👇🏽 🔂 🔣 "Save Concord" أو تقرير من اختبارات نظام الرادار الروسي للبحث عن أجسام غريبة على المدرج 🚊 🧓🏿 ♉️

عرض المدرج أ / ف "Orlovka" من الرادار SKVPP-76

هذه الصورة من مطار أورلوفكا المتواضع (رمز منظمة الطيران المدني الدولي: UUTO) في منطقة تفير هي في الواقع رمزية للغاية. لأول مرة في التاريخ ، تنضم روسيا إلى نادي من القادة التكنولوجيين القادر على تصميم وإنتاج أنظمة الرادار لرصد المدرج لوجود أجسام غريبة.

ليس من السهل شراء مثل هذا النظام من مصنع أجنبي (هذه مشاريع قطعة) ومكلفة. بالإضافة إلى سعر المعدات ، يتطلب العقد الدفع مقابل تصميم مطار معين ، وخدمات الإشراف على التركيب ، ثم - دفع الخدمة المصرح بها طوال فترة عمل النظام.

إن مشكلة القمامة غير مرئية ، لكنها ذات صلة كبيرة

في تاريخ الطيران ، هناك العديد من الحالات التي ظهرت فيها الحطام الذي سقط من هيكل الطائرات أو معدات المطارات على المدرج وتسبب في تلف الطائرة أثناء الإقلاع أو الهبوط. كانت كارثة كونكورد التي وقعت في عام 2000 مأساة أظهرت إلحاح هذه المشكلة. تقدر

المفوضية الأوروبية الأضرار السنوية التي لحقت بالطيران العالمي من الحطام على المدارج بمبلغ يقارب 13 مليار دولار. وهذا يشمل تأخيرات الطيران والأضرار التي تلحق بأغطية إطارات الطائرات ، والتي يصل سعر كل منها إلى 5000 دولار ويجب استبدالها بأخرى جديدة بعد التلف.

في Pobeda Airlines ، مشكلة القمامة على المدارج الروسية تسمى أيضًا ذات صلة كبيرة.

مشكلة الأجسام الغريبة على المدرج والممرات السريعة ذات صلة في روسيا. على الرغم من أننا ، على عكس الاتحاد الأوروبي ، لا نقدم منحًا لتطوير الأنظمة ، ولكن هناك شكاوى من شركات الطيران. على سبيل المثال ، تحدث مدير شركة Pobeda ، في مقابلة مع صحيفة Kommersant ، عن مائة حالة على الأقل في عام 2019 ، عندما تضررت معدات الهبوط لهذه الشركة. في الوقت نفسه ، وصف مدير Pobeda التحقق من المدارج رسميًا: "المسؤولون يقودون ببساطة بالسيارة ويفحصون السطح". تشير المقالة إلى أنه في فنوكوفو في الصيف ، يتم إجراء فحص كل ثلاث ساعات ، وفي الشتاء - على الأقل ست مرات في اليوم.

أي نوع من القمامة يحدث على المدرج

في الممارسة الدولية ، تسمى الأجسام الغريبة على المدرج FOD ، حطام الأجسام الغريبة (الحطام الأجنبي). من بين هذه العناصر ، يتم العثور على البراغي والصواميل وقضبان الربط والأدوات التي سقطت من خدمات إصلاح السيارات وبقايا الإطارات والخراطيم وما إلى ذلك.

ويظهر تقرير FAA (وكالة الطيران الفيدرالية ، منظم الطيران الأمريكي) أن أكثر من 60 ٪ من القمامة مصنوعة من المعدن البنود ، و 18 ٪ - قصاصات من المطاط. في الوقت نفسه ، فإن الحصة الرئيسية للأشياء صغيرة جدًا ، حوالي 3x3 سم ، لذلك ، أنشأت FAA منهجية لتقييم قدرة معدات المطارات على العثور على أجسام غريبة على المدرج باستخدام أسطوانة معدنية قياسية بقطر 38 مم وارتفاع 31 مم (غير مصبوغ). الآن يتم استخدام هذا النوع من الاختبار في جميع أنحاء العالم.

اسطوانة مرجعية Ø38 مم وارتفاع 31 مم

Ø38 31 ( / )

ماذا يمكنني أن أقول - دائرة ضيقة من هذه الشركات المصنعة ، يمكن حساب العدد الإجمالي لها حول العالم حرفياً على الأصابع. أربعة قادة هم Stratech Group و UK Qinetiq / USA Moog Inc. و Xsight Systems Ltd. و Trex Aviation Systems Inc ، التي تمثل ما يقرب من ثلثي إيرادات السوق (المصدر: FactMr ). هذا مجال عالي التقنية حيث الكفاءات في التحديد الراديوي والإلكترونيات الضوئية والرياضيات ومعالجة بيانات الآلة مطلوبة من شركة تصنيع.

تستخدم الأنظمة الحديثة القادرة على اكتشاف الأجسام الغريبة على المدرج والطرق السريعة مبدأين فيزيائيين ، بما في ذلك في شكل حلول مشتركة:
• رادارات النطاق المليمتر ؛
• كاميرات الطيف المرئي والأشعة تحت الحمراء ، بما في ذلك. مع نظام التعرف على الأنماط ؛
• رادار هجين + أنظمة كاميرا.

لكل من الرادارات والكاميرات مزاياه وعيوبه ، ومع ذلك ، هناك خاصية مشتركة واحدة - مثل هذه الأنظمة مكلفة للغاية في حد ذاتها وتكلفة تنفيذها في البنية التحتية للمطارات.

على سبيل المثال ، يتطلب نظام Xsight FODetect System (المصنوع في إسرائيل ، والمستخدم في مطار بن غوريون) ، عند تنفيذه ، الاستبدال الكامل لأضواء الإشارة عند حواف المدرج ، كما في مكانهم ، يتم تثبيت تصميم متكامل ، بما في ذلك مصباح يدوي وكاميرا فيديو ورادار قصير المدى. يتطلب عمل مثل هذا النظام وضع مرافق تحت الأرض على طول المدرج وفي جميع أنحاء أراضي المطار ، ومن الأفضل القيام بهذا العمل الضخم بتحديث كامل أو بناء مدرج جديد.

Tarsier FOD Radars في مطار هيثرو

موقع رادارات Tarsier FOD في مطار هيثرو. المصدر: Moog Inc من

المقبول عمومًا أن الحل الأمثل للمدارج النشطة والمحملة بشكل كبير هو حل على شكل رادار مستقل مع نصف قطر كبير من العمل ، يمكنك من خلاله مراقبة وجود أجسام غريبة في الشريط بأكمله. أولئك. رادار واحد للممرات القصيرة في المطارات الإقليمية ، أو 2-3 رادار لكل ممر في المطارات الدولية. هذه هي الطريقة التي يعمل بها نظام الكشف عن FOD Tarsier Runway (المصنوع في الولايات المتحدة الأمريكية) في مطار هيثرو ، باستخدام 4 رادارات فقط إلى المطار بالكامل - رادران لكل قطاع بطول 3.7 كم.

الشركات المصنعة الأجنبية لأنظمة التضاؤل من المستوى الأول ومواصفات المعدات الأساسية

الشركات المصنعة الأجنبية لأنظمة FOD والخصائص الرئيسية للمعدات (من تأليف المؤلف)

اختبارات لرادار SKVPP-76 في قاعدة رحلة طيران أورلوفكا

ننتقل الآن إلى التجربة على أساس مركز الطيران التجريبي لشغل مان في مطار أورلوفكا في منطقة تفير. في مارس 2020 ، أجرت شركة DOK ، الشركة المصنعة لرادارات الموجات المليمترية من سانت بطرسبرغ ، بالتعاون مع شركة مانس ، اختبارات شاملة لنظام التحكم بالرادار SKVPP-76 (76 GHz FOD radar) في أورلوفكا .

يعمل الرادار بتردد 76 GHz (الطول الموجي 3.9 مم) في نظام تعديل التردد الخطي شبه المستمر (FMCW). مبدأ التشغيل - يحدد الرادار المسافة إلى الهدف (الجسم FOD) من خلال الفرق في الترددات بين إشارات الرادار المرسلة والمستقبلة. تكمن ميزة رادار FMCW DOC في هوائيات صغيرة مقاس 60 سم ذات كسب مرتفع (حتى 50 ديسيبل). تسمح البقعة الموجودة على الشريط بحزمة تمرير واحدة لعرض المنطقة حتى 2 كم.

خريطة موقع الرادار SKVPP-76 في a / p Orlovka

خريطة موقع الرادار SKVPP-76 في مطار

أورلوفكا في الصورة: رادار SKVPP-76 في مطار أورلوفكا

بالنظر إلى أن الرادار مصمم لمدى يصل إلى 1000 متر في النطاق (ومصمم كأفضل الأنظمة المماثلة في السوق العالمية من خلال هذه المعلمة) ، ومدرج Orlovka (ICAO: UUTO) هو 800 متر فقط ، تم وضع الرادار SKVPP-76 على مسافة 40 م من حافة المدرج (المسار "06") على دعامة معدنية بارتفاع 3.5 م ، مما يوفر ارتفاعًا إجماليًا لمركز هوائيات الرادار 4.7 م فوق المدرج. في الوقت نفسه ، كانت المسافة من نقطة تثبيت الرادار إلى الحافة البعيدة للممر (الدورة "24") 910 م. وقد أتاح هذا الترتيب للمعدات اختبار قدرة SKVPP-76 على اكتشاف الأجسام على مسافات قريبة من الحد الأقصى الممكن (1000 م وفقًا للمواصفات).

لتأكيد قدرة الرادار على الكشف عن هدف اختبار معاير ، تم وضع أسطوانة مرجعية على سطح المدرج على مسافة 650 م ، لماذا 650 ، وليس 910 م؟ كما اتضح خلال التجربة ، في نهاية المدرج هناك منحدر نزولي و "منطقة عمياء" تنشأ للرادار.

تخطيط اسطوانة الاختبار على المدرج أ / ب Orlovka

تخطيط اسطوانة الاختبار على المدرج أ / ب Orlovka

تم تنفيذ تخطيط أسطوانة الاختبار على

التحكم بالرادار على المدرج وقراءته من خلال شبكة المطارات المحلية إلى جهاز كمبيوتر مثبت عليه برنامج اختبار FieldScanner المثبت. يسمح لك برنامج FieldScanner بتحديد على الشاشة وجود علامات من أشياء مختلفة على المدرج ، بما في ذلك الاسطوانة المرجعية ، وبالتالي تأكيد حقيقة الكشف عن الأجسام الغريبة.

لقطة من الرادار: مدرج يسار فارغ ، مدرج يمين مع اسطوانة اختبار

سيقول كل من ينظر إلى لقطة الشاشة هذه ، "وماذا يمكنك أن تصنع هنا؟" لذلك ، أوضح المهندسون أن برنامج الاختبار مخصص للإجابة فقط على السؤال "هل الرادار يرى الهدف أم لا" (أي تأكد من أن الإشارة من هدف الاختبار أعلى من مستوى الضوضاء والانعكاسات من سطح المدرج). في برنامج الاختبار ، لا يتم مسح الصورة من الأهداف الخاطئة ، مثل العلامات من التربة المحيطة والبقع والدروع والحفر على طلاء الشريط ، إلخ. في الوقت نفسه ، لتصور الكشف عن اسطوانة الاختبار ، نظرًا لصغر حجمها ، يتم زيادة العلامة الموجودة على الرادار إلى عدد البكسلات التي يمكن تمييزها على شاشة العرض.

يجب تدريب برنامج التحكم في المدرج الصناعي على مدرج محدد في وضع الذكاء الاصطناعي.

تم تطوير برنامج التحكم في المدرج الصناعي لهذا الرادار على أساس الذكاء الاصطناعي (Deep Learning) ، وبعد نشر النظام في المطار ، يجب أن تمر هذه البرامج من خلال وضع التدريب على نطاق معين. بعد التدريب ، يصبح البرنامج قادرًا على تحديد الأشياء التي يحتمل أن تكون خطرة وفصلها عن أهداف خاطئة ، مثل عناصر الإضاءة الخلفية ، والصدمات ، والدروع على الطلاء ، إلخ. يمكن لمشتري الرادار أيضًا طلب مراجعة البرنامج لبعض الشروط الخاصة.

لا توجد تجربة جيدة بدون مشاكل

تكون المشكلة دائمًا جاهزة للتدخل في التجارب الميدانية للمعدات المعقدة ، وفي كثير من الأحيان واحدة. لذلك كان في أورلوفكا. كما سبق ذكره أعلاه ، اتضح خلال التجربة أن ملف تعريف المدرج لديه انخفاض في الطرف الأقصى من الشريط ، وبالتالي تم توفير الرؤية المباشرة مع شعاع الرادار حتى طول حوالي 720 مترًا ، مع احتسابه من حافة المدرج كـ "06". سقط بقية طول المدرج في "المنطقة العمياء" بسبب الارتفاع غير الكافي لدعم الرادار - لم يكن هناك رؤية للجزء المقعر من هذا المدرج.
وضوح سطح الطرف البعيد من المدرج حتى مستوى 720 م

وضوح سطح الطرف البعيد من المدرج حتى مستوى 720 م

كانت الرؤية المباشرة لسطح الطرف البعيد من المدرج محدودة عند 720 م تقريبًا (الصورة من خلال مناظير)

لقد كانت لحظة غير محسوبة ، لكنهم لم يبدأوا في إعادة تشكيل القاعدة تحت الرادار ، لأن قبل وقت قصير من مسح الشريط ، تم فحص الرادار على مقطع كيلومتر مسطح من الطريق السريع المحلي وفي هذه التجربة تم العثور على الأسطوانة بنجاح. لهذا ، تم تثبيت الرادار في الجزء الخلفي من الشاحنة وتم وضع أسطوانة مرجعية على بعد كيلومتر واحد منها على الأسفلت. كشف الرادار بسهولة هذا الهدف.

اختبار الرادار على مقطع الطريق المستقيم 1 كم

اختبار الرادار على مقطع الطريق المستقيم 1 كم

اختبار الرادار على مقطع 1 كم من طريق مستقيم مستقيم

أدناه في لقطة الشاشة من الرادار ، يمكن ملاحظة أن هامشًا هامًا يبقى في نطاق الكشف عن الهدف - حتى حوالي 1.5 كم. ومع ذلك ، بعد مرور كيلومتر واحد ، لم يعد ضمان الكشف عن هدف اختبار بأبعاد خطية بترتيب 3 سم مضمونًا.

ط علامة على رادار من اسطوانة

ضع علامة على شاشة الرادار من اسطوانة تقع على الطريق السريع

كيفية العثور على مهندس على شريط من حصص الإعاشة الجافة

كائنات غريبة لم تتم معايرتها للبحث عن الرادار

غير معايرة الأجسام الغريبة ليتم البحث بواسطة الرادار

بالإضافة إلى Ø38 مم اسطوانة المرجعية وارتفاع 31 مم، أجرت تجربة مظاهرة للكشف عن مجموعة من 10 الكائنات معايرة غير مختلفة رتبت على شريط على مسافات من 250 م إلى 650 م، عد من على حافة باسم "06" بالطبع. اشتملت العناصر على مفتاحين وزجاجات سوائل وعلب من الصفيح ولفائف من الأسلاك وبطة مطاطية. عثر الرادار أيضًا على

تم الكشف عن مفتاح الربط بسهولة على المدرج.

تم الكشف عن مفتاح الربط بسهولة على المدرج.

مفتاح ربط بسهولة على المدرج ،

كما وجد الرادار علبة

كما عثر الرادار أيضًا على

علبة لكي لا تحمل القُراء بصور زجاجات وعلب على الشريط ، يمكننا أن نقول باختصار - اكتشف رادار SKVPP-76 جميع الأجسام الغريبة غير المعايرة العشرة ، والتي أكدت أيضًا الخصائص التقنية للمعدات وقابلية تطبيقها على هذه الفئة مهام.

على اليسار صورة رادارية لمدرج فارغ ، على اليمين مدرج به 10 أشياء غريبة

كيف كانت وستكون - على الفيديو

يُظهر الفيديو عملية المسح لمدرج Orlovka مع رادار SKVPP-76. يبدو هذا مملاً بعض الشيء ، ولكن ليس للمتخصصين: يقوم جهاز تحديد المواقع بالرادار بمسح كسلسلة من الحركات الصغيرة على شكل حرف L تتكون من الدوران في السمت (المحور X) وضبط ميل الهوائي في الارتفاع (المحور Y).

وفي الفيديو الترويجي السفلي يمكنك أن ترى كيف يجب أن يعمل الرادار في وضع "قتالي" ، مدمجًا في نظام سلامة الطيران بالمطار.

النطاق العالي لـ SKVPP-76 (القدرة على التحكم 1 كم إلى اليسار و 1 كم إلى اليمين = 2 كم) هو ميزته المهمة في سوق هذه المعدات ، مما يجعل من الممكن الاستغناء عن رادار واحد مع اتصال واحد (بما في ذلك اللاسلكي) عبر الشبكة المحلية للمراقبة مدارج يصل طولها إلى 2 كم. وبعبارة أخرى ، لن يتطلب التنفيذ أعمال حفر كبيرة في البنية التحتية. ويعتقد أن طول المدرج الذي لا يقل عن 1830 م يكفي لقبول الطائرات التي يصل وزنها إلى 90 طنًا ، مثل Airbus 319 أو Airbus 320 أو Boeing 737-800.

المزايا الهامة للرادار الروسي هي المدى العالي ، الحجم الصغير ، الهوائيات ذات الكسب العالي. تنص خريطة الطريق للمشروع على مشاركة الرادار بكاميرا فيديو عالية الدقة - وفقًا للممارسات العالمية.

نحن الآن ننتظر أن يمر هذا المشروع من المهندسين المحليين بمرحلة التنفيذ ، وستصل رادارات SKVPP-76 إلى المطارات الروسية ، حيث ستضمن سلامة الطيران.

شكر خاص لاهتمام مان لمساعدتهم في تنظيم التجارب.