Управлять самолетами на земле сложнее, чем управлять ими в воздухе.
ВПП 35 слева в международном аэропорту Денвера выглядела чистой для пилотов Airbus A319 Frontier Airlines, когда они однажды утром в начале января 2007 года упали с 600-футового потолка облаков. полмили, так что они летели по приборам.
Затем они увидели самолет, стоящий на взлетно-посадочной полосе прямо по курсу. Пилот грузового турбовинтового самолета Key Lime Air непреднамеренно проследил за синими огнями рулежной дорожки (осевые огни были скрыты снегом), вырулив на действующую взлетно-посадочную полосу длиной 12 000 футов в шестом по загруженности аэропорту страны. Озадаченный наземный диспетчер спросил его, где он находится, как раз в тот момент, когда пилоты Frontier заметили его самолет и дернули нос Airbus вверх, чтобы прервать посадку.
В башне сработала сигнализация о столкновении. Два самолета разошлись примерно в 50 футах друг от друга.
В среднем почти раз в день самолет или транспортное средство в аэропорту оказывается на взлетно-посадочной полосе аэропорта США, где он не должен находиться. Такие потенциально опасные инциденты называются «выездами на взлетно-посадочную полосу». Не все так опасно, как близость в Денвере - один из как минимум пяти случаев с 2000 года. Но, по данным Федерального авиационного управления, почти каждые 10 дней вторжение создает серьезную вероятность столкновения. Только реакция пилотов в последнюю секунду предотвратила несколько катастроф.
Хорошая новость заключается в том, что есть способы предотвратить вторжение. Более десяти лет исследований, проведенных НАСА, Министерством транспорта и авиационными компаниями, показывают, что дисплеи в кабине экипажа, такие как движущиеся карты, которые теперь широко доступны в автомобилях, а также более смелая разметка взлетно-посадочной полосы и освещение в аэропортах могут предотвратить наиболее распространенные ошибки пилотов, которые вызывают вторжения. Теперь становятся доступными базовые улучшения. Но рост воздушного движения приводит к увеличению числа вторжений (на национальном уровне количество вторжений увеличилось более чем вдвое по мере роста воздушного движения в период с 1994 по 2000 год), поэтому лидеры в области безопасности хотят набрать темп.
«У нас есть технологии; Теперь нужно решить, какую из этих технологий использовать», - говорит Марк Розенкер, председатель Национального совета по безопасности на транспорте, который в 1970-х годах начал настаивать на том, чтобы FAA активизировало предотвращение несанкционированных выездов на взлетно-посадочную полосу. «Ежегодно происходит слишком много вторжений, - говорит Розенкер.«Мы полагаемся на удачу, а удача не поможет управлять национальной авиасистемой».
Реальность такова, что до недавнего времени несанкционированные выезды на взлетно-посадочную полосу затмевались более серьезными опасностями, такими как столкновения самолетов в воздухе или отклоняющиеся от курса и врезавшиеся в землю (известные как «управляемый полет на землю»)., - говорит Бэзил Баримо, вице-президент по эксплуатации и безопасности Ассоциации воздушного транспорта, представляющей авиационную отрасль. Теперь, когда системы предупреждения в кабине экипажа значительно снизили эти риски, несанкционированные выезды на взлетно-посадочную полосу поднялись на первое место в списке дел, связанных с безопасностью.
«Сначала вы подвергаетесь самому большому риску, а затем спускаетесь вниз», - говорит Баримо. «Хотя безопасности на взлетно-посадочной полосе сейчас уделяется много внимания, это только потому, что мы устранили, откровенно говоря, более серьезные риски».
Не существует простого решения проблемы несанкционированного выезда на взлетно-посадочную полосу, поскольку нет единой причины. Согласно федеральной статистике, более чем в половине случаев пилоты совершают неправильный поворот или не останавливаются перед взлетно-посадочной полосой; ответственность за остальное распределяется между ошибками авиадиспетчеров и ошибками работников аэропорта при буксировке самолетов или вождении грузовиков.
«Тяжело понять, почему это происходит», - говорит бывший администратор FAA Джейн Гарви, которая в период своего пребывания на посту с 1998 по 2002 год делала безопасность на взлетно-посадочной полосе приоритетом. много человеческих ошибок. С ними всегда сложнее, потому что они уникальны для каждого человека».
Пилоты иногда называют путешествие между взлетно-посадочной полосой и местом стоянки самолета «забытым этапом полета», и многие считают его самым сложным. Широкая гудронированная дорога исчезает за горизонтом, особенно ночью, когда аэродромы превращаются в море голубых огней рулежных дорожек. Сложные инструменты, которые помогают пилотам ориентироваться в воздухе, мало помогают на земле, поэтому летным экипажам остается лишь ориентироваться по бумажным картам. Пилоты должны совмещать то, что они видят из окна, со своей картой аэропорта, чтобы выяснить, где они находятся, в то же время они общаются со своей авиакомпанией и наземным управлением и маневрируют самолетом.«Бывают моменты, когда [успешного общения] не происходит, и именно так мы заканчиваем вторжениями», - говорит Рик Шей, пилот United Airlines. Эксперты называют упущения «потерей ситуационной осведомленности».
В то время как автомобили высокого класса теперь оснащены цветными электронными картами, показывающими местоположение автомобиля на дорогах и автомагистралях, «у нас в кабинах их нет», - говорит Терри МакВенес, капитан US Airways, возглавляющий усилия по обеспечению безопасности для Ассоциации пилотов воздушных линий.
Дэвид Фойл, изучающий вторжения в Исследовательском центре Эймса НАСА в Калифорнии, вспоминает, как сидел с двумя пилотами в кабине Боинга 757 НАСА на перекрестке с трехсторонним движением в международном аэропорту Хартсфилд-Джексон в Атланте. много лет назад. Пилоты не могли договориться, куда лететь. «Они остановили самолет и начали спорить об этом, - говорит Фойл. Самолет уже миновал знаки перекрестка, и пилоты не могли самостоятельно определить, где они находятся. Оказалось, что ни один из пилотов не был прав.
Не помогает и то, что многие загруженные аэропорты не были рассчитаны на сегодняшнее бурное воздушное движение, говорит Пол Эрвей, исполняющий обязанности директора FAA по безопасности на взлетно-посадочных полосах. По мере увеличения числа вторжений FAA усилило обучение диспетчеров и запустило кампании по обучению пилотов. Это помогло, говорит Эрвей. Осталось несколько упрямых ошибок, которые, возможно, никогда не будут устранены, пока в этом участвуют люди.
«Поскольку мы люди, мы будем совершать ошибки, - говорит он. «Сейчас мы рассматриваем модификацию системы, чтобы неизбежная человеческая ошибка не привела к катастрофе».
Международный аэропорт Лос-Анджелеса зарегистрировал более 40 вторжений на взлетно-посадочную полосу с 2001 года. Тесная планировка аэропорта, построенная в 1950-х годах, вынуждает самолеты пересекать две внутренние взлетно-посадочные полосы и две параллельные внешние взлетно-посадочные полосы, чтобы пройти между терминалами. Самолеты пересекают внутренние взлетно-посадочные полосы примерно 900 раз в день. Дважды в прошлом году диспетчеры говорили пилотам остановиться перед пересечением и слышали, как пилоты повторяли инструкции в ответ, только чтобы увидеть, как пилоты все равно пересекают взлетно-посадочную полосу - на пути взлетающих самолетов. Почти каждый день, говорит Майкл Фут, авиадиспетчер аэропорта Лос-Анджелеса, как минимум один пилот не следует его указаниям.
В одном случае на пленках управления воздушным движением можно услышать, как пилот вылетающего пригородного самолета задыхается после того, как британский самолет Gulfstream пересекся перед ним, заставив его нажать на тормоза, даже хотя диспетчеры дважды сказали Gulfstream не продолжать полет. Тормозам пассажира потребовалось 40 минут, чтобы остыть.
Риск столкновений растет примерно в два раза быстрее, чем растет объем воздушного движения, по словам Арнольда Барнетта, профессора Школы менеджмента Слоуна Массачусетского технологического института. Это связано с тем, что по мере того, как через аэропорты проходит больше самолетов, риск возрастает по двум причинам. Во-первых, больше самолетов, скорее всего, попадут в неположенное место. Во-вторых, чем больше самолетов, тем больше вероятность того, что сбившийся с курса самолет столкнется с другим. В 32 самых загруженных аэропортах США уже поступает в два раза больше звонков, чем в другие.
Основываясь на прогнозах FAA об увеличении воздушного движения, Барнетт подсчитал, что, если ничего не предпринять, к началу 2020-х годов в аэропортах США может произойти около 15 аварий со смертельным исходом, в результате которых погибнет от 700 до 800 человек. Небольшое количество крупных аварий на данный момент указывает на то, что для того, чтобы самолеты столкнулись друг с другом, ошибки должны произойти точно в неподходящее время, а это случается редко. «Людям приходится не только совершать ошибки, но чтобы произошло столкновение, вам также должно очень не повезти», - говорит Барнетт.
Катастрофы уже произошли. На туманной взлетно-посадочной полосе на Тенерифе, одном из Канарских островов, в 1977 году пилот KLM Boeing 747, очевидно, неправильно понял инструкции управления воздушным движением и врезался в Pan Am 747, руливший по единственной взлетно-посадочной полосе аэропорта. Все на авиалайнере KLM и большинство на самолете Pan Am погибли - всего 583 человека.
Одно из самых смертоносных вторжений на взлетно-посадочную полосу в Соединенных Штатах произошло в Лос-Анджелесе в 1991 году. Измученный диспетчер, обремененный сломанным наземным радаром, пытающийся выполнять несколько работ и отвлеченный поиском документов, разрешил Boeing 737 USAir приземлиться на взлетно-посадочной полосе, где ожидал взлета пригородный рейс Skywest Metro. Двадцать два человека погибли. Следователи NTSB обвинили FAA в разработке системы управления воздушным движением, которая нереалистично зависела от «безупречной работы человека» в оживленных аэропортах, и заявили, что разработчики системы разделяют ответственность за катастрофу.
С тех пор NTSB призвал FAA разработать автоматизированную систему для обнаружения потенциальных вторжений, которые пропустили диспетчеры и пилоты. FAA попыталось. Но ее система безопасности в зоне движения в аэропорту, или AMASS, стала примером того, почему так трудно избежать вторжений на взлетно-посадочную полосу.
Хотя компьютеры могут обнаруживать самолеты, летящие на встречных курсах, им труднее предсказать, что пилот собирается сделать внезапный неправильный поворот на взлетно-посадочной полосе или не остановится в нужном месте. К 1999 году, когда стоимость системы предупреждения увеличилась более чем в два раза по сравнению с первоначальной ценой в 60 миллионов долларов, FAA заявило, что не может удержать самолеты от отклонения на взлетно-посадочные полосы, а вместо этого попытается определить те самолеты, которые могут столкнуться.
Когда Air China 747 вырулил на взлетно-посадочную полосу, с которой взлетал Korean Air 747 в аэропорту O'Hare International в Чикаго в 1999 году, AMASS подала сигнал тревоги на вышке всего за шесть секунд до того, как самолеты столкнулись.. У диспетчеров было слишком мало времени, чтобы идентифицировать задействованные самолеты, связаться с пилотами и сказать им, что делать. Пилот Korean Air самостоятельно заметил другой Боинг 747 и остановился, резко накренившись. Он взлетел, избежав катастрофы всего за три секунды и 75 футов.
Контроллеры больше всего нуждаются в AMASS в плохую погоду, но система ошибочно принимает ливневые дожди за самолеты. Однажды ночью в июле 2005 года в международном аэропорту имени Джона Ф. Кеннеди в Нью-Йорке диспетчеры отключили систему из-за ливня. Боинг Israel Air 767 пропустил поворот и вырулил перед уходящим грузовым самолетом DC-8. Позже пилот грузового корабля предположил, что хвост его самолета находился в пределах 45 футов от Боинг-767.
Следователи пришли к выводу, что система работает наоборот. Заставлять пилотов полагаться на предупреждения диспетчеров - это то же самое, что управлять автомобилем, ожидая звонка по мобильному телефону, который говорит вам остерегаться грузовика, которого вы не видите, заявил Конгрессу пять лет назад генеральный инспектор Министерства транспорта Кеннет Мид. «Очень медленные темпы развертывания технологий, неспособность быстро продвигаться вперед с многообещающими новыми технологиями - это основная часть проблемы, и, следовательно, на ней необходимо сосредоточиться как на основной части решения», - сказал Мид.
FAA также поддержало исследования НАСА по концепции, которая называется «синтетическое зрение»: виртуальный вид из окна кабины, который показывает пилотам все, что они хотели бы видеть, но не могут. Он генерируется компьютером и проецируется на стеклянный экран перед лобовым стеклом. Экран называется «проекционный дисплей», потому что пилоты смотрят прямо перед собой, чтобы видеть его. Даже когда густой туман или темнота закрывают обзор снаружи, видны яркие очертания взлетно-посадочных полос и - с помощью самых передовых технологий - местонахождение других самолетов.
NASA продемонстрировало синтетическое зрение на борту Boeing 757 вместе с отдельным экраном кабины, показывающим местоположение самолета на движущейся карте аэропорта. Электронные связи с диспетчерской вышкой передавали маршрут руления самолета и местоположение других самолетов, поэтому они также отображались на карте. Испытательные полеты в международном аэропорту Даллас/Форт-Уэрт в 2000 году с использованием фургона для имитации другого самолета, вторгшегося на взлетно-посадочную полосу, показали, что бортовая система предупреждала пилотов о проблемах за 10-20 секунд до того, как об этом сообщали диспетчеры.
В симуляциях НАСА те же пилоты авиакомпаний, которые допускали неправильные повороты и другие ошибки при рулении в аэропорту Чикаго в условиях плохой видимости, не совершали ошибок, когда в их кабине были дисплеи.
Существующие системы отображения на лобовом стекле, однако, не содержат достаточной информации об аэропорте, чтобы вести пилотов за пределы взлетно-посадочной полосы. Около пяти лет назад Rockwell Collins начала искать поддержку авиакомпаний для разработки своей системы управления наземным движением, стоимость которой, вероятно, составит несколько миллионов долларов. Окончательная стоимость будет зависеть от типа самолета, для которого разрабатывается система, и от того, какая другая авионика уже установлена на борту..
Цель состояла в том, чтобы воплотить демонстрации НАСА в коммерческую реальность. Видение было грандиозным: пилоты видели маршруты руления, проецируемые на экран перед ними, и подсказывали им, как отрегулировать скорость, чтобы сделать следующий поворот. Дорожные конусы выскакивали на их пути, когда они приближались к взлетно-посадочной полосе, которую они не должны пересекать. Но затем наступило 11 сентября 2001 года, и вдруг авиакомпании стали больше думать о выживании, чем об инвестициях.
«Все думали, что это отличная идея, но не было денег на ее развитие», - говорит Питер Хауэллс, главный системный инженер Rockwell Collins. Другая проблема, добавляет он, заключается в том, что, хотя все обеспокоены вторжениями, многие авиакомпании видят в этом проблему, вызванную ошибками других пилотов. «Они говорят: «Проблема не в нас. Это другие люди. Почему мы должны вкладывать средства в это оборудование, когда проблема возникает из-за других, а мы, по сути, являемся жертвами?»”
Фойл из НАСА и Бекки Хуи, научный сотрудник Университета штата Сан-Хосе из центра Эймса, нашли вескую причину для таких инвестиций, когда изучали работу пилотов на симуляторах НАСА. Расширенные дисплеи снижают нагрузку на пилотов; движущаяся карта помогла проложить маршрут, а проекционный дисплей помог спланировать предстоящие повороты. Они быстрее вырулили и быстрее добрались до ворот. Роквелл подсчитал, что дополнительная скорость позволила бы Боингу 737, перевозящему около 150 человек, зарабатывать еще от 35 000 до 50 000 долларов в год. По словам Хауэллса, эта окупаемость, вероятно, повлияет на то, сколько авиакомпании потратят на систему. Но руководители FAA и другие организации предупреждают, что сложная новая система не принесет пользы, если авиакомпании не могут позволить себе установить ее на свои самолеты. По словам Баримо из Ассоциации воздушного транспорта, самолеты нового поколения, скорее всего, будут нести проекционные дисплеи в качестве стандартного оборудования, однако авиакомпаниям сложно обосновать целесообразность установки таких дисплеев исключительно в интересах безопасности на взлетно-посадочных полосах.
В качестве основы своей стратегии управления воздушным движением в условиях все более загруженного неба FAA в настоящее время вкладывает значительные средства в ADS-B, систему, которая предоставляет более точные данные о воздушном движении (см. «Как это работает: Идентификация самолета», октябрь/ноябрь 2006 г.). Система также поможет предотвратить вторжение на взлетно-посадочную полосу, упрощая диспетчерам и пилотам возможность видеть местоположение самолетов на картах взлетно-посадочных полос. Но это будет стоить около 7 миллиардов долларов - с учетом разделения цены между FAA, авиакомпаниями и другими - и не будет полностью завершено до 2035 года.
«Это очень важная область для нас», - говорит представитель FAA Лаура Браун. «Но у нас есть много других технологий, над которыми мы работаем, и они всегда конкурируют за финансирование.« Существует также сопротивление заполнению кабин гаджетами как из-за стоимости, так и потому, что никто не хочет отвлекать пилотов, - говорит Роберт Фрэнсис, давний сотрудник FAA, который позже работал в NTSB. И любое новое оборудование для самолетов должно быть надежным, прежде чем его можно будет установить.
«Настоящая проблема заключается в следующем: как совместить необходимость быть отзывчивым с необходимостью быть таким осторожным и таким точным?» говорит бывший администратор FAA Гарви. «Степень точности в управлении автомобилем сильно отличается от того, что вам нужно иметь в авиации». Оборудование Model X. Обеспечивает всепогодный обзор аэропорта за счет объединения сигналов радаров с данными транспондеров самолетов. Электронная карта аэропорта помечает каждый самолет на экране, чтобы диспетчеры знали, кто есть кто. Но он также отстает от графика из-за проблем с финансированием и не будет установлен в 35 ведущих аэропортах до 2011 года.
Одним ясным зимним днем Маркус Джонсон, главный летчик-испытатель Honeywell Aerospace, готовит свой Beechcraft King Air к взлету из Салема, штат Орегон. Солнце светит ему в глаза, но он прав, направляясь к взлетно-посадочной полосе 16. Он включает двигатели, и самолет катится быстрее. Внезапно в наушниках он слышит настойчивый голос: «На рулежную дорожку! На рулежную дорожку!»На его самолете установлена система оповещения и оповещения о взлетно-посадочной полосе Honeywell - недорогое (менее 20 000 долларов) обновление программного обеспечения до обычной системы, которая предупреждает пилотов, когда они приближаются к опасной местности. Он содержит электронные карты аэропортов и внимательно следит за направлением и скоростью самолета. Его уже установили шесть авиакомпаний.
«Существует миллион различных причин, по которым пилоты теряют информацию о своем местоположении», - говорит Джонсон. «Мы хотим, чтобы RAAS был третьим парнем в кабине, который просто наблюдает за вами и собирается похлопать вас по плечу и сказать: «Вот где вы находитесь». Если вы согласны с этим, это здорово. Если вы с этим не согласны, вы говорите: «Давайте остановимся и посмотрим, что не так».
Для пилотов пригородного самолета Comair, который взлетел не с той взлетно-посадочной полосы в Лексингтоне, штат Кентукки, в августе прошлого года, система оповещения о взлетно-посадочной полосе выдала бы три ключевых предупреждения об отклонении от курса: когда они приближались, когда они выстроились в очередь, и снова, когда система определила, что взлетно-посадочная полоса слишком короткая, чтобы их самолет мог взлететь. Как бы то ни было, пилоты не осознавали этого до тех пор, пока не достигли точки, в которой они могли прервать взлет; 49 из 50 человек на борту погибли.
В Линдберг-Филд в Сан-Диего, самом загруженном коммерческом аэропорту с одной взлетно-посадочной полосой в стране, взлетно-посадочная полоса неприкосновенна. «Наша зависимость от использования этой взлетно-посадочной полосы абсолютна», - говорит Тед Секстон, вице-президент аэропорта и бывший пилот ВМС. Самолеты взлетают и улетают с интервалом в среднем менее двух минут, поэтому, если кто-то случайно вылетит на взлетно-посадочную полосу, «кого-то сбьют через две минуты.”
Теперь в Сан-Диего появился новый инструмент, помогающий пилотам не сбиться с пути: прототип предупредительных огней FAA, которые сигнализируют пилотам держаться подальше от взлетно-посадочной полосы, когда она занята. Считайте, что это светофор за 6 миллионов долларов. Они называются сигнальными огнями взлетно-посадочной полосы и встроены в дорожное покрытие на ключевых перекрестках взлетно-посадочных полос. Когда радар аэропорта обнаруживает приближающийся самолет в пределах мили от аэропорта или вылетающий самолет, разгоняющийся до скорости выше 34 миль в час, включаются красные огни. Это четкий запрещающий сигнал ожидающим пилотам.
В таком загруженном аэропорту существует тонкий баланс: он не может позволить себе свет, который замедляет движение, как несвоевременный стоп-сигнал на оживленной трассе. Эти огни выключаются непосредственно перед тем, как становится безопасно пересекать полосу, потому что ожидающим самолетам потребуется несколько секунд, чтобы запустить свои двигатели, прежде чем они действительно начнут движение по взлетно-посадочной полосе. К тому времени взлетно-посадочная полоса будет свободна.
Подобные «стоп-полосы» с красными огнями, встроенные в перекрестки в крупных европейских аэропортах, таких как лондонский Хитроу, делают вторжения там не проблемой, заявляет NTSB. Исследования Министерства транспорта США о прошлых вторжениях на взлетно-посадочную полосу показывают, что огни взлетно-посадочной полосы предупредили бы одного или обоих пилотов примерно в 65 процентах случаев. Исследования показали, что огни в сочетании с медленной, но все же полезной системой AMASS будут обнаруживать около 85 процентов всех вторжений. Подобный прототип в Далласе вызвал восторженные отзывы пилотов. Одна взлетно-посадочная полоса в Далласе может обслуживать 450 рейсов в день с 500 пересечениями взлетно-посадочной полосы. Более 90 процентов опрошенных пилотов заявили, что огни уменьшат количество вторжений. Теперь FAA считает эти огни очень перспективными и позже в этом году примет решение о распространении программы на другие аэропорты.
В марте администратор FAA Марион Блэйки отменила требование FAA о том, что электронные карты в кабине экипажа должны работать как в воздухе, так и на земле. Теперь их можно разрабатывать только для наземного использования. Это «изменит то, как пилоты безопасно перемещаются по взлетно-посадочным полосам, как GPS изменил то, как мы водим наши автомобили», - сказала она. «Скажу прямо: это должно быть в кабине. Он готов, мы готовы, он нужен авиации».
