Innowacje dla bezpieczeństwa

Branża lotnicza nieustająco inwestuje i prowadzi badania w obszarze nowych technologii w celu poprawy bezpieczeństwa. Szersze zastosowanie automatyzacji oraz poprawa świadomości sytuacyjnej podniosły ogólny poziom bezpieczeństwa lotów, które stawiane jest na pierwszym miejscu w projektowaniu, produkcji i eksploatacji samolotów. Za każdym razem, gdy pojawia się nowa technologia przynosząca postęp w tym obszarze, projektanci naszych maszyn biorą ją pod uwagę. Poprawa bezpieczeństwa od zawsze była i będzie priorytetem Airbusa.

Fly-By-Wire
Pilotaż samolotu z systemem elektronicznego sterowania fly-by-wire jest prosty. Fly-by-wire oznacza, że mechaniczne podzespoły zostały zastąpione przez interfejs, który przekazuje polecenia pilota za pomocą elektronicznych sygnałów. Umożliwia to niezwykle precyzyjne sterowanie samolotem – ruchy pilota są przekładane na odpowiednie manewry z wielką precyzją i efektywnością, co nie wymaga nadmiernego wysiłku ze strony człowieka. Jest to mechanizm, który wspomaga pilota siedzącego za sterami samolotu, ale nie kontroluje go. Decyzja zawsze należy do pilota.

Wszystkie systemy elektroniczne są wielokrotnie zdublowane, co sprawia, że awaria komputera jest praktycznie niemożliwa. Zapasowe zasilanie zapewniane jest przez silniki, niezależne generatory pomocnicze (APU), akumulatory oraz turbinę RAT. Identyczny poziom redundancji dotyczy także systemów komputerowych.

Technologia fly-by-wire, stanowiąca ważne usprawnienie w branży lotniczej, jest już stosowana także przez naszych konkurentów. Jest ona dzisiaj standardem we wszystkich samolotach nowej generacji.
Rozwiązanie to zostało wprowadzone przez Airbusa w rodzinie wąskokadłubowych samolotów A320, które weszły do eksploatacji w 1988 r. Był to pierwszy na świecie komercyjny odrzutowiec wyposażony w pełni cyfrowe sterowanie fly-by-wire. Co więcej, tego typu konstrukcja i systemy cyfrowe umożliwiają ochronę obwiedni osiągów.

Ochrona obwiedni osiągów
Dodatkowa kontrola nad samolotem

Wszystkie samoloty mają nieprzekraczalne ograniczenia fizyczne. Przykładowo, zbyt niska prędkość lotu może spowodować zgaśnięcie silników, natomiast zbyt wysoka prędkość bądź nadmiernie gwałtowne manewry mogą uszkodzić konstrukcję maszyny. Ograniczenia te określają obwiednię osiągów, która nie powinna być przekraczana podczas normalnej eksploatacji.

Koncepcja fly-by-wire oferuje ochronę obwiedni osiągów, co stanowi dodatkową gwarancję nieprzekroczenia dopuszczalnych parametrów. Piloci samolotu wyposażonego w taką wbudowaną ochronę mogą liczyć na to, że kierowana przez nich maszyna w każdych warunkach oferować będzie maksymalną wydajność i bezpieczeństwo.

Ochrona obwiedni lotu chroni także przed uskokami wiatru – silnymi, nagłymi, zstępującymi prądami powietrza, które mogą wystąpić nie tylko podczas burzy, ale także podczas ładnej pogody. Dzięki ochronie obwiedni lotu pilot może wykorzystać maksymalną siłę wznoszenia, uciekając przed uskokami i innymi zjawiskami.

Zwiększa się także zwinność samolotu. Pilot może zareagować zdecydowanie szybciej, przeprowadzając nagły manewr wymijający, utrzymując samolot pod kontrolą.

Ochrona obwiedni lotu nie ogranicza możliwości pilota, natomiast pozwala mu wykorzystać maksymalny potencjał samolotu bez konieczności pamiętania o zachowaniu marginesu na naturalne ograniczenia maszyny. Piloci zachowują pełną moc decyzyjną, mogąc łatwo i intuicyjnie wykorzystywać możliwości samolotu. Jednocześnie system minimalizuje ryzyko utraty kontroli lub poddania samolotu obciążeniom, do których nie został przystosowany. Także wiele innych systemów, w tym silniki, hamulce, autopilot, automatyczna przepustnica i dyspozycyjny układ sterowania mają wbudowane mechanizmy ochronne.

Ulepszony system ostrzegania o bliskości ziemi – EGPWS/TAWS
Aby uniknąć zderzenia z ziemią

Samoloty Airbus są wyposażone w najnowocześniejszą technologię lotniczą, która zapobiega przypadkowemu nakierowaniu samolotu na ziemię lub wodę. Systemy kontroli i ostrzegania o terenie (TAWS), znane także jako ulepszone systemy ostrzegania o bliskości ziemi (EGPWS) to rozwiązania, które powiadamiają załogę o pozycji samolotu względem naturalnych przeszkód, takich jak góry.

Podstawą do działania mechanizmu EGPWS/TAWS jest technologia satelitarna oraz globalne mapy ziemi. TAWS wykorzystuje dane z systemu GPS, instrumentów i czujników pokładowych oraz pokładowych baz danych terenu oraz pasów startowych. Tworzy oznaczoną różnymi kolorami wizualną prezentację, pokazującą wszystkie wzniesienia terenu otaczające samolot. Nowe, aktywne systemy porównują pozycję samolotu z bazą danych zawierającą szczegółowy opis lokalnego terenu. Dzięki temu mogą utworzyć trójwymiarowy obraz otoczenia i zawiadomić załogę o potencjalnym niebezpieczeństwie z nawet jednominutowym wyprzedzeniem.

Airbus od połowy 1999 r. standardowo instaluje system EGPWS dostarczany przez Honeywell we wszystkich nowych samolotach. Nowe, międzynarodowe regulacje lotnicze określiły, że do 2005 r. wszystkie cywilne samoloty powinny być wyposażone w system TAWS, taki jak EGPWS.

System ostrzegania o ruchu i unikania kolizji – TCAS
Do wykrywania i pozycjonowania samolotów

System TCAS skanuje otoczenie w poszukiwaniu innych statków powietrznych, odpytując zainstalowane na nich transpondery. Na podstawie otrzymanych sygnałów oblicza odległość, kierunek i wysokość w stosunku do własnego samolotu. Przetworzone informacje o ruchu są wyświetlane jako symbole na wyświetlaczu nawigacyjnym. Ponieważ TCAS oblicza względne położenie innych samolotów w krótkich odstępach czasu, może również obliczyć szybkość ich zbliżania się względem własnej pozycji. Gdy TCAS wykryje, że odległość lub tempo zbliżania się innego samolotu przekraczają wartości krytyczne, generuje komunikaty dźwiękowe i wizualne dla pilotów. Systemy TCAS od 1993 r. były obowiązkowe w samolotach mających co najmniej 30 pasażerów, a obecnie są obowiązkowe we wszystkich typach samolotów.

TCAS z nowym trybem „autopilota/dyspozycyjnego układu sterowania”: upraszcza obsługę i zmniejsza obciążenie załogi.

W celu dodatkowego zwiększenia bezpieczeństwa, Airbus niedawno opracował i przetestował nową funkcję systemu TCAS, dzięki której pracuje on w trybie autopilota/dyspozycyjnego układu sterowania (AP/FD). W przypadku stosowanych obecnie, tradycyjnych systemów TCAS, jeżeli w trakcie lotu w trybie autopilota pojawi się komunikat RA (ang. resolution advisory – wskazanie manewru, jaki należy wykonać, aby uniknąć kolizji z innym statkiem powietrznym), pilot musi najpierw odłączyć autopilota i dyspozycyjny układ sterowania, a dopiero później może przeprowadzić manewry TCAS. Jednak dzięki trybowi TCAS AP/FD przestaje to być konieczne. Autopilot może samodzielnie przeprowadzić prawidłowy manewr TCAS, aby ustawić samolot w pozycji pozwalającej uniknąć kolizji z innym statkiem powietrznym.

Jeżeli samolot leci bez włączonego autopilota, wówczas pilot może ręcznie przeprowadzić manewr TCAS, postępując zgodnie z wskazówkami dyspozycyjnego układu lotu.

W każdym momencie załoga może odłączyć autopilota i dyspozycyjny układ lotu, a następnie zareagować ręcznie na ostrzeżenie RA systemu TCAS, manewrując zgodnie z „tradycyjną” procedurą TCAS (tzn. ręcznie kontrolując prędkość pionową, aby wyjść poza czerwone pasmo na wyświetlaczu).

Uwaga: Tryb AP/FD systemu TCAS to w zasadzie funkcja prowadzenia pionowego, wbudowana w komputer automatycznego sterowania, która steruje prędkością pionową samolotu, dopasowując ją do zadanych parametrów, obliczonych dla każdego ostrzeżenia nadchodzącego z systemu TCAS.

Brake to Vacate – system ostrzegania i ochrony przed wyjechaniem za koniec pasa startowego
Zmniejsza ryzyko wyjechania poza pas lądowania.

Airbus wprowadza nowe systemy brake-to-vacate (BTV) oraz ostrzegania i ochrony przed przekroczeniem końca pasa lądowania (ROW-ROP), które zdecydowanie skrócą czas przebywania samolotu na drodze startowej, a także poprawią bezpieczeństwo.

BTV wykorzystuje systemy nawigacyjne portu lotniczego, funkcję automatycznej kontroli lotu i automatycznego hamowania, aby określić optymalne tempo utraty prędkości i przedstawić pilotom w czasie rzeczywistym informacje o drodze hamowania podczas lądowania. W zależności od wykorzystania ciągu wstecznego i panujących warunków lądowania, system oblicza siłę hamowania niezbędną, aby samolot dotarł do wybranego wyjazdu z prawidłową prędkością i w optymalnym stanie. System zmniejsza zużycie i temperaturę hamulców, skraca czas kołowania dzięki zminimalizowaniu energii hamowania, optymalizuje wykorzystanie ciągu wstecznego i gwarantuje, że lądujące samoloty nie miną przypadkowo preferowanego zjazdu z drogi startowej.

Skrócenie czasu, jaki samolot po wylądowaniu spędza na pasie może poprawić przepustowość lotnisk o pięć do 15 procent. Dzięki temu kontrolerzy mogą zaplanować więcej startów w minimalnych odstępach, zwiększając wydajność drogi startowej bez potrzeby dodatkowych inwestycji w infrastrukturę.

Jednak z punktu widzenia bezpieczeństwa najważniejsze jest to, że funkcja Brake-to-Vacate jest sprzężona z nowym mechanizmem ostrzegania i zapobiegania przekroczeniom końca pasa lądowania. Analizuje ona minimalną drogę lądowania i przedstawia pilotom sygnały i ostrzeżenia dźwiękowe, ułatwiające podjęcie odpowiedniej decyzji. System oblicza realistyczne drogi hamowania i porównuje je w czasie rzeczywistym do parametrów lotniska, biorąc pod uwagę takie czynniki jak waga samolotu, warunki panujące na pasie startowym, wiatr, temperatura i wzniesienie. Obydwa systemy łącznie sprawiają, że piloci mają pełniejszą informację podczas lądowania, a jednocześnie zmniejszają ryzyko niekontrolowanego opuszczenia pasa lądowania.