Общие сведения о системе СППЗ-85. Источники входных сигналов СППЗ-85

1. Лекция № 24 Тема 3.3. Приборное оборудование цифровых комплексов ПНО 9. Общие сведения о системе СППЗ-85 10. Источники входных

сигналов СППЗ-85
11. Режимы предупреждения СППЗ-85
12. Выходные сигналы предупреждения СППЗ-85

2. 9. Общие сведения о системе СППЗ-85

24
9. Общие сведения о системе СППЗ-85
По статистике середины 70-х годов в мире каждый год
около 8 коммерческих реактивных самолетов терпело катастрофу
из-за столкновения с подстилающей поверхностью, причем эти
катастрофы происходили с полностью управляемыми самолетами,
пилотируемыми высококвалифицированным летным экипажем.
Но столкновений можно было бы избежать, если бы летный
экипаж был своевременно уведомлен о сложившейся опасной
ситуации. Поэтому, в начале 70-х годов было принято решение о
начале разработки системы, способной выдать сигнализацию об
опасности столкновения с землей. Первые версии таких систем,
появившиеся в середине 70-х годов, позволили существенно
снизить количество подобных катастроф. В отечественной
терминологии для них используется аббревиатура СППЗ - система
предупреждения приближения к земле. По терминологии ИКАО и
Федеральной Авиационной Администрации США системы
обозначаются как GPWS - Ground Proximity Warning Systems.

3. 9. Общие сведения о системе СППЗ-85

23
9. Общие сведения о системе СППЗ-85
В течение 30 лет в процессе совершенствования
элементной базы и развития вычислительной техники происходило
совершенствование систем, но набор основных режимов оставался
постоянным:
- режим 1 - чрезмерная скорость снижения;
- режим 2 - опасная скорость сближения с подстилающей
поверхностью;
- режим 3 - снижение после взлета или ухода на второй круг;
- режим 4 - приближение к подстилающей поверхности в
непосадочной конфигурации;
- режим 5 - значительное отклонение ниже линии глиссады;
- режим 6 - превышение порогового значения разности истинной
высоты и относительной;
- барометрической высоты (не используется в
зарубежных системах).

4. 9. Общие сведения о системе СППЗ-85

22
9. Общие сведения о системе СППЗ-85
Авиационная промышленность России серийно выпускала
три типа систем предупреждения столкновений с землей класса
СППЗ:
- ССОС (Ульяновское Конструкторское Бюро «Утес»);
- аналоговая СППЗ-1-2 («Утес»);
- цифровая СППЗ-85 (фирма "Авиаприбор-Восход").
Система ССОС установлена на самолетах Ил-76, Ил-62,
Ту-154Б, Ту-134, Ан-74, Ан-32, Ан-26, Ан-24, Ан-124-100. В этой
системе реализованы только режимы 1-3.
СППЗ-1-2 и СППЗ-85 относятся к системам второго
поколения и в них реализованы режимы 1-6. СППЗ-1-2 оснащены
Ил-86, Ил-62М, Як-42, а СППЗ-85 - установлена только на
самолетах Ил-96-300 и Ту-204 (Ту-214).
Системы предупреждения столкновения с землей
отсутствуют на самолетах Як-40 (32 пассажира), Ан-28 (17 пассажиров), Ан - 2 (12 пассажиров), Л - 410УВП (19 пассажиров), Ан -12.

5. 9. Общие сведения о системе СППЗ-85

21
Несмотря на то, что внедрение систем СППЗ (GPWS) позволило
значительно уменьшить количество катастроф, полностью их исключить не
удалось (примерно 35% всех катастроф произошло с самолетами с
установленной и функционирующей системой СППЗ.
Основные причины этих катастроф можно разбить на три группы.
1. Отсутствие сигнализации в 28% случаев. Как правило, это
происходило в процессе снижения самолета в полностью посадочной
конфигурации шасси и закрылков. Так как ложные срабатывания
сигнализации являются крайне нежелательными на этапе захода на
посадку, чувствительность систем СППЗ умышленно уменьшается при
посадочной конфигурации ВС.
2. Поздняя выдача сигнализации и недостаточное время у пилота
для исправления сложившейся ситуации зафиксировано в 36% катастроф.
Границы сигнализации режимов СППЗ, в основном, рассчитаны на полет
над медленно меняющимся рельефом и при полете над быстро
нарастающим рельефом сигнализация может быть слишком поздней. В
среднем сигнализация выдается за 5-15 с до столкновения.
3. Неадекватные и запоздалые действия летного экипажа явились
причиной 40% катастроф. Как правило, запоздалые действия являлись
причиной достаточно частных ложных срабатываний системы.

6. 9. Общие сведения о системе СППЗ-85

20
В последние годы появилась возможность значительно расширить
функциональность СППЗ за счет добавления режимов раннего
предупреждения приближения к земле (функция оценки местности в
направлении полета, предупреждение о преждевременном снижении
высоты) и индикации степени опасности окружающего рельефа местности
на дисплее летчика. Это позволяет увеличить время, предоставляемое
экипажу для принятия решения и исправления ситуации.
Для систем, реализующих все режимы систем СППЗ (GPWS),
функции раннего предупреждения, а также осуществляющих вывод
информации о характере подстилающей поверхности на индикатор
используется обозначение TAWS (Terrain Awareness and Warning System).
Официального общего названия для этого класса систем в России на
данный момент нет. Наиболее часто встречаются следующие обозначения:
СРППЗ (система раннего предупреждения приближения к земле) и СРПБЗ
(система раннего предупреждения близости земли). Вторая аббревиатура
используется в качестве названия системы производства компании
ВНИИРА-Навигатор.

7. 9. Общие сведения о системе СППЗ-85

19
Современные СРППЗ для формирования сигнализации летному
экипажу об угрозе столкновения с землей или препятствием используют
помимо данных системы воздушных сигналов (СВС) и радиовысотомера,
информацию от таких устройств, как спутниковые навигационные системы,
базы данных, содержащих информацию по цифровой модели рельефа,
препятствиям вдоль маршрутов полета и зонам использования ВС,
различные аэронавигационные данные (координаты порогов ВПП их
превышения и др.).
Использование баз данных позволяет осуществлять проверку
близости воздушного судна к подстилающей поверхности (препятствию)
вдоль спрогнозированной траектории. Прогноз осуществляется на 30-90 с
(для сравнения СППЗ выдает сигнализацию за 0-20 с до столкновения).
Анализ летных происшествий за период 1985-1995 показывает,
что установка систем класса СРППЗ (TAWS) смогла бы предотвратить от
95% до 100% из них. В связи с этим, начиная с 2006 года, ИКАО ввело
обязательное требование наличия системы раннего предупреждения
приближения на самолетах.

8. 9. Общие сведения о системе СППЗ-85

18
Новые возможности системы базируются на использовании
информации от спутникового приемо измерителя и баз данных аэропортов,
рельефа местности, искусственных препятствий.
Идея функции оценки местности в направлении полета:
построение защитного пространства вокруг спрогнозированной траектории
ВС и выдаче предупреждения экипажу в случае попадания элементов
рельефа и/или препятствий внутрь этого пространства. Предупреждение о
преждевременном снижении высоты обеспечивается за счет построения
защитной области вокруг аэропортов, хранящихся в базе данных системы.
Несмотря на кажущуюся простоту постановки задачи, при ее
решении возникает большое число более мелких подзадач, требующих
глубокой проработки и, в конечном итоге, оказывает существенное
влияние на итоговые характеристики системы вероятность правильного
обнаружения опасной ситуации, заблаговременность выдачи
сигнализации, вероятность выдачи ложной сигнализации, непрерывность
работы системы и др.
Сегодня существует две сертифицированные системы TAWS
российского производства (СРПБЗ - ВНИИРА-Навигатор, ТТA-12(S) - ЗАО
"Транзас"), а также ряд зарубежных систем (TAWS - Universal, ST3400 Sandel, EGPWS-Honeywell). Системе TTA-12(S), в основном,
противопоставляется система EGPWS.

9. 6.9. Система предупреждения приближения земли (СППЗ)

17
Система предупреждения приближения земли EGPWS
Система EGPWS обнаруживает источники угрозы на местности
внизу и впереди по полету самолета, выполняет анализ информации об
этих источниках угрозы и предупреждает экипаж, что самолет находится
в ситуации, развитие которой может привести к непреднамеренному
столкновению с земной поверхностью.
Дистанция упреждения подачи предупредительных сигналов
достаточна по времени для своевременного реагирования экипажа.
Сигналы предупреждения воспроизводятся в виде речевых сообщений,
текстов на КПИ и ИМ №2 в формате ДВ/СИГН и цветного изображения
рельефа местности впереди по полету самолета на КИНО №1 и №2.
EGPWS получает входную информацию от следующих систем: БИНС
(1,2), СВС (1,2), МНРЛС, ТСАS-II , РВ (1,2), ВСС (1,2), СНС (1,2), СЭИ,
ILS (1,2), датчиков обжатого положения передней стойки шасси,
выпущенного положения левой стойки шасси, выпущенного положения
закрылков.
EGPWS выдает информацию в СЭИ, КИСС, МСРП, АВСА, CCЛО, РИ.

10. 6.9. Система предупреждения приближения земли (СППЗ)

Система предупреждения приближения земли EGPWS
РВ
1
2
СВС
1
2
ILS
1
2
БИНС
1
2
ВСС
1
2
МНРЛС
СНС
1
Шасси
EGPWS
Закрылки
Щиток
СППЗ
СЭИ
КИСС
АВСА
МСРП
ССЛО
ТСАS-II
РИ
2
16

11. Органы управления и контроля EGPWS

1 - Индикаторы КСЭИС (КПИ, МФИ,
КИСС);
2 - Щиток "СИГНАЛИЗ EGPWS " :
- "EGPWS – ОТКЛ " включение/отключение EGPWS;
-"РЕЛЬЕФ – ОТКЛ " - отключение
режима раннего предупреждения
приближения земли;
-"ЗАКРЫЛКИ – ОТКЛ " отключение сигнализации при
полете вблизи земной поверхности
с не выпущенными закрылками
- "ГЛИСС – ОТКЛ " - отключение
предупреждающей сигнализации
"НИЖЕ ГЛИСС ";
- "РЕЧЬ – ОТКЛ " - отключение
сигналов EGPWS в СПУ
3 - ПУИ-148;
4 - Кнопка "КОНТРОЛЬ EGPWS;
5 - Устройство управления
курсором

12. 11. Режимы предупреждения СППЗ-85

14
Система предупреждения приближения земли EGPWS
Система EGPWS обеспечивает сигнализацию предупреждений в
следующих режимах работы:
Режим 1. Чрезмерная скорость снижения. Выдаются речевые
сообщения SINKRATE или (при развитии ситуации) PULL UP;
одновременно на КПИ №1 и №2 (рис. 2) высвечивается текст желтого
цвета «СПУСК ОПАСНЫЙ» или текст красного цвета «ТЯНИ ВВЕРХ» и
мигает стрелка под центром символа самолета.
Режим 2. Чрезмерная скорость сближения с земной
поверхностью.
В режиме 2А (радиовысота менее 600 м, закрылки не в
посадочном положении, самолет не находится на оси глиссады)
выдается речевое сообщения TERRAIN, TERRAIN, на КПИ №1 и №2
высвечивается текст желтого цвета «ЗЕМЛЯ». Если расстояние до
поверхности земли продолжает уменьшаться выдается речевое
сообщения PULL UP, и на КПИ №1 и №2 высвечивается текст красного
цвета «ТЯНИ ВВЕРХ».

13. 11. Режимы предупреждения СППЗ-85

Система предупреждения приближения земли EGPWS
В режиме 2Б (закрылки в посадочном положении) сообщения
выдаются на высотах ниже 300 м. При этом если шасси находятся в
посадочном положении, то выдается только речевое сообщения
TERRAIN, TERRAIN и на КПИ №1 и №2 высвечивается текст желтого
цвета «ЗЕМЛЯ».
13

14. 11. Режимы предупреждения СППЗ-85

12
Система предупреждения приближения земли EGPWS
Режим 3. Потеря высоты на взлете или при уходе на второй
круг (радиовысоты менее 700 м, закрылки и шасси не в посадочной
конфигурации). Выдается речевое сообщение «DON’T SINK»,
одновременно на КПИ №1 и №2 высвечивается текст желтого цвета «НЕ
СНИЖАЙСЯ».
Режим 4. Режим 4А. Крейсерский полет и заход на посадку
(шасси убраны или закрылки не в посадочном положении, радио высота
менее 150 м, скорость менее 340 км/ч). Выдаются речевые сообщения
«TOO LOW TERRAIN, TOO LOW GEAR», одновременно на КПИ №1 и
№2 высвечивается текст желтого цвета «НИЗКО ЗЕМЛЯ», на МФИ №2
высвечивается текст желтого цвета «НИЗКО ШАССИ», мигает ЦСО.
Режим 4Б. Крейсерский полет и заход на посадку ( шасси выпущены,
закрылки не в посадочном положении, радио высота менее 300 м,
скорость более 290 км/ч). Выдается речевое сообщение «TOO LOW
TERRAIN», одновременно на КПИ №1 и №2 высвечивается текст желтого
цвета «НИЗКО ЗЕМЛЯ». Если радио высота менее 80м скорость менее
290км/ч, выдается речевое сообщение «TOO LOW FLAPS»,
одновременно на МФИ №2 высвечивается текст желтого цвета «НИЗКО
ЗАКРЫЛКИ», мигает ЦСО.

15. 11. Режимы предупреждения СППЗ-85

11
Система предупреждения приближения земли EGPWS
Режим 5. Недопустимое отклонения вниз от
радиотехнической глиссады при заходе на посадку. Обеспечивает два
уровня сигнализации.
При сигнале 1 (радиовысота менее 300м и отклонение самолета
ниже глиссады по планке положения равно 1,3 точки или более)
выдается речевое предупреждение «GLIDESLOPE», которое звучит в
полсилы, одновременно на КПИ №1 и №2 высвечивается текст желтого
цвета «GLIDESLOPE», мигает стрелка под символом самолета.
При сигнале 2 уровня (радиовысота менее 100 м, отклонение
самолета от глиссадной зоны по планке положения 2 точки и более)
речевые сообщения звучат громче и выдаются каждые 3 с. Режим
отключается вручную кнопкой ГЛИС, расположенной на щитке СППЗ и
автоматически восстанавливается, когда самолет спускается ниже 10 м
или набирает высоту выше 600 м над уровнем аэродрома.

16. 11. Режимы предупреждения СППЗ-85

10
Система предупреждения приближения земли EGPWS
Режим 6. Выдача уведомительного сигнала на радио высоте
150 м (500 ф) – тон.
Оповещение о преждевременном снижении. Оповещает пилотов
о снижении ниже допустимого уровня над подстилающей поверхностью.
Оповещение о выходе на этот допустимый уровень не зависит от
конфигурации самолета и является функцией радио высоты и дистанции
до центра ближайшей ВПП ( для ВПП с твердым покрытием длинной
более 500 м), имеющейся в базе данных EGPWS. При попадании
самолета в область оповещения выдается речевое сообщение «TOO
LOW TERRAIN», одновременно на КПИ №1 и №2 высвечивается текст
желтого цвета «НИЗКО ЗЕМЛЯ».

17. 12. Выходные сигналы предупреждения СППЗ-85

9
Система предупреждения приближения земли EGPWS
Сигнализация и индикация рельефа местности впереди по
полету самолета.
Индикация на КИНО №1 и №2 обеспечивается при установке
переключателя режимов на ПУ СЭИ в положение СППЗ в установленном
на диапазоне. При этом впереди лежащая местность изображается в
кадре зонами зеленого, желтого и красного цветов зависимости от
относительной высоты рельефа (в этой зоне) и высоты полета самолета.
Неопасная зона изображается черным цветом, море – голубым.
Рельеф, превышающий высоту полета самолета более, чем на 600 м
изображен зонами красного цвета. Рельеф, высотой до 600 м и 150 м
ниже (80м при выпущенных шасси полета самолета изображен зонами
желтого цвета. Кадр ориентирован по курсу. При подлете к этим зонам
(за 40-60 сек) выдается речевое сообщение «CAUTION TERRAIN»,
одновременно на КИНО №1 и №2 высвечиванием текст желтого цвета
«ЗЕМЛЯ ВПЕРЕДИ» и в кадре GPWS на КИНО появляется зона
сплошного желтого цвета.

18. 12. Выходные сигналы предупреждения СППЗ-85

8
Система предупреждения приближения земли EGPWS
Сигнализация и индикация рельефа местности впереди по
полету самолета.
Если экипаж не принял необходимые действия, то за 30 с до
опасной зоны выдается речевое сообщение «TERRAIN, TERRAIN, PULL
UP» - одновременно на КИНО №1 и №2 высвечивается текст «ЗЕМЛЯ
ВПЕРЕДИ» красного цвета в красной мигающей рамке и автоматически
устанавливается кадр СППЗ в диапазоне 20 км.
Ввод в режим «ТЕСТ» обеспечивается от кнопки «Контроль» на
панеле наземной подготовки и от кнопки на лицевой панеле блока.
По статистике за 2012 год было зафиксировано 339
срабатываний системы GPWS, причем 247 из них (т.е. 73%) были
необоснованными, хотя компания Honeywell утверждает, что в системе
EGPWS достигнут крайне низкий уровень ложных срабатываний и
составляет 1 случай на 150000 летных часов работы.
EGPWS представляет собой моноблок, массой не более 3,5 кг.
Органы управления системой расположены на щитках СПП3 командира
воздушного судна и второго пилота.

19. 12. Выходные сигналы предупреждения СППЗ-85

Изображение на индикаторе МФИ с кадром "МАР+TAWS"
7

20. 12. Выходные сигналы предупреждения СППЗ-85

6
Изображение на индикаторе
МФИ с кадром " TAWS" (в
режиме ТЕСТ-КОНТРОЛЬ)

21.

5
Система раннего предупреждения близости земли (CРПБЗ)
Существенно повышает безопасность полета самолетов и
вертолетов, даёт экипажу полную информацию о текущей ситуации и
обеспечивает возможность уйти от наземного препятствия, не нарушая
комфорт пассажиров ВС.
Обеспечивая раннее предупреждение близости земли, СРПБЗ
решает задачи систем GPWS, EGPWS, TAWS/HTAWS, что позволяет
устанавливать вместо существующих систем ССОС, СППЗ-1, СППЗ-85.
СРПБЗ, непрерывно оценивая высоту, скорость, крен, тангаж, а
также положение ВС относительно земной поверхности и искусственных
препятствий, глиссады, ВПП, обеспечивает безопасность самолетов и
вертолетов в соответствии с нормами ICAO как в воздухе, так и на
аэродроме.
При установке на борт ВС СРПБЗ автоматически настраивается
на конфигурацию бортового оборудования (самолета или вертолета) и не
требует дополнительных блоков сопряжения.

22.

Система раннего предупреждения близости земли (CРПБЗ)
4
Визуальная информация, поступающая на светосигнальные табло
и бортовые многофункциональные индикаторы, окрашивается в красный,
желтый или зеленый цвета в зависимости от степени опасности,
информируя экипаж о текущей ситуации и обеспечивая выход из опасных
режимов полета.
Система имеет комплектацию со встроенным приемо измерителем
ГЛОНАСС/GPS нового поколения.
Встроенная система автоматизированного контроля СРПБЗ
проверяет без КПА исправность системы на борту ВС и в АТБ. По
информации "черного ящика" СРПБЗ авиакомпании оперативно оценивают
работу самолетного оборудования и действия экипажа сразу после полета.
За 10 лет более 400 ВС оборудованы СРПБЗ.
Она успешно эксплуатируется на самолетах: Ту-204, Ту-214, Ту-334,
Ил-62М, Ил-76МД, Ил-76ТД, Ил-86, Ил-114, Як - 40, Як - 42, С - 80, Бе-200,
Ан-140.

23.

3
Система раннего предупреждения близости земли CРПБЗ

24.

2
Система предупреждения приближения земли СППЗ-2005
Система предупреждения приближения земли СППЗ-2005
разработана в соответствии с требованиями ИКАО об обязательном
оборудовании воздушных судов системами раннего предупреждения TAWS и
предназначена для получения экипажем самолета сведений о характере
подстилающего рельефа, включая искусственные препятствия, и выдачи
раннего предупреждения в случае непреднамеренного опасного сближения с
землей на всех этапах полета от взлета до посадки.
Подстилающая поверхность отображается на цветном ЖК-индикаторе
в двух режимах, отличающихся способом цветового кодирования (режимы
относительных и абсолютных высот).

25.

1
Система предупреждения приближения земли СППЗ-2005
Сигналы предупреждения выдаются в следующих режимах:
- превышение скорости снижения (режим 1);
- превышение скорости сближения с поверхностью (режим 2);
- потеря высоты на взлете или при уходе на второй круг (режим 3);
- полет вблизи земли с невыпущенными шасси или закрылками не в
посадочной конфигурации (режим 4);
- чрезмерное отклонение вниз от глиссады (режим 5);
- речевые сообщения при достижении опорных высот при снижении
( режим 6);
- раннее предупреждение при опасном сближении с землей (режим 7);
- предупреждение о преждевременном снижении при заходе (режим 8).
При возникновении опасной ситуации выдается звуковая сигнализация,
речевая сигнализация (поясняющая причину предупреждения) и визуальная
сигнализация на индикатор системы или на внешние светотабло.
При нормальном функционировании в системе обеспечивается
автоматическое (без вмешательства экипажа) определение фаз полета и
активирование соответствующих режимов предупреждения.