Ground Proximity Warning System

In einem mit einem Ground Proximity Warning System ausgerüsteten Flugzeug werden in niedriger Flughöhe unter 762 m Radiohöhe (2500 ft) aus verschiedenen Daten Kriterien abgeleitet, bei deren Unterschreitung ein Alarm im Cockpit ausgelöst wird.

Geschichte

Das System wurde 1975 eingeführt und war eine Antwort auf sogenannte CFIT (Controlled Flight into Terrain)-Unfälle, bei denen ein ansonsten voll funktionsfähiges Flugzeug 'in den Boden' geflogen wurde. Das GPWS arbeitet in einem Betriebsbereich von 9 m bis 747 m Höhe über Grund (Radar-Höhe). Fünf verschiedene Bedingungen (Modes, etwa Betriebsarten) führen bei Überschreitung unterschiedlicher Grenzen zu Warnungen.

GPWS Modes

In allen Modes, ausgenommen Mode 6, werden Warnungen sowohl akustisch als auch visuell ausgegeben:

Mode 1

Mode 2

Mode 3

Mode 4

Mode 5

Mode 1, Gefährliche Sinkgeschwindigkeit – excessive rate of descent

Radarhöhe und barometrisch gemessene Sinkgeschwindigkeit werden ausgewertet. Je niedriger die Radarhöhe, desto kleiner ist die Toleranz der maximal erlaubten Sinkgeschwindigkeit.

Mode 2, Gefährliche Bodenannäherungsrate – excessive terrain closure rate

Warnung vor schnell ansteigendem Gelände. Berücksichtigt wird die vom Radarhöhenmesser abgeleitete Höhe und Höhenänderungsrate. Je niedriger die Höhe, desto kleiner ist die Toleranz der maximal erlaubten Höhenänderungsrate. Befinden sich die Klappen in Landekonfiguration, ist die Warnung unterhalb 200 Fuß ausgeschaltet.

Mode 3, Höhenverlust nach Start oder Durchstarten – altitude loss after take-off or go-around

Ausgewertet werden die Radarhöhe und der barometrische Höhenverlust nach Aktivierung des TOGA-Modus. Je niedriger die Radarhöhe, desto kleiner ist die Toleranz des maximal erlaubten Höhenverlusts.

Mode 4, Unsicherer Bodenabstand und keine Landekonfiguration – unsafe terrain clearance and not in landing configuration

Das Warnkriterium wird aus Radarhöhe, Fluggeschwindigkeit und der Stellung des Fahrwerks und der Klappen abgeleitet.

Mode 5, Abweichung unter Gleitpfad im ILS-Anflug – deviation below glideslope

Das Warnkriterium wird aus Radarhöhe und der Abweichung unter den Gleitpfad gebildet. Je niedriger die Radarhöhe, desto kleiner ist die Toleranz der maximal erlaubten Gleitpfadabweichung.

Mode 6, Anweisungen – advisories

Je nach Programmierung des GPWS ertönen Radarhöhen-Ansagen, beispielsweise "fifty", "thirty"; sowie "minimums" beim Erreichen der Entscheidungshöhe. Optional ist auch die Ansage "bank angle", sie ertönt wenn der Querneigungswinkel 35 Grad überschreitet.

Mode 7, Windscherung – windshear

Tendenzenvergleich zwischen IAS vom Air Data Computer und der GS vom IRS: Schnelle IAS-Änderung gegenüber langsamer GS-Änderung deutet auf eine Windscherung. Eine rapide IAS-Verringerung weist auf eine negative Windscherung (Rückenwindstoß), eine rapide IAS-Erhöhung auf eine positive Windscherung, welche das GPWS - wenn so programmiert – ebenfalls erkennt. Des Weiteren erkennt das GPWS übermäßige vertikale Beschleunigungen im IRS (Fallwind, Microburst).

Informationsfluss GPWS

Das GPWS verarbeitet Signale vom Funkhöhenmesser (Höhe über Grund), vom ADIRS (Air Data and Inertial Reference System: Druckmessungen und Trägheitsnavigation, daraus die barometrische Höhe, die Vertikalgeschwindigkeit und die Geschwindigkeit), vom Instrumentenlandesystem (ILS, daraus die Ablage vom Gleitpfad), vom Flight Management Computer und Guidance Computer, vom Fahrgestell (ausgefahren oder nicht), von den Landeklappen (Stellung).

Signalfluss

Ein zusätzliches Signal „Stall“ vom Flight Warning Computer stoppt alle GPWS-Ausgaben, weil die Reaktion auf einen Strömungsabriss Vorrang hat. Zusätzlich können einzelne Modes durch eine „Inhibit“-Schaltung unterdrückt werden.

Mensch-Maschine-Schnittstelle

Alarme des GPWS werden als auditive Anzeige (Töne und Sprache) ausgegeben, zusätzlich als visuelle Anzeige (Textmeldung und Anzeigelampe) im Blickfeld jedes Piloten. Es werden keine exakten Messwerte (die Höhe oder die Sinkgeschwindigkeit) angegeben, die Alarme wecken Aufmerksamkeit und erhöhen das Situationsbewusstsein. Die Bedienung erfolgt mit Tastern im Overhead-Panel.

Weiterentwicklung

Unter Verwendung einer Geländedatenbank und Positionsbestimmung mit Satelliten wurde das System zum Enhanced Ground Proximity Warning System ausgebaut.

Weblinks

• Akustische Warnmeldungen