Филиал «НИИ Аэронавигации» ФГУП ГосНИИ ГА

Перспективные способы визуализации внекабинного пространства при заходе на

посадку и посадке как средство повышениябезопасности полетов ВС ГА

Кушельман В.Я.Алпеев П.В.

Кувырков А.И.Осинин В.П.

Международный семинар «Безопасность полетов: Техника, человек, среда -2013 г».Москва 14-15 мая 2013г.

1. Большинство (около 80%) авиационных происшествий было связано с человеческим фактором, 20% - с отказом и неисправностями авиационной техники.

2. Аварийные ситуации с тяжелыми транспортными самолетами возникали по причинам ошибочных действий экипажа:

― по управлению ВС на различных этапах выполнения полета;― нарушений в организации установленных технологических

процедур при подготовке ВС к полету;― неудовлетворительного взаимодействия в экипажах.

3. Авиационные происшествия с легкими и сверхлегкими самолетами происходят из-за нарушений и ошибок экипажей:

― при выполнении полетов;― несоблюдения экипажами требований нормативных и

руководящих документов;― отсутствия контроля должностными лицами за организацией

полетов;― нарушения руководящих документов по метеообеспечению и

оснащению площадок и аэродромов;― отсутствие должной подготовки и натренированности пилотов.

По данным МАК в 2012г:

Количество иллюзий, выявленных при анализе литературы

№п/п

Наименование групп иллюзий

Количество иллюзий в группе

Удельный вес иллюзий группы относительно:

Количества иллюзий (154 наименования) в работах [30,31,32]

Итогового количества иллюзий, выявленных в данном отчете (250 наименований)

1 крена 44 28,6 17,7

2 тангажа 23 14,9 9,3

3 высоты 29 18,8 11,7

4 скорости 5 3,2 2,0

5 вертикальной скорости

2 1,3 0,8

6 скольжения 2 1,3 0,8

7 курса 12 7,8 4,8

8 дальности 8 5,2 3,2

9 разворота 2 1,3 0,8

10 при пользовании фарой

2 1,3 0,8

11 восприятия пространства

25 16,3 10,1

12 вертолетчиков 15 - 6,1

13 вновь выявленных, не представленных в работах [30,31,32]

81 - 31,9

14 итоговое количество

250 100 100

Проблема безопасности №8. 2012г.

Компоновка кабины экипажа современного самолета на примере В-787

Построение информационно-управляющего поля современной кабины ВС

Конструктивные элементы кабины

А-380 В-787 МС-21

Органы управления самолетом

БРУ Штурвал БРУ

Экранные индикаторы

+ + +

Многофункциональный пульт управления и устройство управления курсором (МФПУ+CCD)

+ + +

Индикатор на лобовом стекле (HUD)

+ + +

Электронный портфель (EFB)

+ + +

Компоновка кабины перспективного регионального самолета МС-21

Основные средства отображения информации современной кабины ВС

• Широкоформатные индикаторы• Индикаторы на лобовом стекле (HUD)• Система синтезированного видения (SVS)• Система улучшенного видения (EVS)• Система комбинированного видения (CVS)

Широкоформатные индикаторы

• отображение необходимой информации в зависимости от этапа полета;• формирование трехмерной картины «вид из окна» с наложением на синтезированную карту рельефа, аэродрома, его рулежных и взлетно-посадочных полос;• автоматическое и ручное управление отображаемыми форматами, в том числе при отказах;• видеоизображения от телекамер внутреннего и внешнего обзора в режимах синтезированного и улучшенного видения;• информационную поддержку автоматического зависимого наблюдения АЗН-В;• повышение надежности/безопасности полета.

Широкоформатные индикаторы обеспечивают:

Индикатор на лобовом стекле:

• индикацию в поле зрения пилота необходимой пилотажной информации при обзоре внекабинного пространства для выполнения взлета и посадки в условиях ограниченной видимости;• снижение нагрузки на пилотов при взлете, заходе на посадку и посадке в условиях ограниченной видимости;• возможность реализации функций синтезированного(SVDS) и улучшенного видения ()EVS.

Коллиматорный индикатор (HUD) обеспечивает:

Синтезированное видение SVS

Особенности:• вывод на экран сформированного компьютером изображения, соответствующего внешнему топографическому участку, наблюдаемому из кабины пилотов с учетом пространственного положения ВС;• индикация в поле зрения пилота необходимой информации для выполнения взлета и посадки в условиях ограниченной видимости;• в перспективе может снизить минимумы для взлета и посадки.

Улучшенное видение EVS

Особенности:• вывод на индикатор PFD и экран HUD вида закабинного пространства в направлении полета за счет применения формирователей изображения: инфракрасного датчика переднего обзора, радиолокатора миллиметрового диапазона и (или) повышение качества изображения при низком уровне освещенности (EFVS);• применение EVS позволяет снижать нагрузку на пилотов путем улучшения понимания ситуации в условиях ограниченной видимости, особенно при заходе на посадку и посадке.

Характеристики систем индикации на лобовом стекле пассажирских самолетовФирма, тип системы Thales

Avionics, TMV 1451

Thales Avionics, Electronic HUD

Thales Avionics, HFDS

Thales Avionics, D-HUDS

Flight Visions, FV-2000E

Flight Dynamics, HGS

BAE и Honeywell HUD2020

ELOp, BIRD

Применение А320 А330, А340 А330/340, MD-82, B 737/777 и др.

G III/IV, Bell 210, Falcon 50 и др.

С-130J, Dash 8,ERJ-145 и др.

G IV/V,B 737-800

Функции:-визуализация-пилотирование-контроль руления-сигнализация сдвига ветра-сигнализация СПС-сигнализация СППЗ

-+

-+

++++

++

++

++++++

++

++

+++

Источник изображения ЭЛТ ЭЛТ ЭЛТ/ЖКИ ЖКИ ЭЛТ ЭЛТ ЭЛТ ЭЛТ

Полное поле зрения 24ºx15º 30ºx24º 40ºx26º 35ºx26º ø30º 30ºx26º 30ºx25º

Разрешающая способность 1280x1024

Яркость символов/растра 10000/ 7600/3400

Авт. регулировка яркости + + +

Коэф. контрастности, не менее

1,3:1

Тип оптической системы Катадиопт-рический, голограф.комбайнер

Катадиопт-рический, голограф.Комбайнер

Рефрак-тивный

Рефрак-тивный

Масса, кг 15,5 15,5 32,7 23 10-14,25 27

Наработка на отказ, ч ИЛС-5000,ГС-13000

Потребляемая мощность, Вт 160 160

Требуемые визуальные ориентиры для невооруженного глаза

Требуемые визуальные ориентиры при использовании EFVS

Для операций ниже ВПР или ниже МВС:По крайней мере, один из следующих визуальных ориентиров намеченной ВПП должен быть четко видим и распознаваем:•Система огней приближения•Порог ВПП•Маркировка порога ВПП•Огни порога ВПП•Опознавательные огни торца ВПП•Визуальный индикатор глиссады•Зона касания•Маркировка зоны касания•Огни зоны касания•ВПП•Маркировка ВПП•Огни ВПП

Для операций ниже ВПР или ниже МВС:Следующие визуальные ориентиры намеченной ВПП должны быть четко видимы и распознаваемы:Система огней приближенияИЛИВизуальные ориентиры в обоих параграфах 91.175(l)(3)ii(A) and (B) (l)(3)(Ii)(A) Порог ВПП, распознаваемый, по крайней мере, по одному из следующих элементов— начало зоны посадки на ВПП,— огни порога ВПП, или— опознавательные огни торца ВППИ(l)(3)(Ii)(B) Зона касания, распознаваемая, по крайней мере, по одному из следующих элементов:— поверхность приземления в зоне касания ВПП,— огни зоны касания,— маркировка зоны касания, или— огни ВПП.

Снижение ниже 100 футов высоты над отметкой зоны касанияПо крайней мере, один из следующих визуальных ориентиров намеченной ВПП должен быть четко видим и распознаваем:•Система огней приближения, в той мере, когда также видны и распознаются красные конечные полосы и боковые полосы•Порог ВПП•Маркировка порога ВПП•Огни порога ВПП•Опознавательные огни торца ВПП•Визуальный индикатор глиссады•Зона касания•Маркировка зоны касания•Огни зоны касания•ВПП•Маркировка ВПП•Огни ВПП

Снижение ниже 100 футов высоты надотметкой зоны касанияЧтобы продолжать посадку полетная видимость должна быть достаточной для того, чтобы следующее было четко видно и опознаваемо пилотом без опоры на бортовую ЕVS:•Огни или маркировка порога ВПП или•Огни или маркировка зоны касания

Требуемые визуальные ориентиры по правилам FAA

Руководство №315. АР МАК. 2012г.

Требуемые визуальные ориентиры по правилам EASAТребуемые визуальные ориентиры для невооруженного глаза EU-OPS, подраздел E

Требуемые визуальные ориентиры при использовании an EFVSEU-OPS, подраздел E

Для операций ниже ВПР или ниже МВС:Пилот не может продолжать заход на посадку нижеМВС, если не виден четко и опознаваем, по крайней мере, один из следующих визуальных ориентиров намеченной ВПП:•Элементы системы огней приближения;•Порог ВПП;•Маркировка порога ВПП;•Огни порога ВПП;•Идентификационные огни порога ВПП;•Визуальный индикатор наклона глиссады;•Зона касания или маркировка зоны касания;•Огни зоны касания;•Ограничители кромки ВПП; или•Другие визуальные ориентиры, разрешенные властями.

Для операций ниже ВПР или ниже МВС:Пилот, пользующийся системой EVS, сертифицированной в рамках данного параграфа может:(i) продолжать заход на посадку ниже ВПР или ниже МВС до 100 футов выше отметки порога :(A) Элементы системы огней подхода; ИЛИ(B) Порог ВПП, распознаваемый, по крайней мере, по одному из следующему: начало зоны посадки на ВПП, огни порога ВПП,идентификационные огни порога ВПП; Зона касания, распознаваемая, по крайней мере, по одному из следующих элементов: поверхность посадки в зоне касания ВПП, огни зоны касания, маркировка зоны касания или огни торца ВПП.

Снижение ниже высоты 100 футов над отметкой зоны касанияКак и выше для снижения ниже ВПР или ниже МВС

Снижение ниже высоты 100 футов над отметкой зоны касанияПилот не может продолжать заход на посадку ниже 100 футов над отметкой порога намеченной ВПП, если не виден, по крайней мере, один из опознаваемых ниже визуальных ориентиров без опоры на бортовую систему зрения:(A) Огни или маркировка порога; или(B) Огни или маркировка зоны касания.

Руководство №315. АР МАК. 2012г.

Порядок внедрение систем видения SVS/EVS/CVS

Для получения эксплуатационных преимуществ при использовании систем SVS/EVS/CVS предусматривается следующий порядок работ:• квалификационные испытания оборудования;• сертификационные испытания ВС с установленной на нем системой;• одобрение авиационной администрации.

1. Силами ГосНИИ АС и ФГУП ПИЦ в 2010 – 2012 годах проведены летные исследования по реализации функций SVS и EVS.

2. Выполнено 80 полетов (около 700 заходов на посадку, 400 посадок, днем, ночью, ПМУ, СМУ) из них:• 16 полетов с выполнением всех этапов полета от

выруливания до заруливания с закрытым (под шторкой) пилотирующим летчиком (118 заходов на посадку, 62 посадки);

• 6 полетов ночью, без включения посадочных фар самолета и прожекторов аэродрома (67 заходов, 35 посадок);

• 7 полетов с заходами на посадку на ТАКР «Адмирал Кузнецов» (53 захода, 2 посадки с уходом на 2 круг);

• 10 полетов на авиасалоне «Авиасвит-XXI» (Украина) с выполнением фигур сложного и высшего пилотажа.

3. Подтверждено кардинальное повышение информационного обеспечения летчика при выполнении сложных пространственных маневров.

Результаты работ в РФ

Анализ зарубежных материалов и результаты отечественных исследований показывают:

1. Инновационное развитие самолетостроения связана с применением новейших достижений и в области создания элементов информационно-управляющего поля кабины ВС ГА, что позволяет:• повышать осведомленность экипажа о ситуации, в которой

находится самолет;• улучшать координацию действий членов экипажа;• создавать более восприимчивый интерфейс «человек-машина»;• снижать загрузку пилотов.

2. Индикаторы на лобовом стекле обеспечивают:• уверенное выполнение взлетов, заходов на посадку и посадок в

условиях ограниченной видимости;• эксплуатационные преимущества;• возможность реализации функций синтезированного и

улучшенного видения;3. Применение синтезированного, улучшенного и/или комбинированного

видения (SVS, EVS, CVS) с выводом информации на индикаторы на лобовом стекле (HUD) или на многофункциональные индикаторы (PFD) существенно улучшают информационное обеспечение и ситуационную осведомленность членов экипажа особенно при взлете, заходе на посадку и посадке в условиях ограниченной видимости.

Спасибо за внимание!