Instrument landing: varför måste alla elektroniska enheter stängas av?

Efter att ha arbetat som mjukvaruingenjör på sidledningsdelsystemet i FMCS (Flight Management and Control System) för Airbus A310 för ungefär 30 år sedan hittade jag @ reirabs svar fascinerande.

Jag kan fylla i några luckor om hur informationen från de olika systemen används och varför ILS-informationen är särskilt kritisk.

På A310 används 3 uppsättningar av ingångar för att bestämma flygplanets position.

1) Varje 200m används tröghetsdata från uppsättningen av 3 lasergyroskoper, för att i princip säga: "Jag var där. För 200ms har jag reser på x-knutar, därför är jag nu här".

2) Varje 1.5 sekund (i normalt flyg) används data från upp till 4 DME och VOR för att noggrant beräkna flygplanets position.

3) Vid landning när ILS eller MLS är tillgänglig används ILS / MLS-data i stället för DME / VOR-data.

Det finns två signifikanta skillnader mellan 2) och 3). Eftersom du är närmare marken och exakt vertikal och lateral position är kritiska beräkningar utförs oftare än en gång var 1.5 sekund. Eftersom ILS / MLS-data är mycket mer exakt filtreras positionjustering minskad.

Vad betyder det?

Tja, när jag gör radiopositionen med DME och VOR, kommer jag också att ha en inertiellt beräknad position. Av olika anledningar utöver att bara spilla passagerarnas kaffe får jag inte korrigera den här positionen med mer än något som 5m (det här är annorlunda om det inte har funnits någon radio fix i en längre tid). Med ILS / MLS är denna filterfaktor mycket större, som 50m eller till och med 100m, även om förväntan är att en så stor korrigering endast kommer att inträffa vid initialt förvärv av ILS / MLS-signalen.

Eftersom sådana stora korrigeringar av flygplanets beräknade position tillåts i Flight Management-mjukvaran när man använder ILS / MLS-data är det mycket viktigt att det inte finns några fel på grund av störningar.

Det enda skälet till att elektroniska enheter är avstängda är att vissa av dem påverkar radion (telefoner) och det är lättare att säga "stänga av dem alla" än att argumentera över vilken utrustning som är mottaglig för att störa radion och fråga besättningen om noggrant att kontrollera om enheten i den andra änden av dina öronproppar är en telefon eller en CD-spelare.

Källa: ställde faktiskt frågan till min aerobatics instruktör några år tillbaka. Han berättade för mig att när telefonerna inte var avstängda hände det att han var tvungen att fråga Control för att upprepa 2 till 3 gånger innan de förstod dem.

Lägg till Reirab och Brian Towers fantastiska svar på detta ämne:

Det finns flera sätt att en elektronisk enhet kan störa luftfartygsoperationer, men sannolikheten beror på ålder, flygplanets designfaktorer och typen av EMI-aggression (frekvens, moduleringstyp och kraft - det finns också bredbands EMI-källor på flygplan, men vi kan säkert ignorera dessa i den här diskussionen, eftersom PEDs i allmänhet är smalbandsemitterar, till skillnad från exempelvis en elektrisk hydraulisk pump som förlorade dess störningsskyddskondensatorer, vilket spöder bredbandshack som ett resultat).

Den typiska oroen är dock att det påverkar luftfartygets känsliga navigering (ILS / LOC, G / S, NDB, GPS / WAAS, radiohöjdmätare) och kommunikation (HF, VHF, SATCOM) med transponder / TCAS och väderradar signaler också, men de är inte riktigt lika bekymmer som att glidlöpningen är), från avsiktligt utsläppande PEDs - mobiltelefoner (speciellt GSM-telefoner, eftersom GSM-luftgränssnittet är mer EMI-benägen än vad en CDMA-telefon är) och 2,4 GHz eller 5 GHz-enheter (WLAN, BT) är de viktigaste problemen på den här fronten, men oavsiktliga sändare (allt i flygläge) är också en källa till potentiella problem.

Kommers interferens tar dessutom en omedelbar märkbar form - "Vad är det roliga ljudet i mitt headset?" (Piloter av små flygplan har rapporterat detta regelbundet.) Detta stämmer i motsats till störningar för navigationsmottagare, som kan vara subtila men inte omedelbart besvärliga (förlorar en fågel i en stor synlig GNSS-konstellation), uppenbart (ett misslyckande flagga på en VOR eller LOC), eller förskräcklig (en falsk glidljusindikering).

Konsekvenserna är dock höga här, speciellt under kopplade eller autoland-tillvägagångssätt. En mänsklig pilot kan se att en fullständig nedslagsindikation som uppträder ut ur blått vid 300 ° RA under en annars stabil ILS-strategi är falsk TOGA-knappen för att få besättningen lite tid för att berätta för bullern att sätta ihop sina elektroniska läppar, men en autoland-dator kommer inte känna skillnaden och följer den blint.

En bra del av nyheterna är att i det något mer vanliga fallet med en oavsiktlig emitter (t.ex. en flygplansmodell) tenderar utsläppen att vara enkla, omodulerade bärare - jag ser det som mer sannolikt för att utlösa en FAIL-flagga än en avvikelse från flygvägen. (Jag kommer att lägga upp en ny fråga om detta ämne, till och med - det är värt att fråga om, och kanske till och med ett experiment eller tre.)

På grund av det stora antalet flygflighter årligen (66 miljoner enligt ACI enligt reirabs kommentar nedan), kommer något som händer en gång i varje 10 ^ 7 landningar (Extrem Remote enligt AC 25.1309) att hända varannan månad i genomsnitt, och till och med något som händer en gång i 10 ^ 9 landningar (Extremly Improbable enligt AC 25.1309) kommer att hända vart 15 år eller så! De rapporterade PED-interferensinstanserna är inte nästan lika svåra i följder som "värsta fallet" av en fullständig "flyga ner" under den sena fasen av en kopplad eller autoland-tillvägagångssätt (eller felaktiga radionivåmätare som orsakar ett grovt för tidigt läget förskjutning under autoland) , men sannolikheten för PED EMI med flygsystem på ett visst flygning är tillräckligt för att göra det oroat - 75 händelser rapporterades över hela världen till IATA från 2003 till 2010, och med tanke på detta nummer får vi en sannolikhet på ungefär 1 i 10 ^ 7 för PED-störningar vid ett flyg.

Av detta kan vi dra slutsatsen att det skulle vara mycket oklokt att ta chansen att få en enhet att prata över ILS-signalerna under en kritisk fasfas - du måste hitta ett sätt att minska sannolikheten för PED interferens med flygplanssystem till 1 i 10 ^ 11 eller bättre (det är 100 gånger mindre sannolikt än vad som för närvarande är tillåtet för en katastrofal händelse) för att kunna få en chans att utmana denna visdom.

Eftersom de inte vill ta några chanser

Även om mest elektronik har visat sig osannolikt att störa mest avionik / kommunikationsutrustning i vanligaste omständigheterna förblir det enkla faktumet att Vi är inte helt säkra än. Som RRR sa är flyglinjer och elektronik båda väldigt komplexa, och vi kan inte förutsäga exakt vad som händer i varje situation.

Vid en visuell landning med instrumentassistans är det inte troligt att ett litet fel kommer att betyda för mycket. Om du är lite snabb kan du få en ojämn landning, eller en felaktig nedstigningsfrekvens kan orsaka studsa eller gå runt osv. , men landningen är osannolikt att vara av med en tillräckligt stor marginal för att orsaka en krasch. Om det är en liten avvikelse i kurs / hastighet / höjd det spelar ingen roll kommer piloten helt enkelt att rätta till det - troligtvis utan att märka att han gör det - eller ingen kommer att märka / ta hand om. Om det finns ett större fel kommer piloten nästan säkert att märka ("Vänta, varför är banan där borta?") Och lösa problemet

Vid en instrumentlandning är emellertid en mycket liten felmarginal i kurs / flyghastighet mm som är närvarande i 20 mil medan piloten inte har någon referensram för att veta att det är fel kan orsaka ett stort problem, eftersom det kumulativa felet kan lägga upp över tiden och det finns inget sätt att veta att det är fel.

Risken är att din telefon kommer att göra absolut ingen skillnad för planet. Men vid det enda tillfälle det orsakar ett problem kan 300 personer dödas i en eldboll. Det gör att du ber om att sluta spela Angry Birds i 30 minuter. Ett mycket litet pris för att betala en potentiell livräddande försiktighet.