МИНС не даст сбиться с пути

Ми-8МТВ в Афганистане

За четыре дня с 12 по 15 мая 2006 года вертолет Ми-8МТВ бортовой номер RA 27001, принадлежащий ООО «Вертикаль Т», совершил перелет из Твери в столицу Афганистана Кабул. Винтокрылые машины компании «Вертикаль Т» не первый год работают за границей, не первый раз совершают дальние перелеты из России на место базирования, однако нынешний перелет был необычным, поскольку на борту вертолета была установлена дополнительная малогабаритная навигационная система, разработанная ООО «ТеКнол». Компания «Вертикаль Т» более 10 лет эксплуатирует тяжелые транспортные вертолеты Ми-26 и вертолеты среднего класса Ми-8 не только в России, но и за рубежом. В настоящее время вертолеты авиакомпании работают в интересах ООН в Афганистане, Уганде, Конго, Судане, Пакистане. Вот и очередной вертолет Ми-8 направлялся в Кабул для обеспечения работы миссии ООН. Вертолеты типа Ми-8 пользуются хорошей репутацией в мире: они надежны и неприхотливы, прекрасно приспособлены к полетам в горах и посадкам на необорудованные площадки (что для Афганистана особенно важно). Машина с бортовым номером RA 27001 прошла капитальный ремонт на ОАО «СПАРК» в Санкт-Петербурге и выглядела как новая. По-другому и быть не могло: сдавать ее нужно было ответственным экспертам из миссии ООН.

Времена меняются

…В декабре прошлого года в СПАРКе проходила конференция эксплуатантов вертолетной техники. Одним из основных вопросов, поднимавшихся на конференции, был вопрос об установке на борту вертолетов нестандартного навигационного оборудования для обеспечения сложных работ. Представители московской фирмы «ТеКнол» продемонстрировали участникам конференции свою малогабаритную инерциалъную навигационную систему (МИНС), интегрированную с приемником GPS и планшетным компьютером. Эта система соединяет в себе функции навигационного средства, средства планирования полета и нескольких основных пилотажных приборов. И конечно, создателей МИНС забросали вопросами о сертификации, поскольку без соответствующих документов использование системы незаконно.

Представители контролирующих и разрешающих организаций на той же конференции выступили с поддержкой внедрения новой техники при прохождении соответствующих согласований. Прошло полгода, и инженеры из ООО «ТеКнол» совместно со специалистами МВЗ им. Миля разработали технические условия на установку МИНС на вертолетах типа Ми-8. Документ прошел согласование в ГосНИИ авиационных систем, ГосНИИ аэронавигации и в апреле этого года утвержден Управлением надзора за поддержанием летной годности гражданских воздушных судов Федеральной службы по надзору в сфере транспорта.

Компания «Вертикаль Т» первой установила МИНС на борту своего вертолета и начала ее эксплуатацию.

Планирование и подготовка полета

По плану нашему вертолету (экипаж: командир — заслуженный летчик-испытатель РФ В.А. Пухватов, пилот-инструктор — Генеральный директор ООО «Вертикаль Т» В.Б. Скурихин, летчик-штурман O.A. Пшеничный, бортмеханик Б.П. Маслов) предстояло лететь по такому маршруту: Тверь (аэропорт «Змеево») — Воронеж — Волгоград — Актау (Казахстан) — Ашгабад — Мары (Туркменистан) — Кабул (Афганистан). Расстояние около 3800 километров. Наш штурман Олег Пшеничный — человек «компьютерный», всегда имеет при себе ноутбук, хорошо разобрался с GNS и несколько скептически относится к дополнительной отечественной системе. Его логика такая: если есть штатно установленная система GNS-530 (это такой компьютерный навигационно-плановый прибор, показывающий курс, скорость, направление и расстояние до навигационной точки), то зачем еще одна, выполняющая такую же функцию? Хотя мы с МИНС уже довольно много летали в Твери, но то были полеты у себя дома, а тут на такое расстояние! Сомнений в работоспособности и надежности оборудования не было, но вот целесообразность и удобство в эксплуатации вызывали некоторые опасения.

Сопровождающий нас разработчик из компании «ТеКнол» Сергей Парыгин внес электронные карты в компьютер МИНС: он сканировал на обычном офисном сканере пятикилометровые карты из «Сборника воздушных трасс» и с помощью своей программы подготовки бортовых баз данных полетов привязывал их к координатам. Мы поинтересовались, как перелистывать карты на компьютере, когда вертолет «вылетит» за пределы одного листа? Сергей ответил, что программа сама выберет нужный лист и выведет его на экран.

Экран малогабаритной инерциальной навигационной системы МИНС

Перелет

Перелеты проходили в дневное и ночное время. Из Твери вылетели в 15.15 и, оставив восточнее московскую воздушную зону, пошли на Воронеж. Высота 3000 м. Не в каждом полете приходится поднимать вертолет выше облаков. Впереди туркменские и афганские горные перевалы — там придется брать еще выше. Дисплей штатного GNS показывает силуэт самолета и линии пути. Зато на экранах МИНС — красота! Движется карта, плавно поворачивается относительно нашего курса, так что всегда понятно, что справа, что слева и, главное, что впереди. В просветах облаков удается сверяться с местностью. Для ориентирования по трассам привязка карты достаточная. Какова на самом деле точность привязки и можно ли доверять МИНС в условиях плохой видимости, покажет посадка.

В перелете Воронеж — Волгоград заметили, что наблюдение за экраном МИНС требует все больше внимания. И уже явно больше, чем нужно для ориентирования. Полет, в общем-то, сейчас несложный, просто — интересно. Там ведь введен еще цифровой рельеф местности, который отображается в виде цветной трехмерной поверхности. Но пока летим над равниной на такой высоте, необходимости контролировать близость поверхности земли нет, контроль нам понадобится в горах.

К Волгограду подошли затемно. Отрегулировали яркость дисплея компьютера МИНС. Его свечение в кабине по яркости аналогично штатным приборам, не отвлекает внимания от приборов и обзора закабинного пространства. Начали снижение. Руководитель полетов запросил предполагаемое время прибытия. Штурман рассчитал и сообщил. А что же компьютер МИНС? Вот бы сейчас ткнуть стилусом в точку на карте и получить информацию о точном времени прибытия (надо отметить, что компьютер оснащен сенсорным экраном, все управление, включая ввод цифровой информации, сводится к «тыканью» указательным пальцем или специальной палочкой- стилусом в экран). По результатам полетов разработчик МИНС реализовал в программном обеспечении функцию расчета времени прибытия в конечный пункт маршрута. В общем, выполняем штатную процедуру посадки. МИНС и здесь оказывается полезной: в компьютер занесены схемы аэродромов с данными захода на посадку.

В бывшем советском городе Шевченко, ныне Актау, у нас была запланирована дозаправка. На заходе осадки в виде дождя, нижняя кромка облаков — 80 м, видимость не более 2 км. Но у нас на борту — одна из самых надежных навигационных систем. За 20 км запросили курс захода, вызвали на дисплей компьютера МИНС соответствующую схему с рабочим курсом и зашли в директорном режиме управления на посадку. Директорный крестик на экране МИНС точно вывел вертолет на глиссаду, ее параметры также введены в компьютер, сама глиссада изображается в виде линии в пространстве. В идеале в конце этой линии должна оказаться посадочная полоса. Пробив облака, перешли на визуальное пилотирование и увидели, что садимся точно на полосу.

На экране МИНС появилось изображение посадочной полосы, которая по мере снижения вертолета реалистично увеличивалась в размере. Синтетическое видение в сочетании с точным определением высоты и вертикальной скорости в принципе могут обеспечить полностью слепую посадку вертолета. Звучит фантастически, но в Твери, готовясь к полету, мы попробовали — и получилось, однако нужна тренировка и уверенность пилота в надежности техники. А такая уверенность приходит с опытом эксплуатации системы.

Мары — Кабул

Вскоре началось самое интересное — горы. Конечно, мы летали в горах, тут визуальное ориентирование — основной прием. Есть, конечно, МИНС. Помимо электронных карт, в компьютер МИНС вводится цифровой рельеф. На тренажере мы видели красивые картинки гор, которые переливаются всеми оттенками, от темно-зеленого с переходом через ярко-желтый до багрово-красного. В мировой практике так обеспечивается работа системы предупреждения о столкновении с рельефом местности (по-английски TAWS: Terrain Awareness and Warning System). Пилот видит на дисплее цветное изображение рельефа, плоское либо трехмерное. Зеленый цвет — безопасно, желтый — надо искать другой маршрут, красный — немедленно принимать меры во избежание столкновения. Просто и наглядно.

При подготовке полета программа рисует маршрут на фоне трехмерного изображения рельефа. Там, где линия маршрута «пробивает» рельеф, надо поднимать высоту ППМ либо искать обход. Таким образом, проложили оптимальный, на наш взгляд, маршрут по ущельям, огибая наиболее высокие перевалы. Все равно максимально придется подняться на 4600 м, хотя для Ми-8МТВ это не проблема.

Выбор траектории полета вертолета, оборудованного МИНС, осуществлялся в кадре ЗБ+рельеф. По сути, в МИНС реализована система предупреждения о столкновении с поверхностью. Это очень круто — иметь на борту такую систему, которая помогает осуществлять полеты в горной местности (да и не только в горной). В апреле этого года Национальный комитет по безопасности на транспорте США рекомендовал Федеральной авиационной администрации потребовать обязательной установки TAWS на все вертолеты, оснащенные турбинным двигателем и сертифицированные для перевозки шести и более пассажиров. У нас такая система на борту уже была.

Отметим следующие ее особенности:

— цветовое кодирование рельефа в зависимости от высоты полета;

— наличие программируемой линии минимально безопасной высоты полета над рельефом;

— представление экипажу наглядной информации о прогнозе траектории полета и минимальном радиусе разворота.

Располагая такой информацией, пилоты могут выбирать рациональные (безопасные) направления обхода горных образований. Наиболее наглядно эти свойства проявились при полете «внутри» горного рельефа.

Кстати заметим, что упомянутые выше требования национального комитета по безопасности США также диктуют обязательную установку регистратора летных данных. Так вот, МИНС обеспечивает и эту функцию. Воспользовавшись этим свойством системы, мы провели разметку путей: облетали все предполагаемые районы, записав траектории полетов. Программное обеспечение МИНС позволяет использовать траекторию ранее совершенного полета в качестве планируемого маршрута для последующих. В первые недели пребывания в Афганистане мы создали базу данных воздушных дорог, включающую воздушные пути, схемы заходов на аэродромы и вертолетные площадки, данные о препятствиях, облегчив таким образом работу оставшихся экипажей.

Кабул

Каковы же результаты?

Безусловно, МИНС повышает безопасность полетов, разгружает экипаж от навигационных расчетов в полете, наглядно представляет информацию о местоположении летательного аппарата относительно рельефа и препятствий на пути полета. Конечно, мы отметили и некоторые недостатки системы, в частности, то, что МИНС все-таки сделана больше для военных. Разработчикам целесообразно адаптировать программное обеспечение и документацию к требованиям гражданской авиации и международным нормам, заложенным в стандартах ИКАО. Наши полеты дали почву для размышлений и направление для совершенствования прибора.

В плюсе МИНС — наглядное представление информации. Конечно, работать с экипажами над освоением этой системы еще нужно. Эксплуатация МИНС требует наличия у пользователя компьютерных навыков и кропотливой подготовки перед полетом. Зато в полете уже, естественно, экипаж значительно разгружен. Возможно, следует разработать алгоритмы быстрого ввода информации экипажем перед полетом и в полете при изменении обстановки. Очевидно, что все это в данной системе заложено, нужно только улучшить интерфейс пользователя.

Касаясь точностных характеристик, отметим, что предпочтительнее использовать карты российского производства, потому что у карт фирмы Jeppessen и других, которые издаются за рубежом, точностные характеристики понижены. Но тем не менее, при хорошей подготовке и привязке карт ошибка позиционирования практически не превышает 15–20 метров.

Те полеты, которые мы выполнили в течение месяца, не позволили полностью раскрыть возможности системы. Давно уже назрела необходимость иметь на борту вертолета компьютер, который бы имел выход в Интернет, то есть своевременно могла бы обновляться база данных, поступать новая информация. В него можно было бы завести всю судовую документацию, на ведение которой у экипажа уходит время.

По результатам полетов мы выдали замечания, которые были приняты к устранению. Определены следующие направления совершенствования МИНС:

— повышение надежности за счет использования российских спутников системы GL0NASS дополнительно к американским GPS;

— повышение точности автономного счисления координат при отсутствии сигналов спутниковой навигационной системы;

— повышение точности захода на посадку за счет сочетания системы с ILS (KN-53);

— включение МИНС в бортовой ПНК, обеспечивающий автоматический полет по маршруту, заход на посадку, висение;

— создание прикладных программ с выводом результатов на распечатывающее устройство и др.

Авторы статьи уверены, что у МИНС очень хорошие перспективы использования, особенно на вертолетах типа Ми-2, Ми-8, Ми-26. Не секрет, что у нас оборудование вертолетов осталось на уровне 60-70-х годов, отчего тяжелые летные происшествия повторяются каждый год, и мер, кроме административного и методического характера, никаких не принимается. Мы уверены, что оснащение вертолетов этой системой — важнейшая мера, которая приведет к качественному повышению уровня безопасности полетов на вертолетах, особенно это касается полетов в горной местности. МИНС позволит понизить метеоминимум для полетов вертолетов на территории России и за рубежом на винтокрылых машинах российского производства.

Авторы благодарят В.В. Воронова (ООО «ТеКнол») за помощь в подготовке статьи.

Владимир ПУХВАТОВ, заслуженный летчик-испытатель РФ, канд. техн. наук, Владимир СКУРИХИН, пилот 1 класса, генеральный директор ООО «Вертикаль Т»