ГосНИИАС
О координаторе проекта
Анонс
Аналитика
Карта проекта
Русская версия
Домашняя страница
English version
Написать письмо
Расширение возможностей применения
электронных систем бортовой документации, в том числе созданных
на основе разработанной NASA технологии TASAR
Новости/ > 2020/ > Расширение возможностей применения электронных систем бортовой документации.../
Расширение возможностей применения электронных систем бортовой документации, в том числе созданных на основе разработанной NASA технологии TASAR
25 ноября 2020 Достижения в области электронных систем бортовой документации (Electronic Flight Bag, EFB — прим. ред.) предоставляют пилотам и эксплуатантам воздушных судов ряд новшеств, включая получение погодных обновлений, позволяющих решать, стоит ли продолжать полет и как это лучше сделать, а также возможность изменять существующие маршруты, экономить топливо и летать более эффективно.

Спустя десятилетие после появления iPad пилоты используют EFB-приложения, чтобы не отправляться в каждый рейс с тысячами листов бумажной документации и для сокращения времени планирования, которое ранее требовалось на изучение карт и определение повлияющих на маршрут условий.

Пит Грау, ведущий инженер отраслевой программы ARINC технологического консорциума SAE, курирующий на сайте этой организации форум пользователей электронных систем бортовой документации, сказал, что в настоящее время продолжают разрабатываться новые и все более сложные EFB-приложения.

«Спутниковая погода стала общедоступной, равно как и успешно испытанная технология TASAR (Traffic Aware Strategic Aircrew Requests, концепция оперативных запросов экипажей с учетом трафика — прим. ред.), …которая адаптируется к различным типам самолетов и может быть установлена на различных EFB-архитектурах», — подчеркнул Грау.

Цель TASAR — сообщить пилоту о возможных изменениях траектории, которые могут быть полезны для полета, и повысить вероятность утверждения службой УВД инициированных пилотом запросов такого типа, поскольку увеличивается часть пути, выполняемая по заданной траектории или вблизи нее. Примеры желаемых траекторий включают наиболее экономичную траекторию, траекторию с минимальным временем полета, траекторию, которая соответствует желаемому времени прибытия, и траекторию с самой низкой турбулентностью. При этом могут быть выбраны горизонтальные, вертикальные и комбинированные решения. >>>
>>> Программное обеспечение TASAR получает доступ к бортовой авионике для получения полетных данных в реальном времени, включая текущие координаты и активный маршрут, чтобы узнать, доступны ли более эффективные маршруты. Затем оно подключается к приемнику АЗН-В и сканирует радиосигналы, исходящие от ближайшего трафика, чтобы убедиться в отсутствии потенциальных конфликтов для любых предлагаемых изменений траектории полета. Система TASAR также может использовать бортовой доступ в Интернет для сбора дополнительной информации о воздушном пространстве, такой как реальные погодные условия и прогноз скорости ветра, чтобы сделать полет еще более эффективным.

Главным программным модулем TASAR является Traffic Aware Planner (TAP, планировщик с учетом трафика, — прим. ред.) Он обрабатывает информацию наблюдения и выполняет анализ на предмет конфликтов для возможных изменений утвержденной траектории движения, введенных пилотом или вычисленных автоматически. Приложение TAP также может обрабатывать и другие данные, которые поступают от бортовых датчиков или через базы/каналы передачи данных. Информация, важная для перепланирования маршрута, может включать в себя районы с неустойчивой погодой, области повышенной турбулентности, особенности ландшафта, прогнозы ветровых полей, введенные в воздушном пространстве ограничения и границы секторов.

Используя данные о характеристиках воздушного судна и предпочтения пилота, TAP вычисляет расход топлива или другие желаемые атрибуты траектории. Запрос на изменение траектории может быть оптимизирован с точки зрения минимизации или максимизации указанного пилотом атрибута, избегая при этом конфликтов трафика.

Аналитики компании Engility (предоставляет инженерные и логистические услуги нескольким военным и гражданским агентствам США — прим. ред.) вычислили, что в среднем самолеты, использующие эту технологию NASA, экономят от одной до четырех минут и от 50 до 550 фунтов (приблизительно от 23 до 250 кг — прим. ред.) топлива за один рейс, в зависимости от ряда различных факторов, включая общую продолжительность полета.

Для приложения TAP определены два рабочих режима: автоматический мониторинг возможностей (автоматический режим) и использование по инициативе пилота (ручной режим). В автоматическом режиме TASAR — это пассивная функция, которая не требует каких-либо постоянных или повторяющихся действий пилота. Здесь приложение TAP автоматически выполняет непрерывную оценку возможностей улучшения характеристик полета в соответствии с целями и параметрами, указанными пилотом до рейса или в процессе него. >>>
Пример пользовательского интерфейса приложения TAP при работе в автоматическом режиме, показывающего результаты мониторинга возможностей улучшения маршрута полета
>>> Типичной целью можно назвать максимизацию топливной эффективности, для которой пилот вправе указать порог минимального улучшения (например, 100 фунтов сэкономленного топлива), квалифицирующий выявленную возможность как достойную внимания пилота. Кроме того, изменение траектории полета не должно противоречить известному воздушному трафику. Другие соображения при поиске оптимизации включают обход известных опасностей: плохой погоды, обнаруженной бортовыми средствами или сообщенной наземной службой, выявленной зоны турбулентности или неблагоприятных особенностей рельефа.

Приложение TAP выдает рекомендации пилоту, которые одновременно учитывают цель оптимизации, трафик, опасности и различные другие ограничения, а также собственные возможности воздушного судна. Оно может быть настроено на выработку одной оптимальной рекомендации, набора из нескольких альтернатив или потенциально непрерывной последовательности маневров. Список доступных вариантов изменения траектории, основанный на предварительно введенных пилотом предпочтениях, постоянно демонстрируется на EFB-планшете и готов для немедленного использования.

В ручном режиме пилот использует возможности TASAR, когда изменение траектории желаемо или когда такая необходимость ожидается, и он хочет иметь готовый запрос для подходящего момента. Тогда пилот сам вводит желаемое изменение в интерфейс TAP. В качестве альтернативы планировщик (если он адекватно интегрирован с бортовыми системами) может быть адаптирован для непосредственного определения изменений траектории, внесенных экипажем в вычислительную систему самолетовождения (Flight Management System, FMS — прим. ред.) или в другие стандартные интерфейсы управления полетом. >>>
>>> Введенное или обнаруженное изменение траектории проверяется планировщиком TAP на предмет потенциальных конфликтов с другими участниками воздушного движения. Кроме того, вычисляются сопутствующие изменению атрибуты, например, топливо, которое будет сэкономлено или же, наоборот, перерасходовано. Если предложенное пилотом изменение приведет к конфликтному маршруту, то планировщик предоставит программный механизм для вычисления бесконфликтной модификации желаемого изменения траектории.

Пример использования концепции TASAR показан на иллюстрации справа. Здесь самолет с приложением TAP на борту (самолет A) шел по расписанию до достижения зоны плохой погоды, которая оказалась у него на пути. Поэтому маршрут самолета был изменен для обхода этой зоны, что увеличило его путь (результат обозначен как исходный маршрут) и должно было привести к задержке прогнозируемого прибытия к путевой точке B. Однако погода постепенно улучшается, и экипаж самолета А хотел бы наверстать как можно больше потерянного времени. Но дело в том, что поблизости существует воздушный трафик — пересекающийся курс самолета C не дает возможности применить простую перепланировку на прямой путь к искомой точке.

Таким образом, летный экипаж использует TAP для расчета бесконфликтного и в то же время избегающего остаточных неблагоприятных погодных условий пути, что сокращает время полета. И хотя экономия времени введена пилотом в планировщик TAP как предпочтительный метод оптимизации, новый маршрут также позволяет сэкономить топливо. От приложения пилот получает еще и написанную фразу, которую он должен произнести диспетчеру УВД, прося разрешения на изменение маршрута.

В связи с непрерывным ростом подключенных воздушных судов все больше разработчиков интегрируют различные аспекты технологии TASAR в свои электронные системы бортовой документации. >>>
>>> Например, использующее TASAR EFB-приложение Digital Winglets компании APiJET из Сиэтла нацелено на обеспечение экономии топлива и времени полета. Приложение получает полетные данные от бортового навигационного оборудования, осуществляет обмен информацией между бортом и наземными службами, имеет каналы связи по протоколу IP с воздушным судном, а также пользуется данными, предоставляемыми приемником АЗН-В, для выработки рекомендаций по созданию неконфликтного маршрута с учетом близлежащего трафика. Ти Джей Хоршагер, вице-президент по развитию бизнеса и продажам APiJET, сказал, что наличие данных АЗН-В повышает вероятность одобрения авиадиспетчерами маршрутных изменений, что приводит к большей экономии топлива и сокращению времени полета для авиакомпаний.

Для ряда поставщиков EFB-приложений специальные интерфейсные устройства ЛА (Aircraft Interface Device, AID — прим. ред.) являются ключевыми, поскольку они облегчают доступ к нескольким каналам передачи полетных данных и связи. Так как EFB-приложения используются все более широко, а бумажные карты и папки — все в меньшей степени, AID-устройства стали основой для большинства систем управления сбором и обработкой полетных данных (Aircraft Data Management, ADM systems — прим. ред.) Используя планшеты и дисплеи встроенной авионики на борту, пилоты могут получать все преимущества электронных систем бортовой документации через свои AID-устройства для принятия более грамотных решений, повышения ситуационной осведомленности и безопасности, минимизации ошибок, отслеживания параметров полета и снижения рабочей нагрузки на экипаж.

Хоршагер добавил, что все продукты APiJet используют тот или иной тип доступа в реальном времени к полетным данным через специальное интерфейсное устройство ЛА или эксплуатационный сервер. «Мы являемся активными сторонниками этого типа оборудования и тех возможностей, которые могут появиться путем сочетания получаемых в реальном времени полетных данных с интеллектуальными приложениями, такими как наши Digital Winglets, Turnaround, AHM и Flight Tracking, — подчеркнул он, — Программное обеспечение APiJET построено на независимой от AID-устройства или сервера платформе данных, которую мы называем APiJET Smart Aircraft System». >>>
>>> В апреле 2019-го года авиаперевозчик Alaska Airlines объявил о заключении партнерского соглашения с APiJET, имеющего своей целью интеграцию технологии TASAR на весь его парк воздушных судов.

Хотя электронная система бортовой документации Stratus Insight, разработанная компанией Appareo Aviation, пока еще не может подключаться к устройствам спутниковой связи, это приложение легко соединяется со многими приемниками АЗН-В (кроме моделей Stratus) для отправки сообщений TIS-B (Traffic Information Service-Broadcast, компонент АЗН-В технологии, предоставляющий бесплатную услугу обозрения авиатрафика для воздушных судов, оборудованных приёмниками АЗН-В — прим. ред.), FIS-B (Flight Information System-Broadcast, компонент АЗН-В технологии, который обеспечивает распространение в эфире бесплатной графической информации о погоде, временных ограничений на полёты и специальных извещений о воздушной обстановке — прим. ред.), GPS-координат воздушного судна и служебных данных, касающихся самого приложения. По словам президента Appareo Aviation Криса Гарберга, если на борту функционирует точка доступа Wi-Fi, то пилоты смогут подключиться к Интернету и воспользоваться расширенными погодными продуктами Stratus Insight, а также отправлять свои доклады о ходе полета, включая данные о турбулентности (Pilot Reports, PIREPs — прим. ред.)

«Наше EFB-приложение Stratus Insight подключается к сенсорным навигаторам IFD440, 540 и 550 производителя Avidyne Avionics из Флориды, позволяя пилотам свободно перемещать полетные планы между Stratus Insight и навигаторами», — подчеркнул Гарберг.

Как и другие разработчики электронных систем бортовой документации, принадлежащая Boeing компания ForeFlight воспользовалась преимуществами специальных интерфейсных устройств ЛА для повышения функциональности.

«При подключении к AID-устройству, которое обеспечивает в полете доступ в Интернет по Wi-Fi, ForeFlight может передавать графическую информацию о погоде в высоком разрешении, данные с радиолокатора в реальном времени, а также многие виды прогнозных данных и всю другую информацию, которая обычно доступна при интернет-подключении на земле», — сказал Стивен Ньюман, исполнительный вице-президент по продажам и маркетингу ForeFlight.

Что касается расширенных возможностей для пилотов, то Ньюман особо отметил, что приложение ForeFlight Mobile предлагает интеграцию со множеством как встроенных, так и переносных авиационных приемников. >>>
>>> «Такая интеграция позволяет пилотам получать информацию о воздушном трафике и о погоде, видеть местоположение и ориентацию самолета, свободно перемещать полетные планы между EFB-планшетом и встроенной авионикой, а также выполнять многие другие действия, — пояснил он, — В сочетании с лучшими в отрасли пилотажно-навигационными данными Jeppesen возможности ForeFlight значительно повышают ситуационную осведомленность пилота, всегда показывая ему все самое важное».

При подключении к большинству бортовых Wi-Fi-сетей компаний-поставщиков Satcom Direct или Gogo и при наличии планов подписки ForeFlight Performance Plus или Business Performance, приложение также может демонстрировать GPS-координаты воздушного судна, его барометрическую высоту и предоставляемые системой определения курса и пространственного положения (Attitude and Heading Reference System, AHRS — прим. ред.) геопозиционные данные, получаемые, в свою очередь, от программно-определяемой радиосистемы (Software-Defined Radio, SDR — прим. ред.) и Gogo-устройств. ForeFlight также предоставляет возможность при подключении к этим устройствам запретить потоковую Интернет-передачу для приложения, что, по словам представителей компании, поможет снизить затраты на полосу пропускания.

В течение прошлого года разработчик ежемесячно выпускал обновления для своего приложения ForeFlight Mobile, чтобы повысить ценность этого продукта для корпоративных летных подразделений и непосредственно пилотов.

«Одним из наиболее важных наших направлений было постоянное развитие возможностей трехмерной визуализации, начиная с интерактивного инструмента ознакомления с аэропортом. Большое внимание уделялось постфактумному разбору полета, предполетному просмотру запланированного маршрута и заходу на посадку. Все эти вещи демонстрировались в 3D-среде с высоким разрешением местности и сопровождались аэрофотоснимками», — проинформировал Ньюман. >>>
>>> «Еще более значительным новшеством для летных подразделений является наш объединенный инструмент планирования полетов — ForeFlight Dispatch, — продолжил он, — Эта онлайн-функция полностью интегрирована с приложением ForeFlight Mobile, что позволяет специалистам-планировщикам и операционным центрам отправлять в электронном виде непосредственно членам экипажа подготовленные и зарегистрированные рейсы вместе с подробными инструкциями, навигационным журналом путевых точек и любыми другими необходимыми в полете документами».

Со своей стороны, представители компании Garmin заявили, что приобретение в 2018-ом году разработчика Flight Plan было использовано ими для расширения возможностей приложения Garmin Pilot путем его интеграции с веб-сайтом FltPlan.com.

Пилоты на территории США могут получить в некоторых аэропортах предварительное разрешение на вылет (Pre-Departure Clearance, PDC — прим. ред.) непосредственно в этом приложении, а для международных рейсов в нем доступны службы электронной системы предварительной информации о пассажирах (Electronic Advance Passenger Information System, eAPIS — прим. ред.) для загрузки необходимых деклараций пассажиров и членов экипажа, которые требуются погранично-таможенной службе США.

«Мы кардинально улучшили приложение Garmin Pilot, — сообщили специалисты Garmin, — Наши новые наборы данных включают в себя схемы движения на территории аэропортов, полосы воздушных подходов, обязательные зоны радиомаяков-ответчиков и радиосвязи (Transponder Mandatory Zone/Radio Mandatory Zone, TMZ/RMZ — прим. ред.) на воздушных трассах и многое другое. Эти дополнения особенно облегчают работу европейским пилотам, придерживающимся правил визуальных полетов (Visual Flight Rules, VFR — прим. ред.>>>
>>> К тому же в компании сообщили, что фирменная технология бортовой связи Connext может связать с помощью AID-устройств Garmin Pilot с некоторыми пилотажно-навигационными комплексами Garmin для отображения в приложении АЗНВ-погоды, трафика и спутниковой погоды Sirius XM, для управления звуком, а также для поддержки двунаправленной передачи полетных планов, текстовых сообщений и голосовых вызовов.

Спутниковая связь ощутимо расширяет возможности Garmin Pilot. Когда это приложение подключено к спутниковому каналу передачи данных Garmin GSR 56, пилоты во время рейса могут легко просматривать полученную оттуда погодную информацию непосредственно в приложении. Кроме того, подключение приложения к GSR 56 позволяет пассажирам и экипажу общаться как посредством текстовых сообщений, так и с помощью голосовой связи, а также отслеживать местонахождение самолета.

Среди новейших особенностей Garmin Pilot — навигационные возможности, которые объединены с функционалом правил полета по приборам (Instrument Flight Rules, IFR — прим. ред.) бортового комплекса авионики Garmin. В частности, это касается загрузки и активации соответствующих процедур захода на посадку и взлета.

С мультимедийной флеш-картой стандарта MMC Garmin FlightStream 510 (является частью семейства продуктов Connext — прим. ред.) пилоты могут использовать программный инструмент Database Concierge, обеспечивающий беспроводную передачу авиационной базы данных от Garmin Pilot в системы встроенной авионики.

«Flight Stream 510 также поддерживает беспроводную передачу полетных планов между приложением и авионикой, обмен информацией о трафике, погоде и GPS-координатах — подчеркнули в Garmin, — Эти подключенные возможности сокращают рабочую нагрузку пилота и упрощают процесс обновления базы данных на борту».

В дополнение к таким отличительным чертам EFB-приложений, как способность улучшить экономические характеристики полета, снизить его стоимость и уменьшить рабочую нагрузку на экипаж, некоторые из них могут также обеспечить преимущества в плане безопасности. >>>
>>> Приложение Xavion от предпринимателя Остина Мейера обеспечивает резервное копирование показаний основных пилотажных приборов на iPad, чтобы пилоты могли ориентироваться по этим копиям, если приборные индикаторы встроенной авионики погасли.

По словам Мейера, при подключении к внешнему GPS-устройству показания Xavion могут соперничать с аналогичными показаниями встроенных приборов.

Если у самолета выходит из строя двигатель, Xavion может проложить маршрут до ближайшей и самой безопасной взлетно-посадочной полосы. Кроме того, приложение может оценить расход топлива на разных высотах, чтобы пилот имел возможность выбрать наиболее эффективную траекторию полета. Наконец, эта электронная система бортовой документации обеспечивает синтезированное видение без затрат на традиционную «стеклянную» кабину, открывая четкое изображение окружающей местности.

Более подробную информацию можно получить здесь:

http://interactive.aviationtoday.com/avionicsmagazine/june-july-2020/
electronic-flight-bag-applications-advance-including-those-with-nasas-tasar/

и
https://www.nasa.gov/aero/cockpit_software_help_pilots.html
а также
https://www.researchgate.net/publication/
268571869_Traffic_Aware_Strategic_Aircrew_Requests_TASAR
.

Поиск по проекту
Искать!
© 2021 Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем. Все права защищены. Условия использования информации.