تداخل شبكات الجيل الخامس مع أنظمة الطيران

تداخل شبكات الجيل الخامس مع مقياس الارتفاع الراديوي للطائرة، يمكن أن تتأثر قطعة أساسية من معدات الطائرة مثل مقياس الارتفاع اللاسلكي (الراديوي) بشبكة الجيل الخامس، حيث يقيس مقياس الارتفاع اللاسلكي ارتفاع الطائرة فوق الأرض عن طريق ارتداد حزم موجات الراديو إلى الأرض والعودة وقياس المدة، وكان تداخل شبكات الجيل الخامس (5G) مع أنظمة الطائرات هو حديث شركات الطيران خلال الأشهر القليلة الماضية، ويعد مقياس الارتفاع الراديوي أحد الأنظمة الرئيسية التي تتأثر بانبعاثات (5G).

معدات قياس ارتفاع الطائرة الراديوي

تم استخدام هذه القطعة من المعدات في عمليات الطائرات على مدار الخمسين عامًا الماضية، وقد حققت نجاحًا كبيرًا، حيث تتمثل إحدى الوظائف الرئيسية لمقياس الارتفاع الراديوي في إظهار ارتفاع الطائرة.

ولكن هذه مجرد وظيفة واحدة صغيرة لها، وإنه متصلة بالعديد من أنظمة الطائرات الهامة الأخرى، وبالتالي يمكن أن يكون مقياس الارتفاع الراديوي الخاطئ قضية أمان رئيسية.

مبدأ عمل مقياس الارتفاع الراديوي للطائرة

يستعمل مقياس الارتفاع الراديوي مبدأ الرادار، في إعداد مقياس الارتفاع الراديوي النموذجي، حيث يوجد هوائيان أحدهما يرسل إشارة ويستقبله الآخر، ويتم إرسال الإشارة عن طريق هوائي جهاز الإرسال، ثم تنعكس هذه الإشارة عن طريق الأرض أو التضاريس المحيطة ثم يستقبلها هوائي المستقبل.

ونظرًا لأن الإشارات تنتقل بسرعة الضوء، يمكن حساب المسافة ببساطة عن طريق قياس الوقت الذي تستغرقه الإشارة المنعكسة لتستقبلها الطائرة، ويعمل مقياس الارتفاع اللاسلكي بتردد (4.2-4.4) جيجا هرتز ولفترة طويلة، تمت حماية هذا النطاق لتقليل التداخل الراديوي الضار.

وعندما ازدهرت الاتصالات المتنقلة في القرن الحادي والعشرين، لم تصبح في البداية خطرًا على أجهزة تحديد الارتفاع الراديوية لأن ترددات تشغيل الاتصالات كانت أقل بكثير من التردد التشغيلي لمقياس الارتفاع الراديوي للطائرات، ومع ذلك وعندما تم إدخال تقنية (5G) شبكات الجيل لخامس في الاتصالات، تسبب ذلك في حدوث تداخل في مقياس الارتفاع الراديوي، مما قد يؤدي إلى قياسات خاطئة للارتفاع.

ويتراوح نطاق التردد لشبكة (5G) بين (3.7-3.98) جيجا هرتز، وهذا قريب جدًا من تردد مقياس الارتفاع الراديوي للطائرة، ويمكن أن يكون للقراءات غير الصحيحة لمقياس الارتفاع الراديوي تأثيرات متعددة على أنظمة الطائرات المختلفة، حيث تؤثر بعض هذه الأنظمة بشكل مباشر على سلامة الطائرة.

وتتضمن هذه الأنظمة:

• نظام تجنب الاصطدام المروري (TCAS).

• ونظام تحذير الاقتراب الأرضي للطائرات (GPWS).

• ونظام القص الأمامي التنبؤي (PWS).

• ونظام الطيران التلقائي.

• ونظام الطيران بالسلك وأنظمة التحكم الأخرى.

نظام تجنب الاصطدام المروري في الطائرات TCAS

تستخدم الطائرات نظام تجنب الاصطدام المروري (TCAS) لمنع الاصطدامات مع الطائرات الأخرى، حيث يستخدم النظام معدل الإغلاق بين الطائرات لتوليد إرشادات تجنب للطيار ليتبعها إذا كانت طائرتان في مسار تصادم، ويعطي هذا التوجيه المسمى بإرشادات القرار (RA) وهي أوامر بالنزول أو الصعود ليتبعها الطيارون.

يمكن أن تكون هذه المناورات عنيفة في بعض الأحيان ويمكن أن تشكل خطر الاصطدام بالقرب من الأرض، وبالتالي يتم منع بعض التنبيهات عندما تكون الطائرة على ارتفاعات منخفضة، يتم تحديد الارتفاع لهذا من خلال مقياس الارتفاع الراديوي، وفي معظم الطائرات، عندما تكون جميع رسائل الإرشادات (RA) أقل من 1000 قدم يتم منعها عندما تكون الطائرة في حالة صعود ويتم منع جميع رسائل (RA) التي تقل عن 900 قدم عند الهبوط.

يمكن للارتفاع الخاطئ لمقياس الارتفاع الراديوي أن يجعل (TCAS) يعطي تحذيرات غير دقيقة وخاطئة عندما تكون الطائرة بالقرب من الأرض بسبب التداخل مع شبكات الجيل الخامس.

نظام التحذير من الاقتراب الأرضي في الطائرات GPWS

يستخدم (GPWS) مقياس الارتفاع اللاسلكي لحساب مدى قرب الطائرة من التضاريس أو الأرض، ويستعمل هذا النظام أيضًا التغيير في ارتفاع مقياس الارتفاع الراديوي للطائرة لتعيين التضاريس المرتفعة وإعطاء التحذيرات في الوقت المناسب للطيار من اصطدام وشيك على الأرض.

ويمكن للنظام إعطاء تنبيهات سمعية مثل “TERRAIN”،”TERRAIN” ،”PULL UP” ،”DON’T SINK” وما إلى ذلك لجذب انتباه الطيار حتى يتمكن من تطبيق تجنب المناورات على الفور، ونظرًا لأن النظام يعتمد على مقياس الارتفاع اللاسلكي لإنشاء مثل هذه التنبيهات، يمكن لمقياس الارتفاع الراديوي غير الصحيح تغذية بيانات خاطئة فيه والذي يمكن أن يمنعه من تنبيه الطيارين مما يؤدي إلى الاصطدام في التضاريس.

نظام القص الأمامي التنبؤي في الطائرات (PWS)

يتم استخدام النظام  لاكتشاف مناطق قص الرياح عندما تكون الطائرة قريبة من الأرض خصوصًا أثناء (الإقلاع والهبوط)، ويقوم مقياس الارتفاع الراديوي بتغذية بيانات الارتفاع في النظام، بحيث لا يتم تنشيطه عندما تكون الطائرة على ارتفاعات عالية وعادة، يعمل النظام، عندما يكون ارتفاع الطائرة أقل من 2000 قدم.

ونتيجة التداخل مع شبكات الجيل الخامس فقد يفشل النظام في إظهار مناطق قص الرياح للطيارين، كما يمكن أن يكون ذلك خطيرًا للغاية عند الإقلاع والهبوط، حيث تكون الطائرة بسرعة منخفضة وليس في وضع يمكنها من التعامل مع هبوب رياح عمودية قوية ناتجة عن مصب الريح.

ما هو نظام الطيران الآلي

يستخدم نظام الطيران التلقائي للطائرة الارتفاع اللاسلكي عندما يكون قريبًا من الأرض لأغراض مختلفة خاصة عند إجراء مقاربات مقترنة تلقائيًا في ظروف الرؤية المنخفضة، حيث تهبط أنظمة الطائرات تلقائيًا على الأرض وخلال هذه العمليات، يعتمد نظام الطيران التلقائي بشكل كبير على ارتفاع مقياس الارتفاع الراديوي.

على سبيل المثال، يتم تحديد توقيت الهبوط من خلال ارتفاع مقياس الارتفاع الراديوي على سبيل المثال، إذا تم ضبطه على 30 قدمًا وإذا أصبح ارتفاع مقياس الارتفاع اللاسلكي خاطئًا نتيجة تداخل الشبكات وأعطى الطيران التلقائي ارتفاعًا أعلى، فقد لا تشتعل الطائرة، كما يمكن أن يؤدي ذلك إلى هبوط شديد يمكن أن يلحق أضرارًا بالغة بالطائرة ويصيب الركاب وأفراد الطاقم.

يتم التحكم أيضًا في دفع المحرك أثناء الهبوط التلقائي بواسطة مقياس الارتفاع الراديوي، حيث يتم تقليله عند ارتفاع معين، على سبيل المثال، إذا تم تصميم نظام (autothrottle) أو (autothrust) لسحب قوة المحرك إلى الخمول للهبوط على ارتفاع 25 قدمًا وإذا كان مقياس الارتفاع اللاسلكي الخاطئ يجعل الطائرة تعتقد أنها 25 قدمًا عندما تكون في طريقها لأعلى، فقد يتحول الدفع إلى الخمول.

وعند الاقتراب من الأرض، يمكن أن يؤدي ذلك إلى كارثة حيث تستغرق المحركات النفاثة حوالي 7-8 ثوانٍ للتشغيل من وضع الخمول إلى أقصى قوة دفع لذا، حتى إذا طبق الطيار دفعة كاملة في مثل هذه الحالة، فقد لا يكون ذلك كافيًا لإنقاذ الموقف.

نظام الطيران بالسلك وأنظمة التحكم

تحتوي معظم الطائرات الحديثة اليوم على أنظمة تحكم في الطيران، وفي نظام التحكم عبر السلك، يتم إرسال المدخلات التجريبية إلى جهاز كمبيوتر يقوم بعد ذلك بمعالجة أسطح التحكم بناءً على مجموعة من القوانين المبرمجة، وتختلف قوانين التحكم عندما تكون الطائرة في الجو وعندما تكون على الأرض.

إذا كان مقياس الارتفاع اللاسلكي خاطئًا بسبب التداخل، يكون من الصعب التحكم في الطائرة، خاصة في الدوران حيث أن القوة الإضافية على العصا الجانبية مطلوبة للتحكم في الطائرة، وفي بعض الطائرات، كما هو الحال في طرازات طائرة بوينغ 787، تعتمد أنظمة التحكم بشكل كبير على بيانات مقياس الارتفاع الراديوي.

وجدت إدارة الطيران الفيدرالية (FAA) أن مقياس الارتفاع الراديوي الغير صحيح بسبب التداخل مع شبكات الجيل الخامس يمكن أن يكون له تأثيرات عديدة على عمل بعض أنظمة الطائرة بشكل غير صحيح، مثل أن يؤدي إلى زيادة مسافة الهبوط مما يعرض الطائرة لخطر الانزلاق على المدرج، خاصة على المدرج مع معامل احتكاك منخفض بسبب المطر أو الثلج.

نتيجة لهذه النتائج، أصدرت إدارة الطيران الفيدرالية (FAA) توجيهًا لصلاحية الطيران (AD) دعا المشغلين إلى إدخال تغييرات على دليل طيران الطائرات (AFM).

ملاحظة: “AFM” اختصار لـ “Aircraft Flight Manual”.

ملاحظة: “TCAS” اختصار لـ“Traffic Collision Avoidance System”.

ملاحظة: “GPWS” اختصار لـ “Ground Proximity Warning System”.

ملاحظة: “FAA” اختصار لـ”Federal Aviation Administration“.

ملاحظة: “PWS” اختصار لـ “Predictive Wind Shear”.

ملاحظة: “AD” اختصار لـ “Airworthiness Directives“.