|
|
| Разместил: |
Вебмастер  |
|
|
Это вовсе не летный тренажер - чтобы все полеты проходили гладко, авиакомпании используют передачу данных между наземными станциями.
Авиация полна парадоксов. Например, один из таких парадоксов - задирание носа приводит к снижению летательного аппарата. Удивительно и то обстоятельство, что чем больше высота полета, тем меньше требуется горючего на поддержку крейсерской скорости. А тот факт, что билет "туда-обратно" порой дешевле билета в один конец, и вовсе недоступен здравому смыслу.
Техника обмена данными в авиации тоже вещь удивительная. Безопасность воздушного путешествия определяется работой ряда наземных сетей. Бывает, например, что коротенькое сообщение капитана воздушного судна длиной с небольшое электронное письмо, прежде чем попадет к адресату, должно будет проделать сложный путь через носители четырех типов. Повысить надежность и экономичность помогает самая хитроумная и сложная техника, но при этом, к сожалению, часть наиболее важного оборудования старше 30 лет.
В настоящее время в авиации шире чем когда-либо используются технологии сбора, передачи и обработки данных. Чувствительные датчики поставляют пилотам данные о работе двигателей, а специальные метки на экранах радаров авиадиспетчеров позволяют определить курс самолета и высоту его полета и расстояние до других самолетов.
Информационные технологии в авиации делятся на две большие группы: связанные с обеспечением полетов и связанные с работой авиакомпаний. Хотя эти две сферы становятся все ближе друг к другу, способы использования данных в них по-прежнему несколько различаются.
К НЕБУ МОЙ ПУТЬ
С тех пор как человек научился летать, авиационная техника ушла далеко вперед. Не меньший прогресс наблюдается и в средствах передачи данных при обеспечении полетов. Во времена так называемого "золотого века" авиации пилоты просто сообщали о своем местонахождении по радио: "Я пролетаю над Солт-Лейк-Сити, скорость относительно земли - 200 узлов". Затем эта информация передавалась от одной радиостанции к другой и наконец достигала адресата. В наши дни сотрудник авиакомпании может сообщить клиенту, например, о погоде в любой точке земного шара или сказать, где в данный момент находится интересующий его самолет, - всю необходимую информацию можно получить непосредственно в процессе бронирования билета.
Однако изменения в наземной технике блекнут в сравнении с теми революционными переменами, которым подверглась пилотская кабина. На современных самолетах установлено до 400 датчиков, собирающих данные о состоянии всех бортовых систем: давлении в топливных баках, температуре выхлопных газов, положении контрольных поверхностей на крыльях, форме хвостового оперения и прочее, прочее, прочее...
Система мониторинга состояния летательного аппарата (Aircraft Condition Monitoring System - ACMS) предназначена для сбора и передачи данных командиру корабля и первому помощнику. "Именно система управления данными собирает показатели сотен датчиков и осуществляет обработку данных во время полета", - говорит Дэвид Пук, инженер по системам компании Teledyne Systems, производящей ACMS.
Капитан Карл Прайс, шеф-пилот отделения American Airlines в чикагском международном аэропорту O"Hare, приводит такой пример из жизни: "Если на указателе давления топлива высвечивается число 85, то это может еще ничего не значить. Но возможна и такая ситуация: вчера давление было около 90, а пилот об этом, скорее всего, не знает. Тут-то и вступает в дело ACMS. Компьютер выдаст соответствующее сообщение, распечатает данные старых замеров, и экипаж сможет заметить самые незначительные изменения в работе бортовой техники. Высокочувствительная система мониторинга поможет, например, обнаружить даже малейшую, незаметную для человека вибрацию двигателя.
Система ACMS передает информацию на главный бортовой узел обмена данными - Бортовую систему передачи сообщений и отчетов (Aircraft Communication Addressing and Reporting System - ACARS). ACARS - это основное средство обмена данными между бортовыми системами и между самолетом и наземными станциями.
Система ACARS была введена в 1976 году; в то время она применялась в первую очередь для частичной разгрузки речевого канала обмена радиосообщениями за счет использования цифровых данных. "Переход на новые системы для пилотских кабин сопровождался колоссальным ростом объемов данных, получаемых экипажем, - поясняет Карл Прайс. - Если использование обмена данными позволяет первому или второму пилоту не отвлекаться от управления самолетом для передачи голосовых сообщений, то тем самым мы повышаем уровень безопасности полетов".
На смену радиосообщениям пришли системы передачи данных. "Семь тысяч пилотов нашей компании перешли на использование новой системы в течение суток, - вспоминает Карл Прайс. - Перед этим, правда, мы раздали всему летному составу четырехстраничную инструкцию. Все прошло довольно гладко, ведь в кабинах самолетов сидели высокообразованные люди".
От себя добавим, American Airlines удалось избежать трудностей постепенного перехода на ACARS еще и потому, что эта система проста в использовании - пилот вводит полетный план в память компьютера при помощи алфавитно-цифровой клавиатуры (см. фото). ACARS также предоставляет командиру корабля и первому помощнику всевозможную дополнительную информацию, например: о погоде на трассе, об изменениях в полетных предписаниях, о расчетном времени прибытия и об остатке топлива в баках.
"Фактически мы имеем дело с бортовым маршрутизатором," - говорит Дэвид Пук. Действительно, ACARS напрямую обменивается данными со всеми основными компьютерными системами на борту самолета. Помимо сбора данных от других систем ACARS поддерживает двунаправленный обмен информацией с наземными системами. В частности, ACARS может заниматься сбором информации из системы ACMS и передавать полученные данные тем, кто в них нуждается.
"Предположим, что возникли небольшие неполадки в автопилоте второго пилота, - говорит Карл Прайс. - ACMS сообщает о возникшей проблеме и через ACARS оповещает наземный ремонтный персонал еще во время полета самолета. Ремонтники на земле встречают самолет, заменяют неисправный блок и отправляют его в мастерскую для починки. Тем временем самолет уже готов к следующему рейсу - устранение неисправности заняло минимум времени".
До того как ACMS и ACARS породнились, данные ACMS записывались на ленту. По окончании полета ремонтники извлекали ленту из самописца и просматривали ее, определяя возникшие в ходе полета проблемы.
Другое применение ACARS/ACMS в ремонтных целях состоит в правильном определении сроков службы изделий и деталей. Авиационные двигатели обычно рассчитаны на определенное число взлетов, однако при взлетах с пониженной тягой некоторые детали изнашиваются меньше, чем при штатных взлетах. Используя данные, полученные системой ACARS от ACMS, авиакомпания может доказать, что срок службы тех или иных деталей еще не исчерпан.
Система ACARS особенно сильна в работе с информацией на борту самолета и в обмене информацией с наземными станциями. И в этой области у ACARS самые разнообразные возможности: информация может передаваться, например, и по обычным голосовым ОВЧ-каналам, и по каналам дальней высокочастотной радиосвязи, и через спутник.
КАК ДАННЫЕ ПУТЕШЕСТВУЮТ МЕЖДУ САМОЛЕТАМИ И НАЗЕМНЫМИ СТАНЦИЯМИ
Использование воздушных радиоканалов
В бортовой системе передачи сообщений и отчетов (Aircraft Communication Addressing and Reporting System - ACARS) ОВЧ-радиоволны используются для передачи пакетов данных. Длина пакета составляет 220 байт, а передаются пакеты со скоростью 2400 бод. "Полетный план занимает примерно два килобайта, - говорит Дэвид Пук из компании Teledyne Systems, - поэтому для его передачи нужно 10 блоков".
Доступ к среде передачи данных осуществляется по алгоритму CSMA (Carrier Sense Multiple Access), используемому также и в сетях Ethernet. Разница, поясняет Пук, состоит в том, что "мой [бортовой] модем определяет наличие передачи на нужной частоте в данный момент". Если частота занята, модем предпримет повторную попытку передачи спустя произвольно выбранный промежуток времени.
Большая часть информации, принимаемой и передаваемой по ACARS, представляет собой очень короткие строки литер. По сообщению Дэвида Пука, большая часть операций по передаче данных во время полета продолжается не более секунды; многие посылки занимают около 150 миллисекунд.
Вспомнив об изначальном предназначении ACARS, сравним эту цифру со временем, необходимым для того, чтобы пилот проверил правильность приема полетного плана, зачитав свою запись авиадиспетчеру; также немало времени занимает сообщение о местонахождении самолета, передаваемое в штаб-квартиру авиакомпании. Малая длина сообщения предпочтительна еще и потому, что ресурсы ОВЧ-канала так же, как и кабельной системы локальной или глобальной сети, находятся в совместном использовании.
ОВЧ-связь обеспечивает довольно высокую скорость обмена, она недорога и проста в использовании. Этот вид связи, однако, не помогает, когда самолет находится слишком далеко от берега - при трансокеанском перелете, например. На высоте в 20 тыс. футов (примерно 6 тыс. метров) и более радиус связи на ОВЧ составляет 200 миль (примерно 300 км). На больших расстояниях сигнал несущей ослабевает настолько, что не обеспечивает надежной радиосвязи.
Чтобы обеспечить связь во время трансокеанских перелетов (число которых постоянно растет), компания Teledyne и другие производители оборудования для ACARS разработали модули, осуществляющие передачу данных через спутниковые модемы. Скорость обмена данными по этим каналам составляет всего 600 бод, однако, благодаря последним достижениям техники, производительность каналов должна скоро сравняться с производительностью ОВЧ-канала и даже превзойти ее.
Разница в скоростях каналов оказывается заметной и для пилотов. "При передаче по каналу ОВЧ подтверждение приема приходит через три-десять секунд, - рассказывает Пук. - При использовании же спутниковой связи эта цифра может возрасти до 25-40 секунд". Пук считает, что спутниковая связь вполне надежна. Хотя передача через спутник работает медленно, это все же лучше, чем полное отсутствие связи по системе ACARS. Бесспорно, очевидный недостаток спутниковой связи - более высокая цена.
Еще одно средство связи - радиосвязь на высоких частотах. В этом диапазоне, где дальность связи выше, ACARS осуществляет взаимодействие точно так же, как и в ОВЧ-диапазоне - сообщение просто направляется к другому устройству ввода/вывода. Современные модули ACARS могут даже автоматически переключаться со спутниковой связи и ВЧ-связи на ОВЧ, как только будет обнаружен сигнал несущей.
Одной из наиболее важных функций системы ACARS является то, что ее можно программировать по времени. Например, система способна за 20 минут до прибытия в пункт назначения самостоятельно обновлять информацию о том, к какому выходу следует направлять самолет после посадки.
Другое важное применение ACARS, по выражению капитана Карла Прайса (American Airlines), "дорого сердцу" любого пилота, поскольку связано с определением загрузки летного состава и зарплаты. Система ACARS фиксирует момент снятия самолета с тормоза и впоследствии вычисляет "время OOOI", что означает Out ("отчаливание" от выхода), Off (отрыв от полосы), On (касание полосы), In (причаливание к входу). Эта информация передается в управление American Airlines и служит основой для заполнения ведомостей на зарплату, чем занимается мэйнфрейм, установленный в штате Оклахома.
|
|
|
|
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные, активировавшие регистрацию и не ограниченные в доступе участники сайта!
|
| Файл создан: 27 Май 2009 22:36, посл. исправление: 27 Май 2009 23:12 |
|
