Почему самолёты несталкиваются: локаторы-роботы

Почему самолёты несталкиваются: локаторы-роботы

Рельсы для лайнеров

Над решением проблемы «белых пятен», находящихся вне радиуса действия локаторов, эксперты по аэронавигации, регуляторы и перевозчики рынка бьются уже много лет. Наземная сеть слежения на базе радаров кругового обзора, фиксирующих все объекты в «собственном» секторе неба, и направленных вторичных радиолокаторов (SSR-радаров), идентифицирующих самолеты по отраженному кодированному радиосигналу от транспондера, в далеком прошлом достигла собственного физического предела. При солидной дальнобойности в 240 км ее зонтик чуть накрывает побережье материков, и всех, кто находится по ту сторону горизонта, связывает с почвой лишь радио.

В 1970-х годах для обеспечения безопасности полетов в океанических районах была создана динамическая совокупность треков с односторонним перемещением, конфигурацию которых из-за «джетов» — ураганных воздушных течений на громадных высотах — диспетчерским работам приходится поменять чуть ли не каждый день. Треки, со своей стороны, делятся на эшелоны высотой 300?? м и шириной 110 км (1 градус по широте). Караваны лайнеров движутся по ним, как по рельсам, раз в десять мин. отправляя кодированные радиосигналы с GPS-координатами при помощи бортовых совокупностей ACARS (Aircraft Communications Addressing Reporting System).

Изначально ACARS были задуманы для автоматической передачи информации о состоянии судна — от режима работы давления и турбин в гидравлических контурах до функционирования сливных бачков в туалетных кабинах — сервисным работам авиакомпаний. Но с возникновением в начале 1990-х спутниковой навигации инженеры Boeing и Airbus имплантировали в «железо» ACARS модули инновационных для того времени совокупностей связи, известных под неспециализированным заглавием FANS (Future Air Navigation System). Кроме автоматической передачи на «башню» координат, FANS (гибрид GPS-радиостанции и приёмника) снабжает двусторонний обмен сжатыми текстовыми сообщениями, а также через спутники группировок Inmarsat, Globalstar и Iridium в случаях, в то время, когда наземная станция слежения находится за пределами дальности ВЧ-связи (200 км).

Более 90% лайнеров, трудящихся на трансокеанских маршрутах, оборудованы FANS. Однако в условиях постоянного роста трафика для гарантированного сопровождения лайнеров в удаленных океанических районах функционала FANS уже не хватает. Сейчас диспетчеры, по сути, не столько руководят трафиком, сколько пассивно следят за ним, фиксируя время появления бортов в контрольных точках маршрута.

Десятиминутный промежуток связи, за который лайнеры пролетают около 150 км, в принципе не разрешает «почва» принимать своевременные ответы. В условиях полета, в то время, когда от экипажа и мгновенной реакции диспетчера время от времени зависят много судеб, десять мин. — целая вечность.

Но, кроме того на базе FANS «многоэтажные» совокупности треков NATS (в северной части антлантического океана) и PACOTS (в Тихом океане) снабжают надежный транзит самолетов между континентами. Но из-за через чур широкого эшелонирования емкость небесных хайвеев приближается к критическому уровню. К примеру, треки в главных атлантических районах Gander и Shanwick, пропускающие через себя более 36?000 рейсов в месяц, уже забиты под завязку.

Компании вынуждены мириться с обстановкой, не смотря на то, что полеты по «кривым» коридорам заставляют их сжигать лишнее горючее и терять драгоценное время. Согласно расчетам специалистов работы Nav Canada, лишь за счет уплотнения эшелонов до половины градуса (55 км между самолетами) и спрямления маршрутов между Ветхим и Новым Светом перевозчики каждый год будут экономить $125 млн, либо около $300 на рейсе. Для отрасли, в которой норма прибыли образовывает чуть больше $6 на пассажирское кресло (в Европе), это большие деньги.

Уплотнение трафика в «территориях с ограниченной видимостью» FANS на себе не вытянет — в отличие от революционной разработки ADS-B, которая не только сделает небо над океанами прозрачным, но и вытянет на себе всю мировую совокупность управления воздушным перемещением из XX века в XXI.

    Совокупность управления воздушным перемещением, которая сейчас надеется на ветхие хорошие локаторы, осуществляя контроль только 30% неба над планетой, ожидает настоящая революция на базе средств космического базирования.

Виртуальный радар

не-меньше (Automatic Dependent Surveillance Broadcast) — радиовещания и автоматическая система наблюдения, базирующаяся на правильной спутниковой навигации. Практически это следующая ступень эволюции FANS, не смотря на то, что их дороги разошлись еще на ранней стадии разработки в начале 1990-х. В отличие от совокупности FANS, которая адресно передает кодированные сигналы станциям слежения, ADS-B два раза в секунду выдает в открытый эфир сжатый 120-битовый сигнал, содержащий код судна, его координаты, параметры и скорость бортовых совокупностей. «Врожденная» изюминка ADS-B — автоматическое формирование объемного информационного облака, либо виртуального радара, из множества трансиверов ADS-B в зоне покрытия радиосигнала на вторых воздушных судах и на земле.

В 1999—2006 годах разработка ADS-B была удачно протестирована в экстремальных условиях Аляски в ходе проекта Capstone. Применение ADS-B стало причиной резкому понижению аварийности, которая связана с неточностями в навигации, и ощутимой экономии горючего при том, что авиасообщение над труднодоступными территориями штата осуществляли контроль всего 11 маленьких мобильных ADS-B-станций. В середине 2000-х установка ретрансляторов ADS-B началась в Австралии и некоторых европейских государствах, но на промышленном уровне эта разработка в первый раз была внедрена в Канаде.

В 2009 году первые пять наземных станций всецело «перекрыли» пространство над стратегически ответственным с позиций трансокеанских авиаперевозок Гудзоновым заливом, ранее входившим в совокупность треков NATS, а сейчас ADS-B в треугольнике между Квебеком, Лабрадором и Гренландией покрывает уже целый северо-восток Канады. К 2020 году, полагают аналитики Nav Canada, за счет действенной навигации компании, летающие над Гудзоновым заливом, сэкономят на горючем практически $400 млн.

В 2010 году Австралии и примеру Канады последовали американцы, давшие инфраструктуру ADS-B в частные руки. За три года компания Harris сумела не только развернуть «зонтик» ADS-B над всей территорией Штатов, но и выдвинуться на большом растоянии в море. К примеру, башни Harris, установленные на нефтяных платформах, на данный момент осуществляют контроль пространство над Мексиканским заливом.

Но в действительности обеспечить надежную аэронавигацию над пустынными регионами возможно и без опоры на «почву». Канадская компания Flyht еще в 2005 году вывела на рынок неповторимый спутниковый ADS-C (C свидетельствует «контрактный», с ограниченным доступом) сервис AFIRS.

Контейнер AFIRS весом 3 кг и размером с ноутбук устанавливается в обычный слот отсека бортовой авионики, и в любой нештатной ситуации — при резком трансформации высоты, курса либо страшной вибрации судна — мгновенно начинает потоковую передачу данных через спутники Iridium в наземный диспетчерский центр. Наряду с этим на земле посредством AFIRS «на каждый пожарный» формируется виртуальный «тёмный ящик» каждого рейса.

Сервис, дешёвый в любой точке планеты, недешев. В $100?000 обходится «железо» совокупности, и еще по $10?000 необходимо выкладывать за 60 секунд применения спутникового канала Iridium.

    Как отыскать самолет на дне океана Интернациональная организация гражданской авиации (ICAO) советовала устанавливать на все самолеты, каковые будут выпускаться по окончании 2020 года, оборудование совокупности GADSS (Глобальная оповещения и аэронавигационная система безопасности о бедствии).

Из космоса известный

Компания Aireon, созданная производителем радиоэлектронного оборудования Harris, спутниковым провайдером Iridium и операторами нескольких главных районов полетной информации, уже в 2018 году собирается запустить сервис ALERT, по окончании того как все 66 спутников Iridium Next, оснащенных ADS-B-ретрансляторами, будут выведены на низкую околоземную орбиту. Центр обработки данных Aireon будет пребывать в ирландском Баллигиррене, «столице» района полетной информации Shanwick.

«Миссия ALERT содержится в мгновенном и бесплатном предоставлении поисково-спасательным работам, операторам полетных районов и авиакомпаниям информации о траектории и координатах любого летательного аппарата, оснащенного ADS-B. ALERT будет функционировать 24 часа в день и машинально отслеживать перемещения всех подряд воздушных судов с ADS-B в любой точке планеты, включая Антарктику, заявляет президент Aireon Дэн Тома. «Для этого нам не было нужно изобретать велосипед.

Все элементы ALERT — ADS-B, замечательная наземная спутниковая навигация и сеть ретрансляторов — в далеком прошлом существуют. Мы только объединили их в одно целое. По сути, мы предоставляем всем желающим вольный доступ к суперсовременной разработке уровня NextGen».

    Новое поколение Компания Aireon заявила о введении в строй уже в 2018 году глобальной космической ADS-B-мониторинга и системы навигации ALERT (Aircraft Locating and Emergency Response Tracking).

По оценкам Aireon, с возникновением сервиса ALERT до 2030 года компании, летающие в океанических воздушных районах, благодаря уплотнению эшелонов в совокупностях треков до половины, а после этого и до четверти градуса сэкономят на горючем от $6 до 8 млрд. Потенциальная экономия на проведении операций по спасению не поддается расчетам, но в случае если учесть, что в течение двух лет на бесплодные поиски МН370 уже израсходовано более $50 млн, цифры смогут оказаться не меньше впечатляющими.

На сегодня подготовка к запуску ALERT движется полным ходом. Летом 2015 года было произведено 75 спутников Iridium Next, любой из которых сможет «свести» с орбиты 1500 воздушных объектов и 81 ADS-B-транспондер Harris, а в ноябре Интернациональный альянс электросвязи (ITU) утвердил для совокупностей ADS-B космического базирования частотный диапазон 1090 МГц.

Как знать, возможно, когда-нибудь «всевидящее око» ALERT окутает Почву «умным» ADS-B-облаком, в которого будет вероятным всецело независимое пилотирование. В любом случае, когда спутники Iridium Next примут первый «сквит» с борта воздушного судна, отечественный ненадежный мир станет чуть надёжнее.

Статья «От локатора к облаку» размещена в издании «Популярная механика» (№160, февраль 2016).

Трансформеры с Доктором Ой все серии подряд. Мультики про машинки


Темы которые будут Вам интересны:

Читайте также: