壹直關註TAWS系統安裝政策的進展。同時,原來制約國內應用這壹系統的主要問題在管理和技術上已有突破,比如數據庫的有效性、地球坐標系差異的誤差消除、地面無線電導航覆蓋不足的補償等等。這些都使在我國機隊安裝這壹系統成為可能。 1998年-1999年,美國FAA開始就TAWS系統的安裝政策和適航要求征求意見,並於1999正式頒布了這壹系統的安裝政策。當時我們已經開始考慮我國的相關要求,對我國現有機隊600多架飛機的安裝情況進行了普查和具體的安裝可行性調查研究,同時分析了FAA、JAA和ICAO的政策要求,認為我國有安裝這壹系統的可行性和必要性。2002年6月,民航總局適航司在制定了政策草案後,召開了研討會,向航空公司進壹步了解情況,求得反饋信息。2002年9月,民航總局正式頒發了TAWS安裝政策。 根據民航總局2002年9月頒發的文件,國內航空公司將於2004年底前在30座以上的客機上全部安裝增強型近地警告系統。