👨🏼‍🎨 👨🏽‍💼 🚊 "Save Concord" atau laporan dari pengujian sistem radar Rusia untuk mencari benda asing di landasan 👩🏿‍💻 👢 🍁

Pemandangan landasan pacu "Orlovka" dari radar SKVPP-76

Foto lapangan terbang Orlovka sederhana ini (kode ICAO: UUTO) di Wilayah Tver sebenarnya sangat simbolis. Untuk pertama kalinya dalam sejarah, Rusia bergabung dengan klub pemimpin teknologi yang mampu merancang dan memproduksi sistem radar untuk memantau landasan pacu keberadaan benda asing.

Tidak mudah untuk membeli sistem seperti itu dari pabrikan asing (ini adalah proyek kecil) dan mahal. Selain harga peralatan, kontrak memerlukan pembayaran untuk desain bandara tertentu, layanan pengawasan instalasi, dan kemudian - pembayaran layanan resmi untuk seluruh umur sistem.

Masalah sampah tidak terlihat, tetapi sangat relevan

Dalam sejarah penerbangan, ada banyak kasus di mana puing-puing yang jatuh dari struktur pesawat atau peralatan aerodrome muncul di landasan pacu dan menyebabkan kerusakan pada pesawat saat lepas landas atau mendarat. Bencana Concorde yang terjadi pada tahun 2000 adalah sebuah tragedi yang menunjukkan urgensi masalah ini.

Komisi Eropa memperkirakan kerusakan tahunan pada penerbangan dunia dari puing-puing di landasan pacu dalam jumlah mendekati $ 13 miliar. Ini termasuk penundaan penerbangan dan kerusakan pada penutup ban pesawat, yang masing-masing harganya hingga $ 5.000 dan harus diganti dengan yang baru setelah kerusakan.

Di Pobeda Airlines, masalah sampah di landasan pacu Rusia juga disebut sangat relevan.

Masalah benda asing di landasan pacu dan taxiway relevan di Rusia. Meskipun, tidak seperti UE, kami tidak memberikan hibah untuk pengembangan sistem, tetapi ada keluhan dari maskapai. Misalnya, direktur maskapai Pobeda, dalam sebuah wawancara dengan surat kabar Kommersant, berbicara tentang setidaknya seratus kasus pada tahun 2019, ketika perlengkapan pendaratan perusahaan ini rusak. Pada saat yang sama, direktur Pobeda menyebut pemeriksaan landasan pacu formal: "Pejabat hanya mengemudi dengan mobil dan memeriksa permukaan." Artikel itu mencatat bahwa di Vnukovo di musim panas, inspeksi dilakukan setiap tiga jam, dan di musim dingin - setidaknya enam kali sehari.

Jenis sampah apa yang terjadi di landasan

Dalam praktik internasional, benda asing di landasan pacu disebut FOD, Benda Asing Puing-puing (benda asing). Di antara barang-barang ini, baut, mur, batang pengikat, alat yang jatuh dari layanan perbaikan mobil, serpihan ban, selang, dll yang paling sering ditemukan

Laporan FAA (Badan Avaition Federal, regulator penerbangan Amerika) menunjukkan bahwa lebih dari 60% sampah terbuat dari logam. item, dan 18% - memo karet. Pada saat yang sama, pangsa utama benda-benda cukup kecil, sekitar 3x3 cm. Jadi, FAA menciptakan metodologi untuk menilai kemampuan peralatan lapangan terbang untuk menemukan benda asing di landasan menggunakan silinder logam standar dengan diameter 38 mm dan tinggi 31 mm (tidak dicat). Sekarang jenis tes ini digunakan di seluruh dunia.

Referensi silinder Ø38 mm dan tinggi 31 mm

Referensi silinder Ø38 mm dan tinggi 31 mm

Ø38 31 ( / )

Apa yang bisa saya katakan - lingkaran sempit dari produsen ini, jumlah total yang di seluruh dunia dapat dihitung secara harfiah dengan jari. Empat pemimpin termasuk Stratech Group, UK Qinetiq / USA Moog Inc., Xsight Systems Ltd. dan Trex Aviation Systems Inc, yang menyumbang hampir dua pertiga dari pendapatan pasar (sumber: FactMr ). Ini adalah area berteknologi tinggi di mana kompetensi dalam radiolokasi dan optoelektronik, matematika, dan pemrosesan data mesin diperlukan dari perusahaan manufaktur.

Sistem modern yang mampu mendeteksi benda asing di landasan pacu dan jalur taksi menggunakan dua prinsip fisik, termasuk dalam bentuk solusi bersama:
• Radar milimeter-band;
• Kamera spektrum tampak dan inframerah, termasuk. dengan sistem pengenalan pola;
• Sistem radar + kamera hybrid.

Baik radar maupun kamera memiliki kelebihan dan kekurangan, namun, ada satu properti yang sama - sistem seperti itu sangat mahal baik sendiri maupun oleh biaya penerapannya dalam infrastruktur bandara.

Sebagai contoh, Xsight FODetect System (buatan Israel, digunakan di Bandara Ben Gurion), ketika diimplementasikan, membutuhkan penggantian lampu sinyal lengkap di tepi landasan pacu, seperti Sebagai gantinya, dipasang desain terintegrasi, termasuk senter, kamera video, dan radar jarak pendek. Berfungsinya sistem semacam itu membutuhkan peletakan utilitas bawah tanah di sepanjang landasan pacu dan di seluruh wilayah bandara, dan pekerjaan yang produktif ini sebaiknya dilakukan dengan modernisasi lengkap atau konstruksi landasan pacu baru.

Tarsius FOD Radars di Bandara Heathrow

Lokasi radar FOD Tarsier di Bandara Heathrow. Sumber: Moog Inc

Secara umum diterima bahwa solusi optimal untuk landasan pacu aktif dan penuh muatan adalah solusi dalam bentuk radar yang berdiri sendiri dengan jari-jari aksi besar, dengan mana Anda dapat memantau keberadaan benda asing di seluruh jalur. Itu satu radar untuk jalur pendek di bandara regional, atau 2-3 radar per jalur di bandara internasional. Ini adalah cara Sistem Deteksi FOD Tarsier Runway (diproduksi di AS) bekerja di Bandara Heathrow, menggunakan hanya 4 radar ke seluruh bandara - 2 radar per strip dengan panjang 3,7 km.

Pabrikan asing dengan sistem FOD dan spesifikasi peralatan dasar

Pabrikan asing dengan sistem FOD dan spesifikasi peralatan dasar

Pabrikan asing dari sistem FOD dan karakteristik utama peralatan (disusun oleh penulis)

Tes radar SKVPP-76 di pangkalan eksperimental penerbangan Orlovka

Sekarang kita beralih ke eksperimen berdasarkan pusat percobaan penerbangan dari kepedulian MANS di bandar udara Orlovka di wilayah Tver. Pada bulan Maret 2020, perusahaan DOK, produsen radar gelombang milimeter dari St. Petersburg, bekerja sama dengan kepedulian MANS, melakukan pengujian skala penuh sistem kontrol radar SKVPP-76 (radar FOD 76 GHz) di Orlovka .

Radar beroperasi pada frekuensi 76 GHz (panjang gelombang 3,9 mm) dalam rezim modulasi frekuensi kuasi-kontinu linear (FMCW). Prinsip operasi - radar menentukan jarak ke target (objek FOD) dengan perbedaan frekuensi antara sinyal radar yang dipancarkan dan yang diterima. Keuntungan dari radar DOC FMCW adalah pada antena 60 cm kecil dengan penguatan tinggi (hingga 50 dB). Spot spot pada strip memungkinkan untuk sinar lintasan tunggal untuk melihat area hingga 2 km.

Peta lokasi radar SKVPP-76 di a / p Orlovka

Peta lokasi radar SKVPP-76 di bandara Orlovka

Dalam foto: Radar SKVPP-76 di bandara Orlovka

Pada foto: radar SKVPP-76 di bandara Orlovka

Mengingat bahwa radar dirancang untuk jangkauan hingga 1.000 m dalam jangkauan (dan parameter ini dirancang sebagai yang terbaik di antara sistem serupa di pasar dunia), dan landasan pacu Orlovka (ICAO: UUTO) hanya 800 m, radar SKVPP-76 ditempatkan pada jarak 40 m dari tepi landasan pacu (jalur "06") pada dukungan logam setinggi 3,5 m, memberikan ketinggian total pusat antena radar 4,7 m di atas landasan. Pada saat yang sama, jarak dari titik pemasangan radar ke ujung landasan (tentu saja "24") adalah 910 m. Susunan peralatan ini memungkinkan untuk menguji kemampuan SKVPP-76 untuk mendeteksi objek pada jarak dekat dengan batas maksimum yang dimungkinkan (1000 m sesuai spesifikasi).

Untuk mengkonfirmasi kemampuan radar untuk mendeteksi target pengujian yang dikalibrasi, sebuah silinder referensi ditempatkan pada permukaan landasan pada jarak 650 m. Mengapa 650, bukan 910 m? Ternyata selama percobaan, di ujung landasan pacu ada kemiringan ke bawah dan "zona buta" muncul untuk radar.

Tata letak silinder uji di landasan pacu Orlovka

Tata letak silinder uji di landasan pacu Orlovka

Tata letak silinder uji pada landasan pacu

Kontrol radar dan pembacaan dilakukan melalui jaringan aerodrome lokal ke komputer dengan perangkat lunak uji FieldScanner yang diinstal. Perangkat lunak FieldScanner memungkinkan Anda menentukan di layar keberadaan tanda dari berbagai objek di landasan, termasuk silinder referensi, dan dengan demikian mengkonfirmasi fakta deteksi objek asing.

Tangkapan layar dari radar: runway kosong, runway kanan dengan silinder uji

Setiap orang yang melihat tangkapan layar ini akan berkata, "Dan apa yang bisa Anda dapatkan di sini?" Oleh karena itu, para insinyur menjelaskan bahwa perangkat lunak uji dimaksudkan hanya untuk menjawab pertanyaan "apakah radar melihat target atau tidak" (yaitu, mengkonfirmasi bahwa sinyal dari target uji lebih tinggi daripada tingkat kebisingan dan pantulan dari permukaan landasan pacu). Dalam perangkat lunak uji, gambar tidak dibersihkan dari target yang salah, seperti tanda dari tanah di sekitarnya, tambalan, lapisan dan lubang pada lapisan strip, dll. Pada saat yang sama, untuk memvisualisasikan deteksi silinder uji, mengingat ukurannya yang kecil, tanda pada radar ditingkatkan menjadi jumlah piksel yang dapat dibedakan pada layar monitor.

Perangkat lunak kendali runway industri harus dilatih pada landasan spesifik dalam mode kecerdasan buatan.

Perangkat lunak kendali landasan pacu industri untuk radar ini dikembangkan berdasarkan kecerdasan buatan (Deep Learning), dan setelah penyebaran sistem di bandara, perangkat lunak tersebut harus melalui mode pelatihan pada pita tertentu. Setelah pelatihan, perangkat lunak menjadi mampu mengidentifikasi objek yang berpotensi berbahaya dan memisahkannya dari target yang salah, seperti elemen lampu latar, benjolan, lapisan pada lapisan, dll. Pembeli radar juga dapat memesan revisi perangkat lunak untuk beberapa kondisi khusus.

Tidak ada percobaan yang baik tanpa masalah

Suatu masalah selalu siap untuk campur tangan dalam uji coba lapangan peralatan yang kompleks, dan lebih sering daripada tidak satu pun. Begitu juga di Orlovka. Seperti yang telah disebutkan di atas, selama percobaan ternyata bahwa profil runway memiliki depresi di ujung strip, dan oleh karena itu visibilitas langsung dengan pancaran radar diberikan hingga panjang sekitar 720 m, dihitung dari tepi runway sebagai jalur “06”. Sisa panjang landasan pacu jatuh ke "zona buta" karena ketinggian yang tidak memadai dari dukungan radar - tidak ada visibilitas fragmen cekung landasan pacu ini.
Visibilitas permukaan ujung landasan hingga level ~ 720 m

Visibilitas permukaan ujung landasan hingga level ~ 720 m

Visibilitas langsung dari permukaan ujung landasan terbatas pada ~ 720 m (foto melalui teropong)

Itu adalah momen yang tidak terhitung, tetapi mereka tidak mulai membuat kembali alas di bawah radar, karena tak lama sebelum memindai strip, radar diperiksa pada bagian kilometer datar dari jalan raya lokal dan dalam percobaan ini silinder berhasil ditemukan. Untuk ini, radar dipasang di belakang truk dan silinder referensi ditempatkan 1 km dari aspal. Radar dengan mudah mendeteksi target ini.

Tes radar pada 1 km jalan lurus lurus

Menguji radar pada bagian 1 km dari jalan lurus lurus

Di bawah ini dalam screenshot dari radar, dapat dilihat bahwa margin yang signifikan tetap dalam jangkauan deteksi target - hingga sekitar 1,5 km. Namun, lebih dari 1 km deteksi target uji dengan dimensi linier urutan 3 cm tidak lagi dijamin.

i Marka jalan pada radar dari silinder

Tandai pada monitor radar dari silinder yang terletak di jalan raya

Bagaimana menemukan seorang insinyur di ransum kering

Objek Asing yang Tidak Dikalibrasi untuk Pencarian Radar

Benda asing non-kalibrasi yang akan dicari oleh radar

Selain silinder referensi Ø38 mm dan tinggi 31 mm, percobaan melakukan demonstrasi deteksi satu set 10 objek non-kalibrasi yang berbeda yang diatur pada strip pada jarak 250 m hingga 650 m, dihitung dari tepi sebagai jalur “06”. Item termasuk dua kunci pas, botol cairan, kaleng, gulungan kawat, dan bebek karet. Radar juga menemukan

Kunci pas mudah dideteksi di landasan.

kunci pas dengan mudah di landasan

Radar juga menemukan sebuah kaleng

pacu.Radar juga menemukan

kaleng Agar tidak membuat pembaca bosan dengan gambar botol dan kaleng di strip, kita dapat mengatakan secara singkat - radar SKVPP-76 mendeteksi semua 10 benda asing yang tidak dikalibrasi, yang selanjutnya mengkonfirmasi karakteristik teknis dari peralatan dan penerapannya untuk kelas ini. tugas.

Di sebelah kiri adalah gambar radar landasan pacu yang kosong, di sebelah kanan adalah landasan dengan 10 benda asing

Bagaimana itu dan akan - di video

Video menunjukkan proses pemindaian landasan Orlovka dengan radar SKVPP-76. Ini terlihat agak membosankan, tetapi tidak untuk spesialis: perangkat pemosisian radar memindai sebagai serangkaian gerakan kecil berbentuk L yang terdiri dari rotasi dalam azimuth (sumbu X) dan menyesuaikan kemiringan antena pada ketinggian (sumbu Y).

Dan di video promo bawah, Anda dapat melihat bagaimana radar seharusnya bekerja dalam mode "pertempuran", yang dimasukkan ke dalam sistem keamanan penerbangan bandara.

Rentang tinggi SKVPP-76 (kemampuan untuk mengontrol 1 km ke kiri dan 1 km ke kanan = 2 km) adalah keuntungan penting di pasar peralatan ini, sehingga memungkinkan untuk mengeluarkan radar tunggal dengan koneksi tunggal (termasuk nirkabel) melalui jaringan lokal untuk pemantauan Landasan pacu hingga 2 km. Dengan kata lain, implementasi tidak akan membutuhkan pekerjaan tanah yang signifikan pada infrastruktur. Dipercaya bahwa panjang landasan setidaknya 1830 m cukup untuk menerima pesawat dengan berat hingga 90 ton, seperti Airbus 319, Airbus 320 atau Boeing 737-800.

Keuntungan penting dari radar Rusia adalah jangkauan tinggi, ukuran kompak, antena gain tinggi. Peta jalan proyek menyediakan untuk berbagi radar dengan kamera video resolusi tinggi - sesuai dengan praktik dunia.

Sekarang kami sedang menunggu proyek insinyur dalam negeri ini untuk melewati tahap implementasi, dan radar SKVPP-76 akan tiba di bandara Rusia, di mana mereka akan memastikan keamanan penerbangan.

Terima kasih khusus kepada kepedulian MANS atas bantuan mereka dalam mengatur percobaan.