Вертолёт, 2008 №01

Новинки на службе безопасности

Расположение оборудования в кабине экипажа

Говоря о безопасности полетов, нельзя обойти вниманием опасность столкновения с землей. По статистике ежегодно в мире в результате происшествий, связанных со столкновением ВС с землей в управляемом полете, терпят катастрофу четыре коммерческих самолета. В связи с этим государствами — членами ИКАО принято решение об обязательной установке систем раннего предупреждения о столкновении с землей, и к настоящему времени парк самолетов оснащен такими системами. Проблема столкновения с землей для вертолетов стоит еще более остро. За последние восемь лет по этой причине произошло 34 катастрофы и 10 аварий только с вертолетами семейства Ми-8. Распоряжением ФСНТ №АН-207-р от 29.09.2005 предписана необходимость оборудования вертолетов системой отображения электронных карт местности и аэронавигационной информации по местным воздушным линиям с функцией раннего предупреждения столкновения с искусственными препятствиями, линиями электропередачи и с земной поверхностью. Программа повышения безопасности полетов ГА также предусматривает внедрение этих систем.

Выражение «человеку свойственно ошибаться» применимо ко всем сферам деятельности. Авиация не является исключением, причем цена ошибки здесь особенно велика. Несмотря на принимаемые меры, доля авиационных происшествий, отнесенных к так называемому «человеческому фактору», остается высокой (60–70 %) и практически не снижается. Таким образом, традиционные методы, направленные на повышение профессиональных навыков летчика, не дают должного результата, не способствуют повышению безопасности полетов. Другим направлением снижения аварийности является модернизация конструкции воздушных судов. В Руководстве по предотвращению авиационных происшествий ИКАО сказано: «Конструкция воздушного судна должна предусматривать уменьшение вероятности человеческих ошибок». Иными словами, машина должна «прощать» человеческие ошибки и «смягчать» их последствия. Если эти ошибки не являются очевидными, то экипаж должен получить сигнал об их появлении.

ЗАО «Транзас» сертифицировало и уже несколько лет серийно выпускает системы раннего предупреждения столкновения с землей, предназначенные для установки на самолеты: в настоящее время более половины парка отечественных самолетов оборудовано системами ТТА-12 и TTA-12S. В течение последних двух лет на предприятии разрабатывалась и сейчас внедряется система ТТА-12Н, предназначенная для установки на вертолеты. Проделана большая работа по разработке алгоритмов, адаптированных под специфику полета вертолета, апробации их на тренажере, согласованию с сертификационными институтами и Московским вертолетным заводом им. М.Л. Миля.

Первым заказчиком системы стала компания «Газпромавиа», и в конце прошлого года система ТТА-12Н была установлена на вертолетах Ми-8Т и Ми-171. Наряду с этой системой в состав бортового оборудования включены еще два изделия ЗАО «Транзас» — многофункциональные индикаторы TDS-56D и TDS-84. На TDS-56D возложены функции индикации изображения рельефа местности, формируемого системой ТТА-12Н, а также отображения информации от метеонавигационной РЛС. Индикатор TDS-84, имеющий большую диагональ экрана и высокое разрешение (1024 х 768), используется для отображения векторных топографических карт, аэронавигационной информации, планирования маршрута и выполнения навигационных расчетов.

Система ТТА-12Н имеет два независимых контура безопасности, базирующихся на различных группах информации. В первом контуре используются данные штатного бортового оборудования вертолета (радиовысотомер, датчики барометрической высоты, приборной скорости и авиагоризонт), во втором — навигационная информация, получаемая от спутниковой системы ГЛОНАСС/GPS и база данных системы ТТА-12Н. Эта база данных включает в себя данные рельефа, базу искусственных препятствий и аэродромов. Надо отметить, что ЗАО «Транзас» — единственная компания, располагающая базой данных по искусственным препятствиям нижнего воздушного пространства России.

Работа режимов, входящих в первый контур безопасности ТТА-12Н, построена на сравнении текущих параметров полета с предустановленными границами. Этот принцип используется для предупреждения экипажа об излишней вертикальной скорости снижения, которая может стать предпосылкой к грубой посадке или входу в вихревое кольцо; опасной скорости сближения с подстилающей поверхностью (причем не только при снижении, но в горизонтальном полете и даже при наборе высоты); опасной просадке в процессе разгона вертолета после выполнения контрольного висения (такое предупреждение особенно полезно при выполнении взлета в условиях плохой видимости, при снежном или пыльном вихре); недостаточном запасе высоты над рельефом; опасном отклонении под линию глиссады в процессе инструментального захода на посадку; недопустимом расхождении в показаниях барометрического высотомера и радиовысотомера; предельном угле крена и опасном угле тангажа и др.

Задачей второго контура безопасности является проверка наличия искусственных препятствий (точечных и протяженных, например, ЛЭП) в пределах защитного пространства вокруг вертолета на протяжении всего полета. Чтобы обеспечить надежное обнаружение опасности и в то же время избежать нежелательной сигнализации в процессе штатной работы вертолета, форма и размеры такого пространства являются адаптивными. Они зависят от текущей скорости полета, маневрирования в вертикальной плоскости, точностных характеристик, используемых данных и т. п. Для уменьшения нагрузки на экипаж, система предупреждения не требует ручной установки этапа полета, а автоматически изменяет свою чувствительность на режимах взлета и посадки. На самолете эта задача решается исходя из расстояния до аэродрома, а также состояния шасси и механизации крыла. Винтокрылая машина может выполнять взлеты и посадки на необорудованной местности, у нее, как правило, нет убирающегося шасси, механизации крыла и других признаков, облегчающих «жизнь» системы. Несмотря на это, требование автоматического выбора этапа полета сохраняется и для вертолетных систем и делается это на основе анализа соотношения скоростей и высот полета. Однако при этом появляется ограничение в виде минимальной скорости полета, на которой еще работает система.

В процессе отработки системы ТТА-12Н на тренажере была обеспечена работа начиная с 90 км/ч (для сравнения: зарубежная система выключается при скоростях менее 130 км/ч). Во время летных испытаний был собран статистический материал и апробирована возможность уменьшения нижней рабочей границы до 60 км/ч за счет введения ряда алгоритмических мер, позволяющих избежать нежелательной сигнализации при выполнении типовых взлетов и посадок. Нижняя рабочая граница по скорости является принципиальным ограничением системы, так как полет вблизи земли выполняется именно на малых скоростях. Система ТТА-12Н позволяет учитывать такую особенность полета на вертолете, как транспортирование груза на внешней подвеске. С помощью органов управления системы можно задать длину троса, которая добавляется к базовому контролируемому запасу высоты системы. Например, при выполнении поисково-спасательных работ у земли система может быть переведена в режим пониженной чувствительности, что позволяет убрать нежелательные сигналы, не выключая систему.

Система ТТА-12Н и многофункциональный индикатор TDS-56D

Ми-8

При проведении работ и испытаниях системы компании «Транзас» большое содействие оказали МВЗ им. М.Л. Миля, НИИ «Аэронавигация» и ГосНИИГА, НАРЗ, авиакомпания «Газпромавиа». Летные испытания с участием летчиков-испытателей МВЗ и ГосНИИГА позволили осуществить доводку системы, уточнить граничные значения областей сигнализации системы с учетом реальной динамики полетов вертолетов Ми-8Т и Ми-171, учесть особенности работы бортового оборудования, а также удобства его использования в полете.