近地警告系统

摘录自网路合并

一,基础原理

近地警告系统(GPWS)挽救了许多机组和乘客的生命,那么GPWS有哪些功能,它和EGPWS有什么区别,我们今天通过几张图片就来简单了解一下几个典型的近地警告系统功能。

EGPWS接收来自无线电高度(RA)、GPS、飞行管理计算机(FMC)、大气数据及惯性基准组件(ADIRU)、失速管理计算机(SWMC)、起落架手柄、空地系统等组件的信号,将计算出的警告通过姿态指示器(PFD)、导航显示(ND)和警告系统通知机组,机组可以通过近地警告面板抑制近地警告系统。

前视地形警报在ND上的显示如下图,红色区域表示高于飞机当前高度以上2000 英尺的地形,琥珀色区域表示飞机当时高度以下500 英尺(起落架放下250 英尺)到飞机当时高度以上2000 英尺之间的地形,绿色区域表示飞机当前高度以下2000 英尺到500 英尺之间(起落架放下250 英尺)的地形。

当飞机与预计的地形撞击有20至30 秒时,PFD上显示PULL UP,ND上显示红色TERRAIN 信息,语音警告“TERRAIN,TERRAIN,PULL UP”,如下图所示。

当飞机与预计的地形撞击有40至60 秒时,ND显示琥珀色TERRAIN 信息,语音警告“CAUTION,TERRAIN”,如下图所示。

当飞机距地形数据库中任一机场很远时,下降至不安全的无线电高度以下时,PFD上显示PULL UP,语音警告“TOO LOW,TERRAIN”,如下图所示。

传统的GPWS还具有7种模式的警告,包括着陆时过大下降率、过大地形接近率、起飞复飞时过大下降率、低高度襟翼或起落架不符合着陆构型、低于下滑道、高度报告和反应式风切变。它们的优先级如下图所示。

二,详细说明

近地警告系统(GPWS — ground proximity warning system)是在飞机接近地形物的不安全情况下,用来向机组提供警告,它同时提供风切变警告(主要由加速度计实现功能)。警告信息包括语音与视频信息,这种警告情况直到机组采取了正确行动才会消失。

EGPWS系统在飞机低于 2450 英尺的时候工作。

EGPWS利用环球定位系统(GPS)和数据库软件让机组更加了解地形。在飞机上的显示器可以得到飞机附近的地形信息。EGPWS 系统还警告机组不要提前下降。

EGPWC存储一个全球范围的地形数据库,利用这个已有的数据库与定位信号做对比,仿真出一个地形信息显示在ND上。并且,比较飞机的位置和地形数据库,如果发现60秒后有地形的威胁,GPWC会给出一个警告。

在驾驶舱音响警告中,有一个优先级关系。近地警告 > TCAS > 气象雷达警告,警告不会同时出现,而是会向下抑制。

1,GPWS 方式

以下是 GPWS 的方式:

方式 1-下降速率太大

该警告与和起落架和襟翼无关,在不同的高度下,下降率不同,会有不同的警告状态。具体见下图

方式 2-飞机接近不断上升的地形物时,过大的接近率

这个方式有两种工作方式,分为方式2A和方式2B。主要区分为是否处于着陆构型(襟翼和起落架差异)

方式 2A是襟翼不在着陆构型并且下滑偏离超过两个点的过大接近率时产生。警告信息与情景如下图

方式 2B 是襟翼在着陆构型(超过 30 个单位)时,飞机过大的接近率而产生的警告。

方式 3-在爬升(起飞或者复飞)过程中丢失太多高度

具体的两种警告触发场景如下:

1)、飞机在着陆构型(起落架放下,襟翼单位大于30 个单位),飞机的爬升高度在 245 英尺之下。

2)、飞机在起飞的过程中。

方式 3A 是在飞机起飞后丢失了太多的原始高度这个丢失的高度取决于爬升速率和飞机的无线电高度。飞机爬升率不足,或者出现下降的情形,会触发3A警告,3A给出的语音信息是DON’T SINK。

方式 3B 给出静空太小的警告。静空在飞机的起飞和爬升时不断的增大。3B 给出的警告是 TOO LOW TERRAIN。相当于是方式3B是指起飞后飞机离地高低过低,有触地风险。

方式 4-没有足够的静空区域(也有两种警告方式,直观的影响量为飞机距离地面高度过低。辅助判断是否警告的因素为是起落架和襟翼的位置,这两个因素也是构成飞机是否为着陆构型的依据。)

起落架在收上时,GPWC 给出方式 4A 警告。方式4A 在低空速时给出语音信息 TOO LOWGEAR 或者在高空速时给出信息 TOO LOW TERRAIN。

起落架在放下并且襟翼不在着陆构型时,GPWC 给出方式 4B 警告。方式 4B 在低空速时给出TOO LOW FLAP 的语音信息或者在高空速时给出TOO LOW TERRAIN 的信息。

方式 5-低于下滑道太多

GPWC 给出语音警告 GLIDESLOPE,并且低于下滑道灯会亮。当飞机越靠近地形物时,语音警告的声音越大,并且警告声重复更频繁。当按压下滑抑制开关时可以取消方式 5 警告。

在 30 英尺到 1000 英尺的高度内,飞机偏离下滑道大于 1.3 个点时,低音量警告,当飞机低于 300 英尺且偏离下滑道超过 2 个点时,是正常音量的音响警告。

方式 6-当飞机下降到选定的无线电高度区域时发出语音警告

当飞机起落架放下并且下降到选择的高度时,GPWC 就会给出方式 6 的警告。以下是方式 6 的几种选项:

1、高度警告 2、最低限警告 3、接近最低限的警告 4、倾斜角警告(横滚警告)

方式 7-风切变警告

风切变是在大片的空气很快的发生改变时产生的。最危险的风切变类型叫做小爆头。当飞机在地形物的附近时,向下的小爆头会给飞行员很少的时间来避开风切变的影响。

当飞机遇到小爆头的时候,刚开始的影响就是增加空速和增加爬升,因为增加爬升率,飞机也就增加了高度。

当飞机穿越小爆头时,就会迅速降低了空速和爬升率。那么飞机的高度也就迅速下降了。

发生方式 7 警告时,GPWC 会给出 WINDSHEAR WINDSHEAR WINDSHEAR 的警报声,同时,GPWC 会给 DEU 的一个离散信号,使主飞行显示器上有 WINDSHEAR 的信息。模式 7 具有最高优先权。

除了以上的 7 种警告,EGPWS 还有两种其他的功能:

地形静空功能(TCF——Terrain clearance floor )——进近前下降时

EGPWS也包括各地机场的数据库。GPWC存储着一个跑道数据库,这个跑道数据是包含在地形数据库里的。这个数据库包括世界上所有超过3500 英尺长硬跑道的位置。TCF在跑道周围形成一个地形面。当飞机离机场越高的时候,地形面的高度也在增加。GPWC把飞机的经度、纬度、无线电高度数据和TCF的地形面数据进行比较。如果飞机下降到这个地形面,GPWC发出一个警告。

TCF甚至在飞机在着陆构型时也会发出警告。

TCF 在整个飞行过程中都产生作用。当飞机距离跑道大于15 海里的时候,无线电高度为700 英尺的时候会发生警告。当飞机飞到另外一个机场,满足以上的条件的时候也会发生警告。如下表所示,随着距离机场距离的接近,警告高度是不断的下降的。

跑道静空功能(RFCF——Runway field clearance floor)——机组在进近的时候下降太多

跑道静空(高度高于跑道)是计算当前高度和目标机场的海拔之差。几何高度被用来计算当前高度。

几何高度是用以下如下的输入来计算飞机的高度的:气压高度、GPS 高度、无线电高度、地形海拔高度、跑道海拔高度

由于温度极限、非标准高度状态或者错调了高度,几何高度在修正气压高度方面会出现高度错误。

RFCF 在目标跑道中央上建立环行带。不同于TCF 高度面,FRCF 的环行带只延伸到离跑道终点5 海里的地方,并且高度不超过跑道的300 英尺。RFCF 功能同时根据气压高度和跑道数据的质量来计算跑道位置误差(KRF)。

三、各警告音优先等级

以下为例举,以SDS 34-46-00-022 GPWS – SPEECH PROM手册为准。

关于5G网络影响RA指示

国内有航司反应“在珠海区域备降时,2100米飞行形态警告间歇性响了2声,起落架灯闪亮2次,当时在备降,下方有飞机起飞。经工程师查看译码分析,确认两套无线电高度表同节奏跳动,最低高度漂移至600英尺,导致起落架构型警告”。该公司怀疑为在飞跃基站的时候,由于频率干扰,可能诱发指示错误。

国内的5G频率如下:

收发机在4200-4300MHZ。

波音统计的各国的通讯频率如下。

无线电高度跳变

ISI-34-23-42676

南航发起的倡议贴

中国南方航空公司经历了多次无线电高度突然变化,这进一步导致起落架配置警告数次,这种RA变化仅发生在安装了柯林斯RA LRA-900收发器的B737机队上。安装了相同柯林斯RA LRA-900收发器的中国南方B777没有遇到此问题,安装了非柯林斯收发器的B737飞机也没有遇到类似问题。

例1:B737NG,无线电高度突然从20000英尺变为683英尺。起落架配置警告被触发。PFD上没有无线电高度指示。

例2:B737NG,当飞机从4000英尺下降到300英尺时,左RA减小,右RA增大,起落架配置警告触发两次。

示例3:B737MAX,RA 2在5秒内瞬间高度下降681英尺,飞机下降5400英尺时触发起落架配置警告。

波音公司的初步反应是RA偏移是由飞越(OVERFLIGHT)条件引起的,但中国南方航空公司的飞行员证实,当起落架配置警告触发时,既没有地形也没有飞越条件。没有触发TCAS警告,在所有事件的基准情况下也没有发现TCAS目标。

南航希望了解类似案例和根本原因。

东海航讨论是否存在外部环境影响时,南航表示在过去的7年中,配备LRA-900的B737NG飞机发生了53起类似的案例。深圳沙河高尔夫俱乐部是一个相对常见的事件,但它也发生在其他地方。我们的分析发现,当飞机在大约2500英尺的高度飞越深圳沙河高尔夫俱乐部时,这种故障的可能性更大,但当机组人员提前降低高度并在2000英尺以下的高度经过这个地方时,它就不会出现。所以我们不认为这是外部干扰,。

厦门航空自2022年以来已统计出50多例类似病例,自2023年以来约有15例类似病例出现下降趋势。这些病例最常见于青岛胶东机场,自2022年以来几乎占总数的一半。根本原因可能是干扰或系统瞬态故障。XIA执行了SB 737-34-2395R1、SL 737-SL-34-260。

关于COLLINS气象雷达的补充信息

一,关于自动校准

自动校准条件:陆地,巡航,地势平坦,外界没有天气的情况下,放在自动cal位全程开着。

1.航路选择,有条件建议选择长的陆地航路。
2.自动校准的条件需要满足,陆地,巡航阶段(>17kft),地势平坦,外界没有天气的情况下,飞机不要有大的机动动作,如转弯。雷达放自动模式,增益cal位,雷达不要做任何操作。系统在做自动校准时会在80海里外出现大面积红黄色的地面杂波。
3.机组在起飞和下降阶段也可以切换到手动模式去扫前方的天气,手动模式下是没有自动校准功能的,可以参考培训材料中的手动模式操作建议。
4.Collins 的一代和二代自动雷达都是保留了手动的操作功能,如有天气的话,机组怀疑自动模式在做自动校准,完全可以切换到手动模式进行天气探测,无需返航。
5.在自动校准期间,如无天气,不建议自动和手动进行切换,会打断自动校准的过程,在下一个航路,满足条件时会重新自动校准。

二,更换驱动组件的时候,这个卡子不要拿下啦,它的倾斜度是不一样的,如果装反了也会有大量地面杂波。

三、COLLINS气象雷达的维护提醒

四、COLLINS气象雷达的使用提醒

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