閆京原

為了減少飛機(jī)受控飛行墜地(CFIT)事故,美國(guó)聯(lián)邦航空局(FAA)在l974年開(kāi)始要求所有在美國(guó)空域飛行的飛機(jī)都必須安裝近地警告系統(tǒng)(GPWS>。

受控飛行墜地,英文全稱為Controlled Flight Into Terrain。其含義是:在飛機(jī)系統(tǒng)工作正常的情況下發(fā)生的墜地事故。這主要是由于飛機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的警告時(shí)間不夠充分,在飛機(jī)接近危險(xiǎn)地形時(shí),沒(méi)有足夠的反應(yīng)時(shí)間來(lái)進(jìn)行避讓;一般都發(fā)生在機(jī)場(chǎng)附近,即發(fā)生在飛機(jī)進(jìn)近的最后階段。

與之對(duì)應(yīng)的為NON—CFIT,即非受控飛行墜地,是指在飛機(jī)系統(tǒng)發(fā)生故障,產(chǎn)生不正確的操作或不受飛行員的控制而發(fā)生的墜地事故。

近地警告系統(tǒng)已經(jīng)對(duì)保障飛行安全做出了重大的貢獻(xiàn),見(jiàn)圖1。盡管如此,飛機(jī)受控飛行墜地事故仍為影響飛行安全的首要因素,見(jiàn)圖2。因此,為了進(jìn)一步減少這類事故,近地警告系統(tǒng)一直在不斷地進(jìn)行改進(jìn),例如減少虛假警告,增加了飛行高度報(bào)告功能及飛機(jī)傾斜角警告功能等,但最為重要的改進(jìn)即是增強(qiáng)型近地警告系統(tǒng)(EGPWS)的開(kāi)發(fā)使用。

由美國(guó)霍尼韋爾公司生產(chǎn)的增強(qiáng)型近地警告系統(tǒng),已于l996年在飛機(jī)上使用。由于該系統(tǒng)具有獨(dú)特的地形顯示功能,所以自使用以來(lái),已越來(lái)越引起適航當(dāng)局及各航空公司的重視,采用該系統(tǒng)的飛機(jī)也越來(lái)越多。

目前,雖然美國(guó)聯(lián)邦航空局及各國(guó)適航當(dāng)局對(duì)飛機(jī)安裝增強(qiáng)型警告系統(tǒng)還沒(méi)有強(qiáng)制的規(guī)定,但自1998年以來(lái),一些飛機(jī)制造廠及航空公司對(duì)其新出廠的飛機(jī),都已開(kāi)始安裝這種系統(tǒng)了。

系統(tǒng)的特點(diǎn)

飛機(jī)安裝增強(qiáng)型近地警告系統(tǒng)的目的,是為了解決傳統(tǒng)的近地警告系統(tǒng)力所不能及的問(wèn)題,以進(jìn)一步避免受控飛行墜地事故的發(fā)生。而且,由于該系統(tǒng)具有地形顯示功能,所以可直接為飛行員提供視覺(jué)上的警告。

增強(qiáng)型近地警告系統(tǒng)主要可解決以下兩方面的問(wèn)題:

第一,可減少不能進(jìn)行警告的情況。例如,以往使用的近地警告系統(tǒng),在飛機(jī)放下起落架并放出襟翼后,如果發(fā)生意外,就不再進(jìn)行警告。而增強(qiáng)型近地警告系統(tǒng)仍能進(jìn)行警告,這就可為飛機(jī)的著陸安全提供充分的保護(hù)。

第二,可防止警告不及時(shí)或產(chǎn)生不適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)。傳統(tǒng)的近地警告系統(tǒng),往往在已經(jīng)緊急的時(shí)刻才發(fā)生警告,致使機(jī)組的反應(yīng)相對(duì)滯后,這樣機(jī)組處置的時(shí)間就不夠充分。增強(qiáng)型近地警告系統(tǒng),通過(guò)引入地形數(shù)據(jù)庫(kù)和地形顯示預(yù)警功能,則可提前60秒對(duì)危險(xiǎn)的地形進(jìn)行預(yù)警。

增強(qiáng)型近地警告系統(tǒng)的成功開(kāi)發(fā)和使用,得益于以下3項(xiàng)新技術(shù):

衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)及其它精密導(dǎo)航系統(tǒng),因?yàn)樗鼈兡軌蛱峁┚_的飛機(jī)地理位置;

高速及大存儲(chǔ)容量的計(jì)算機(jī)技術(shù),因?yàn)樗梢詫?duì)繁瑣的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速處理;

精確而復(fù)雜的世界范圍的地形數(shù)據(jù)庫(kù),因?yàn)榇说匦螖?shù)據(jù)庫(kù)包括了世界上跑道大于1068米的所有機(jī)場(chǎng)/跑道的數(shù)據(jù),以及一些已知的危險(xiǎn)地形的數(shù)據(jù)。

正是這些新技術(shù)的出現(xiàn)及應(yīng)用,為成功開(kāi)發(fā)增強(qiáng)型近地警告系統(tǒng)奠定了可靠的基礎(chǔ)。

系統(tǒng)的功能

傳統(tǒng)的近地警告系統(tǒng),是通過(guò)處理來(lái)自無(wú)線電高度表及其它傳感器的數(shù)據(jù)信號(hào),對(duì)飛機(jī)接近危險(xiǎn)地形時(shí)發(fā)出音響警告的。它有以下7種工作方式:

l>過(guò)大的下降率警告。當(dāng)飛機(jī)在一定高度飛行時(shí),如果相對(duì)地面有較大的下降率,系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出“下降率”(SINK RATE)及“拉起”(PULL UP)的警告聲音。

2>過(guò)大的地面接近率警告。當(dāng)飛機(jī)相對(duì)地面的接近率過(guò)大時(shí),系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出“地面”(TERRAIN)或“拉起”(PULL UP)的警告聲音。

3>起飛后掉高度警告。飛機(jī)在起飛后如果掉高度過(guò)量,系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出“不要下降”(D0NT SINK)的警告聲音。

4)不足夠的地面間隔警告。當(dāng)飛機(jī)與其下面的地面間隔不足夠充分時(shí),在不同的飛行狀態(tài)下,將有“距地面太低”(T00 L0W TERRAIN),“太低的襟翼”(T00 L0W FLAP)或“太低的起落架”(T00 L0W GEAR)的警告聲音。

5>低于下滑道警告。飛機(jī)在進(jìn)近時(shí),如果飛行軌跡低于下滑道,將會(huì)有“下滑道”(GLIDE SL0PE)的警告聲音。

6)高度提醒報(bào)告。當(dāng)飛機(jī)超過(guò)預(yù)定的低飛行高度時(shí),近地警告系統(tǒng)將報(bào)告具體的高度值以提醒機(jī)組注意。

7>風(fēng)切變警告。該系統(tǒng)具有反應(yīng)式風(fēng)切變功能,對(duì)風(fēng)切變有敏感的反應(yīng)。如果啟用此功能,當(dāng)飛機(jī)遭遇風(fēng)切變時(shí),系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出“風(fēng)切變”(WINDSHEAR)的警告聲音。

與傳統(tǒng)的近地警告系統(tǒng)相比較,增強(qiáng)型近地警告系統(tǒng)除了對(duì)上述7種工作方式加以改進(jìn)和完善,以減少不能發(fā)出警告的情況和對(duì)不及時(shí)警告進(jìn)行改進(jìn)外,重要的是還增加了地形顯示功能。

這種地形顯示,根據(jù)警告的危險(xiǎn)程度不同,可以用不同的顏色來(lái)表示,見(jiàn)圖3。圖中,點(diǎn)狀的綠色、黃色和紅色顯示圖案,表示與飛機(jī)的相對(duì)距離均不構(gòu)成威脅的地形,只是距飛機(jī)的距離各不相同而已,這些情況均不需要機(jī)組采取措施。

但是,如果該系統(tǒng)在計(jì)算后,認(rèn)為這些地形與飛機(jī)的距離會(huì)對(duì)安全飛行構(gòu)成危險(xiǎn)時(shí),顯示圖案就會(huì)從點(diǎn)狀的顯示圖案變?yōu)閷?shí)心的顯示圖案。其中,實(shí)心的黃色顯示區(qū)域?yàn)?0秒內(nèi)可能與飛機(jī)相撞的地形,并伴有“小心地面”(CAUTI0N TERRAIN)的音響警告,以提醒機(jī)組注意觀察;實(shí)心的紅色顯示區(qū)域?yàn)?0秒內(nèi)可能與飛機(jī)相撞的地形,并伴有“地面,地面,拉起”(TERRAIN,TERRAIN,PULL UP)的音響警告,機(jī)組就應(yīng)馬上采取措施進(jìn)行回避。

為了更好地區(qū)分各種類型的地形,還有其它的顯示顏色可供選擇,例如,將海水的顏色以青綠色來(lái)表示等。

我國(guó)航空公司的使用狀況

從l998年下半年開(kāi)始,我國(guó)各航空公司在新引進(jìn)的波音公司及空中客車公司的飛機(jī)上,已陸續(xù)安裝增強(qiáng)型近地警告系統(tǒng),這些飛機(jī)包括波音747-400、737-700/-800、777飛機(jī),以及空客公司的A340和A320/A32l飛機(jī)。有的機(jī)型由于取證方面的原因,雖然在飛機(jī)出廠時(shí)其地形顯示功能沒(méi)有啟用,但隨后都有相應(yīng)的通告對(duì)其進(jìn)行改裝,以啟用其全部功能。

對(duì)已經(jīng)安裝了增強(qiáng)型近地警告系統(tǒng)的飛機(jī),由于種種原因,在使用過(guò)程中,也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題,主要是由于地形數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)而產(chǎn)生的一些虛假警告,嚴(yán)重的曾導(dǎo)致飛機(jī)復(fù)飛。因此在一段時(shí)間,有些航空公司為避免產(chǎn)生虛假近地警告,在某些飛機(jī)上解除了該系統(tǒng)的地形顯示功能。

據(jù)分析,造成這種情況大致有兩方面原因,一是地形數(shù)據(jù)庫(kù)中已有的部分國(guó)內(nèi)機(jī)場(chǎng)/跑道的數(shù)據(jù)與實(shí)際情況存在誤差,另外就是有些新啟用的機(jī)場(chǎng)數(shù)據(jù)沒(méi)有及時(shí)輸入到所使用的地形數(shù)據(jù)庫(kù)中。

針對(duì)這種情況,有關(guān)部門已對(duì)地形數(shù)據(jù)庫(kù)的準(zhǔn)確性進(jìn)行了核查和協(xié)調(diào);同時(shí)將地形數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)更新,將需要使用的機(jī)場(chǎng)/跑道的數(shù)據(jù),及時(shí)輸入到地形數(shù)據(jù)庫(kù)中。另外,增強(qiáng)型近地警告系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家,霍尼韋爾公司也正在針對(duì)使用中發(fā)現(xiàn)的一些問(wèn)題,進(jìn)行不斷的改進(jìn)和完善,對(duì)其硬件部分和軟件部分(包括操作軟件和地形數(shù)據(jù)庫(kù))進(jìn)行改裝和更新升級(jí)。因此,各航空公司在收到來(lái)自生產(chǎn)廠家的改裝信息后,應(yīng)及時(shí)對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行改裝升級(jí),以保證使用的可靠性。

到目前為止,中國(guó)民航總局對(duì)增強(qiáng)型近地警告系統(tǒng)的使用,還沒(méi)有強(qiáng)制性的要求,所以各航空公司對(duì)其未安裝這種系統(tǒng)的飛機(jī)也還沒(méi)有具體的改裝計(jì)劃。但可以相信,由于增強(qiáng)型近地警告系統(tǒng)的優(yōu)越性能,加上美國(guó)聯(lián)邦航空局及生產(chǎn)廠家的積極推動(dòng),在不久的將來(lái),安裝該系統(tǒng)必將在我國(guó)民航成為一種強(qiáng)制性的適航要求,從而對(duì)飛行提供更可靠的安全保障。

責(zé)任編輯:空友 ■