TAWS

Havacılıkta, "Terrain awareness and warning system" (TAWS) (Arazi Farkındalık ve Uyarı Sistemi) genellikle "araziye kontrollü uçuş" kazaları veya CFIT olarak adlandırılan, yerle kasıtsız çarpışmaları önlemeyi amaçlayan yerleşik bir sistemdir. Şu anda kullanımda olan belirli sistemler, yere yakınlık uyarı sistemi (GPWS) ve gelişmiş yere yakınlık uyarı sistemidir (EGPWS). ABD Federal Havacılık İdaresi (FAA), GPWS, EGPWS ve bunların yerini alabilecek gelecekteki herhangi bir sistemi içeren ilgili FAA standartlarını karşılayan tüm araziden kaçınma sistemlerini kapsamak için genel TAWS terimini tanıttı.
2007 itibarıyla, dünyadaki ticari havayollarının %5'inde hala TAWS bulunmamaktadır. Uluslararası Hava Taşımacılığı Birliğitarafından yapılan bir araştırma, 51 kaza ve olayı inceledi ve vakaların %47'sinde pilotların TAWS uyarısına yeterince yanıt vermediğini buldu.
Birkaç faktör, hava taşıtlarını CFIT kazaları için hala risk altına sokabilir: eski TAWS sistemleri, EGPWS sisteminin devre dışı bırakılması veya TAWS veritabanında bir havaalanı yokken TAWS uyarılarının dikkate alınmaması.
Tarih
1970'lerin başlarından başlayarak, bir dizi çalışma, tam olarak kalifiye ve sertifikalı bir mürettebatın kontrolü altında düzgün işleyen bir uçağın, mürettebatın herhangi bir görünür farkındalık olmadan araziye (veya suya veya engellere) uçulduğu CFIT kazalarının meydana gelmesine baktı. 1960'larda ve 70'lerde, ayda ortalama bir CFIT kazası meydana geliyordu ve o dönemde hava yolculuğu ölümlerinin en büyük tek nedeni CFIT idi.
Honeywell'de bir mühendis olan C. Donald Bateman, ilk yere yakınlık uyarı sistemini (GPWS) geliştirmekle tanınır; Alaska Airlines Flight 1866'nın 1971 kazasından sonra yapılan erken bir testte, cihaz küçük bir uçağın araziden kaçınması için yeterli uyarı sağladı ancak sözkonusu olan daha büyük Boeing 727 jet uçağı için yeterli değildi. Bateman'ın 1960'larda geliştirilen ilk cihazları, irtifayı ölçmek için radyo dalgalarını kullandı ve uçak çok alçaldığında bir alarmı tetikledi, ancak ileriyi hedeflememişti ve öndeki dik bir şekilde yükselen arazi hakkında yeterli uyarı sağlayamıyordu.
Erken GPWS
Bu ilk çalışmalardan elde edilen bulgular, bir GPWS kullanılmış olsaydı, bu tür birçok kazanın önlenebileceğini gösterdi. Bu çalışmaların ve ABD Ulusal Ulaşım Güvenliği Kurulu'nun ( NTSB ) tavsiyelerinin bir sonucu olarak, 1974'te FAA, 14 CFR 121 (Bölüm 121) sertifikası sahipleri (yani, türbinle çalışan büyük uçakları işletenler) ve yaklaşık 14 CFR 135 (Bölüm 135) sertifikası sahipleri (yani, büyük turbojet uçakları işletenler) TSO onaylı GPWS ekipmanını kurmak için.
1978'de FAA, GPWS gereksinimini daha küçük uçakları işleten Bölüm 135 sertifika sahiplerini kapsayacak şekilde genişletti: on veya daha fazla yolcu koltuğu olan turbojetle çalışan uçaklar. Bu operatörlerin, yakın bir tehlike olup olmadığına bakılmaksızın rutin irtifa bildirimleri sağlayan TSO onaylı GPWS ekipmanı veya alternatif yere yakınlık danışma sistemleri kurmaları gerekiyordu. Bu gereklilik, bu uçakların karmaşıklığı, boyutu, hızı ve uçuş performansı özellikleri nedeniyle gerekli görülmüştür. GPWS ekipmanı, bu uçakların pilotlarının hızlı bir şekilde irtifa kazanmalarına ve bir CFIT kazasından kaçınmalarına yardımcı olmak için gerekli görüldü.
Bölüm 135 kapsamında işletilen turbo pervaneli (turboprop) uçaklarda GPWS veya alternatif FAA onaylı tavsiye sistemlerinin kurulması gerekli değildi çünkü o zamanlar genel fikir birliği, turboprop uçakların performans özelliklerinin onları CFIT kazalarına karşı daha az duyarlı hale getirdiği yönündeydi. Örneğin, turbojet uçaklara kıyasla, turboprop uçakların, irtifa kontrolünün yanlışlıkla ihmal edildiği durumlarda daha hızlı tepki verme yeteneğine sahip olduğu düşünülüyordu. Bununla birlikte, NTSB tarafından yapılan araştırmalar da dahil olmak üzere daha sonraki araştırmalar, turboprop uçakların karıştığı CFIT kazalarını analiz etti ve GPWS ekipmanı kullanılsaydı bu kazaların çoğunun önlenebileceğini buldu.
Bu çalışmalardan bazıları ayrıca alternatif yere yakınlık danışma sisteminin etkinliğini GPWS ile karşılaştırdı. GPWS'nin yalnızca gerektiğinde uyarı vermesi, minimum istenmeyen alarmla maksimum uyarı süresi sağlaması ve komut tipi uyarılar kullanması açısından üstün olduğu görülmüştür.
Bu raporlara ve NTSB tavsiyelerine dayanarak, 1992'de FAA, on veya daha fazla yolcu koltuğu olan tüm türbinle çalışan uçaklarda GPWS ekipmanı gerektirecek şekilde 135.153'ü değiştirdi.
EGPWS ve TAWS'a Evrim
Bu kurallar yayınlandıktan sonra, arazi haritalama teknolojisindeki gelişmeler, uçuş ekipleri için daha fazla durumsal farkındalık sağlayan yeni bir tür yere yakınlık uyarı sisteminin geliştirilmesine izin verdi. FAA, gelişmiş yere yakınlık uyarı sistemi (EGPWS) olarak bilinen bu tür ekipmanın belirli kurulumlarını onayladı. Bununla birlikte, önerilen nihai kuralda, FAA, daha geniş bir terim olan "arazi farkındalığı ve uyarı sistemi" (TAWS) kullanıyor çünkü FAA, yakın gelecekte burada önerilen son kuralda yer alan gelişmiş standartları karşılayacak çeşitli sistemlerin geliştirilebileceğini bekliyor. Başarılı EGPWS'yi mümkün kılan atılım, 1991'de Sovyetler Birliği'nin dağılmasından sonra geldi; SSCB, dünyanın ayrıntılı arazi haritalarını oluşturmuştu ve Bateman, mühendislik müdürünü, siyasi kaos onları kullanıma sunduktan sonra onları satın almaya ikna ederek daha erken arazi uyarılarını mümkün kıldı.
TAWS, uçuş ekibine yaklaşan arazi hakkında çok daha erken sesli ve görsel uyarı, ileriye bakma yeteneği ve iniş konfigürasyonunda devam eden operasyon sağlayarak mevcut GPWS sistemlerini geliştirir. Bu iyileştirmeler, uçuş ekibinin daha sorunsuz ve kademeli düzeltici eylem yapması için daha fazla zaman sağlar. United Airlines, EGPWS teknolojisini erken benimseyenlerden biriydi. American Airlines Flight 965'in 1995'teki CFIT'si, taşıyıcıyı tüm uçaklarına EGPWS eklemeye ikna etti; Boeing 757, daha önceki GPWS ile donatılmış olmasına rağmen, arazi uyarısı çarpışmadan yalnızca 13 saniye önce verildi.
1998'de FAA, tüm türbinle çalışan ABD tescilli uçak tipinin altı veya daha fazla yolcu koltuğuna (pilot ve yardımcı pilot koltukları hariç) sahip olduğunu belgeleyen 98-11, Arazi Bilinci ve Uyarı Sistemi Bildirimi yayınladı. FAA onaylı bir arazi farkındalığı ve uyarı sistemi ile donatılmalıdır.
23 Mart 2000'de FAA, Değişiklikler 91263, 121273 ve 135-75'i yayınladı (Düzeltme 135.154). Bu değişiklikler, altı veya daha fazla yolcu koltuğuna sahip (pilot ve yardımcı pilot koltukları hariç) ABD tescilli tüm türbinle çalışan uçakların FAA onaylı bir TAWS ile donatılmasını gerektirecek şekilde işletim kurallarını değiştirdi. Yetki yalnızca 29 Mart 2002'den sonra üretilen uçakları etkiler.
2006 yılına kadar, TAWS'nin yaygın olarak konuşlandırılmasına bağlı olarak, uçak kazaları ölümlerinin önde gelen nedeni olarak CFIT'i geride bıraktı. 7 Mart 2006'da NTSB, FAA'yı ABD'de kayıtlı tüm türbinle çalışan helikopterlerin en az 6 yolcu taşımak üzere sertifikalandırılmış bir arazi farkındalığı ve uyarı sistemi ile donatılmasını zorunlu kılmaya çağırdı. 2000 yılında helikopterlerin benzersiz uçuş özellikleri için teknoloji henüz geliştirilmemişti. Meksika Körfezi'nde sekiz petrol servis personelini taşıyan iki pilotlu bir Era Aviation Sikorsky S-76A++ helikopterinin karıştığı ölümcül bir helikopter kazası, karara yol açan birçok kazadan biriydi.
Başkan Barack Obama, GPWS'yi icadı ve daha sonra EGPWS/TAWS'a dönüşmesi nedeniyle 2010 yılında Bateman'a Ulusal Teknoloji ve Yenilik Madalyası verdi.
Çalışmalar
Modern bir TAWS, uçağın olası bir gelecekteki konumunun yerle kesişip kesişmediğini tahmin etmek için dijital yükseklik verilerini ve uçak araç değerlerini kullanarak çalışır. Böylece uçuş ekibine "yaklaşan arazi, ileriye bakma yeteneği ve iniş konfigürasyonunda devam eden operasyon hakkında erken sesli ve görsel uyarı" sağlanır.
TAWS türleri
A Sınıfı TAWS, aşağıdaki B Sınıfı TAWS'ın tüm gereksinimlerini içerir ve aşağıdaki ek üç uyarı ve görüntüleme gereksinimlerini ekler:
Arazi uyarısına aşırı kapanma oranı
İniş konfigürasyonu uyarısında değilken araziye uçuş
Bir ILS kayma eğimi uyarısından aşırı aşağı sapma
Gerekli: A Sınıfı TAWS kurulumları, çevredeki araziyi veya uçağa göre engelleri veya her ikisini birden gösteren bir arazi farkındalık ekranı sağlayacaktır.
B Sınıfı TAWS, ABD FAA tarafından şu şekilde tanımlanır: TSO -C151b ve RTCA DO-161A'da tanımlanan bir ekipman sınıfı. Asgari olarak, aşağıdaki durumlar için uyarılar sağlayacaktır:
Azaltılmış gerekli arazi açıklığı
yakın arazi etkisi
erken iniş
Aşırı iniş oranları
Kalkıştan sonra negatif tırmanma oranı veya irtifa kaybı
Hassas olmayan bir yaklaşma sırasında uçağın araziden 500 fit yüksekliğe veya en yakın pist yüksekliğine ("Beş Yüz" sesli çağrı) alçalması.
İsteğe bağlı: B Sınıfı TAWS kurulumu, çevredeki araziyi veya uçağa göre engelleri veya her ikisini birden gösteren bir arazi farkındalığı ekranı sağlayabilir.
C Sınıfı, küçük genel havacılık uçakları için amaçlanan ve B Sınıfı ekipmanın takılması gerekmeyen isteğe bağlı ekipmanı tanımlar. Bu, herhangi bir pilot koltuğu hariç, altıdan az yolcu koltuğu ile yapılandırıldığında, pistonla çalışan ve türbinle çalışan uçaklar için amaçlanan minimum operasyonel performans standartlarını içerir. C Sınıfı TAWS ekipmanı, FAA tarafından açıklanan küçük uçak modifikasyonları ile B Sınıfı TAWS'ın tüm gereksinimlerini karşılayacaktır. FAA, küçük uçaklar için gönüllü TAWS kullanımını kolaylaştırmak için Sınıf C'yi geliştirmiştir.
Etkiler ve istatistikler
GPWS'nin geliştirilmesinden önce, büyük yolcu uçakları yılda 3,5 ölümcül CFIT kazasına karışıyordu ve 1970'lerin ortalarında yılda 2'ye düşüyordu. 2006 tarihli bir rapor, ABD FAA'nın büyük uçakların bu tür ekipmanı taşımasını bir gereklilik haline getirdiği 1974'ten, raporun zamanına kadar, ABD hava sahasında büyük bir jet tarafından bir CFIT kazasında tek bir yolcu ölümü olmadığını belirtti. .
1974'ten sonra, eski GPWS sistemlerinin "kör noktası" nedeniyle GPWS'nin önleyemediği bazı CFIT kazaları vardı. Daha gelişmiş sistemler geliştirildi.
Daha eski TAWS veya EGPWS'nin devre dışı bırakılması veya havalimanı veri tabanında olmadığında uyarılarının dikkate alınmaması veya hatta tüm EGPWS'nin tamamı uçağı olası CFIT olaylarına karşı savunmasız bırakmaktadır. Nisan 2010'da, bir Polonya Hava Kuvvetleri Tupolev Tu-154M uçağı, Rusya'nın Smolensk yakınlarında olası bir CFIT kazasında düştü ve Polonya Cumhurbaşkanı da dahil olmak üzere tüm yolcuları ve mürettebatı öldürdü. Uçak, Universal Avionics Systems of Tucson tarafından yapılan TAWS ile donatıldı. Rus Eyaletler Arası Havacılık Komitesine göre TAWS açıldı. Ancak uçağın iniş yapacağı havalimanı (Smolensk (XUBS)) TAWS veri tabanında yer almıyor. Ocak 2008'de bir Polonya Hava Kuvvetleri Casa C-295M, EGPWS ile donatılmış olmasına rağmen Polonya, Miroslawiec yakınlarında bir CFIT kazasında düştü; EGPWS uyarı sesleri devre dışı bırakılmıştı ve sorumlu pilot EGPWS ile gerektiği gibi eğitilmemişti.