ОБЗОР И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СИСТЕМ ПОСАДКИ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

АННОТАЦИЯ

Статья посвящена различным системам посадки воздушных судов, их характеристикам и особенностям. Рассматриваются три основных типа систем: система посадки ОСП, система посадки ОСП с РСП и VOR и ILS, которые отличаются уровнем автоматизации и точностью навигации. Описаны достоинства и недостатки каждой системы. Также рассматриваются спутниковые системы функционального дополнения SBAS, GBAS и GRAS, а также современная система JPALS, предназначенная для высокоточной навигации и посадки, особенно в условиях плохой видимости. В статье акцентируется внимание на точности посадки, которая варьируется от 1 метра до 20 см.

ABSTRACT

The article is dedicated to various aircraft landing systems, their characteristics, and features. Three main types of systems are discussed: the OSP landing system, the OSP landing system with RSP, and VOR and ILS, which differ in their level of automation and navigation accuracy. The advantages and disadvantages of each system are described. The article also covers satellite-based functional augmentation systems such as SBAS, GBAS, and GRAS, as well as the modern JPALS system designed for highly accurate navigation and landing, especially in low visibility conditions. Special attention is given to landing accuracy, which ranges from 1 meter to 20 cm.

Ключевые слова: ОСП, ОСП с РСП, ILS, SBAS и JPALS.

Keywords: OSP, OSP with RSP, ILS, SBAS, GBAS and JPALS.

Введение

Посадка представляет собой самый сложный этап полета ЛА, поскольку здесь происходят значительные изменения режимов полета, а на завершающем этапе посадки ЛА должен быть выведен на весьма ограниченный участок земной поверхности – взлетно-посадочную полосу (ВПП). Обеспечение посадки самолетов в сложных метеоусловиях днем и ночью при отсутствии визуальной видимости является одной из важнейших задач, от успешного решения которой во многом зависит эффективность боевого применения авиации. Статистика свидетельствует о том, что на этот этап приходится значительная, а порой и наибольшая доля летных происшествий. Целю данной статьи является — проанализировать существующие системы посадки самолетов, их особенности, преимущества и недостатки, а также рассмотреть их роль в обеспечении безопасности воздушного движения.

Основная часть

КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ ПОСАДКИ

Заход воздушного судна на посадку- один из заключительных этапов полета воздушного судна, непосредственно предшествующей посадке. Он представляет как маневрирование по заданной схеме для выведения воздушного судна на предпосадочную прямую, движение по предпосадочной прямой с соблюдением заданных горизонтального и вертикального профилей, с целью выведения воздушного судна на точку приземления. Заходы на посадку делятся на инструментальные и визуальные (Рисунок 1.). Инструментальные заходы на посадку делятся на точные и неточные. Точные заходы на посадку обеспечивают наведение воздушного судна на конечном этапе захода на посадку (предпосадочная прямая) по курсу и высоте. Неточные заходы на посадку обеспечивают наведение воздушного судна на конечном этапе захода на посадку (предпосадочная прямая) только по курсу [1-6].

Рисунок 1. Классификация заходов на посадку

По составу техники РТО системы посадки делятся на следующие организационно-технические комплексы:

1. Система посадки ОСП обеспечивает экипажу ЛА, оборудованного соответствующей аппаратурой, выход в район аэродрома, выполнение маневра для захода на посадку, снижение до высоты, определенной для каждого типа самолета, с последующим визуальным снижением и приземлением (Рисунок 2.). Достоинством системы ОСП является простота и минимальное наземное оборудование, а недостаток низкая точность.

Состав: приводные радиостанции, радиопеленгаторы, МРМ, КНС (МИ), светооборудование, АПМ (АПП), связные радиостанции [2].

Рисунок 2. Заход на посадку по системе ОСП

2. Системы посадки ОСП с РСП обеспечивают экипажу ЛА выход в район аэродрома, выполнение маневра для захода на посадку в СМУ, а также снижение по глиссаде и курсу посадки при управлении по командам руководителя зоны посадки с земли через УКВ радиостанции с последующим визуальным снижением и приземлением. Достоинством этой системы является высокая точность и отсутствие на борту специального оборудования. Недостаток- необходимость иметь на аэродроме посадочного радиолокатора.

3. Система посадки с РСП, VOR и ILS в сочетании с необходимым бортовым радионавигационным оборудованием дает возможность автоматизировать процесс пилотирования самолета на этапах привода на аэродром и посадки.

Система обеспечивает летчика, бортовую систему управления непрерывной информацией, необходимой для пилотирования самолета, а на заключительном этапе полета – о положении самолета относительно линии курса, глиссады планирования и о дальности до начала ВПП (Рисунок 3).

Рисунок 3. Заход на посадку по системе ILS

Различают РМС 1, 2 и 3 категорий (Рисунок 4.), которые удовлетворяют требованиям ICAO соответственно 1, 2 и 3 категориям минимума погоды [1].

РМС 1 категории обеспечивает данные для управления воздушным судном от границы зоны действия до точки, в которой линия курса пересекает линию глиссады на высоте 60 м или менее над горизонтальной плоскостью, находящейся на уровне порога ВПП.

РМС 2 категории - до высоты 30 м или менее и РМС 3 категории - до поверхности ВПП и вдоль нее.

Рисунок 4. Категории инструментальной системы посадки

Достоинством данной системы является высокая точность и удобства пилотирования, а также возможность автоматизация посадки. Недостаток- сложность эксплуатации и громоздкость оборудования.

Спутниковая система функционального дополнения SBAS

SBAS – система функционального дополнения, в которой пользователь принимает корректирующие поправки от передатчика, установленного на геостационарном спутнике.

Спутники SBAS ретранслируют принятые данные, на бортовые приемники SBAS. В качестве спутников SBAS применяются геостационарные спутники связи.

Зона действия SBAS определяется зоной охвата территории станциями наземной инфраструктуры и зоной действия спутников SBAS (Рисунок 5).

В пределах зоны действия обеспечивается полет самолета по маршруту, в зоне аэродрома, а также заход на посадку с уровнями APV-I и APV-II. Причем, операции захода на посадку APV-I и APV-II могут осуществляться только в определенных, назначенных областях, а не во всей зоне действия системы SBAS [4].

Рисунок 5. Зоны покрытия геостационарных спутников SBAS

Бортовых приемники GARMIN GNS 430W и GNS 530 W являются комплексным (интегрированным) оборудованием, которое включает в себя аппаратуру для приема и обработки сигналов спутников GPS,  SBAS, радиомаяков VOR, радиомаяков КРМ (LOC) и ГРМ (GS) системы посадки ILS, а также УКВ радиостанции связи (COM).

Достоинством данной системы является всенаправленности захода на посадку, и не требует установки сложных радионавигационных систем на аэродроме. Однако ее использование ограничено зонами покрытия геостационарных спутников [4].

Наземные системы функционального дополнения GBAS и GRAS

GBAS и GRAS - системы функционального дополнения, в которых приемник пользователя принимает корректирующие (дифференциальные) поправки непосредственно от наземного передатчика.

Системы состоят из наземной инфраструктуры и бортового оборудования (приемники GBAS).

В состав наземной инфраструктуры системы GBAS входит одна или несколько контрольно-корректирующих станций (ККС) - для измерения координат по навигационным спутникам и вычисления поправок, и передатчик с антенной - для передачи дифференциальных поправок на самолет. Дифференциальные поправки и другая информация передаются в УКВ диапазоне по линиям цифровой передачи данных [4].

Процедура точного захода на посадку по категории I в системе GNSS обозначается, как процедура захода по GLS (GBAS Landing System) (Рисунок 6).

Рисунок 6. Посадка по GBAS 

Наземная станция GBAS, определив дифференциальные поправки, передает их с помощью передатчика, работающего на ненаправленную антенну, на самолетный приемник GBAS (Рисунок 7). Передача поправок производится в УКВ диапазоне (108 - 117,975 МГц). Частота выдачи дифференциальных поправок не менее 2 Гц.  

Рисунок 7. Взаимодействия GBAS с бортовым многорежимным приемником MMR

JPALS (Joint Precision Approach and Landing System)

JPALS (Joint Precision Approach and Landing System) — это современная система посадки, предназначенная для обеспечения высокоточной навигации и посадки воздушных судов, включая военные самолеты, в любых условиях, особенно при ограниченной видимости или в условиях плохой погоды. JPALS разработан для использования на военных и гражданских аэродромах и базируется на глобальных навигационных спутниковых системах (GNSS), таких как GPS. Точность посадки от 1м до 20 см (Рисунок 8).

Рисунок 8. Посадка л/а по системе JPALS

Заключение

Анализ различных систем посадки показывает, что каждая из них обладает как достоинствами, так и недостатками, которые определяют их пригодность в зависимости от конкретных условий эксплуатации. Система ОСП отличается простотой и минимальными требованиями к наземному оборудованию, но ограничена низкой точностью, что может быть критичным в сложных погодных условиях.

Система посадки ОСП с РСП обеспечивает высокую точность и не требует специального оборудования на борту, однако наличие посадочного радиолокатора на аэродроме является обязательным. Система ILS предоставляет высокую точность, удобство пилотирования и возможность автоматизации посадки, но сложность эксплуатации и громоздкость оборудования является ее недостатком.

Спутниковая система SBAS обладает значительным преимуществом в виде всенаправленности захода на посадку и не требует установки сложных радионавигационных систем на аэродроме. Однако ее использование ограничено регионом покрытия геостационарных спутников.

Система JPALS, которая применяется для судов и позволяет достигать точности посадки от 1 м до 20 см, имеет возможности для мобильного развертывания и высокую точность, что является большим преимуществом. Однако она ограничена в использовании на летательных аппаратах, которые оснащены необходимыми приемниками JPALS, а также зависимость от GPS накладывают ограничения на ее применение в условиях постановки помех для GPS.

Таким образом, выбор системы посадки должен учитывать как технические характеристики, так и географические условия, что позволит оптимально использовать данные системы в различных ситуациях.

Список литературы:

1. Квалификационные требования КТ – 253 «Бортовое оборудование ГНСС / ЛККС», ред. 1 Текст / Межгосударственный авиационный комитет, М.: Изд-во МАК, 2007. – 60 с.
2. Обзор и сравнительный анализ приводных средневолновых радиостанции // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Мухаммедов Б.М. [и др.]. 2022. 2(95). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/13115 (дата обращения: 02.03.2025).
3. Приложение 10 к Конвенции о международной гражданской авиации: Авиационная электросвязь, том I «Радионавигационные средства», ИКАО, Монреаль, 2006.
4. Хафизов А.В. Средства радионавигации. / Хафизов А.В. – Кировоград: ГЛАУ, 2014.
5. Роль средства связи и радиотехнического обеспечения в обеспечении безопасности полетов // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Норкулов Э.О. [и др.]. 2023. 9(114). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/16014 (дата обращения: 13.03.2025).
6. Сравнительный анализ радиотехнических систем ближней навигации «ТРОПА-СМД» (РФ), VOR/DME И TACAN (США) // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Аликулов Е.А. [и др.]. 2023. 10(115). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/16054 (дата обращения: 13.03.2025).