曾世杰

（中國(guó)國(guó)際航空股份有限公司西南分公司飛行部，四川 成都 610202）

飛機(jī)在飛行中因?yàn)楦鞣N各樣的原因，也許會(huì)進(jìn)入不安全的飛行狀態(tài)。近年來空中流量的加大，確?？罩酗w行的安全變得越來越重要。在安全方面，1974年美國(guó)聯(lián)邦航空局（FAA）要求在頒發(fā)飛機(jī)執(zhí)照同時(shí)裝上GPWS，目前全世界有97%的民用飛機(jī)都裝了普通型近地警告系統(tǒng)（Ground Proximity Warning System簡(jiǎn)寫GPWS），給予了飛行員關(guān)于飛機(jī)存在不安全形態(tài)危險(xiǎn)接近地面的警告信號(hào)，增強(qiáng)了機(jī)組的處境意識(shí)，受控撞地（CFIT）(Controlled Flight Into Terrain)事故也因此而大大減小。受控撞地（CFIT）也叫做可控飛行撞地，為航空事故的一種，也就是一架飛機(jī)可由機(jī)師正常控制，但出現(xiàn)某一失誤，導(dǎo)致撞上地面、阻礙物或水面墜毀。為了使得飛機(jī)更加安全飛行，近年來還采用終端雷達(dá)探測(cè)進(jìn)近飛機(jī)，只要飛機(jī)低于最低安全高度就發(fā)出警告，這些系統(tǒng)設(shè)備的應(yīng)用確實(shí)有效減小了可控飛行撞地。但是在使用過程中，還是會(huì)發(fā)生事故，再追查原因時(shí)發(fā)現(xiàn)，GPWS是依靠無線電高度進(jìn)行工作，假設(shè)無線電高度沒能清楚的反映飛機(jī)前方的地形狀況，無前視功能，飛機(jī)一旦飛入陡峭的上升地形就無法提供警告，其次是當(dāng)襟翼與起落架都處于著陸形態(tài)，飛機(jī)正常下降率進(jìn)近時(shí)，GPWS也無法提供地形警告。為了解決這兩個(gè)問題，聯(lián)信公司推出了增強(qiáng)型近地警告系統(tǒng) EGPWS（Enhanced Ground Proximity Warning System）。因此本文接下來就著重探討飛行中如何正確應(yīng)用EGPWS。

1 EGPWS的基本原理

EGPWS是由飛機(jī)傳感器及其他機(jī)載系統(tǒng)、增強(qiáng)型近地警告計(jì)算機(jī)、警告燈及主飛行顯示器、駕駛艙揚(yáng)聲器及耳機(jī)、多功能飛行顯示器GPS)傳感器和天線組成，在GPWS的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的增強(qiáng)版本，其作用還是一種為保障飛機(jī)飛行安全的關(guān)鍵性機(jī)載電子系統(tǒng)，增加了 “前視地形警戒”(1ook-aheadterrain)與”地形顯示”(terraindis- play)功能。該功能應(yīng)用了自己的全球機(jī)場(chǎng)位置數(shù)據(jù)庫、地形輪廓數(shù)據(jù)庫，同時(shí)按照飛機(jī)方位，氣壓大小、設(shè)定的飛行軌跡等數(shù)據(jù)資料確定有沒有存在隱藏的撞地危險(xiǎn)。假設(shè)飛機(jī)離地面2500英尺以下時(shí)有不安全地形或者進(jìn)入風(fēng)切變領(lǐng)域狀況，系統(tǒng)就會(huì)馬上發(fā)出語音和目視警告，讓飛行員警醒自己處在不安全飛行的狀況下了，要立即采取糾正措施，直至險(xiǎn)情被糾正，并脫離不安全的飛行狀況以后才解除警告。此系統(tǒng)增強(qiáng)了系統(tǒng)提示的預(yù)警時(shí)間，飛行員有更多的反應(yīng)裕度，因此在某種程度上杜絕了CFIT 事故的發(fā)生。

2 飛行中如何正確應(yīng)用EGPWS

EGPWS作為飛機(jī)傳感器及其他機(jī)載系統(tǒng)，更新?lián)Q代非常快，當(dāng)前出現(xiàn)了交通與地形防撞系統(tǒng)Traffic+Terrain Collision Auoidance System簡(jiǎn)稱T2CAS。這個(gè)是把前期的空中交通防撞系統(tǒng)和地形防撞系統(tǒng)的功能融合到一個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)里面了。從成本上而言，只生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品的費(fèi)用是有效降低了；從功能上而言更加的強(qiáng)大了，而且還少了外場(chǎng)可更換部件的數(shù)目，同時(shí)重量也減輕了。新EGPWS 和常規(guī)的 EGPWS 顯示報(bào)警方法有一樣的地方，但是有改進(jìn)的一些地方，接下來就著重進(jìn)行改進(jìn)方面的正確應(yīng)用進(jìn)行探討。

2.1 改進(jìn)EGPWS前視報(bào)警的應(yīng)用

T2CAS中的地形防撞系統(tǒng)也就是“地形感知告警系統(tǒng)”（TAWS），和常規(guī)EGPWS的前視告警功能基本一樣，其改進(jìn)之處使用了先進(jìn)的地形預(yù)測(cè)和回避算法，這是 常規(guī)EGPWS軟件里面所沒有的特征。T2CAS中的地形防撞系統(tǒng)的預(yù)測(cè)告警功能是由地形、機(jī)場(chǎng)數(shù)據(jù)庫、飛機(jī)爬升能力模型的碰撞預(yù)測(cè)、報(bào)警模塊（GCAM）共同完成。改進(jìn)EGPWS 前視報(bào)警發(fā)生在飛機(jī)當(dāng)時(shí)實(shí)際高度的前視預(yù)測(cè)橙色包線，告警開始是飛行員將飛機(jī)持續(xù)某一高度飛行并不采取任何措施情況下只要飛機(jī)開始告警，就會(huì)持續(xù)到飛機(jī)得到一定的高度讓整個(gè)包線移到地形之上才會(huì)不告警。飛行員在這個(gè)時(shí)間內(nèi)如果把注意力集中到垂直改出機(jī)動(dòng)方面整個(gè)情況缺乏了解時(shí)。TAWS就會(huì)進(jìn)行動(dòng)態(tài)告警計(jì)算，如果告警以后飛行員采取一定應(yīng)對(duì)措施避開地形。CFIT的可能性不再存在，系統(tǒng)及時(shí)解除報(bào)警。因?yàn)門AWS預(yù)測(cè)橙色線包含了目前航跡角（或是爬升或是下降）與飛機(jī)爬升能力，告警主要是按照CFIT可能在哪些地方發(fā)生而出現(xiàn)的，只要飛行員改變發(fā)出機(jī)動(dòng)，說明CFIT的可能性不再存在。

2.2 改進(jìn)EGPWS會(huì)采用飛機(jī)通用CFIT預(yù)測(cè)包線

TAWS預(yù)測(cè)包線主要是基于它所安裝飛機(jī)型別的爬升能力，該方法具有一定的感知“告警”系統(tǒng)能力，并沒有“回避”CFIT狀況所需要的防護(hù)能力。這樣就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)問題，就是在某一特定環(huán)境下要杜絕CFTI的“拉起”量不足；可在別的某一場(chǎng)合，當(dāng)前的飛機(jī)構(gòu)型并不適合建在一般包線模型中的“固定”爬升。如果有這兩類情況，即使系統(tǒng)發(fā)出了告警，依然還是無法杜絕CFIT事故。但是GCAM里面安裝了各類飛機(jī)的爬升模型，這些模型就能預(yù)測(cè)飛機(jī)有沒有通過普通的“拉起”爬升改出機(jī)動(dòng)以杜絕CFIT事故。當(dāng)存在爬升改出不足時(shí)GCAM就會(huì)給出“回避地形”警告，及時(shí)提醒飛行員正常的改出行不通，這給了飛行員足夠的時(shí)間做出正確的向右或左爬升反應(yīng)，使得CFIT事故被 杜絕。

2.3 改進(jìn)EGPWS采用注意報(bào)警線

TAWS注意報(bào)警線是常規(guī)EGPWS所沒有的，其獨(dú)到之處就是飛行員在飛行過程中，為飛行員提供航跡飛行上何處發(fā)生注意報(bào)警的指示，這是常規(guī)EGPWS所不顯示何處報(bào)警的功能。新TAWS的報(bào)警涵蓋范圍廣，包括飛機(jī)航跡兩則30度內(nèi)以及飛機(jī)前方4分鐘以內(nèi)地形特征。只要飛機(jī)飛行時(shí)碰撞到預(yù)測(cè)與報(bào)警注意間距算法時(shí)報(bào)警就響起，那么報(bào)警線抑制，在EFIS顯示器上和注意報(bào)警相關(guān)關(guān)的地形段，表示的顏色就采用整塊的黃色表示。當(dāng)GCAM警告算法計(jì)算出CFIT事故沖突會(huì)發(fā)生時(shí)，該系統(tǒng)能算出飛機(jī)有沒有一定的爬升能力和普通的垂直改出機(jī)動(dòng)以此超越地形。假設(shè)碰撞預(yù)測(cè)和報(bào)警確定飛機(jī)可拉起機(jī)動(dòng)超越地形，拉起警告就會(huì)響起，在EFIS顯示器上拉起警告相關(guān)的地形段使用整塊紅色來提醒。