Easy Does It, TCAS resolution advisories require rapid - but not radical – response / Особенности применения системы TCAS,
Содержание:
Два инцидента, повлекшие травмы людей, заставили по-новому взглянуть на действия пилотов в случае срабатывания сигнализации системы предупреждения об опасности столкновения в воздухе TCAS (Traffic-alert Collision Avoidance Systems). В обоих случаях пилоты предприняли слишком энергичные воздействия на органы управления самолетом, в то время как требовалось более ровная и умеренная реакция. По мнению разработчиков системы, когда раздается предупреждающий сигнал TCAS, пилотам не нужно впадать в панику. У экипажа при включении аварийной сигнализации имеется еще достаточно времени, чтобы выполнить необходимый маневр воздушного судна (ВС) при нормальном ходе штурвальной колонки. В документе ICAO по аэронавигационному обслуживанию сказано следующее: «Ограничивайте изменения траектории движения ВС минимально необходимыми для достижения соответствия с рекомендуемыми действиями». При этом ICAO рекомендует оборудовать все коммерческие ВС системами TCAS.
Краткое описание принципа работы TCAS поможет понять, как действует эта система. TCAS принимает информацию о других движущихся ВС в радиусе до 56 км, посылая запрос, на который реагирует и посылает кодированный избирательный ответ радиоответчик с запрашиваемого борта. В ответе содержится информация об азимуте, высоте и удалении этого самолета. По этой информации TCAS рассчитывает предельную точку сближения (closest point of approach - CPA) для каждого из двух ВС, рассчитывает, находится ли эта точка внутри «защитной зоны» вокруг самолета и когда «самолет-нарушитель» достигнет эту точку. Если за время от 20 сек ниже 1 000 футов или за 48 сек на высотах выше 20 000 футов, на дисплее TCAS появляется консультация (совет) по дальнейшему движению (Traffic Advisory - TA). Совет системы TCAS представляется в речевой форме: «Traffic, traffic!» и в визуальной форме – в виде значка - символа «нарушителя» на дисплее, цвет которого переходит из белого в желтый. Компьютер TCAS подсказывает экипажу, чтобы он обратил внимание на экран трафика для установления визуального контакта с «нарушителем» и приготовиться к возможному получению рекомендуемого действия (Resolution Advisory - RA). Таким образом, пилот сначала получает заблаговременную консультацию TA, а потом – руководство к действию RA.
Сигнал рекомендуемого действия RA появляется, если «самолет-нарушитель» продолжает приближаться и точка CPA может оказаться внутри «защитной зоны». Сигнал RA подается за 15 сек до возможного инцидента на высотах 1 000 футов и за 35 сек на высотах свыше 20 000 футов. (На высотах ниже 1 000 футов сигнал не подается). В этот момент значок «нарушителя» на дисплее окрашивается в красный цвет, и звучит речевая команда «набирай высоту» (climb) или «снижайся» (descend) или «выдерживай вертикальную скорость» (adjust vertical speed). На экране индикатора скороподъемности (вертикальной скорости) появляются красные и зеленые дуги, наглядно показывающие, какую вертикальную скорость нужно установить и какую нужно избегать. Запас по времени от точки подачи сигнала RA на реакцию экипажа равен 5 сек. В циркулярном письме FAA 120-55В по этому поводу записано: «чтобы TCAS обеспечила безопасное вертикальное эшелонирование требуется, чтобы вертикальная скорость движения самолета начала меняться в течение 5 сек после появления RA на дисплее».
Для выполнения команды RA требуется отключить автопилот и передвинуть штурвал в том направлении и на ту величину, которые рекомендуются сигналом RA. Чтобы набрать рекомендуемую вертикальную скорость (обычно это 1500 футов/мин при наборе высоты или снижении), сначала нужно установить угол тангажа в соответствии с таблицей экстренной реакции (при М=0,8 угол тангажа должен быть 2 град., при скорости 250 узлов - 4 град. на высоте ниже 10 000 футов и т.д.). Если действия выполнены правильно, вертикальная скорость окажется в зеленой зоне индикатора. Изменение высоты в результате выполнения команды RA составляет, как правило, от 300 до 500 футов. Этого достаточно чтобы избежать конфликта.
Экстренные действия пилота при появлении рекомендации RA включают установку угла тангажа в пределах 5-7 град. при скорости полета меньше 200 узлов. Превышение этого диапазона в результате чрезмерной реакции пилота может привести к нежелательным последствиям.
Пример. 3 октября 2005 г. пилот самолета Embraer 170, получив сигнал рекомендуемого действия RA, резко рванул штурвальную колонку на себя, в результате чего самолет «буквально встал на дыбы», угол тангажа прыгнул до 14 град., а экипаж получил серьезные травмы. В отчете Национального комитета США по безопасности на транспорте (NTSB) по этому инциденту сказано, что самолет Embraer 170 авиакомпании Shuttle America в этот день выполнял рейс по маршруту из Монреаля в Вашингтон, имея на борту 431 пассажира и четырех членов экипажа. В момент происшествия самолет пилотировал второй пилот. Когда самолет шел на высоте 3 000 футов в визуальных метеоусловиях и выполнял правый третий разворот для посадки на ВПП 01R аэропорта Dulles (Вашингтон), экипаж получил команду диспетчера аэропорта занять высоту 2 500 футов и взять курс на юго-запад. Примерно в то же самое время бортовая система TCAS выдала сначала сигнал TA, а за ним сигнал рекомендуемого действия RA «climb» - набирай высоту. Судя по записям бортового регистратора режимов полета, второй пилот, который в это время вел самолет, недолго думая, тут же дернул штурвал на себя, в результате чего угол тангажа взвился до 14 град, а вертикальная перегрузка достигла 2, т.е. вдвое превысила ускорение земного тяготения. В результате столь резкого маневра, все, кто стоял или шел, повалились на пол и получили травмы, а у одного из бортпроводников была сломана нога. Сам самолет, однако, не получил повреждений. В отчете NTSN указано, что если бы пилот, заметив сигнал RA, следовал рекомендациям по установке угла тангажа, создал бы перегрузку в диапазоне +0,75 - 1,25 g, не более того.
Во втором происшествии, случившемся 16 ноября 2006 г., последствия были более значительны. В этот день самолет Боинг 757-200 авиакомпании Far Eastern Air Transport выполнял рейс EF306 из Тайбея (Тайвань) в Южную Корею над морем у восточного побережья Китая. На борту самолета находились 129 пассажиров, 6 бортпроводников и 2 члена летного экипажа. Когда самолет шел курсом на север в визуальных метеоусловиях на эшелоне FL390 (39 тысяч футов) и находился в 185 км от аэропорта назначения, экипаж получил команду диспетчера из центра УВД в Инчоне (Южная Корея) спуститься на эшелон FL310 (31 000 футов).
А в это время самолет Боинг 777 авиакомпании Thai Airways шел курсом на юг по тому же маршруту на эшелоне FL340 (34 000 футов). В то время, когда оба самолета находились в 22 км друг от друга и 48 сек от предельной точки сближения CPA, на дисплеях систем TCAS обоих самолетов появился предупреждающий сигнал TA (совет по изменению движения).
Когда самолет Боинг 757 снизился до высоты 34 052 фута и продолжал снижение с вертикальной скоростью 1900 футов/мин, диспетчер дал команду «Far Eastern 308, немедленно прекратите снижение!». При расследовании обстоятельств происшествия диспетчер сказал, что он на минуту потерял представление о движении обоих Боингов, сконцентрировавшись на других объектах на дисплее радара. Когда он снова обратил внимание на назревавший конфликт, то обнаружил, что самолеты находятся на удалении 24 км друг от друга и Боинг 757 находится выше Боинга 777. Тогда диспетчер «инстинктивно» приказал экипажу Боинга 757 прекратить снижение, а экипажу Боинга 777 отвернуть вправо и лечь на курс 270 град. Согласно отчету NTSB, диспетчер в этот момент забыл о стандартной фразеологии. Между командами «descend» (снижайтесь) и «stop» (прекратите снижение) диспетчер должен был дать команду «correction» (коррекция). К тому же он перепутал позывные рейса, сказав «Far Eastern 308» вместо «Far Eastern 306».
Капитан Боинга 757 впоследствии сказал, что он не все понял из радиообращения диспетчера, но четко понял «прекратите снижение». Он отключил автопилот и установил высоту 33 800 футов. В отчете NTSB указано, что команда диспетчера немедленно прекратить снижение, была излишней, и в случае снижения никакого конфликта не могло бы произойти. Командир Боинга 757 рассказал, на дисплее TCAS появилась команда TA, потом RA – «снижайтесь!» и значок «самолета-нарушителя» изменил свой цвет сначала с белого на желтый, а потом резко на красный. В ту же самую минуту на дисплее TCAS Боинга 777 появилась команда RA – «набирай высоту!». В это время расстояние между стремительно сближающимися самолетами было всего 17 км, а расчетное время до точки конфликта (СРА) - 35 сек. Экипаж Боинга 777 среагировал очень быстро и точно в соответствии с командой RA.
А на борту Боинга 757 между тем продолжалась паника. Второй пилот перепутал команду и вместо «снижайтесь», которая была на дисплее TCAS, решил, что нужно набирать высоту. На повторную команду диспетчера «снижайтесь!», он ответил: «Нет, мы выполняем команду TCAS». Пока шла вся эта перепалка, и экипаж никак не мог понять, что же делать, командир Боинга 757 сначала посмотрел на индикатор указателя положения ВС (ADI), где уже зловеще маячил красный значок «самолета-нарушителя», а потом взглянул прямо перед собой и застыл от ужаса – прямо на него мчался огромный Боинг 777. «Я, что есть силы, отдал штурвал от себя, чтобы избежать неминуемого столкновения», - так объяснил командир свои действия.
Судя по записям бортового регистратора режимов полета, за 4 сек после резкого движения штурвала угол тангажа Боинга 757 упал с +4 до –18 град., создав отрицательную перегрузку 1,06 g и вертикальную скорость снижения 12 000 футов/мин. Поняв, что «проскочили» и опасность миновала командир Боинга 757 решил вернуться на эшелон FL 310, но опять сделал это чересчур резко. Резко взяв штурвал на себя, он вывел самолет на перегрузку +2,58, чуть не развалив его. Во время всей этой эквилибристики пассажиров бросало как белье в стиральной машине. При отрицательной перегрузе страшная сила подбрасывала людей к потолку, при положительной - швыряла на пол, кресла, перегородки. Все, что не было закреплено и зарыто - коробки, пакеты, оборудование, тележки для раздачи бортпитания - летало по салону, превратившись в опасные снаряды. Некоторые пассажиры получили серьезные травмы: переломы ребер и конечностей, ушибы и кровотечения. В одну пассажирку, сидящую в хвостовой части салона, угодила тележка и нанесла тяжкие увечья. Второго пассажира, только что вышедшего из туалета, подбросило вверх, а потом вниз, где он получил сильнейший удар пустой тележкой для бортпитания, в результате чего получил перелом руки.
Самолет, в конце концов, добрался до аэропорта назначения и произвел благополучную посадку. В салоне оказались сломаны несколько кресел и порваны декоративные панели потолка и перегородок. Силовая конструкция самолета не пострадала. По результатам расследования происшествия комитетом по расследованию происшествий ASC было принято решение пересмотреть программы обучения летных экипажей пользованию системой TCAS в направлении повышения эффективности работы с ней в экстремальных ситуациях.
