Визуальный полет становится виртуальным

Дэвид ХЬЮЗ, Орландо, шт. Флорида
Пилотские кабины деловых самолетов и самолетов авиации общего назначения (АОН), как правило, первыми оснащаются оборудованием, появляющимся затем в кабинах пассажирских авиалайнеров. Поэтому именно в них предлагается использовать новые, усовершенствованные индикаторы с синтезированным изображением.
Как и многие другие нововведения в гражданской авиации, это оборудование является не чем-то совершенно новым, а скорее, развитием существующих инженерных решений. Многое из того, что вскоре появится на рынке, разрабатывается уже в течение десятилетий.
Фирма Kollsman Inc. из США, например, проводит на летающей лаборатории Cessna 340 летные испытания нового, усовершенствованного индикатора с синтезированным изображением. Он должен появиться на рынке оборудования в 2007 г. Самолет был показан на выставке в Орландо, приуроченной к проходившей здесь же конференции Национальной ассоциации деловой авиации США. Пионером в области оснащения подобным оборудованием гражданских самолетов стала фирма Gulfstream в 2002 г. На некоторых ее бизнес-лайнерах установлены индикаторы на лобовом стекле фирмы Honeywell, совмещенные с тепловизором переднего обзора (forward-looking infrared, Flir) фирмы Kollsman.
Для самолетов авиации общего назначения система электронных пилотажных приборов с синтезированным изображением разработана также американской фирмой Chelton Inc. Ее проект Capstone на Аляске финансировался Федеральным авиационным управлением США (FAA). По данным фирмы Chelton, 100 самолетов, оснащенных такой системой, эксплуатируются в настоящее время на Аляске и еще несколько сотен — в более южных штатах США.
Синтезированное изображение, то есть трехмерное изображение вида в направлении полета, наложенное на имеющуюся в цифровой базе данных картину рельефа местности и существующих препятствий, в комбинации с системой улучшения видимости (Flir) является следующим шагом в предоставлении летчикам информации о состоянии воздушного пространства перед самолетом, в том числе в темное время суток и в условиях ограниченной видимости.
Нацеленная на решение задачи всепогодной эксплуатации, радиоэлектронная промышленность исследует возможность создания более совершенных средств радиолокации, в частности РЛС, работающих в диапазоне миллиметровых волн и обеспечивающих видимость в густом тумане.
В надежно работающих системах должно синтезироваться изображение пространства перед самолетом, представляющее собой точно такую же картину, которую летчик видит собственными глазами через остекление кабины, считает Кевин Коллинз, старший вице-президент компании Jeppesen, отделения деловых самолетов и самолетов АОН фирмы Boeing. Поэтому базы данных, которые компания Jeppesen поставляет многим фирмам-разработчикам систем синтеза изображений, должны быть "аккуратными и точными". По словам г-на Коллинза, с каждым годом, по мере совершенствования методов топографии и все более широкого применения космических аппаратов, данные становятся более полными.
Главная тенденция развития систем бортового радиоэлектронного оборудования (БРЭО), индикаторы которых расположены на основной приборной доске кабины пилотов, как полагает Кевин Коллинз, заключается во все большей их комплексности. Практически вся информация о рельефе местности и процедуры полета по приборам отображаются на одном комплексном индикаторе. Пока отображение навигационных данных является плоским, но в будущем оно станет объемным, трехмерным. На бизнес-самолетах и самолетах АОН уже устанавливаются комплексные системы с плоским отображением навигационных данных на индикаторах основной приборной панели. Интенсивно ведутся работы по переходу к трехмерному представлению данных.
Г-н Коллинз сообщил также, что компания Jeppesen вскоре начнет поставки разработчикам БРЭО своего новейшего аппаратного и программного обеспечения, позволяющего накладывать схемы маршрута на отображение рельефа местности. Фактически это будет означать возможность отображения на экране индикатора подвижной карты местности.
Специалисты по управлению воздушным движением (УВД) в Европе и США работают над системами организации воздушного движении, которые позволят в течение 20 лет увеличить втрое пропускную способность систем УВД. Одним из важнейших направлений этой работы, по словам специалистов, является исключение плохой видимости из числа ограничений при заходе на посадку и посадке в условиях интенсивного воздушного движения. Решить эту задачу позволяет "виртуальный" визуальный полет, когда пилот в любую погоду может "видеть" ВПП. Но есть и другие стороны проблемы, например отображение на экране индикатора пилотской кабины воздушной обстановки в районе аэропорта, что становится возможным при передаче координат самолета, определенных с помощью спутниковой навигационной системы, через радиоканал системы автоматического зависимого наблюдения.
Однако Boeing, Airbus, а также многие авиакомпании не проявляют большого интереса к установке систем улучшения видимости типа Flir на свои самолеты. Одна из причин этого заключается в том, что FAA разрешает пилотам бизнес-самолетов снижаться до высоты 30 м, прежде чем он увидит ВПП. Самолетам коммерческих авиакомпаний это не разрешено. Но, возможно, такая ситуация изменится. По словам представителей фирм-разработчиков БРЭО, FAA собирается вскоре распространить данное разрешение и на процедуру посадки самолетов авиакомпаний.
Тем не менее в настоящее время авиакомпании больше заинтересованы в совершенствовании наземных систем обеспечения посадки, а не в бортовых системах улучшения видимости. В США разработана система повышения точности определения координат и коррекции навигационных данных с помощью расположенных непосредственно в зоне аэропорта наземных опорных станций, названная LAAS (Local Area Augmentation System), однако FAA пока заморозила проект, аргументируя свое решение необходимостью более подробного изучения связанных с ним технических вопросов.
Еще одной альтернативой системам улучшения видимости на самолетах авиакомпаний является обеспечение требований к точности определения навигационных характеристик полета (Required Navigation Performance, RNP). Требуемая точность навигации достигается благодаря наличию на борту самолета различного навигационного оборудования, в том числе спутниковой навигационной системы GPS. При этом самолет не выходит за пределы достаточно узкого коридора в воздушном пространстве. Boeing, Airbus и авиакомпании стремятся как можно быстрее внедрить RNP в зонах аэропортов и при полетах над океанскими просторами.
Одна из ведущих фирм, занимающихся проблемами RNP, — американская Naverus Inc. "Для большинства эксплуатантов бизнес-самолетов системы улучшения видимости, наряду с внедренными ранее и принесшими значительные выгоды другими техническим новшествами, являются еще одним "частным решением" задачи обеспечения всепогодной эксплуатации, — говорит Стив Фултон, технический директор Naverus Inc., излагая свою позицию по отношению к системам улучшения видимости. — Это решение недостаточно общее, чтобы обеспечить весь перечень требований, предъявляемых к системам УВД при всепогодной эксплуатации. RNP также является лишь дополнением к системам, обеспечивающим вылет, взлет с отказавшим двигателем, полет по маршруту, стандартные процедуры руления самолета в аэропорту и т. д., обеспечивая более точную навигацию при заходе на посадку. Поэтому прежде чем вкладывать значительные средства в разработку оборудования, позволяющего снять те или иные ограничения, мы должны понять, по каким направлениям необходимы улучшения".
В то же время система улучшения видимости вскоре впервые появится на борту авиалайнеров, эксплуатируемых авиакомпанией. Фирма Kollsman разрабатывает систему Flir нового поколения для установки вместе с индикатором на лобовом стекле кабин самолетов MD-10/11, A300 и A310, принадлежащих компании FedEx. Rockwell Collins поставит систему улучшения видимости для делового самолета BBJ фирмы Boeing. Кроме того, Boeing, возможно, разработает собственный вариант системы Flir для BBJ.
По мере того как все большее число деловых самолетов и самолетов авиации общего назначения будет оснащаться системами Flir, в том числе с синтезированным изображением, авиакомпании начнут обращаться к фирмам Airbus и Boeing с просьбами установить систему улучшения видимости на борту приобретаемых ими лайнеров. И отказать постоянным заказчикам будет, без сомнения, довольно трудно.