Autoland - Autoland

Image
Přistání CAT IIIA

V letectví , Autoland popisuje systém, který plně automatizuje na přistávací postup letadla letu ‚s, s letovou posádkou, který dohlíží na proces. Takové systémy umožňují dopravním letadlům přistávat za povětrnostních podmínek, které by jinak byly nebezpečné nebo v nichž by nebylo možné provozovat.

Popis

Systémy Autoland byly navrženy tak, aby umožnily přistání za viditelnosti příliš špatnou na to, aby umožňovaly jakoukoli formu vizuálního přistání, i když je lze použít na jakékoli úrovni viditelnosti. Obvykle se používají, když je viditelnost menší než 600 metrů na dohled dráhy a/nebo za nepříznivých povětrnostních podmínek, ačkoli pro většinu letadel platí omezení-například pro Boeing 747-400 jsou omezení maximální protivětr 25 kt, maximální zadní vítr 10 kts, maximální složka bočního větru 25 kts a maximální boční vítr s jedním nefunkčním motorem na pět uzlů. Mohou rovněž zahrnovat automatické brzdění až do úplného zastavení, jakmile je letadlo na zemi, ve spojení s autobrake systémem , a někdy auto nasazení spoilery a obracečů tahu .

Autoland může být použit pro jakýkoli vhodně schválený přístrojový přistávací systém (ILS) nebo mikrovlnný přistávací systém (MLS) a někdy se používá k udržení měny letadla a posádky, stejně jako pro jeho hlavní účel pomoci přistání letadla při nízkých viditelnost a/nebo špatné počasí.

Autoland vyžaduje použití radarového výškoměru k určení výšky letadla nad zemí velmi přesně, aby bylo možné zahájit přistávací světlici ve správné výšce (obvykle asi 50 stop (15 m)). Majáku Signál ILS mohou být použity pro boční ovládání i po dotyku, dokud pilot odpojí autopilota . Z bezpečnostních důvodů, jakmile je autoland zapojen a systémy ILS byly získány signály ILS, přistane bez dalšího zásahu k přistání.

Lze jej vypnout pouze úplným odpojením autopilota (to zabrání náhodnému odpojení systému autoland v kritickém okamžiku) nebo spuštěním automatického objíždění. Nejméně dva a často tři nezávislé systémy autopilota spolupracují na provádění autolandu, čímž poskytují nadbytečnou ochranu před poruchami. Většina systémů autoland může v případě nouze fungovat s jediným autopilotem, ale jsou certifikovány pouze v případě, že je k dispozici více autopilotů.

Rychlost reakce systému autoland na vnější podněty funguje velmi dobře v podmínkách snížené viditelnosti a relativně klidných nebo ustálených větrů, ale účelně omezená míra odezvy znamená, že nejsou obecně hladké ve svých reakcích na měnící se střih větru nebo nárazový vítr - tj. schopné dostatečně rychle kompenzovat ve všech rozměrech - bezpečně povolit jejich použití.

Prvním letadlem, které bylo certifikováno podle norem CAT III , 28. prosince 1968, byl Sud Aviation Caravelle , následovaný Hawker-Siddeley HS.121 Trident v květnu 1972 (CAT IIIA) a CAT IIIB v průběhu roku 1975. Trident byl certifikováno CAT II dne 7. února 1968.

Schopnost Autoland zaznamenala nejrychlejší přijetí v oblastech a na letadlech, která musí často pracovat za velmi špatné viditelnosti. Letiště pravidelně trápená mlhou jsou hlavními kandidáty na přístupy kategorie III a zahrnutí schopnosti autolandu do proudových letadel pomáhá snížit pravděpodobnost, že budou nuceni odklonit se špatným počasím.

Autoland je vysoce přesný. John Charnley, tehdejší superintendant britské Royal Aircraft Establishment 's (RAE) Blind Landing Experimental Unit (BLEU), ve svém příspěvku z roku 1959 uzavřel diskusi o statistických výsledcích slovy: „Je tedy spravedlivé tvrdit, že nejen přistane automatický systém s letadlem, když počasí brání lidskému pilotovi, také provádí operaci mnohem přesněji “.

Dříve byly systémy autoland tak drahé, že se jen zřídka používaly v malých letadlech. Protože se však zobrazovací technologie vyvinula, přidání head -up displeje (HUD) umožňuje vyškolenému pilotovi ručně letět letadlem pomocí naváděcích narážek ze systému navádění letu. To výrazně snižuje náklady na provoz za velmi nízké viditelnosti a umožňuje letadlům, která nejsou vybavena automatickým přistáváním, bezpečné ruční přistání na nižších úrovních výhledu dopředu nebo na dohled na dráhu (RVR). V roce 1989 byla Alaska Airlines první leteckou společností na světě, která ručně přistála s letadlem pro cestující ( Boeing B727 ) za počasí FAA kategorie III (hustá mlha) umožněného systémem navádění vzhůru.

Dějiny

Viz také: Blind Landing Experimental Unit

Pozadí

Autoland pro komerční letectví byl původně vyvinut ve Velké Británii v důsledku častého výskytu velmi nízkých podmínek viditelnosti v zimě v severozápadní Evropě. K tomu dochází zejména tehdy, když jsou v střední Evropě v listopadu/prosinci/lednu při nízkých teplotách anticyklony a v relativně stabilním vzduchu se snadno vytváří radiační mlha . Závažnost tohoto typu mlhy byla na konci čtyřicátých a padesátých let minulého století zhoršena převahou uhlíkových a jiných kouřových částic ve vzduchu z topení a výroby elektřiny spalujících uhlí .

Mezi zvláště postižená města patřila hlavní [britská] centra a jejich letiště, jako je London Heathrow , Gatwick , Manchester , Birmingham a Glasgow , a také evropská města jako Amsterdam , Brusel , Paříž , Curych a Milán . Viditelnost v těchto dobách se mohla snížit až na několik stop (odtud „ londýnské mlhy “ filmové slávy) a v kombinaci se sazemi vytvořil smrtící dlouhotrvající smog. Tyto podmínky vedly k přijetí britského „ zákona o čistém ovzduší “, který zakazoval spalování paliva produkujícího kouř.

Po roce 1945 britská vláda založila dvě státní letecké společnosti- British European Airways (BEA) a British Overseas Airways Corporation (BOAC), které měly být následně sloučeny do dnešních British Airways . Síť linek BEA se zaměřovala na letiště ve Velké Británii a Evropě, a proto její služby byly obzvláště náchylné k narušení těmito konkrétními podmínkami.

Během bezprostředního poválečného období utrpěla BEA při přiblížení a přistání za špatné viditelnosti řadu nehod, což způsobilo, že se zaměřila na problémy, jak by piloti mohli v takových podmínkách bezpečně přistát. Zásadní průlom nastal s uznáním, že za tak nízké viditelnosti bylo velmi omezené množství dostupných vizuálních informací (světla atd.) Mimořádně snadno nesprávně interpretováno, zvláště když požadavek na jejich vyhodnocení byl kombinován s požadavkem současně létat s letadlem na přístrojích. To vedlo k vývoji toho, co je nyní široce chápáno jako postup „monitorovaného přístupu“.

Jeden pilot má za úkol přesné létání podle přístrojů, zatímco druhý hodnotí vizuální podněty dostupné ve výšce rozhodnutí a přebírá kontrolu nad přistáním, jakmile se přesvědčí, že letadlo je ve skutečnosti na správném místě a na bezpečné trajektorii přistání. Výsledkem bylo zásadní zlepšení bezpečnosti provozu za snížené viditelnosti, a jelikož tento koncept jasně zahrnuje rozsáhlé prvky toho, co je nyní známé jako řízení zdrojů posádky (i když tuto frázi předcházely asi tři desetiletí), bylo rozšířeno tak, aby zahrnovalo mnohem širší spektrum operací, než jen nízká viditelnost.

S tímto přístupem „lidských faktorů“ však bylo spojeno poznání, že vylepšené autopiloty mohou hrát významnou roli při přistání za nízké viditelnosti. Složky všech přistání jsou stejné, zahrnují navigaci z bodu ve výšce na cestě do bodu, kde jsou kola na požadované dráze. Tato navigace se provádí pomocí informací buď z externích, fyzických, vizuálních podnětů, nebo ze syntetických podnětů, jako jsou letové přístroje. Vždy musí existovat dostatek celkových informací, aby bylo zajištěno, že poloha a trajektorie letadla (vertikální a horizontální) jsou správné.

Problém operací s nízkou viditelností spočívá v tom, že vizuální podněty mohou být redukovány na účinnou nulu, a proto dochází ke zvýšené závislosti na „syntetických“ informacích. Dilema, kterému čelila společnost BEA, bylo najít způsob, jak fungovat bez narážek, protože tato situace nastala na její síti s mnohem větší frekvencí než u jakékoli jiné letecké společnosti. Zvláště převládal na své domovské základně - londýnském letišti Heathrow - která mohla být účinně uzavřena několik dní v kuse.

Rozvoj autolandu

Zařízení britského vládního leteckého výzkumu, včetně experimentální jednotky Blind Landing Experimental Unit (BLEU), zřízené v letech 1945/46 v RAF Martlesham Heath a RAF Woodbridge za účelem výzkumu všech relevantních faktorů. Letový technický personál BEA se výrazně podílel na aktivitách BLEU při vývoji Autolandu pro jeho flotilu Trident od konce 50. let. Práce zahrnovala analýzu mlhových struktur, lidského vnímání, designu nástrojů a světelných podnětů mezi mnoha dalšími. Po dalších nehodách vedla tato práce také k vývoji provozních minim letadel v podobě, v jaké je známe dnes. Zejména to vedlo k požadavku, že minimální viditelnost musí být hlášena jako dostupná, než může letadlo zahájit přiblížení - koncept, který dříve neexistoval. Základní koncept „cílové úrovně bezpečnosti“ (10–7) a analýzy „poruchových stromů“ za účelem určení pravděpodobnosti poruchových událostí pocházejí zhruba z tohoto období.

Základní koncept autolandu plyne ze skutečnosti, že autopilot by mohl být nastaven tak, aby sledoval umělý signál, jako je paprsek přistávacího systému Instrument Landing System (ILS), přesněji, než by to dokázal lidský pilot-v neposlední řadě kvůli nedostatečnosti elektromechanického letové přístroje té doby. Pokud by paprsek ILS mohl být sledován do nižší výšky, pak by letadlo bylo zjevně blíže k dráze, když dosáhlo limitu použitelnosti ILS, a blíž k dráze by byla vyžadována menší viditelnost, aby bylo vidět dostatečné podněty k potvrzení polohy letadla a trajektorie. U úhlového signálního systému, jako je ILS, se při snižování nadmořské výšky musí snižovat všechny tolerance - v systému letadla i ve vstupním signálu -, aby byl zachován požadovaný stupeň bezpečnosti.

Důvodem je, že některé další faktory - fyzikální a fyziologické zákony, kterými se řídí například schopnost pilota přimět letadlo reagovat - zůstávají konstantní. Například ve vzdálenosti 300 stop nad přistávací dráhou při standardním přiblížení na 3 stupně bude letadlo 6 000 stop od bodu přistání a při 100 stopách bude dosahovat 2 000 stop. Pokud oprava malého kurzu potřebuje 10 sekund, aby byla provedena na 180  kt , zabere to 3000 stop. Bude to možné, pokud bude zahájeno ve výšce 300 stop, ale ne ve stopách 100. V důsledku toho lze v nižší výšce tolerovat pouze menší korekci kurzu a systém musí být přesnější.

To ukládá požadavek, aby pozemní naváděcí prvek odpovídal specifickým normám, jakož i vzdušné prvky. Přestože tedy může být letadlo vybaveno systémem autoland, bude bez příslušného pozemního prostředí zcela nepoužitelné. Podobně vyžaduje, aby posádka vyškolená ve všech aspektech provozu rozpoznala potenciální poruchy ve vzdušném i pozemním zařízení a aby odpovídajícím způsobem reagovala, aby byla schopna používat systém za okolností, pro které je určen. Kategorie provozu za nízké viditelnosti (Cat I, Cat II a Cat III) se tedy vztahují na všechny 3 prvky přistání - vybavení letadla, pozemní prostředí a posádku. Výsledkem toho všeho je vytvoření spektra zařízení pro nízkou viditelnost, ve kterých je autopilot letounu pouze jednou součástí.

Vývoj těchto systémů postupoval s vědomím, že ačkoli ILS bude zdrojem pokynů, samotný ILS obsahuje boční a svislé prvky, které mají dosti odlišné charakteristiky. Zejména svislý prvek (sestupová rovina) pochází z předpokládaného bodu dotyku přiblížení, tj. Obvykle 1 000 stop od začátku dráhy , zatímco boční prvek (lokalizátor) pochází ze vzdáleného konce. Přenášená sestupová rovina se proto stává irelevantní brzy poté, co letadlo dosáhne prahu dráhy, a ve skutečnosti musí letadlo samozřejmě vstoupit do režimu přistání a snížit svoji svislou rychlost poměrně dlouho, než projde vysílačem sestupové roviny . Nepřesnosti v základním ILS bylo možné vidět v tom, že byl vhodný pro použití pouze do 200 stop (Cat I) a podobně žádný autopilot nebyl vhodný ani schválený pro použití pod touto výškou.

Boční vedení z ILS lokalizátoru by však bylo použitelné až do konce přistávacího válce, a proto se používá k napájení kanálu kormidla autopilota po přistání. Když se letadlo přiblížilo k vysílači, jeho rychlost se zjevně snižuje a účinnost kormidla klesá, což do určité míry kompenzuje zvýšenou citlivost přenášeného signálu. Ještě důležitější je, že to znamená, že bezpečnost letadla je při zavádění stále závislá na ILS. Kromě toho, protože pojíždí z přistávací dráhy a dolů po jakékoli souběžné pojezdové dráze, působí jako reflektor a může rušit signál lokalizátoru. To znamená, že to může ovlivnit bezpečnost všech následujících letadel, která stále používají lokalizátor. V důsledku toho nelze takovým letadlům dovolit spoléhat se na tento signál, dokud nebude první letadlo dostatečně daleko od přistávací dráhy a „chráněné oblasti kat. 3“.

Výsledkem je, že když probíhají tyto operace za nízké viditelnosti, operace na zemi ovlivňují operace ve vzduchu mnohem více než za dobré viditelnosti, kdy piloti vidí, co se děje. Na velmi frekventovaných letištích to má za následek omezení pohybu, což může následně vážně ovlivnit kapacitu letiště. Stručně řečeno, operace s velmi nízkou viditelností, jako je autoland, lze provádět pouze tehdy, pokud letadla, posádky, pozemní zařízení a řízení letového a pozemního provozu splňují přísnější požadavky než obvykle.

Prvních automatických přistání „na komerční rozvoj“ (na rozdíl od čistého experimentování) bylo dosaženo uvědoměním si, že vertikální a laterální dráhy mají odlišná pravidla. Přestože signál z lokalizátoru byl přítomen po celou dobu přistání, před každým přistáním bylo nutno před přistáním ignorovat sestupový sklon. Bylo uznáno, že pokud by letadlo dorazilo do rozhodovací výšky (200 ft) na správné a stabilní dráze přiblížení - předpoklad bezpečného přistání - mělo by po této dráze hybnost. V důsledku toho mohl systém autoland vyřadit informace o klouzání, když se stal nespolehlivým (tj. Na 200 ft), a použití informací o stoupání odvozených z posledních několika sekund letu by zajistilo požadovaný stupeň spolehlivosti, že rychlost klesání (a tedy i adherence) na správný profil) by zůstaly konstantní. Tato „ balistická “ fáze by skončila ve výšce, kdy by bylo nutné zvýšit hřiště a snížit sílu pro vstup do přistávací světlice. Změna rozteče nastává na dráze v 1000 horizontálních stopách mezi prahem a sestupovou anténou, a proto ji lze přesně spustit rádiovým výškoměrem.

Autoland byl nejprve vyvinut v letadlech BLEU a RAF, jako jsou English Electric Canberra , Vickers Varsity a Avro Vulcan , a později pro flotilu BEA Trident , která vstoupila do služby na počátku 60. let. Trident byl třímotorový proudový letoun postavený de Havillandem s podobnou konfigurací jako Boeing 727 a na svou dobu byl extrémně propracovaný. Společnost BEA specifikovala schopnost „nulové viditelnosti“, aby se mohla vypořádat s problémy své sítě náchylné k mlze. Měl autopilot navržený tak, aby poskytoval potřebnou redundanci, aby toleroval poruchy během autolandu, a právě tato konstrukce měla trojí redundanci.

Tento autopilot používal tři simultánní kanály zpracování, z nichž každý poskytoval fyzický výstup. Prvek zabezpečený proti selhání byl zajištěn procedurou „hlasování“ pomocí momentových spínačů, přičemž bylo přijato, že v případě, že se jeden kanál liší od ostatních dvou, může být snížena pravděpodobnost dvou podobných souběžných poruch a dva kanály souhlasně by "out-hlasovat" a odpojit třetí kanál. Tento systém trojího hlasování však v žádném případě není jediným způsobem, jak dosáhnout přiměřené redundance a spolehlivosti, a ve skutečnosti brzy poté, co se BEA a de Havilland rozhodli jít touto cestou, byla zřízena paralelní studie využívající „dual-dual „Koncept, který zvolili BOAC a Vickers pro 4motorová letadla dlouhého doletu VC10 . Tento koncept byl později použit na Concorde . Podobný systém měla i některá letadla BAC 1-11 používaná společností BEA.

Civilní letectví

Image
BEA Hawker Siddeley Trident

Nejčasnější experimentální přistání řízená autopilotem v komerční službě nebyla ve skutečnosti plně automatická přistání, ale byla označována jako „auto-flare“. V tomto režimu pilot ovládal osy náklonu a zatáčení ručně, zatímco autopilot ovládal „světlici“ nebo stoupání. Ty byly často prováděny v osobní dopravě jako součást rozvojového programu. Autopilot Tridentu měl samostatné spínací spínače pro komponenty Pitch and Roll, a přestože k normálnímu odpojení autopilota docházelo pomocí konvenčního ovládacího třmenu s palcovým tlačítkem, bylo také možné odpojit výklopný kanál, zatímco ponechat roztečový kanál zapnutý.

Při těchto operacích získal pilot plnou vizuální referenci, obvykle vysoko nad rozhodovací výškou, ale místo úplného odpojení autopilota pomocí tlačítka palce vyzval druhého důstojníka, aby se západkou pouze zavěsil. Druhý důstojník poté ovládal boční dráhu letu ručně, přičemž sledoval pokračující řízení autopilota ve svislé dráze letu - připraveno ji při prvním náznaku jakékoli odchylky zcela odpojit. I když to zní, jako by to mohlo v praxi přidat rizikový prvek, v zásadě se to v zásadě neliší od výcvikového pilota, který monitoruje chování účastníka během online školení nebo kvalifikace.

Poté, co se prokázala spolehlivost a přesnost schopnosti autopilota bezpečně vzplanout letadlo, další prvky měly přidat podobnou kontrolu tahu. To bylo provedeno pomocí rádiového výškoměru signál, který řídil TAHU serva na nastavení letového volnoběhu. Jelikož byla přesnost a spolehlivost pozemního lokalizátoru ILS krok za krokem zvyšována, bylo přípustné ponechat klopný kanál zapojený déle a déle, dokud ve skutečnosti letadlo nepřestalo být ve vzduchu a plně automatické přistání ve skutečnosti dokončeno. Prvního takového přistání v BEA Tridentu bylo dosaženo v RAE Bedford (do té doby domov BLEU) v březnu 1964. Prvního na komerčním letu s cestujícími na palubě bylo dosaženo na letu BE 343 dne 10. června 1965, s Trident 1 G- ARPR, z Paříže na Heathrow s kapitány Ericem Pooleem a Frankem Ormonroydem.

Image
Lockheed L-1011 měl jeho funkčnost automatického přistání umístěny v klíčových rolí při jeho uvedení na trh.

Následně byly systémy autoland k dispozici na řadě typů letadel, ale hlavními zákazníky byli hlavně evropské letecké společnosti, jejichž sítě byly vážně zasaženy radiační mlhou. Rané systémy autolandu potřebovaly relativně stabilní vzduchovou hmotu a nemohly fungovat v podmínkách turbulencí a zejména nárazového bočního větru. V Severní Americe obecně platilo, že s těmito podmínkami byla často spojena snížená, ale nikoli nulová viditelnost, a pokud by se viditelnost skutečně stala téměř nulovou, například při foukání sněhu nebo jiných srážek, pak by operace nebyla možná z jiných důvodů.

V důsledku toho ani letecké společnosti, ani letiště nekladly vysokou prioritu na provoz za nejnižší viditelnosti. Poskytování nezbytného pozemního vybavení (ILS) a souvisejících systémů pro provoz kategorie 3 téměř neexistovalo a hlavní výrobci jej nepovažovali za základní nutnost nových letadel. Obecně platí, že v 70. a 80. letech minulého století byl k dispozici, pokud ho zákazník chtěl, ale za tak vysokou cenu (kvůli tomu, že jde o položku se sníženou produkcí), že jen málo leteckých společností za to mohlo odůvodnit náklady.

To vedlo k absurdní situaci pro British Airways, že jako zákazník startu pro Boeing 757, který měl nahradit Trident, zbrusu nový „pokročilý“ letoun měl horší schopnosti provozu za každého počasí ve srovnání s tím, že letka byla rozbitá na šrot. Náznakem této filozofické propasti je komentář staršího viceprezidenta Boeingu, že nechápe, proč se British Airways tak obávají certifikace kategorie 3, protože v té době existovaly pouze dvě nebo tři vhodné přistávací dráhy v Severní Americe, na nichž mohl být plně využit. Bylo poukázáno na to, že společnost British Airways měla pouze ve své domácí síti 12 takovýchto přistávacích drah, z toho čtyři na hlavní základně na letišti Heathrow.

V 80. a 90. letech 20. století celosvětově sílil tlak ze strany zákaznických leteckých společností na alespoň některá vylepšení provozu za snížené viditelnosti; jak z hlediska pravidelnosti letu, tak z bezpečnostních důvodů. Současně se ukázalo, že požadavek na skutečnou operaci nulové viditelnosti (jak se původně předpokládalo v definicích kategorií ICAO ) se snížil, protože zákony o čistém ovzduší snížily nepříznivý účinek kouře přidávajícího se k radiační mlze v nejhorším postižené oblasti. Vylepšená avionika znamenala, že implementace technologie byla levnější a výrobci zvýšili standard „základní“ přesnosti a spolehlivosti autopilota. Výsledkem bylo, že celkově byla větší nová dopravní letadla schopna absorbovat náklady přinejmenším na systémy autoland kategorie 2 do své základní konfigurace.

Pilotní organizace na celém světě současně prosazovaly používání systémů Head Up Display především z hlediska bezpečnosti. Mnoho provozovatelů v nenáročných prostředích bez mnoha přistávacích drah vybavených ILS hledalo také vylepšení. Čistým efektem byl tlak v průmyslu hledat alternativní způsoby, jak dosáhnout operací s nízkou viditelností, jako je „hybridní“ systém, který používal relativně nízký spolehlivý systém autolandu monitorovaný piloty prostřednictvím HUD. Společnost Alaska Airlines byla v tomto přístupu lídrem a provedla v tomto ohledu mnoho vývojových prací se společnostmi Flight Dynamics a Boeing.

Zásadním problémem tohoto přístupu bylo, že se evropské úřady velmi zdráhaly takové systémy certifikovat, protože podkopávaly osvědčené koncepce „čistých“ systémů autolandů. Tato slepá ulička byla prolomena, když se společnost British Airways zapojila jako potenciální zákazník regionálního letounu Bombardier , který nemohl pojmout plný systém autoland Cat 3, ale byl by vyžadován provoz v těchto podmínkách. Díky spolupráci se společnostmi Alaska Airlines a Boeing dokázali techničtí piloti British Airways prokázat, že hybridní koncepce je realizovatelná, a přestože společnost British Airways nakonec nekoupila regionální letadlo, byl to průlom potřebný pro mezinárodní schválení takových systémů, což znamenalo, že mohli dosáhnout globálního trhu.

V prosinci 2006 se kolo otočilo do úplného kruhu, když na londýnské letiště Heathrow na dlouhou dobu působila hustá mlha. Toto letiště fungovalo za dobrých podmínek na maximální kapacitu a zavedení postupů za nízké viditelnosti vyžadovaných k ochraně signálu lokalizátoru pro systémy autolandů znamenalo zásadní snížení kapacity z přibližně 60 na 30 přistání za hodinu. Vzhledem k tomu, že většina leteckých společností operujících na Heathrow již měla letadla vybavená autolandem, a proto se očekávalo, že budou fungovat jako obvykle, došlo k masivnímu zpoždění. Nejhůře postiženou leteckou společností byla samozřejmě společnost British Airways jako největší provozovatel na letišti.

Nouzový autoland

Společnost Garmin Aviation začala studovat funkci nouzového autolandu v roce 2001 a zahájila program v roce 2010 s více než 100 zaměstnanci, kteří investovali přibližně 20 milionů dolarů. Letové zkoušky začaly v roce 2014 s 329 zkušebními přistáními dokončenými v Cessna 400 Corvalis a dalších 300 přistání v jiných letadlech. Tato funkce se aktivuje hlídaným červeným tlačítkem na avionice Garmin G3000 , vyhodnocením větru, počasí a rezerv paliva pro výběr vhodného letiště pro odklon a převzetí řízení letadel k přistání, radí ATC a zobrazuje pokyny cestujícím.

Piper M600 jednomotorový turbovrtulový letoun začal letové zkoušky na začátku roku 2018 a dokončila více než 170 přistání hledat čeká FAA certifikace. Poskytuje přístup k více než 9 000 drahám nad 1 400 m a je nabízen od roku 2020 za 170 000 USD včetně dalšího vybavení. Od roku 2020 bude také certifikován pro jednomotorový proudový letoun Cirrus Vision SF50 , přistávající na přistávacích drahách nad 1736 m (5 836 stop), SOCATA-Daher TBM 900 a případně další letadla.

V červnu 2021 vyhrál systém Garmin Autoland 2020 Collier Trophy za „největší úspěch v letectví nebo kosmonautice v Americe“ během předchozího roku.

Systémy

Typický systém autoland se skládá z rádia ILS (integrovaný přijímač klouzavého letu, přijímač lokalizátoru a možná také přijímač GPS) pro příjem signálů lokalizátoru a kluzáku. Výstupem tohoto rádia bude odchylka od středu, která je poskytována počítači řízení letu; tento počítač, který ovládá řídicí plochy letadel, aby udržoval letadlo vystředěné na lokalizátoru a kluzáku. Počítač řízení letu také ovládá škrticí klapky letadla, aby udržoval odpovídající rychlost přiblížení. V příslušné výšce nad zemí (jak ukazuje radiový výškoměr) počítač řízení letu zpomalí škrticí klapky a zahájí klopný manévr. Účelem tohoto „ vzplanutí “ je snížit energii letadla tak, aby přestal létat a usadil se na dráze.

U CAT IIIc bude počítač řízení letu nadále přijímat odchylky od lokalizátoru a pomocí kormidla bude udržovat letadlo na lokalizátoru (který je zarovnán se středovou osou dráhy). Při přistání se spoilery nasadí (jedná se o povrchy nahoře křídla směrem k odtokové hraně), což způsobuje, že proudění vzduchu přes křídlo je turbulentní a ničí vztlak. Systém automatické brzdy současně zabrzdí. Protiskluzový systém bude upravovat brzdný tlak tak, aby se všechna kola točila. Jak rychlost klesá, kormidlo ztratí účinnost a pilot bude muset řídit směr letounu pomocí řízení příďového kola, což je systém, který obvykle není připojen k počítači řízení letu.

Z hlediska bezpečnosti avioniky je přistání CAT IIIc nejhorším scénářem pro bezpečnostní analýzu, protože selhání automatických systémů od vzplanutí přes roll-out by mohlo snadno vést k „hard over“ (kde se řídicí plocha plně vychýlí v jedním směrem.) To by se stalo tak rychle, že letová posádka nemusí účinně reagovat. Z tohoto důvodu jsou systémy autoland navrženy tak, aby zahrnovaly vysoký stupeň redundance, takže lze tolerovat jedinou poruchu jakékoli části systému (aktivní selhání) a lze detekovat druhou poruchu - v tomto okamžiku se systém autoland sám vypne (odpojit, selhat pasivně).

Jedním ze způsobů, jak toho dosáhnout, je mít „tři ze všeho“. Tři přijímače ILS, tři rádiové výškoměry, tři počítače pro řízení letu a tři způsoby ovládání letových ploch. Tři počítače pro řízení letu fungují souběžně a jsou v neustálé křížové komunikaci, přičemž porovnávají své vstupy (přijímače ILS a rádiové výškoměry) se vstupy ostatních dvou počítačů pro řízení letu. Pokud existuje rozdíl ve vstupech, pak počítač může „odhlasovat“ deviantní vstup a upozorní ostatní počítače, že (například) „RA1 je vadný“. Pokud se výstupy neshodují, počítač se může prohlásit za vadný a pokud je to možné, odpojit se.

Když pilot aktivuje systém (před zachycením buď lokalizátoru, nebo kluzáku), počítače řízení letu provedou rozsáhlou sérii vestavěných testů. Pro přistání CAT III musí být všechny senzory a všechny letové počítače v dobrém zdravotním stavu, než pilot obdrží indikaci „AUTOLAND ARM“ (obecné indikace, které se budou lišit v závislosti na dodavateli vybavení a výrobci letadel). Pokud je část systému v omylu, zobrazí se informace jako „POUZE PŘÍSTUP“, které informují letovou posádku, že přistání CAT III není možné.

Pokud je systém správně v režimu ARM, když přijímač ILS detekuje lokalizátor, systémový režim autoland se změní na „LOCALIZER CAPTURE“. Počítač řízení letu přemění letadlo na lokalizátor a poletí podél lokalizátoru. Typický přístup bude mít letadlo „pod klouzavou rovinou“ (vertikální navádění), takže letadlo bude létat podél lokalizátoru (zarovnáno se středovou osou dráhy), dokud nebude sestupová rovina detekována. V tomto okamžiku se režim autoland změní na CAT III a letoun bude letět počítačem řízení letu podél paprsků lokalizátoru a kluzáku.

Antény pro tyto systémy nejsou v místě přistání na přistávací dráze, přičemž lokalizátor je v určité vzdálenosti za dráhou. V předdefinované vzdálenosti nad zemí zahájí letoun vzplanutí, zachová stejný směr a usadí se na dráze v určené dotykové zóně.

Pokud systém autoland ztratí nadbytečnost před výškou rozhodnutí, pak se letové posádce zobrazí chybové hlášení „AUTOLAND FAULT“, kdy si posádka může zvolit pokračování jako přiblížení CAT II, ​​nebo pokud to není možné kvůli počasí pak by posádka musela zahájit průlet a pokračovat na alternativní letiště.

Pokud dojde k jediné chybě pod výškou rozhodnutí, zobrazí se „AUTOLAND FAULT“; v tom okamžiku je letadlo odhodláno přistát a systém autoland zůstane zapnutý, přičemž bude ovládat letadlo pouze na dvou systémech, dokud pilot nedokončí zavádění a nedojde k úplnému zastavení letadla na dráze nebo k vypnutí dráhy na pojezdovou dráhu. Toto se nazývá „aktivní při selhání“. V tomto stavu je systém autoland od vypnutí „jedna chyba“, takže indikace „AUTOLAND FAULT“ by měla informovat letovou posádku, aby velmi pečlivě sledovala chování systému a byla připravena okamžitě převzít kontrolu.

Systém je stále aktivní při selhání a stále provádí všechny potřebné křížové kontroly, takže pokud se jeden z počítačů řízení letu rozhodne, že je správné nařídit úplné vychýlení řídicí plochy, druhý počítač zjistí, že existuje rozdíl v povelech a to způsobí, že oba počítače budou offline (pasivní), kdy letová posádka musí okamžitě převzít kontrolu nad letadlem, protože automatické systémy provedly bezpečnou věc tím, že se odpojily.

Během návrhu systému se kombinují předpokládaná čísla spolehlivosti pro jednotlivá zařízení, která tvoří celý systém autoland (senzory, počítače, ovládací prvky atd.), A vypočítává se celková pravděpodobnost poruchy. Jelikož hrozba existuje primárně během vzplanutí při zavádění, použije se tato doba expozice a celková pravděpodobnost selhání musí být menší než jedna z milionu.

Viz také

Reference

externí odkazy