АЗН-В – новый уровень безопасности

02.09.2009

Пожалуй, одной из самых существенных проблем авиации общего назначения остается сложность взаимодействия авиационных властей и субъектов регулирования — российских частных авиаторов. И поэтому, когда речь заходит об авиационной безопасности, недостатках ОрВД и многом другом, все в конечном итоге сводится к этим отношениям. У нас сложилась традиция противостояния чиновников и частных небопользователей. Несмотря на некоторое сближение позиций сторон в последние несколько лет, развитие диалога и поиск компромиссов, ряд специалистов уверены, что решение этих противоречий лежит не в правовой плоскости и умении договариваться, а в сфере технологий.

В самом деле, даже самые базовые руководящие документы — «правила, которые пишутся кровью», — устроены по принципу прецедентной практики в юриспруденции: случилась авиационная авария, катастрофа — новая подробная инструкция должна предупредить повторение такой ситуации в будущем. Однако та же практика показывает, что пресловутый человеческий фактор дает о себе знать не только в виде грубого нарушения правил, но и как объективная ограниченность человеческих возможностей в той или иной летной ситуации. Собственно, это и есть человеческий фактор в чистом виде, который устраняется лишь внедрением новых систем, позволяющих облегчить труд пилота вертолета. Кто-то говорит об избытке информации, обрушивающейся на пилота во время пилотирования, а кто-то — о ее недостатке, в любом случае экстремальные ситуации, как правило, возникают в многофакторной среде, когда пилоту приходится делать несколько операций одновременно. Технологические решения этих проблем лежат на поверхности и давно известны, но их внедрение наталкивается на существующую практику контроля воздушного движения, имеющиеся стандарты оборудования, конкуренцию производителей и т.д.

Глобальный контроль / глобальная свобода

Идеей облегчить эксплуатацию воздушных судов не одной лишь авиации АОН, а много глобальнее — авиакомпаниям по всему миру почти четыре года назад задалась Международная ассоциация воздушного транспорта (IATA). Решение — в создании единой глобальной ОрВД, а для этого нужно привести к общим правилам и технологиям авиакомпании, аэропорты, производителей ЛА и оборудования, а также Министерства, ведающие воздушным транспортом, в 190 странах мира. Международная организация гражданской авиации (ICAO) поддержала эту инициативу и разработала подробный план принятия государствами — членами ICAO единых технологий и процедур контроля за воздушным движением. В рамках этой «дорожной карты» было определено несколько временных этапов. Среди самых первых инициатив, включающих такие важные для большой авиации моменты, как улучшение операций на ВПП, увеличение пропускной способности в вертикальной и горизонтальной плоскостях, нас больше всего интересует внедрение широковещательного автоматического зависимого наблюдения (ADS-B). Главный мотив IATA — экономический — в прекращении использования дорогих вторичных радиолокаторов наблюдения. Установка наземных станций ADS-B почти в 10 раз дешевле радиолокаторов с вращающейся антенной, а уж обслуживание и вовсе ничтожно. Авиакомпании уже хорошо экономят за счет сокращения норм эшелонирования, поскольку система ADS-B, использующая определение местоположения с помощью GPS, является более точной.

Авиационные общественные организации в разных странах совершенно не испугала возможность тотального контроля в небе. Напротив, это открывает новые возможности с точки зрения безопасности и снижает необходимость запрещающего контроля до минимума. Самым громким поборником внедрения ADS-B стала американская общественная организация «Фонд безопасности полетов» (Flight Safety Foundation — FSF). Эта организация за последнее десятилетие стала настоящим стражем безопасности полетов. Она сыграла лидирующую роль в большинстве последних глобальных инициатив по улучшению безопасности полетов, внедренных крупнейшими операторами мира.

Известный многим как радиоответчик нового поколения, ADS-B, или АЗН-В, позволяет пилотам в кабине ВС и диспетчерам УВД на земле видеть воздушное движение гораздо яснее и точнее, чем раньше. Постоянно совершенствуясь, эта система в перспективе обеспечит в режиме реального времени надежную и точную информацию об обстановке в воздушном пространстве в окружении каждого ВС.
Вторая важная задача для новых технологий — решить проблему государственного контроля за воздушным движением (что затрагивает в первую очередь тех, кто летает сам по себе), не прибегая к традиционной системе запретов и ограничений, что не лучшим образом сказывается на авиационной экономике, то есть это именно то, что могло бы примирить летающих частников и авиационные власти.

Авиационный Интернет

Вместо интернационального термина ADS-B (Automatic Dependent Surveillance — Broadcast) у нас используется равноценная русская аббревиатура АЗН-В (Автоматическое зависимое наблюдение — вещание). АЗН-В стало продолжением развития технологии транспондеров. В отличие от своих предшественников АЗН-В автоматически непрерывно отправляет сигналы на диспетчерский локатор, а не по запросу.

Среди параметров, передаваемых транспондером АЗН-В, есть собственная координата воздушного судна, полученная от бортового GPS. Радиолокатор уже не должен вращаться и сканировать все пространство вокруг и зависит от транспондера для определения местоположения ВС (поэтому зависимое наблюдение). Диспетчерский радиолокатор для АЗН-В фактически превращается в маленькую антенну, установленную на аэродроме или уже существующих телеретрансляторах или вышках сотовой связи. Важным преимуществом АЗН-В является то, что все воздушные суда могут принимать сигналы АЗН-В. Пилот на бортовом экране может видеть практически ту же картинку, что и диспетчер. Прием сигналов АЗН-В называется АЗН-in, а передача сигналов АЗН с борта ВС — АЗН-out.

Через АЗН-in возможно передавать множество полезной пилоту информации. Трафик, погода, НОТАМ, PIREP, временные ограничения воздушного пространства и т.п.

Получается такой авиационный Интернет. Экипаж уже не в изоляции, он часть общей картинки воздушного пространства.

Сейчас имеются три разных, не совместимых друг с другом стандарта передачи сигнала от АЗН-В: 1090ES, VDL4 и UAT. Все утверждены ICAO.

Наиболее распространенными ответчиками АЗН-В являются ответчики системы 1090ES. Их уже ставят на все современные тяжелые ВС (Boeing, Airbus), наличие АЗН-В 1090ES становится обязательным в Европе в верхнем воздушном пространстве с этого года. В Австралии обязателен для всех ВС, включая авиацию общего назначения, летающую в нижнем ВП (ниже 5400 м), причем покупку и установку оборудования оплачивает государство.

К сожалению, частота 1090 МГц засорена массой ответов от существующих транспондеров старых типов, а передача информации о погоде требует большую пропускную способность. АЗН-in можно реализовать с помощью других стандартов АЗН-В — VDL4 (ЛПД4 — линия передачи данных режим 4) и UAT (Universal Access Transiver). VDL4 использует обычные авиационные частоты из диапазона 108-118 МГц, а UAT — частоту 978 МГц. У обоих стандартов есть свои преимущества и недостатки, но с точки зрения потребителя они несущественны.

Американский опыт

Вертолеты, оборудованные ADS-B, уже летают на Аляске по программе FAA (Федеральная администрация по авиации США) Capstone, которая разрабатывалась в период с 1999 по 2006 год. Однако нормы в отношении оборудования пока не определены. В ноябре 2008 года бывший президент США Джордж Буш подписал указ, ускоряющий внедрение оборудования нового поколения. 24 ноября FAA дала зеленый свет компании ITT Industries, которая производит, устанавливает и обслуживает оборудование. ITT начала с Флориды и Мексиканского залива, где вертолеты ежедневно совершают 5000-9000 полетов на 5500 нефтяных платформ. Частично станции устанавливаются на отобранные нефтяные платформы. Они будут обеспечивать надежное обслуживание подобно радиолокационному полю начиная с высоты 460 м, существенно расширяя возможности полетов в заливе по приборам. В настоящее время летают по системе, которая базируется на докладах пилотов. Ожидается, что покрытие ADS-B будет доступно в общенациональном масштабе с 2013 года.

Основная часть операторов залива заинтересована в преимуществах ADS-B. Но есть проблема. Скажем, парк компании Era состоит из 140 вертолетов (от AS350 и A109 до S-76 и EC 225), на которых установлена авионика от всех основных производителей: Bendix/King, Garmin, Honeywell и Rockwell Collins. Без окончательных единых правил большинство производителей авионики не собираются прикладывать руки к ADS-B, что делает планы модернизации провальными.

В этих условиях оптимальным выходом может быть модернизация приемо-передатчика TSO С166а 1090 МГц путем расширения (ES) линии ADS-B (за счет изменения программного обеспечения или просто замены блока). Одноканальная система 1090ES без режима S и TCAS (бортовая система предупреждения столкновений) может быть быстро заменена.

Операторы залива все чаще выбирают универсальную двухканальную ADS-B (UAT). Летая в соответствии с нормами FAR, часть 135, даже в нормальных условиях визуального полета должна иметь погоду в местах назначения. Необходимо иметь метеосводку AWOS с каждой платформы. Кроме того, оператор должен быть уверен в достоверности информации с ее графическим представлением, например на NexRed, который должен стать частью бортового оборудования. UAT работает на частоте 987 МГц и неиспользуемом канале DME в авиационном спектре и должен иметь дисплей в кабине экипажа.

Единственным производителем линии связи UAT является Garmin. Garmin создал GDL90 для Capstone, интегрировал его с многофункциональным дисплеем MX20 (GMX200) и передал данные интерфейса дисплея другим производителям.

После трагедии в Фениксе (см. приложение) Garmin обратился к телевизионным станциям и полицейскому департаменту Канзас-Сити с предложением установить на их вертолеты ADS-B. Полицейским и телевизионщикам установка системы позволит увидеть друг друга с высокой степенью точности.

Телестанции Канзас-Сити используют вертолеты Bell 206 JetRanger III, а полицейский департамент летает на бывших военных вертолетах ОН-6 Cayuse (Hughes 500 времен Вьетнамской войны). Если место для GDL90 нашлось достаточно легко, то приборная панель оказалась забита полностью. Пространства для дисплея GMX200 массой 1,95 кг и размерами 159 х 127 х 203 мм не осталось. К счастью, GDL90 может работать с портативными картами Garmin GPSMAP 396 и 496, которые способны постоянно отображать воздушную обстановку. Испытания всего комплекта авионики показали, что 496 лучше для всех вариантов. Владелец и эксплуатант телевертолетов Helicopter Inc. выделил место для 496 в средней части ветрового стекла. В итоге к надежному навигационно-связному комплекту Bendix/King, Garmin добавились GDL90 и передатчик GTX327. Бывшим военным вертолетам потребовалось больше работ для установки дополнительного оборудования и представления индикации на лобовое стекло. С точки зрения безопасности это идеальное решение. Пилот вертолета видит все сразу и может реагировать на интенсивность воздушного движения, рельеф местности и препятствия. На картинке в трех измерениях представлены все участники воздушного движения, их высота и вектор тренда (снижение или набор высоты с вертикальной скоростью более 150 м/мин.). Пилот может контролировать ситуацию, изменяя масштаб карты (приближая или удаляя картинку). Система дает возможность видеть другие вертолеты по мере приближения к месту репортажа и в ходе работы в районе, что делает UAT ADS-B самой безопасной системой для вертолетов.

Фактическая ситуация в американском небе: пока власти определяются с требованиями, вертолетчики самостоятельно внедряют ADS-B.

Российские перспективы

Необходимость установки средств АЗН-В в целях повышения авиационной безопасности с некоторых пор затрагиваются и у нас на тематических рабочих встречах и совещаниях. Однако в российском контексте они звучат довольно робко. Несмотря на то, что вторичных локаторов в стране ставят все больше, собственно о транспондерах российские частники узнали с появлением первых заводских ВС западного производства. Некоторые функции на транспондерах пока в России недоступны, например traffic information service. И вообще, вся авионика импортная, ее стоимость до ввоза в Россию составляет, как минимум, от 1 500 до 3 000 долларов, что по российским меркам совсем недорого. Перспектива же наземной всеохватности и массового переоборудования летающей техники пока выглядит утопичной. Чтобы авиационный Интернет функционировал, необходимо обеспечить бесперебойный информационный поток с земли, а это предполагает масштабное дооснащение и переподготовку кадров.

Вместе с тем АЗН-В на основе перспективного VDL4 в экспериментальном режиме уже используется в Тюмени и Магадане, к тому же Россия, будучи государством — участником ICAO, вынуждена в самые ближайшие годы приступить к внедрению единых глобальных технологий ОрВД. России, как авиационной провинции, остается ожидать решения мировых хозяев авиационных технологий и порядков.

Есть и другой аспект внедрения АЗН-В в России, на который, не сговариваясь, указывают отечественные эксплуатанты, — отсутствие конкурентной среды в сфере ТО. Некоторые виды оборудования чиновники заставляют устанавливать в уполномоченных фирмах и ФГУП по баснословным ценам (вроде аварийного маяка для Ан-2 за 1 млн руб. при такой же стоимости всего самолета). Мало кто верит, что, когда столь же обязательным станет экономный западный АЗН-В, чиновники не захотят погреть на нем руки.

Хотя у российской ситуации есть и обратная сторона медали: несанкционированный трафик, использование авиации для перевозки запрещенных грузов, значительный процент без вести пропавших частных ВС.

По мнению начальника Центрального межрегионального управления Федеральной аэронавигационной службы Бориса Алякритского, «некоторые частники опасаются нового уровня контроля, который может существенно ограничить поступления от теневого налета. Однако эта схема максимально демократизирует уведомительный порядок полетов и избавляет участников воздушного движения от утомительных согласований. Для тех, кто любит летать, внедрение АЗН-В сделает небо открытым и безопасным».

Как заявил чиновник Федеральной аэронавигационной службы, эта тема обсуждается не первый год, и довольно скоро сроки по внедрению АЗН-В будут установлены. Этот вопрос находится в тесной связи с новым законодательством, созданием новой структуры ГА и разработкой новых авиационных правил. Вероятные сроки буферного этапа — 5-7 лет, к тому же у российских авиационных властей будет опыт внедрения АЗН-В в Европе и США. Среди перспективных сфер применения АЗН-В в России Борис Алякритский указал Единую систему поиска и спасания, поскольку спутниковая система аварийного оповещения КОСПАС-САРСАТ оказалась неэффективной.

Итак, благодаря новой авионике воздушные суда получат точное определение в пространстве через цифровые линии передачи данных вместе с информацией о воздушной скорости, высоте полета и перемещениях (разворот, набор высоты или снижение). Приемники, интегрированные в систему УВД и установленные на борту других ВС, обеспечат пользователей точной информацией о воздушном движении в реальном масштабе времени как в воздухе, так и на земле. Масштабное внедрение системы ADS-B выведет воздушный транспорт на новые, прежде недоступные высоты безопасности полетов.

Приложение

Трагедия в прямом эфире

Для американцев стало уже привычным, развалившись на диване, наблюдать по телевизору за преследованием правонарушителей. Именно такое зрелище попало в прямой эфир сразу нескольких телеканалов города Феникса 27 июля 2007 года. Первым в район преследования большого грузовика с цистерной прибыл вертолет полицейского департамента Firebird 8. Через четыре минуты к полицейскому присоединился вертолет телеканала TV-15. Прибыв на место, по команде диспетчера УВД он набрал высоту 610 м над уровнем моря, оставляя полицейскому вертолету пространство для маневра. Еще через три минуты в район погони прибыл следующий телевертолет Sky 12 (на высоте 375 м). Пилот доложил, что видит оба вертолета, и набрал высоту 760 м, оставив 670 м для следующего — Newshawk 5, а за ним уже спешила вертушка канала TV-3. Когда TV-3 связался с диспетчером, его высота была 376 м, он доложил, что наблюдает вертолеты, и обратился к коллегам с просьбой «поделиться» местом. Замыкал колонну SkyFox 10 (на высоте 379 м). Представьте себе «этажерку», где на расстоянии всего несколько метров между «этажами» крутилось сразу 6 вертолетов.

В ходе развернувшейся погони телевизионные вертолеты стремились подойти как можно ближе и передавать новости непосредственно с места события. Когда патрульные машины окружили грузовик, TV-15 оказался между полицейскими и грузовиком, телевизионная картинка вдруг потухла. Пилот SkyFox 10 доложил диспетчеру, что в воздухе столкнулись два вертолета. Они упали рядом на единственное свободное пространство (пятачок в 30 м рядом со школьным парком). Повалил черный дым. Через две минуты SkyFox 10 доложил УВД, что это TV-15 и TV-3. В обоих AS350B2 было по два члена экипажа: в одном — пилот/репортер и оператор, в другом — пилот и оператор/репортер. Все погибли.

По предварительным итогам расследования стало ясно, что пилоты были полностью поглощены передачей новостей. Экипажи телевизионных вертолетов выполняют множество самых разных задач: пилотирование, сохранение пространственного положения, доклады об изменении своего положения, отслеживание докладов других пилотов, контроль за информацией диспетчера, сопровождение преследователей на земле, нужно комментировать телевизионную картинку, которая может в корне отличаться от воздушной. Кстати, на TV-3 была система предупреждения о сближении SkyWatch, которая выдает аудиосигнал предупреждения и отображает воздушные суда на дисплее, расположенном на консоли Garmin GNS 430. В случае опасного сближения она выдает звуковой сигнал: Traffic, Traffic, Traffic… Иногда пилоты, постоянно находясь в воздушной пробке, убирают громкость, чтобы аварийная сигнализация не мешала вести переговоры.