飞行理论图解 · 飞机系统

GPWS/TAWS 图解

CFIT 防护 · 前视地形 · 声音灯光图像

飞机撞向的不是天气,是没看见的地面
TAWS 提前看路,给机组留出判决时间

改进自 GPWS · 前视地形警告+地形显示 · CCAR91.437

TAWS(地形提示和警告系统)是为防可控飞行撞地(CFIT)研制的机载电子设备,改进自 GPWS,最大区别是增加了前视地形警告和地形显示;增强型近地警告计算机把无线电高度、下降速率、下滑道偏离度与内置报警极限比较,超限就用声音、灯光、图像警告飞行员迅速调整。本页 6 个 stage 覆盖考纲「地形提示和警告系统(TAWS)」一节(含第二部分样题)。

01 为什么要 TAWS(CFIT)

可控飞行撞地 · GPWS → TAWS

CFIT 事故场景(示意) 可控飞行撞地(CFIT) 飞机完全可控,却撞进地面 / 障碍物 山体 / 障碍物 飞机(完全可控) 下降中 · 低于安全高度 GPWS 与 TAWS 对比(示意) GPWS · 近地警告系统 只对飞机当前状态告警 已近地才提醒 · 判决时间短 改进自 GPWS · 最大区别 = 增加前视地形警告和地形显示 TAWS · 地形提示和警告系统 增加前视地形警告 + 地形显示 提前看前方地形 → 给飞行员更多判决时间
TAWS
地形提示和警告系统,为防可控飞行撞地(CFIT)研制的机载电子设备,改进自 GPWS
最大区别
增加前视地形警告地形显示
样题口径
TAWS 改进了原有的 GPWS 系统,与前者的最大区别是增加了前视地形警告和地形显示的功能,给飞行员提供了更多的判决时间

注 · CFIT 的关键不是飞机失控,而是飞机可控却撞地——飞行员不知道前面有山。TAWS 的价值就是提前把「看不见的地面」变成「看得见的警告」。

02 组成四件

计算机 · 扬声器 · 警告灯和控制板 · 地形显示器

TAWS 组成四件(示意) 四件连线 · TAWS 系统(示意) 增强型近地警告计算机 核心 · 存储报警极限算法 EGPWC 扬声器 声音警告 警告灯和控制板 灯光警告 地形显示器 图像警告与地形显示
四件组成
增强型近地警告计算机、扬声器、警告灯和控制板、地形显示器
计算机
核心;内部存储多种报警极限算法,与交联系统状态比较
扬声器
声音警告
警告灯和控制板
灯光警告
地形显示器
图像警告与地形显示

注 · 四件分工正好对应 05 的三种警告方式:声音、灯光、图像——计算机是「大脑」,另外三件是「嘴巴、眼睛和屏幕」。

03 工作原理

输入 → 比较 → 超限 → 警告 → 调整

交联系统输入 无线电高度 · 下降速率 下滑道偏离度等 增强型近地警告计算机 内置多种报警极限算法 两者比较 实际状态 vs 报警极限 超限 = 潜在撞地危险 越过报警极限即触发 声音 / 灯光 / 图像警告 提醒飞行员 飞行员迅速调整 避免 CFIT 报警回路(循环) 实际状态 超越 报警极限 → 潜在撞地危险 声音 / 灯光 / 图像 三种方式提醒 亮点沿「输入 → 比较 → 警告 → 调整」回路缓慢循环(示意动画)
组成
TAWS 主要由增强型近地警告计算机、扬声器、警告灯和控制板、地形显示器组成
核心
增强型近地警告计算机,内部存储多种报警极限算法
输入
从交联系统接收飞机状态数据:无线电高度、下降速率、下滑道偏离度等信号
比较
将两者比较,若实际状态超越报警极限 → 潜在飞行撞地危险
警告
以声音、灯光或图像三种方式提醒飞行员
目的
帮助飞行员迅速调整飞机,避免 CFIT 事故的发生(样题口径)

04 前视地形警告

只知脚下 vs 提前看前方

GPWS 传统模式 只对当前状态告警 前方地形 (看不见) 只知脚下(锥形探知区) TAWS 前视地形警告 沿航迹向前扫描地形剖面 提前看前方地形 → 更多判决时间 前视扫描区 + 距离弧(示意) 前方高山提前变红(危险) 变黄(警告) 地形显示让机组看见前方地形
改进自
TAWS 改进自 GPWS,最大区别是增加前视地形警告地形显示
价值
前视地形警告与地形显示给飞行员提供更多判决时间
图例说明
本页两图对比为示意图,考纲未给出具体告警距离数值

注 · GPWS 是「脚下探针」——已经近地才喊;TAWS 是「前视雷达眼」——沿航迹向前看,把前方高山提前标红标黄,机组来得及拉升或绕飞。

05 三种警告方式

声音 · 灯光 · 图像

三种警告方式(示意) 声音警告 扬声器语音告警 超限 = 潜在撞地危险 提醒飞行员迅速调整 灯光警告 警告灯燃亮 超限 = 潜在撞地危险 提醒飞行员迅速调整 图像警告 地形显示器上地形目标变红 超限 = 潜在撞地危险 提醒飞行员迅速调整 三种警告方式共同目的:帮助飞行员迅速调整,避免 CFIT (声音 / 灯光 / 图像)
三种方式
TAWS 以声音、灯光或图像的警告方式提醒飞行员
声音
扬声器语音告警
灯光
警告灯燃亮
图像
地形显示器上地形目标变红提示
目的
帮助飞行员迅速调整飞机,避免 CFIT 事故的发生

06 设备要求与手册

CCAR91.437 · 飞行手册

设备要求 · CCAR91.437 CCAR91.437 除局方批准外 中国国籍登记的飞机 必须按要求装经批准的 TAWS 依据 CCAR91.437 飞行手册 应含操作使用程序 及机组对音频 / 视频警告的 应对措施 机组应对措施写入手册 两者均来自 CCAR91.437 设备要求口径
部件作用
增强型近地警告计算机核心;存储多种报警极限算法,与交联系统状态比较
扬声器声音警告
警告灯和控制板灯光警告
地形显示器图像警告与地形显示
设备要求
除局方批准外,中国国籍登记的飞机必须按要求装经批准的 TAWS(CCAR91.437
飞行手册
应含操作使用程序及机组对音频/视频警告的应对措施

注 · CCAR91.437 是「装不装」的法规红线,飞行手册是「怎么用、怎么应对警告」的实操底线——考试常把两者放在同一条题目里。