Экспериментальный блок слепой посадки - Blind Landing Experimental Unit

В Экспериментальный блок слепой посадки, сокращенно BLEU,[1] был единицей Британское правительство поручено создать ранний автоматическая посадка система для военных и гражданских самолетов с конца 1940-х до середины 1960-х годов.[2]

Фон

Пилоты на заре авиации полагались на счисление выяснить, куда они летят, что оказалось затруднительно или невозможно ночью или в плохую погоду.[3] 1925 г. Почтовое отделение США Исследование показало, что 76% его вынужденных посадок были вызваны погодными условиями, что подчеркнуло необходимость создания системы для облегчения слепых посадок. Ранние предложения по решению проблемы варьировались от использования примитивных радиосигналов.[4] периодически размещать взлетно-посадочные полосы вблизи основных магистралей.[5] Опыт Второй мировой войны привлек к проблеме больше внимания. Бомбардировщики, базирующиеся в Великобритании, иногда возвращались на свои базы в ранние утренние часы и обнаруживали, что все их места приземления полностью затуманились, что приводило к бессмысленной потере планеров и экипажей. В послевоенный период авиационные эксперты знали, что будут выгоды как для военных, так и для гражданских пассажиров, поскольку военные миссии будут возможны в любых условиях, а авиакомпании смогут избежать расточительной и дорогостоящей практики ухода от аэродромов в тумане.[6][7]

BLEU и истоки autoland

DZ203, самолет, использованный в системных испытаниях

Экспериментальный блок слепой посадки (BLEU) Royal Aircraft Establishment (RAE) была сформирована в RAF Woodbridge и RAF Martlesham Heath в 1945 и 1946 годах. Это было многопрофильное подразделение, в состав которого входили сотрудники RAE, Фарнборо и Учреждение телекоммуникационных исследований, Малверн (TRE).[8] Техническое задание заключалось в том, что это подразделение «будет работать как спутник RAE и будет отвечать за разработку вслепую и посадку самолетов RAF, военно-морских и гражданских самолетов».[9] Перед формированием BLEU автоматическая посадка была произведена в Telecommunications Flying Unit (TFU) TRE в RAF Defford в Боинг 247 Самолет D, DZ203 в начале 1945 года с использованием американской системы радионаведения SCS 51. Это было в полной темноте, без посадочных огней и других огней, заглушенных военным затемнением. Вспышки не было - низкая скорость захода на посадку и небольшой угол планирования означали, что самолету можно было позволить лететь прямо на землю.[10][11] SCS 51 был основой системы посадки по приборам (ILS), принятой ИКАО в 1948 году.[12]У полковника Мозли была система, альтернативная схеме SCS 51 VHF USAF, и это была система на основе радара, полностью разработанная и испытанная F / O L.C. Barber BSc (с отличием) и его коллегами в Деффорде.[13] Эта система эффективно предоставляла базы данных о дальности и высоте, которые можно было добавить к информации о курсе для автопилота, и, таким образом, обогатила функции управления, предоставляя возможности автоматической посадки.[а]

Исследования, проведенные в течение первых нескольких лет в BLEU, привели к выводу, что многообещающим подходом к слепой посадке будет полностью автоматическая система, и к определению требований к такой системе, позже обозначенных Автоленд.

В Инструментальная система посадки (ILS) был разработан на основе техники военного времени. ILS проецировал два перпендикулярных луча, которые самолет мог использовать для совмещения с ВПП на последний подход. Хотя система ILS успешно направляла пилотов к аэропорту, она не была достаточно точной, чтобы обеспечить наведение при посадке.[14][15] Первая попытка BLEU решить эту проблему заключалась в том, чтобы проложить кабель длиной в одну милю, простирающийся от каждого конца взлетно-посадочной полосы на длину одной мили, аналогичный кабелю. Пилотный кабель канала Амвросия.[16] Кабель работал с усовершенствованным FM-радиовысотомером, разработанным BLEU, способным определять разницу в высоте до 2 футов на небольшой высоте.[17] Команда благополучно провела тысячи тестовых посадок с помощью этой системы. BLEU поняли, что в большинстве аэропортов нет места для прокладки кабелей длиной в одну милю, поэтому они продолжили работу над решением с радиоуправлением.[14][18] В сотрудничестве с Smiths Industries Ltd. Компания BLEU также разработала соединительные устройства для получения команд на автопилот из сигналов наведения и автоматического управления дросселем.

Компоненты системы разрабатывались отдельно на нескольких типах самолетов, включая Ланкастер, Викинг, Девон и Albemarle. В мае 1949 года военным и правительственным представителям была продемонстрирована использованная техника.[19] К 1950 году вся система была установлена ​​на DH Devon, и 3 июля 1950 года на этом самолете была проведена первая демонстрация Autoland.[20] В течение следующих 20 лет BLEU совместно с промышленностью Великобритании и властями Великобритании по летной годности выполняли почти всю новаторскую работу, необходимую для преобразования концепции этих экспериментальных демонстраций в безопасные и точные слепые посадки больших транспортных самолетов.[21] Система, использовавшаяся в начале 2000-х годов, в основном такая же, как и система, которая использовалась экспериментально в 1950 году. Следующая диаграмма из меморандума Дж. С. Шейлера 1958 года показывает, как различные компоненты системы и управляющие сигналы использовались во время последовательных фаз автоматическая посадка.

Фазы системы автоматической посадки, описанной Дж. Шейлером в 1958 г.

BLEU в 1950-х и 1960-х годах

В начале 1950-х годов, в качестве подготовки к разработке полной системы Autoland, были проведены испытания автоматического захода на посадку на Валетта, Метеор и Канберра самолет. Канберра, VN799, был приобретен в 1953 году, но был списан после аварийной посадки в августе того же года из-за отказа двух двигателей, к счастью, без серьезных травм для экипажа.

В то время Autoland имел меньший приоритет, потому что усилия были сосредоточены на других проектах, включая быструю посадку самолетов для Истребительное командование RAF, наглядные пособия для пилотов, огни подхода к ВПП и средства помощи при заходе на посадку с использованием DME с Барбро. Это изменилось, когда эксплуатационное требование 947 (OR947) для автоматической посадки на V-Force Бомбардировочный флот был выпущен в 1954 году.[22] В то время V-бомбардировщики были основным вкладом Великобритании в стратегическую ядерную мощь Запада.[23] и всепогодная эксплуатация была необходима. Возобновился интерес к автоматической посадке для гражданской авиации. В качестве следующего шага в разработке, факельные и сцепные устройства с Девона были соединены с автопилотом Smiths Type D и установлены в Университетский WF417, гораздо более крупный самолет, способный перевозить 38 человек, а не 10 в Девоне. Первый полностью автоматический заход на посадку и посадку совершил WF417 11 ноября 1954 г. в безветренную туманную погоду.[24] Похожая система была установлена ​​в Канберре. WE189 обеспечить первое применение Autoland для реактивных самолетов.[25] Автоматические подходы[26] и автоматические посадки[27] были записаны WE189 но разработка была прервана в апреле 1956 года, когда объекты в Вудбридже, где имелась единственная подходящая установка ведущего кабеля, перестали быть доступными для BLEU. На заводе продолжалась разработка системы автоматического зажигания и автоматического стартового дрейфа. RAF Wittering, но в сентябре того же года WE189, возвращаясь с испытаний в Уиттеринге, разбился из-за отказа двигателя на подходе при возвращении на свою базу в Мартлшем-Хит. Пилот Flt. Лейтенант Лес Коу и ученый BLEU, отвечавший за проект, г-н Джо Биркль, были убиты.

В начале 1957 года BLEU переехал из Мартлшем-Хит на недавно оборудованный аэродром в Thurleigh, база для RAE Бедфорд. Развитие было продолжено в третьей Канберре, WJ992, исходя из результатов, полученных с WE189. Экспериментальные полеты в WJ992 началось в конце 1957 года, что привело к автоматической посадке с автоматическим дросселем в марте 1958 года. Следующие записи взяты из бортового журнала технолога BLEU, проводившего разработку:[28] 10 марта 1958 г. (38-й полет этой программы): «Очень небольшой дрейф, около 0,3g - высоты 150-55-15-0». Это было с ручным управлением дроссельной заслонкой, но 12 марта при сильном боковом ветре использовался автоматический режим. 17 марта наблюдался «сильный попутный ветер, 20-25 уз, явно выраженный плавающий», а 20 июня, после корректировок во время еще 20 полетов: «неплохо - около 0,7 г на основных колесах - начало заноса нормально». Затем 26 июня: «Дросселируется на высоте 50 футов. Очень приятные результаты» и 20 августа «Отключены руки и ноги». Запись автоматических посадок этого самолета началась 8 июля 1958 года, рейс № 69. Результаты автоматической посадки самолетов Canberra были приведены Вудом в 1957 году.[29] и опубликованный Чарнли в 1959 году как "реактивный самолет среднего размера".[30] К октябрю 1958 года BLEU совершила более 2000 полностью автоматических посадок, в основном на самолеты Canberra и Varsity.[31]

Проект V-бомбардировщика для установки и развития Autoland на Вулкан XA899, первоначально классифицированный как Секрет, шла параллельно с работой Канберры и Университета. Первые автоматические посадки на Vulcan были совершены в декабре 1959 года.[32] и апрель 1960 г.[33] Позже в том же году были проведены испытания, и система была принята на военную службу в 1961 году.

Было признано, что ведущий трос будет непрактичным в некоторых аэропортах, но от него можно было бы отказаться, если бы можно было улучшить систему ILS. Некоторое улучшение явилось результатом применения узконаправленной антенной системы курсового радиомаяка, разработанной BLEU в начале 1950-х годов.[34] и к 1958 году автоматические посадки производились с использованием только курсового радиомаяка ILS для наведения по азимуту.[35] Для этого требовалось хорошее место, но к началу 1960-х годов были разработаны радикально новые конструкции антенн для передатчиков ILS. Стандартные телефоны и кабели (ST&C) улучшили систему ILS до такой степени, что можно было отказаться от ведущего кабеля.[36]

На протяжении многих лет между Великобританией велись переговоры Министерство авиации и США Федеральное авиационное агентство (FAA) о средствах наведения при посадке в условиях плохой видимости. Американцы предпочитали технику «пилот в контуре» с улучшенными средствами помощи пилоту полностью автоматической системе, предпочитаемой в Великобритании. В 1961 году для получения опыта работы с «системой автоматической посадки BLEU» FAA отправило Дуглас DC-7 RAE Bedford для установки и тестирования системы. После этого и дальнейших испытаний по возвращении в Атлантик-Сити Федеральное управление гражданской авиации (FAA) убедилось и решительно поддержало полностью автоматическое решение всепогодной проблемы, которое позже было принято во всем мире.[37]

До этого этапа система Autoland была реализована только как «однополосная» или одноканальная система без какого-либо резервирования для защиты от отказа оборудования. В конце 1950-х - начале 1960-х годов расширилось сотрудничество между BLEU, Великобритания. Управление гражданской авиации (CAA) и компаний авиационной отрасли с BEA и BOAC привело к определению требований безопасности в виде спецификации максимально допустимой интенсивности отказов.[38] В 1961 году Управление воздушной регистрации Великобритании (ARB) CAA выпустило рабочий документ BCAR 367 «Требования к летной годности для автоматической вспышки и автоматической посадки», который лег в основу определений категорий погодной видимости, принятых ИКАО в 1965 году. В 1959 году BEA и BOAC заключили контракт на разработку автоматической посадки на базе Autoland для Trident и VC10. В Trident использовалась триплексная система без общих элементов, так что сбой в одном из трех каналов мог быть обнаружен, а этот канал устранен. «Неприятные разъединения» были ранней проблемой этой системы, которую в конечном итоге решила промышленность, используя моментные выключатели с контролируемой степенью потери хода. Внедрение Autoland для эксплуатации в категории 3 во флоте BEA Trident потребовало огромных усилий со стороны BEA, Hawker Siddeley Aviation, Smiths Industries и BLEU.[39] Смитс и BLEU также разработали триплексную систему для Королевских ВВС Великобритании. Белфаст грузовое судно.

В VC10 использовал Эллиотт дублированная контролируемая система.[40] Позже Конкорд Система была в основном улучшенной версией системы VC10, в которой использовались достижения в технологии электронных схем в конце 1960-х годов. К 1980 году «Трайдент» совершил более 50 000 автоматических посадок в эксплуатации. VC10 совершил 3500 автоматических посадок, прежде чем использование системы было прекращено в 1974 году по экономическим причинам. К 1980 году Concorde выполнил почти 1500 автоматических посадок пассажиров.[41]

BLEU (переименованный в Подразделение операционных систем RAE в 1974 г.) продолжал играть ведущую роль в разработке систем наведения самолетов с использованием различных самолетов, включая DH Comet, BAC 1–11, HS 748 (чтобы заменить Varsities, которые были основными «рабочими лошадками» для экспериментов BLEU более десяти лет) и VC-10 до закрытия РАЭ Бедфорд в 1994 г.

Система BLEU

BLEU знала, что для идеальной системы потребуются компоненты, расположенные на земле и в самолетах. Первая система должна состоять из сигнала без проблем землепользования кабельной системы или проблем точности ILS. Все прибывающие самолеты должны быть оснащены датчиком для приема сигнала, сверхточным. высотомер, и надежный автопилот.[14] В барометрические высотомеры использовавшиеся в то время были способны дать только приблизительную оценку высоты, поэтому BLEU разработал самолетный радиолокационный высотомер чтобы дополнить его луч, чтобы самолеты знали, когда нужно взлететь для посадки.[14]

Результатом работы BLEU стала одноименная система управления посадкой самолетов.[42] Лейтенант Ноэль Адамс совершил первую автоматическую посадку 3 июля 1950 года на испытательном самолете BLEU, a. Vickers Varsity.[14] После демонстрации успеха системы BLEU нужно было доказать, что она безопасна. Требуемый стандарт заключался в том, что любая система приземления не могла вызвать более одного несчастного случая на каждые десять миллионов посадок.[43] Инженеры BLEU продолжали совершенствовать систему, поскольку ее летчики-испытатели совершали бесчисленное количество автоматических посадок в Университете. Когда он будет закрыт из-за тумана, они совершат тестовые посадки на Лондонский международный аэропорт Хитроу.

В своей статье 1959 г.[44] Джон Чарнли, в то время суперинтендант BLEU, завершил обсуждение статистических результатов, заявив, что «справедливо утверждать, что, таким образом, автоматическая система не только приземлит самолет, когда погода не позволяет пилоту-человеку, но и выполняет операцию. гораздо точнее ". Система была одобрена для коммерческого использования в 1964 году, и 4 ноября 1964 года капитан Эрик Пул приземлился British European Airways полет в аэропорту Хитроу с видимостью 40 метров, который был первым использованием системы для посадки коммерческого рейса в таких суровых условиях.[45]

Наследие

BLEU сыграл жизненно важную роль в развитии автопосадки, и потомки его системы все еще используются во всем мире.[46][47]

Примечания

  1. ^ Полное техническое описание этого доступно в архивах RAF Museum Hendon, номер X005-4863, и включает оригинальные фотографические записи Boeing 247. DZ203.

Рекомендации

  1. ^ Оксфордский словарь сокращений. Издательство Оксфордского университета. 1998. с. 60. ISBN  978-0-19-280073-2.
  2. ^ Джеймс Фуллер (29 ноября 2012 г.). Безопасность не была случайностью: история летного подразделения гражданской авиации Великобритании Cafu 1944-1996. Издательство Trafford Publishing. п. 152. ISBN  978-1-4669-6893-6.
  3. ^ Г. К. Педен (8 февраля 2007 г.). Оружие, экономика и британская стратегия: от дредноутов до водородных бомб. Издательство Кембриджского университета. п. 66. ISBN  978-1-139-46292-1.
  4. ^ «Достижения за 1932 год». Письмо с новостями науки: 399. 24 декабря 1932 г.
  5. ^ Журналы Hearst (апрель 1938 г.). Популярная механика. Журналы Hearst. п. 544. ISSN  0032-4558.
  6. ^ Юэн Тенби (3 марта 2010 г.). Разное. Lulu.com. п. 329. ISBN  978-1-4092-1833-3.
  7. ^ Конвей, Эрик М. (октябрь 2001 г.). «Политика слепой посадки». Технологии и культура: 81–106.
  8. ^ Ред. Майкла Д. Добсона (2001), Wings over Thurleigh, ISBN  0-9541594-0-3 Глава 8 с. 123
  9. ^ Т. В. Прескотт (1976) BLEU - Первое десятилетие. RAE Tech. Памятка, ФС 77 с. 21 [Национальный архив Великобритании, AVIA, 6/25422]
  10. ^ Р. В. Ховард (1973) Автоматическое управление полетом в самолетах с неподвижным крылом - первые 100 лет, The Aeronautical Journal, ноябрь 1973 г., стр. 549
  11. ^ Макдональд Дж. А. (1964) Flight International, Letters, стр. 727 30 апреля 1964 года
  12. ^ Сэр Джон Чарнли (1989) Президентское обращение: Навигационные средства для самолетов - всепогодная посадка, Журнал навигации, Vol. 42, № 2 с. 166 http://journals.cambridge.org/abstract_S0373463300014405
  13. ^ T.F.U. Отчет 70, февраль 1945 г. Отчет о контролируемых заходах на посадку и посадочных испытаниях, проведенных в Деффорде, ноябрь 1944 г. - февраль 1945 г. [Национальный архив Великобритании, AVIA, 7/1599]
  14. ^ а б c d е Грэм Перри (сентябрь 2004 г.). Летающие люди: безопасные полеты каждый день. кеа издательство. ISBN  978-0-9518958-6-3.
  15. ^ Дж. С. Шейлер (январь 1961 г.) Элементы радионаведения B.L.E.U. Автоматическая система посадки для самолетов, Журнал Брит. I.R.E., U.D.C 621.396.933.23.
  16. ^ Reed Business Information (7 декабря 1961 г.). Новый ученый. Деловая информация компании Reed. п. 601. ISSN  0262-4079.
  17. ^ Дж. С. Шейлер (1958) Применение в гражданской авиации системы автоматической посадки, Техническая записка R.A.E No. BL.47, стр. 4 и 8. [UK National Archives AVIA 6/17826]
  18. ^ Reed Business Information (29 ноября 1962 г.). Новый ученый. Деловая информация компании Reed. п. 490. ISSN  0262-4079.
  19. ^ B.L.E.U. Приказ об операции № 1/49, 12 мая 1949 г. [Национальный архив Великобритании, AIR 29/1295]
  20. ^ Ред. Майкла Д. Добсона (2001) Там же. п. 126
  21. ^ Сэр Джон Чарнли (1989) Там же. п. 165
  22. ^ T. W. Prescott (1976) Там же. п. 19
  23. ^ Белая книга обороны, 1960 г., п. 36 [Национальный архив Великобритании, CAB 129/100]
  24. ^ RAF Martlesham Heath, Операционные книги, 1951–1955 [Национальный архив Великобритании, AIR 29/2364]
  25. ^ T. W. Prescott (1976) Там же. п. 41 год
  26. ^ J. W. Birkle (1956) Испытания автоматического захода на посадку автопилота типа D на самолете Canberra T.4 на аэродроме Вудбридж, R.A.E. Техническая записка №: BL.41 [Национальный архив Великобритании, DSIR 23/24675]
  27. ^ RAF Martlesham Heath, Операционные книги, 1956–1957 [Национальный архив Великобритании, AIR 29/2860]
  28. ^ Копия бортового журнала Д. Р. Иссона, ученого BLEU 1955 - 1958 гг., Документ Мартлшемского музея авиации A2669 / D1350
  29. ^ Техническая записка RAE № BL 46, KA Wood, март 1957 г. Заметки о посещении Римского центра развития авиации, США, для демонстрации автоматической наземной управляемой посадки (август 1956 г.) с. 17. [Национальный архив Великобритании, DSIR 23/25560]
  30. ^ У. Дж. Чарнли (1959). Там же. 127 стр.
  31. ^ W. J. Charnley (1959) там же. п. 127
  32. ^ Журнал учета операций RAE Bedford [UK National Archives AIR 29/2990]
  33. ^ Flt. Lt. AJ Camp AFC (1999) Время испытаний, FlyPast, апрель 1999 г.
  34. ^ У. Макинсон (1953) Всепогодные посадки, полет, 18 декабря, стр. 805–806. http://www.flightglobal.com/pdfarchive/view/1953/1953%20-%201651.html
  35. ^ Дж. С. Шейлер (1958) Там же. стр.8
  36. ^ Ред. Майкла Д. Добсона (2001) Там же. п. 137
  37. ^ Ред. Майкла Д. Добсона (2001) Там же. п. 148
  38. ^ Сэр Джон Чарнли (1989) Там же. п. 172
  39. ^ К. Дж. Уилкинсон (1970) Автоматическая посадка в операциях BEA Trident - обзор усилий и достижений, The Aeronautical Journal, март 1970, Vol. 74, Number 711, pp. 187–196
  40. ^ Р. В. Говард (1973) Там же. п. 556
  41. ^ Р. В. Ховард (1980) Прогресс в использовании автоматических средств управления полетом в критических для безопасности приложениях, The Aeronautical Journal, октябрь 1980 г., стр. 318
  42. ^ Журналы Hearst (февраль 1965 г.). Популярная механика. Журналы Hearst. С. 113–114. ISSN  0032-4558.
  43. ^ Reed Business Information (10 февраля 1972 г.). Новый ученый. Деловая информация компании Reed. п. 322. ISSN  0262-4079.
  44. ^ У. Дж. Чарнли (1959). Слепая посадка. Журнал навигации, Vol. 12, № 2, апрель 1959 г., стр. 128 Дои:10.1017 / S037346330001794X http://journals.cambridge.org/abstract_S037346330001794X
  45. ^ Reed Business Information (13 ноября 1975 г.). Новый ученый. Деловая информация компании Reed. п. 398. ISSN  0262-4079.
  46. ^ Р. П. Г. Коллинсон (1 января 2011 г.). Введение в системы авионики. Springer. п. 434. ISBN  978-94-007-0708-5.
  47. ^ Чарнли, сэр Джон (2011). «Вклад РАЭ в всепогодную посадку». Журнал авиационной истории. 1.

внешняя ссылка

  • [1] BOAC VC10 Автоматическая посадка 1968
  • [2] Автоматическая посадка Канберры в RAE Бедфорд, 1958 г.