Будущая аэронавигационная система - Future Air Navigation System

В Будущая аэронавигационная система (ПОКЛОННИКИ) является авионика система, которая обеспечивает прямую связь по каналу передачи данных между пилотом и авиадиспетчер. Связь включает диспетчерские разрешения, запросы пилотов и отчеты о местоположении.^[1] В FANS-B установлен Семейство Airbus A320 самолет, подразделение обслуживания воздушного движения (ATSU) и Канал передачи данных VHF радио (VDR3) в стойке авионики и два блока управления и индикации канала передачи данных (DCDU) в кабине позволяют летному экипажу считывать и отвечать на связь диспетчер – пилот по линии передачи данных (CPDLC) сообщения, полученные с земли.^[2]

Обзор ВЕНТИЛЯТОРОВ

В мировой системе управления воздушным движением по-прежнему используются компоненты, определенные в 1940-х годах после встречи 1944 года в Чикаго, на которой началось создание Международная организация гражданской авиации (ИКАО). Эта традиционная система УВД использует аналоговые радиосистемы для самолетов. Связь, навигация и наблюдение (ЦНС).

Возможности управления воздушным движением по контролю за самолетами быстро уступили место развитию полета как способа передвижения. В целях улучшения авиационной связи, навигации, наблюдения и управления воздушным движением ИКАО были созданы стандарты для будущей системы, эта интегрированная система известна как Future Air Navigation System (FANS) и позволяет диспетчерам играть более пассивную роль мониторинга за счет использования улучшенной автоматизации и спутниковой навигации.

В 1983 году ИКАО учредила специальный комитет по Будущая аэронавигационная система (FANS), отвечающий за разработку эксплуатационных концепций будущего управления воздушным движением (ОрВД). Отчет FANS был опубликован в 1988 году и заложил основу для будущей отраслевой стратегии в отношении банкоматов через цифровую CNS с использованием спутников и каналов передачи данных. Затем началась работа по разработке технических стандартов, необходимых для реализации концепции FANS.

В начале 1990-х гг. Боинг Компания анонсировала продукт FANS первого поколения, известный как FANS-1. Это было основано на ранних технических работах ИКАО по автоматическому зависимому наблюдению (ADS) и связь диспетчер – пилот по линии передачи данных (CPDLC), и реализован в виде программного пакета на компьютер управления полетом Боинга 747-400. Он использовал существующие спутниковые ACARS коммуникации (Инмарсат Data-2) и был нацелен на операции в южной части Тихоокеанского региона. Первоначально развертывание FANS-1 было оправдано улучшением выбора маршрута и тем самым уменьшением расхода топлива.

Блок управления и отображения канала данных (DCDU) на Airbus A330, пилотный интерфейс для отправки и получения CPDLC Сообщения.

Аналогичный продукт (FANS-A) позже был разработан Airbus для A340 и A330. Boeing также расширил диапазон поддерживаемых самолетов, включив в него Боинг 777 и 767. Вместе эти два продукта известны как ВЕНТИЛЯТОРЫ-1 / А. Основными отраслевыми стандартами, описывающими работу продуктов FANS-1 / A, являются: ARINC 622 и EUROCAE ЭД-100 /RTCA DO-258. Оба новых Airbus A380 и Боинг 787 иметь возможность FANS-1 / A.

В настоящее время услуги УВД предоставляются воздушным судам, оборудованным FANS 1 / A, в других океанических воздушных пространствах, например в Северной Атлантике. Однако, несмотря на то, что многие известные недостатки FANS-1 / A в отношении его использования в воздушном пространстве с высокой плотностью движения были устранены в более поздних версиях продукта (FANS-1 / A +), он никогда не был полностью принят для использования в континентальном воздушном пространстве. Работа ИКАО продолжилась после того, как было объявлено о FANS-1, и продолжилась разработка концепций CNS / ATM. Стандарт ИКАО для CPDLC с использованием сети авиационной электросвязи (ATN) предпочтителен для континентального воздушного пространства и в настоящее время внедряется в основном европейском воздушном пространстве. ЕВРОКОНТРОЛЬ Агентство по программе LINK2000 +. Обязательная перевозка системы, соответствующей требованиям ИКАО, теперь регулируется Правилом реализации (для самолетов, летящих выше эшелона полета 280), изданным Европейская комиссия. Это правило учитывает использование FANS-1 / A дальнемагистральными самолетами. Все остальные пользователи воздушного пространства должны соответствовать требованиям ИКАО.

Несколько поставщиков предоставляют продукцию, совместимую с ATN / CPDLC ИКАО. Продукт Airbus, соответствующий требованиям ICAO, для A320 Семья известна как ВЕНТИЛЯТОРЫ-Б. Роквелл Коллинз, Honeywell и Spectralux поставлять продукты, соответствующие требованиям ИКАО, для самолетов Boeing, такие как Боинг 737 и 767, а Боинг 787 будет также поддерживать связь, совместимую с ATN / CPDLC ИКАО. Основными стандартами, описывающими работу продуктов, соответствующих требованиям ИКАО, являются Техническое руководство ИКАО, документы ИКАО 9705 и 9896, Eurocae ED-110B / RTCA DO-280B и Eurocae ED-120 / RTCA DO-290.

Фон

Самолеты эксплуатируются двумя основными способами; положительный контроль и процедурный контроль.

Положительный контроль используется в областях, где есть радар, и поэтому обычно называется радарное управление. Диспетчер «видит» самолеты в зоне управления и использует голос в диапазоне УКВ для передачи инструкций летным экипажам по обеспечению эшелонирования. Поскольку положение самолетов обновляется часто и своевременный голосовой контакт на УКВ, стандарты эшелонирования (расстояние, на которое одно воздушное судно должно быть отделено от другого) ниже. Это связано с тем, что авиадиспетчер может распознавать проблемы и своевременно выдавать корректирующие указания нескольким самолетам. Стандарты разделения определяют количество самолетов, которые могут занимать определенный объем воздушного пространства.

Процедурный контроль используется в районах (океанических или наземных), где нет радара. Концепция FANS была разработана для повышения безопасности и эффективности самолетов, работающих под процедурным контролем. В этом методе используются основанные на времени процедуры для разделения воздушных судов. Стандарт эшелонирования определяется точностью сообщаемых местоположений, частотой отчетов о местоположении и своевременностью сообщения о вмешательстве. Использование процедурного разделения, не связанного с FANS Инерциальные навигационные системы для местоположения, голосовые отчеты летного экипажа о местоположении (и времени следующей точки пути) и высокочастотное радио для связи. В системах INS есть ошибка, связанная с дрейфом после начальной настройки. Эта ошибка может достигать 10 морских миль (19 км).

ВЧ радиосвязь включает в себя связь с оператором ВЧ, который затем расшифровывает сообщение и отправляет его соответствующему поставщику услуг УВД. Ответы от поставщика услуг УВД отправляются оператору ВЧ-связи, который связывается с самолетом. Качество передачи голоса при соединении часто низкое, что приводит к повторяющимся сообщениям. Радист ВЧ тоже может быть насыщен запросами на связь. Это приводит к процедурам, при которых самолеты разделяются на расстояние до 100 миль (190 км) по горизонтали, 10 минут в следе и 4000 футов (1200 м) по высоте. Эти процедуры сокращают количество самолетов, которые могут выполнять полеты в данном воздушном пространстве. Если рыночный спрос подталкивает авиакомпании к одновременному выполнению полетов по заданному маршруту, это может привести к перегрузке воздушного пространства, которая устраняется задержкой вылета или разделением самолетов по высоте. Последнее может привести к очень неэффективной работе из-за более длительного времени полета и повышенного расхода топлива.

УВД с использованием ВЕНТИЛЯТОРОВ

Концепция FANS предполагает усовершенствования Связь, навигация и наблюдение (ЦНС).

Улучшения связи

Это включало переход от голосовой связи к цифровой связи. В частности, ACARS использовался в качестве средства связи. Это позволило улучшить другие приложения. Приложение было размещено на самолете, известном как связь диспетчер – пилот по линии передачи данных (CPDLC). Это позволяет летному экипажу выбирать из стандартного меню. УВД сообщения, отправьте сообщение и получите ответ. На земле существует одноранговое приложение для авиадиспетчера. Они могут выбирать из набора сообщений и отправлять сообщения в самолет. Летный экипаж ответит WILCO, STANDBY или REJECT. Текущий стандарт доставки сообщений в одну сторону составляет менее 60 секунд.

Улучшения навигации

Это предполагает переход от инерциальной навигации к спутниковая навигация с помощью спутников GPS. Это также ввело понятие фактических навигационных характеристик (ANP). Ранее летные экипажи уведомлялись о системе, используемой для расчета местоположения (только радиоприемники или инерциальные системы). Из-за детерминированного характера спутников GPS (геометрия созвездия) навигационные системы могут вычислять ошибку наихудшего случая на основе количества настроенных спутников и геометрии этих спутников. (Примечание: он также может характеризовать потенциальные ошибки в других режимах навигации). Таким образом, усовершенствование не только обеспечивает более точное положение самолета, но и предупреждает экипаж, если фактические навигационные характеристики не удовлетворяют требованиям. необходимые навигационные характеристики (РНП).

Улучшения наблюдения

Это предполагает переход от голосовых отчетов (основанных на инерциальном положении) к автоматическим цифровым отчетам. Приложение известно как ADS-C (автоматическое зависимое наблюдение, контракт). В этой системе авиадиспетчер может установить «контракт» (программное обеспечение) с навигационной системой самолета, чтобы автоматически отправлять отчет о местоположении на определенной периодической основе - например, каждые 5 минут. Контроллер также может установить договор об отклонении, который будет автоматически отправлять отчет о положении, если будет превышено определенное боковое отклонение. Эти контракты заключаются между органами УВД и системами самолета, так что у летного экипажа нет нагрузки, связанной с настройкой.

Процедурный контроль ВЕНТИЛЯТОРОВ

Улучшения CNS позволяют использовать новые процедуры, снижающие стандарты эшелонирования для воздушного пространства, контролируемого FANS. В южной части Тихого океана они нацелены на 30/30 (это 30 миль (56 км) в поперечном направлении и 30 морских миль (56 км) по следу). Это имеет огромное значение для пропускной способности воздушного пространства.

История

ИКАО

В Международная организация гражданской авиации (ИКАО) впервые разработала концепции высокого уровня, начиная с создания Специального комитета по будущим аэронавигационным системам в 1983 году. Окончательный отчет был выпущен в 1991 году, а план был выпущен в 1993 году.

Тихоокеанские инженерные испытания

FANS в том виде, в каком мы его знаем сегодня, был основан в 1991 году с Pacific Engineering Trials (PET). Во время этих испытаний самолеты установили в свои блоки ACARS приложения, которые автоматически сообщали бы о местоположении. Эти испытания продемонстрировали потенциальные преимущества для авиакомпаний и руководителей воздушного пространства.

Выполнение

United Airlines, Cathay Pacific, Qantas, и Air New Zealand подошел к Боинг Company в 1993 году и обратились к Boeing с просьбой поддержать разработку возможностей FANS для самолета 747-400. Boeing работал с авиакомпаниями над разработкой стандарта, который будет управлять интерфейсом между самолетами, поддерживающими FANS, и поставщиками услуг воздушного движения. Разработка авиационных систем с возможностью FANS шла одновременно с УВД улучшения системы заземления, необходимые для ее работы. Эти улучшения были сертифицированы (на самолете QANTAS) 20 июня 1995 г.

И Boeing, и Airbus продолжают развивать свои реализации FANS, Boeing для FANS-2 и Airbus для FANS-B. Тем временем Airbus представил некоторые усовершенствования для FANS-A, теперь называемого FANS-A +. Были построены различные наземные системы, в основном УВД организаций, взаимодействовать с ВЕНТИЛЯТОРЫ-1 / А.

Команда взаимодействия FANS

Группа совместимости FANS (FIT) была создана в южной части Тихого океана в 1998 году. Целью этой группы является мониторинг производительности сквозной системы, выявление проблем, определение проблем и обеспечение их решения. В его состав входят производители планеров, поставщики авионики, поставщики услуг связи и поставщики аэронавигационных услуг. С этого времени группы FIT были созданы в других регионах.

Поставщики услуг

Клиенты, эксплуатирующие воздушные суда, должны подключить свои самолеты с функцией FANS 1 / A к обоим ATN (сеть авиационной электросвязи) и к Иридий и / или Инмарсат Спутниковая сеть. Операторы коммерческих самолетов обычно подключают свой парк дальнемагистральных самолетов и имеют специальный персонал для мониторинга и обслуживания спутниковой и наземной связи, в то время как операторы бизнес-самолетов и военных самолетов связываются с такими компаниями, как AirSatOne, чтобы впервые ввести систему в эксплуатацию, провести тестирование функциональности и обеспечить постоянное поддерживать. AirSatOne предоставляет расширенные услуги FANS 1 / A через свою Flight Deck Connect^[3] портфель продуктов. Flight Deck Connect включает в себя подключение к спутникам Iridium и / или Inmarsat для FANS 1 / A (через Канал передачи данных ) и службы безопасности голосовой связи,^[4] вместе с дополнительными услугами (AFIS /ACARS) такие как информация о погоде, состояние двигателя / планера и отчеты о неисправностях.

Допуск к эксплуатации

Некоторые из более продвинутых поставщиков услуг, такие как AirSatOne и ARINC предлагаем услуги по тестированию FANS 1 / A. Если воздушное судно оснащено оборудованием FANS 1 / A либо в соответствии с сертификатом типа, либо в процессе STC, оборудование должно продемонстрировать соответствие AC 20-140B для эксплуатационного утверждения. В качестве примера AirSatOne предлагает тестирование через спутник и сеть ATN для поддержки функций FANS 1 / A в соответствии с RTCA DO-258A / ED-100A и предоставляет отчеты об испытаниях в соответствии с требованиями RTCA DO-258A / ED-100A, RTCA DO-306 / ED-122 и консультативного циркуляра FAA AC 20-140B.^[5] AirSatOne также обеспечивает первый ввод системы в эксплуатацию на каждом воздушном судне, тестирование неисправностей и предполетное техническое обслуживание для проверки функциональности FANS 1 / A ежемесячно или перед полетом в среде FANS.

Вехи

20 июня 1995 г. Qantas B747-400 (VH-OJQ) стал первым самолетом, сертифицировавшим пакет Rolls-Royce FANS-1 посредством дистанционной сертификации типа (RTC) в Сиднее, Австралия. За ним последовал первый коммерческий рейс из Сиднея в Лос-Анджелес 21 июня. Впоследствии Air New Zealand сертифицировала самолет. General Electric Пакет FANS-1, а United Airlines сертифицировала пакет Pratt & Whitney FANS-1.

24 мая 2004 г. Боинг Бизнес Джет совершил первый рейс в Северную Атлантику на бизнес-джете, оборудованном вентилятором. Самолет приземлился на Европейской конвенции и выставке деловой авиации (EBACE) в Женеве, Швейцария. Беспосадочный восьмичасовой перелет протяженностью 4000 морских миль (7400 км), вылетевший из Гэри / Международный аэропорт Чикаго в Гэри, штат Индиана, участвовал в исследовании дорожного движения в Северной Атлантике, проведенном Центральным агентством мониторинга FANS (FCMA).

В августе 2010 г. Aegean Airlines стала первой авиакомпанией, взявшей на себя обязательство модернизировать свой Airbus A320 флот с системой модернизации FANS-B +, предлагаемой Airbus.^[6]

Смотрите также

внешняя ссылка

[1] Оценка опыта летного экипажа с каналом передачи данных УВД FANS-1

[FAST40-2] де Куэндиас, Софи. «Будущая аэронавигационная система, FANS B». БЫСТРО 40. Airbus, компания EADS (июль 2007 г.): 13–19. ISSN 1293-5476.

[3] «Flight Deck Connect ™ от AirSatOne». AirSatOne. Получено 14 июля, 2019.

[4] "Часто задаваемые вопросы об услугах безопасности самолетов и связи Inmarsat". Инмарсат. Получено 14 июля, 2019.

[5] «AC 20-140B (Отменен) - Руководство по утверждению конструкции систем связи с воздушными линиями передачи данных, поддерживающих обслуживание воздушного движения (ОВД) (Отменено)». Федеральная авиационная администрация. Получено 14 июля, 2019.

[6] «Aegean обязуется модернизировать FANS-B + для самолетов A320». ATW Online. 16 августа 2010 г.. Получено 14 июля, 2019.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]