飞机交通警戒和防撞系统基础与排故案例
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机载防撞系统飞机上的防撞系统,美国航空体系称为空中交通预警和防撞系统(TCAS:Traffic Alert and Collision Avoidance System)欧洲航空体系称为机载防撞系统(ACAS:Airborne Collision Avoidance System)),两者实际上的含义、功能是一致的。
防撞系统可显示飞机周围的情况,并在需要时提供语音告警,同时帮助驾驶员以适当机动方式躲避危险,这些都有助于避免灾难性事故的发生。
下面以TCAS为例讲述。
TCAS 的历史可追溯到1955年,当时本迪克斯航空电子公司(目前并入霍尼韦尔公司)的J.S.Morrell博士发表了“碰撞物理”一文。
其中包括确定进近飞机间接近速率的计算机算法,这也是研究所有防撞系统的基础。
在20世纪60年代和七十年代,该公司为美国陆军和美国联邦航空管理局(FAA)研制了数架原理样机,并在80年代后期获得了FAA对TCAS的首次鉴定。
原理:在二次雷达用应答机确定飞机的编号、航向和高度的原理上,把询问装置装在飞机上,使飞机之间可以显示相互之间的距离间隔,从而使驾驶员知道在一定范围内飞行的航空器之间的相互间隔及时采取措施,避免碰撞。
和二次雷达一样,TCAS系统需要飞机上都装有应答机才有作用。
关于二次雷达可参考航空管制雷达的类型组成和功能:TCAS主要由询问器、应答机、收发机和计算机组成。
监视范围一般为前方30海里,上、下方为3000米,在侧面和后方的监视距离较小。
(为了减少无线电干扰,管理条例对TCAS的功率有所限制。
它把TCAS的前向作用距离限定在45英里左右,侧向和后向作用距离则更小。
)TCAS的询问器发出脉冲信号,这种无线电信号称为询问信号,与地面发射的空中雷达交通管制信号类似。
当其他飞机的应答器接收到询问信号时,会发射应答信号。
TCAS的计算机根据发射信号和应答信号间的时间间隔来计算距离。
同时根据方向天线确定方位,为驾驶员提供信息和警告,这些信息显示在驾驶员的导航信息显示器上。
飞机交通警戒和防撞系统的工作原理众所周知在地面防止两车相撞靠的是驾驶员的目视和及时正确的回避措施,那么在空中飞机是怎样防撞的呢?如果当飞行员看到对方飞机时再作出避让那么为时已晚,飞机的安全系数将大大减小。
为了防止两机相撞现在的飞机上都安装了TCAS英文的全称是Traffic Alert and Collision Avoidance System,中文通常译为:飞机交通警戒和防撞系统,我们简称其为防撞系统。
TCAS分为两类:TCAS I和TCAS II,TCAS I仅可提供交通咨询(TA),TCAS II是更先进的TCAS,即可提供交通咨询(TA)又可以提供决断咨询(RA),目前的TCAS 只产生垂直机动指令,还不能产生转弯指令。
那么防撞系统是怎么工作的呢?下面将做详细的介绍。
TCAS向邻近飞机发送询问信号,那些装有空中交通管制雷达信标系统(ATCRBS)应答机或空中交通管制S模式应答机的飞机响应此询问,TCAS利用这些应答信号计算和它们之间的距离,相对方位和应答飞机的高度。
TCAS在监视区内可以跟踪并评估45架飞机,最大监视区为自身飞机以上和以下8700英尺,前方40海里,在侧面和后方的监视距离较小。
为了减少无线电干扰,管理条例对TCAS的功率有所限制。
它把TCAS的前向作用距离限定在45英里左右,侧向和后向作用距离则更小。
在监视区内的飞机分成4类:解脱咨询(RA)、交通咨询(TA)、贴近交通、其他交通。
当TCAS产生决断咨询(RA)时,意味着情况已达最严重的程度,且伴有语音提示,它提供一个垂直引导操作以保持或增加与另一架飞机的间隔,从而消除两机可能相撞的潜在危险。
机组必须依照TCAS语音进行机动避让,避免发生碰撞。
TCAS系统是由1部TCAS计算机、2个TCAS方向性天线、1个ATC/TCAS控制面板组成。
TCAS计算机是TCAS的主要部件,它控制如下功能:监视、跟踪、咨询、空对空机动操纵协调。
空中交通管制优秀工作案例空中交通管制是航空领域中一项非常重要的工作,它负责确保飞机在空中的安全航行,避免空中交通事故和碰撞。
优秀的空中交通管制工作案例对于增强飞行安全、提高交通效率、降低交通事故风险具有重要作用。
下面就以某个国家的空中交通管制机构为例,介绍一份优秀的空中交通管制工作案例。
一、案例背景某国家的空中交通管制机构,拥有先进的设备和专业的人才团队,致力于提供高效和安全的空中交通管制服务。
该机构负责管理国内所有飞机的空中运行,协调飞机起降、航线规划、高空防碰撞等工作。
近年来,由于航空业的快速发展和航班数量的增加,该机构面临着更大的挑战,需要提升自身管理水平和技术能力,以确保飞行安全和交通效率。
二、优秀工作案例1. 引进先进的空中交通管制系统该机构积极引进先进的空中交通管制系统,包括雷达监控系统、通信系统、防碰撞系统等。
这些系统可以实现对所有飞机的实时监控,保障空中交通的准确性和安全性。
该机构还不断更新和升级系统设备,以适应航空业的发展和变化,保持其在行业内的领先地位。
2. 建立科学的飞行管制流程该机构建立了科学的飞行管制流程,包括航线规划、起降调度、高空防碰撞等。
通过精细化的流程设计和严格执行,大大提高了飞行操作的安全性和效率。
飞行管制人员根据流程,协调飞机的起降时机,避免航线交叉和冲突,确保空中交通的有序运行。
3. 培养专业化的空中交通管制人才该机构高度重视人才培养工作,注重对空中交通管制人员的专业化培训与考核。
通过各类培训课程和实际操作,使空中交通管制人员熟练掌握技能,提高应对突发事件的能力,确保他们能够快速、准确地做出决策。
该机构还注重激励人才,建立了良好的激励机制,吸引和留住了一大批优秀的空中交通管制专业人才。
4. 紧密合作与国际交流该机构积极与国际航空组织、其他国家的空中交通管制机构保持联系与交流。
通过国际交流,分享经验,学习国际先进的管理理念和技术,不断提升自身的管理水平和服务水准。
关于TCAS故障定位及排故的相关探讨摘要交通告警和防撞系统TCAS是飞机飞行中的关键系统,对飞机飞行安全有很大的影响。
本文通过研究TCAS线路及工作原理,从分系统、结构特性以及与实际应用结合,明确TCAS系统遇到故障时采取归类判断分析,并进一步结合故障发生时飞机的实际状态,争取能够快速定位故障,减短飞机停场时间。
一、概述交通告警和防撞系统TCAS是飞机飞行中的关键系统,对飞机飞行安全有很大的影响。
TCAS是一种机载系统,可帮助飞行机组与地面空中交通管制维持安全间隔。
它与空中交通管制应答机一起联合工作,为驾驶员提供附近空域飞机的飞行情况,预测飞机之间的潜在威胁,在飞机之间可能出现冲突时给予驾驶员提示,避免撞机事件的发生。
二、TCAS组成和工作原理(一)TCAS组成某型民机TCAS由1个交通告警和防撞系统收发机、一个定向天线和一个全向天线(选装时将以一个定向天线替代)组成。
(二)TCAS工作原理TCAS系统通过探测附近空间飞机的存在,在附近有飞机与本机距离过近存在安全威胁时,发出警告信息来提示驾驶员。
TCAS发射询问信号到附近飞机上的空中交通管制应答机,并利用应答机的应答信息进行处理得出附近飞机的航迹。
通过这一数据,TCAS能估算出潜在的威胁。
TCAS利用发射信号和应答信号间的时间间隔来计算距离,同时根据方向天线确定方位,从而得到附近每架应答飞机的相对位置。
高度信息由应答机提供。
(三)应答机引发的故障应答机是TCAS系统正常运行的关键交联系统,在某型民机中,应答机装有两部且功能一致。
TDR的故障类型大致分为:内部故障、S模式地址无效输入、RIU(即无线电接口装置)信号无输入、TDR输出信号无效。
此类故障在排故时较为简单判断,即使驾驶舱页面无有效反馈,也可通过地面试验:TCAS的自测试以及ATC的自测试来判断,另两部TDR功能和件号一致,也可通过对串1号和2号TDR来辨别故障位置是否转移。
(四)AHRS和RA引发的故障飞机的姿态和高度数据分别由AHRS(即姿态和航向基准系统)和RA(即无线电高度表)提供。
机场交通安全事故案例及分析介绍本文档旨在对机场交通安全事故案例进行分析和研究。
通过详细描述事故案例以及对其原因和后果进行分析,我们可以增强对机场交通安全的认识,并提出相应的解决策略,以避免类似事故的发生。
案例一:飞机地面撞车事故事故概述:某机场的地面乘务车辆与停在滑行道上的飞机相撞,导致飞机机翼受损。
事故原因:驾驶员在驾驶乘务车辆时注意力不集中,未及时发现飞机。
同时,机场管理部门缺乏足够严格的安全监管措施。
事故后果:飞机机翼受损,导致航班延误,并对机场正常运营造成不利影响。
分析:飞机地面撞车事故的发生除了驾驶员注意力不集中等人为因素外,机场管理部门的安全监管也存在问题。
应加强驾驶员培训和安全意识教育,同时加强对机场地面运行的监管和控制。
案例二:停机坪行人事故事故概述:某机场的一个行人在停机坪上被出租车撞倒,造成严重伤害。
事故原因:出租车司机在行驶过程中未注意到行人,未能及时停车避让。
事故后果:行人受伤严重,需要进行紧急治疗,并对机场安全形象产生不利影响。
分析:停机坪行人事故的发生主要是由于出租车司机的疏忽大意造成的。
机场应采取措施确保停机坪上的行人和车辆分开,并进行司机培训,提高其对行人安全的重视程度。
解决策略1. 加强驾驶员培训和安全意识教育,提高其对航空器及地面车辆的注意力和观察能力。
2. 完善机场安全监管措施,确保安全规章制度的执行和监控。
3. 在停机坪上设置明确的行人通道和车辆通行区域,并加强巡视和警示设施的设置。
4. 加强机场工作人员和出租车司机的安全培训,提高其对行人安全的重视程度。
5. 建立机场交通安全事故信息共享机制,加强对类似事故的监测和分析。
6. 定期进行机场交通安全演练,提高应急处置能力。
结论通过对机场交通安全事故案例的分析和研究,我们可以得出以下结论:加强驾驶员培训和安全意识教育、完善机场安全监管措施,以及分隔行人和车辆通行区域等措施可以有效减少机场交通安全事故的发生。
提高机场工作人员和出租车司机对行人安全的重视程度也是避免类似事故的关键。
有效性34—45—00交通警戒和避撞系统 — 介绍概述交通警戒和避撞系统(TCAS )有助于机组维持与其他装有ATC 应答机的飞机之间的空中交通安全间隔。
TCAS 是一种机载系统,它独立于地面的ATC 系统而工作。
TCAS 向邻近飞机发送询问信号,那些装有空中交通管制雷达信标系统(ATCRBS )应答机或一种空中交通管制S 模式应答机的飞机响应此询问,TCAS 利用这些应答信号计算和它们之间的距离,相对方位和应答飞机的高度。
如果响应的飞机并不报告高度,TCAS 不能计算该飞机的高度。
被TCAS 所跟踪着的飞机称为目标。
利用应答信号中的信息和自身飞机的高度,TCAS 算出目标和自身飞机之间的相对运动。
TCAS 然后计算目标将如何在最最接近点(CPA )贴近自身飞机。
目标被分类列为下列4种中的一种,取决于在CPA 点的间隔和CPA 点将发生的时间:— 其他交通 — 接近交通— 入侵者 — 威胁。
各种目标在显示器上的符号不同。
如果CPA 间隔在某一限度以内,TCAS 向机组提供咨询信息。
TCAS 以机组提供两个等级的咨询信息,即交通咨询(TA )和解脱咨询(RA ),咨询等级取决于高度和CPA 发生时间和在CPA 处的间隔大小。
交通咨询(TA )为直至CPA 发生的时间还相对地更远一些,并且CPA 点和入侵目标的间隔相对大一些。
解脱咨询(RA )为到达CPA 发生的时间相对地很短,并且CPA 点和威胁目标的间隔相对地更小。
交通咨询(TA )表示了入侵目标的距离、方位和相对高度(如果已知其高度的)。
解脱咨询(RA )还向机组发出目视的和语音指令,明确那里是离开威胁目标的安全的垂直间隔。
TCAS 还和另一架装有TCAS 的飞机通信,协调其飞行动作防止相撞。
缩略语abs 绝对 abv 高于 ADIRU大气数据惯性基准组件AGL 高于地面 AI 高度指示器 ant 天线34—45—00—001 R e v 6 09/08/2000有效性34—45—00交通警戒和避撞系统 — 介绍arpt 机场ATC 空中交通管制ATCRBS 空中交通管制雷达信标系统 BITE 机内自检设备 blw 低于cds 通用显示系统 CPA 最最接近点 CPU 中央处理器 CTR 中央、中心 DEU 显示电子组件 DME 测距设备、测距仪EFIS 电子飞行仪表系统 Exp 扩展的(扇形的) FDAU 飞行数据采集组件 FL 飞行高度层、飞行高度 FPM 每分钟×英尺,即 尺/分fwd 向前、前方 gnd 接地、地面 GPWC近地警告计算机grd 接地、地面 iIdent 识别、识别码 IF 中频、中间频率 INT 询问机 I/O 输入/输出 L 左LED 发光二极管 max 最大 MHz 兆赫 NCD 无计算数据 NM 海里,即里 norm 正常 R 右 RA 解脱咨询 rel 相对34—45—00—001 R e v 6 09/08/2000有效性34—45—00REU 远距电子组件 RF 无线电射频、射频 R/T 接收机/发射机、收发机 stby 待用 sw 电门 TA 交通咨询 TAS 真空速TAU 到达最近点时间 TCAS 交通警戒和避撞系统 tfc 交通 trk 航迹VOR 甚高频全切信杆 VSI 垂直速度指示器 Wpt 航路点 Xfr 转换 Xpndr 应答机有效性 34—45—00交通警戒和避撞系统 —介绍34—45—00—001 R e v 6 11/15/2000有效性34—45—00TCAS — 概述概述交通警戒和避撞系统(TCAS )向其他飞机发射信号并接收其他飞机的信号,以获取其高度、距离和方位数据。
空中交通警戒与防撞系统原理
空中交通警戒与防撞(ATC)系统是航空业的基础设施之一,旨在通过严格的
控制和管理措施,确保航空运输的安全性与可靠性。
空中交通警戒与防撞系统的基本设施包括航空塔台(ATC)和识别监视系统(Mode S)。
航空塔台(ATC)具有分发指令和监控机场空中环境运行状况的能力,识别监视系统(Mode S)可实时识别飞机的飞行轨迹,使飞机运动信息可以迅速地传达给空中交通管制员,通过信息流处理实现空中交通领域的数据库功能,使机场维持工程可以提供更加精准可靠的路线。
空中交通警戒与防撞系统的应用有多种,其中最重要的应用是实时的空中交通
控制功能和飞行管理功能。
首先,空中交通警戒与防撞系统根据飞行高度、航空器所在位置及航空器运动速度等信息,向航空器分发指令,以保证空中交通的流畅并防止航空器之间碰撞。
其次,根据天气情况,空中交通警戒与防撞系统能够对飞行管制区及路线的禁飞状态进行监控,从而避免安全问题的发生。
在日益变化的环境下,ATC系统的作用日趋显著,当前的ATC系统的发展势头
显著,各种勘测与管理软件的普及及研发,使得ATC系统更加完善,为民用航空管理提供了更大的帮助,可实现更为有效地空域管理。
ATC系统对空中交通安全及航空安全承担着至关重要的职责,提供了强有力的
技术支持,为塔台航空管理提供服务和保障。
飞机交通咨询和防撞系统介绍与排故飞机交通警戒和防撞系统(Traffic Alert and Collision Avoidance System),一般简称其为飞机防撞系统(TCAS)。
此系统可显示飞机周围的情况,并在需要时提供语音警告,同时帮助驾驶员以适当的方式躲避危险。
TCAS常与电子水平状态指示器(EHSI)配合使用,由于EHSI是飞机航迹的基准和参考,对冲突飞机的位置能够非常直观地反映出来,所以有利于飞行员在第一时间内做出与TCAS的要求一致的本能反应动作,从而避免碰撞的灾难性事故发生。
TCAS 系统对装有信标应答机的飞机进行位置确定和航迹跟踪。
TCAS监视范围一般为前方35英里,上、下方为3000米,在侧面和后方的监视距离较小。
(为了减少无线电干扰,管制条例对TCAS 的功率有所限制。
它把TCAS的前向作用距离限定在45英里左右,侧向和后向作用距离则更小。
)TCAS的询问机发出脉冲信号,这种无线电信号称为询问信号,与地面发射的空中雷达交通管制(ATC)信号类似。
当其他飞机的应答机接收到询问信号时,会发射应答信号。
TCAS的计算机根据发射信号和应答信号间的时间间隔来计算距离。
同时根据方向天线确定方位,为驾驶员提供信息和警告,这些信息显示在驾驶员的导航显示器上。
TCAS 可以提供语言建议警告,计算机可以计算出监视区内30架以内飞机的动向和可能的危险接近,使驾驶员有25-40秒的时间采取措施。
当前,正在研发或使用的TCAS系统有三种类型:TCAS I、TCAS II 。
下面重点介绍TCAS II。
TCAS II是一种比TCAS I更全面的系统。
TCAS II 通常由TCAS计算机单元、S 模式应答机、S模式/TCAS控制面板、TCAS上下天线、驾驶舱显示组件等组成。
它不但向飞行员提供TA,而且将发出决断咨询(RA,Resolution Advisory),即当入侵目标被标绘,系统会告诉飞机是否爬升、下降、直飞或平飞。
机场交通安全事故案例及分析1. 引言机场是一个高度繁忙和复杂的运输枢纽,交通安全在机场运营中占据重要地位。
然而,时常发生的交通事故给机场运营和旅客带来了巨大的安全隐患和经济损失。
本文将通过分析几起机场交通安全事故,提取教训并探讨相关问题的解决方案。
2. 案例分析2.1 案例一:飞机地面滑行事故2018年某机场,一架飞机在地面滑行时与一辆机场巴士相撞,导致巴士翻覆,造成多名乘客和机组人员受伤。
事后调查发现,驾驶员疲劳驾驶、巴士维护不当以及通信失误是导致事故发生的主要原因。
2.2 案例二:行人与行李车碰撞事故2019年某机场,一名行人在机场行李区内与一辆行李车发生碰撞,导致行人受伤。
调查显示,行李车驶入行人通行区域,未按规定行驶,并存在驾驶员对行人注意不足的问题。
3. 事故原因分析3.1 人为因素机场交通事故中,驾驶员的人为原因是一个重要因素。
驾驶员疲劳驾驶、驾驶员对交通规则和机场运营规定的不熟悉、驾驶员在操作过程中的注意力不集中等因素都可能导致交通事故的发生。
3.2 设备故障及维护不当机场交通工具的设备故障或者维护不当也是引发交通事故的原因之一。
如案例一中,巴士维护不当和通信失误导致了事故的发生。
4. 解决方案4.1 加强人员培训和管理针对驾驶员的培训和管理是降低机场交通事故的有效手段。
机场应加强对驾驶员的培训,确保他们熟悉交通规则和机场运营规定。
同时,机场应建立完善的执勤记录和驾驶员管理机制,对驾驶员的驾驶行为进行监督和管理。
4.2 强化设备维护和检修机场交通工具的设备维护和检修是预防事故的重要措施。
机场应建立规范的设备维护和检修制度,确保交通工具的正常运行和安全性。
同时,完善通信系统,提高工作人员之间的沟通效率和准确性,降低通信失误导致事故的风险。
5. 结论机场交通安全事故的发生不仅给机场运营和旅客带来了巨大损失,也对社会公共安全带来了威胁。
通过分析案例并采取相应的解决方案,可以提高机场交通安全水平,减少交通事故的发生。
交通警戒与避撞系统( TCAS) 工作原理及故障分析摘要:交通警戒与避撞系统(TCAS)是飞机上的一种航空电子系统,它对飞机的飞行安全起着重要的作用。
本文介绍了TCAS系统的工作原理,并根据实际工作中的排故经验,对TCAS系统的故障进行了故障分析、总结。
关键词:交通警戒与避撞系统;故障分析一、TCAS工作原理1.1 TCAS系统的组成TCAS系统的组成组件有:TCAS计算机;TCAS/ATC控制盒;TCAS的上、下方向性天线。
TCAS计算机:是TCAS系统的核心部件,其主要功能是发出询问信号、接收入侵飞机的应答信号、接收本机其他系统的数字和离散信号、基于本机数据和接收的数据进行计算、产生交通咨询和决断咨询。
TCAS/ATC控制盒:用于驾驶舱人机接口,主要有TCAS方式选择和应答机编码选择等功能。
天线:装有上下两部天线,天线为四单元相控阵天线,使用四根同轴电缆与TCAS计算机相连。
用来发射TCAS计算机的询问信号,和接收入侵飞机发射产生的应答信号并送到TCAS计算机。
1.2 基本原理。
TCAS计算机向其它飞机发送询问信号并接收其它飞机来的应答信号,以获取其高度、距离和方位数据。
TCAS利用这些数据以及从机载飞机系统输入的其它数据进行计算该飞机目标是否构成碰撞威胁,并提供目标位置的目视指示以及交通避撞警戒的目视和语音信息。
二、TCAS常见故障分析TCAS系统的故障在表现形式上,一般在EHSI上显示“ TCAS FAIL”信息。
通过维护手册,根据故障原因再结合工作中遇到的实际情况,我们总结了一些常见的故障源来分析它们的特点。
2.1 TCAS计算机故障TCAS计算机是TCAS系统的核心,其精度要求较高。
在飞机上由于空气气流、颠簸、高空辐射、电磁干扰等客观因素,决定了TCAS计算机在这种恶劣的工作环境中,其故障率也特别高。
这其中包括硬件故障和软件故障两种,硬件故障的判断比较容易,借助计算机内部的自检软件可以明确测试出。
TCAS故障分析一、故障现象:B-****飞机于2010年*月*日发生TCAS失效故障,更换TCAS 计算机后,测试时左EHSI显示TCAS FAIL信息。
二、系统原理:TCAS?(交通警告和防撞系统)用来提醒机组在同一区域存在与其它飞机相撞的危险,并在EHSI上显示入侵飞机的位置,在EADI上显示飞机应上升或下降的指令,飞行员依照指令操纵飞机上升或下降,达到防撞的目的。
同时通过驾驶舱广播和飞行员耳机发出相应的声音劝告信息。
TCAS测试:TCAS的测试分为两种,1.TCAS在驾驶舱的自测试。
惯导系统校准成功后,按压并保持ATC/TCAS控制面板上的TEST按钮或转到TEST位,TCAS计算机将送出自测试视频信息通过符号发生器,在EFIS上显示相关内容,自测试声音信息给驾驶舱喇叭。
2.TCAS计算机测试。
在电子设备舱,按压TCAS计算机前面板的TEST按钮,即开始自测试。
测试开始时,面板上所有灯亮3秒,后10秒只有相应故障灯或绿色“PASS”灯亮,当状态灯未灭时,再次按压TEST按钮,可进行前一次飞行的历史测试,这种测试可以进行10次。
在整个过程当中,驾驶舱里既无显示信息也无声音信息。
各个状态灯含义如下:状态灯含义TCAS PASS TCAS计算机无故障,计算机工作的最低输入信号有效TCAS计算机故障(此时其它灯均不亮)或计算机工作的TCAS FAIL最低输入信号无效 TOP ANT 上天线故障(此时TCAS FAIL灯也亮) BOT ANT 下天线故障(此时TCAS FAIL灯也亮) TA DISP EHSI显示故障(此时TCAS FAIL 灯也亮) RA DISP EADI显示故障(此时TCAS FAIL灯也亮)一个或两个LRRA输入故障(当两个LRRA输入均故障时,RAD ALTTCAS FAIL灯也亮)TCAS与ATC之间的四条总线中有一条或更多总线故障XPDR BUS(当从两部ATC来的总线均故障时,TCAS FAIL灯也亮)三、排故过程:故障出现后,地面对TCAS进行了测试,测试不通过,计算机上TCAS FAIL灯亮,更换计算机后,再次对系统进行测试,此时左EHSI显示TCAS FAIL信息,右侧显示正常,并且计算机无故障灯提示,测试语音信号正常。
CRJ飞机机载防撞系统故障的排除随着现代飞机数量的日益增加,空域中飞机的密度增大,使飞机非安全接近的可能性大大增加。
为了避免飞机之间危险接近或碰撞的情况发生,现在的各型飞机都安装了空中防撞系统(TCAS)。
TCAS旨在作为一种补充手段,帮助驾驶员探测附近有无飞机,并确定其作为一种空域感者的可能性。
一、故障现象2010年11月24日,空勤机组人员在飞行过程中发现在主飞行显示器(MFD)1和2上出现TCAS FAIL黄色信息,音频调谐装置(RTU)上TCAS行显示白色虚线。
机组人员随即拔掉CBP-3的C1(TCAS)跳开关,恢复后信息依然存在。
二、故障分析TCAS 系统要正常工作需具备三个条件:1、TCAS 系统的工作需要C/S模式应答机的配合。
TCAS以1030MHZ的频率向附近装备了C/S方式应答机的飞机发射询问信号,以触发回答获得下列信息:①来自定向天线输入的闯入者方位;②来自回答内代码的高度;③来自询问和回答之间经过时间的距离;④来自相继询问的航迹和接近速度;⑤来自S方式应答机的地址代码。
2、无线电高度表对TCAS系统的影响。
主要表现在语音信号的抑制功能上,在飞机起飞或进近过程中发生作用;3、惯导向 TCAS计算机提供本机的俯仰角、横滚角、磁航向等信息。
如果惯导输入信号故障,将使 TCAS计算机失去本机的飞行基准信号,无法计算出本机的飞行轨迹,就无法进行正常的避撞探测。
三、排除方法:飞机落地后,根据排除故障的难易程度,首先对惯导系统重新输入初始位置,发现故障现象依然存在,排除了惯导系统的问题。
随即,地勤机组人员对维护诊断计算机(MDC)进行询问,发现在MDC状态页面(LRU STATUS)上出现TTR(CHANNEL A)OFF/NO OUTPUT白色信息。
进入MDC诊断字页面(LRU DIAGNOSTIC DATA)发现TTR (CHANNEL A)项350行的20位置1,通过查询诊断指导手册,350行的20位置1的诊断字位定义为TCAS系统故障。
飞机交通警戒和防撞系统基础与排故案例发布日期:2011-09-13 来源:汕航飞机维修厂作者:李翔字体缩放:我要投稿飞机交通警戒和防撞系统(Traffic Alert and Collision Avoidance System),一般简称其为飞机防撞系统(TCAS)。
此系统可显示飞机周围的情况,并在需要时提供语音警告,同时帮助驾驶员以适当的方式躲避危险。
TCAS常与电子水平状态指示器(EHSI)配合使用,由于EHSI是飞机航迹的基准和参考,对冲突飞机的位置能够非常直观地反映出来,所以有利于飞行员在第一时间内做出与TCAS的要求一致的本能反应动作,从而避免碰撞的灾难性事故发生。
TCAS 系统的发展:开发有效的机载防撞系统是航空工业界多年来的目标。
TCAS研究的历史可追溯到上世纪50年代,1956年,美国民航管理技术发展中心报告指出:“在过去四年间实施的测试结果表明:仅仅一般地使用接近警告设备就会稳定地减少中空相撞的威胁”。
此后,空中交通流量的持续增长导致了对此类设备的极大兴趣。
同时,发生在美国的一系列中空相撞事件,对机载防撞系统的研究和开发起到了重要的推动作用:1956年6月30日在科罗拉多大峡谷上空6500米处,两架民航班机相撞造成128人死亡,民航当局随后启动了对有效防撞系统的研发工作。
1978年,一架轻型飞机在圣地亚哥上空与一架民航班机相撞,导致了美国联邦航空局(FAA)启动对空中交通警戒和防撞系统(TCAS)的研究。
最终导致国会立法要求实施TCAS的事件是1986年8月31日在加利福尼亚洲靠近洛杉矶国际机场的塞里图斯空域内,一架墨西哥航空(Aeromexico)的DC-9和一架私人飞机中空相撞。
美国联邦航空局(FAA)决定在1981年开始实施TCAS 计划。
TCAS 系统对装有信标应答机的飞机进行位置确定和航迹跟踪。
TCAS监视范围一般为前方35英里,上、下方为3000米,在侧面和后方的监视距离较小。
(为了减少无线电干扰,管制条例对TCAS 的功率有所限制。
它把TCAS的前向作用距离限定在45英里左右,侧向和后向作用距离则更小。
)TCAS 的询问机发出脉冲信号,这种无线电信号称为询问信号,与地面发射的空中雷达交通管制(ATC)信号类似。
当其他飞机的应答机接收到询问信号时,会发射应答信号。
TCAS的计算机根据发射信号和应答信号间的时间间隔来计算距离。
同时根据方向天线确定方位,为驾驶员提供信息和警告,这些信息显示在驾驶员的导航显示器上。
TCAS 可以提供语言建议警告,计算机可以计算出监视区内30架以内飞机的动向和可能的危险接近,使驾驶员有25-40秒的时间采取措施。
(TCAS 可跟踪45 架飞机,根据选定目标的优先级,最多显示30架飞机)。
当前,正在研发或使用的TCAS系统有三种类型:TCAS I、TCAS II 和TCAS III。
TCAS I,最简单的系统,主要由TCAS 处理器、TCAS 天线和一个A/C 模式应答机组成,主要供通用航空使用。
TCAS I发射机发射询问信号询问C 模式应答机。
TCAS I 接收和显示在量程范围内所有飞机的大致方位和相对高度,通常范围约为40英里。
系统使用彩色编码点来表明某区域内存在潜在威胁的飞机,称作交通咨询(TA, Traffic Advisory)。
当飞行员收到一个TA 时,他视线内可见入侵飞机并且被允许垂直偏离最多+300英尺;采用TA 方式时,预先录制的声音会播报“Traffic,Traffic”,而表示其他飞机的符号则会改变形状和颜色。
该系统不允许作横向偏离,在仪表飞行条件下,飞行员需将情况通报给空中交通管制中心,以协助解决冲突。
TCAS II是一种比TCAS I更全面的系统。
该系统被要求在1993年12月31日前安装在所有运营的美国商用飞机上。
TCAS II 通常由TCAS计算机单元、S 模式应答机、S模式/TCAS控制面板、TCAS上下天线、驾驶舱显示组件等组成。
它不但向飞行员提供TA,而且将发出决断咨询(RA,Resolution Advisory),即当入侵目标被标绘,系统会告诉飞机是否爬升、下降、直飞或平飞。
系统一旦探测到RA,将建议飞行员执行规避的机动飞行以解除来自入侵飞机的威胁。
有两类型的RA:即预防性RA 和确定性RA。
预防性RA 指示飞行员在避免潜在冲突时不必改变高度或航向;确定性RA 指示飞行员以预先确定的2500英尺/分钟的升降率爬升或下降,以避免冲突。
当采用RA 方式时,TCAS可发出诸如“Climb,Climb”或“Descend,Descent”之类的机动指令,或者会告诉驾驶员无需采取机动动作。
具体为:当其他飞机进近的最近点小于48秒时,则会发布交通咨询TA。
进近的最近点是指两架飞机相距最近的空间点,是根据飞机目前的航迹和速度预测出来的。
发布TA 后,如果两架飞机继续沿着有危险的航迹飞行,则在离最近点大约35秒处,系统会发布决断咨询RA。
代表入侵飞机的符号会变为固定的红色方块,同时伴有诸如“Climb,Climb”之类的躲避机动语音提示。
系统还会在垂直速度指示器(VSI)上用一绿条显示所需的机动速度。
这些机动动作幅度不大,一般不会引起乘客的注意。
同时,两架飞机上的TCAS II也会进行协调以避免两架飞机同时爬升之类的机动。
只有TCAS II和ACAS II系统具有这种功能。
在TCAS I 系统中没有RA 方式。
TCASII具有询问C模式和S模式的能力。
当两架飞机都具有S 模式询问能力时,TCASII系统将相互通信并给出解除冲突的RA。
因TCAS II的费用较高,制造商已在升级的基础上生产出TCAS III。
TCAS III允许飞行员收到RA时,除了执行垂直机动外,还可执行横向偏离以躲避入侵飞机,这将大大减少飞机危险接近或中空相撞的可能性。
TCAS III的定向天线更精确且具有较小的方位误差,能更精确地确定入侵飞机的位置,因此误警率也降低了。
TCAS III的另一个升级是使用S模式数据链,通过该数据链,系统有能力把飞机的GPS位置和速度矢量传送到其他装有TCAS 设备的飞机,因此可提供更多更精确的协调信息。
美国于1993年12月31日开始执行,30座以上的客机必须配备TCAS II,10-30座的客机必须配备TCAS I。
通用航空营运人应与航空公司一样,提供同一水平的防撞保护,自愿安装TCAS I 或TCAS II。
负责向欧洲各国推荐航空管制条例的欧洲空中导航安全机构(Eurocontrol,欧洲空管)已经建议采用与最新的TCAS II相同的系统。
在欧洲,该系统称为机载防撞系统(ACAS II)。
ACAS II是采用7.0版软件的TCAS II,这是FAA 批准的最新的软件版本。
欧洲空管建议,2000年1月1日后在30座以上的客机或最大起飞重量超过15000千克的飞机上配备ACAS II。
2005年1月1日后在19座以上的客机或最大起飞重量超过5700千克的飞机上配备ACAS II。
我国民航使用的客机比较先进,绝大部分已预先安装了最新版本的防撞系统。
为进一步加强航空安全,从2002年中期起也开始对其他未安装防撞系统的客机进行强制安装,这一工作于2002 年底完成。
2003年起,未安装防撞系统的民航客机将不得飞行,其他小型飞机由于飞机结构、技术原因等无法安装的将被严格限制飞行时段、飞行高度和范围,并逐步退出商业运营。
TCAS 系统的工作原理:TCAS 系统要正常工作,需要S模式应答机的配合,因此,装备TCAS系统的飞机,必定装备了S模式应答机。
装备了TCAS的飞机,可以对装备有S模式应答机的飞机或 A、C 模式应答机的飞机作出TA(交通咨询)或RA(决断咨询)响应。
TCAS计算机内部同时具有S模式译码器和A、C模式译码器。
因此,TCAS计算机可以对装备有以上几种模式应答机的飞机的应答信号作出判断。
具体工作过程如下:首先,TCAS系统会自动监听本机附近空域中装备有 S模式应答机的飞机的发射信号。
不论是否收到询问信号,S模式应答机都会每隔一秒,向外发射 S模式编码信号,该信号包括本机的24位地址码等信息。
当TCAS系统收到 S模式编码信号后,将该机的 24位地址码加入到询问列表中,稍后 TCAS会逐个地询问列表中的飞机。
此外TCAS还使用耳语 -大喊方案,对周围空域中没有装备S模式应答机的飞机进行询问,TCAS会主动询问周围空域中装有A或C模式应答机的入侵飞机,因为 A、C模式应答机必须在收到询问信号后才能进行应答,并且它们的应答信号中没有 24位地址码,只有飞机编码或飞行高度等信息。
对于S 模式信息和 A、C模式信息,TCAS计算机会使用与各模式相应的译码器进行译码,获得计算所需的入侵飞机高度、高度变化率等信息。
通过测量询问信号发出到接收到应答信号的时间间隔,计算出入侵飞机的距离。
通过方向性天线的定向性,获得入侵飞机的方位信息。
这样就获得了计算入侵飞机飞行轨迹的全部所需信息,为进一步的计算做好准备。
其次,本机的其他机栽系统会连续地向TCAS计算机提供本机的飞行参数,如位置、俯仰角、横滚角、飞行高度、最大空速等信息。
TCAS计算机在对入侵飞机的参数和本机的参数进行综合计算后,得到本机与入侵飞机的相对高度和速度。
进一步通过计算判断出本机与入侵飞机的飞行轨迹是否具有相互冲突的可能。
根据入侵飞机对本机的威胁状况,将入侵飞机分别归类为无威胁等级组、接近威胁等级组、TA(交通咨询)威胁等级组和RA(决断咨询)威胁等级组,四个威胁级别组。
TCAS的最大监视能力为 30架飞机。
最后,TCAS向驾驶员适时地发出目视警告和音响警告。
四个威胁等级组内的飞机是以不同符号显示在 EHSI上的,无威胁等级组是以白色空心菱形表示;接近威胁等级组是以白色实心菱形表示;TA(交通咨询)威胁等级组是以黄色实心圆形表示;RA(决断咨询)威胁等级组是以红色方块表示。
只有当出现TA(交通咨询)威胁等级或RA(决断咨询)威胁等级时,TCAS才会发出对应的音响警告信息。
TA和RA等级的判定是以TAU来决定的。
TAU 表示入侵飞机到达与本机相遇点的时间。
TAU不是固定不变的,根据飞机高度,TAU在 20秒至 45秒之间变化。
当入侵飞机处于RA(决断咨询)威胁等级时,并且入侵飞机也装备有TCAS系统时,两架飞机的TCAS系统在语音警告的同时,会在 EADI或TA/VSI上发出非常直观的垂直避让指令,该指令与入侵飞机的指令是协调好,互补的,按照指令操作可以避免飞机相撞。
TCAS系统的组成:(见图一)图一1、TCAS 处理器(或计算机);是TCAS系统的核心部件,其主要功能是发出询问信号、接收入侵飞机的应答信号、接收本机其他系统的数字和离散信号、基于本机数据和接收的数据进行计算、产生交通咨询和决断咨询。