机载防撞系统TCAS
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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。
tcas 标准TCAS(Traffic Collision Avoidance System)是一种空中交通碰撞避免系统,主要用于飞机之间的空中交通冲突避免。
它是目前世界上航空器上安装规模最大的、应用最广泛的航空安全设备之一。
TCAS旨在通过提供良好的避免措施来减少飞机之间的冲突风险,保障航空交通的安全。
TCAS标准提供了与其他飞机的领域内和领域外交流,以及与地面控制的交流。
通过这些交流和共享的数据,TCAS能够提供准确的空中交通信息和冲突预警,并向驾驶员提供相关建议。
该系统通过使用雷达和全球定位系统(GPS)等技术手段,实时监测飞机的位置、速度、高度等参数,从而确定可能出现冲突的目标。
TCAS系统可分为TCAS I和TCAS II两种类型。
TCAS I主要用于民航飞机,能够标识潜在的冲突目标,并为驾驶员提供相关警告。
而TCAS II不仅能够提供冲突目标警报,还可以根据冲突的严重程度向驾驶员提供具体的指示,以帮助驾驶员进行适当的避免行动。
TCAS系统通过两个操作模式来实现交通冲突避免。
当飞机与其他目标之间存在冲突时,系统将进入“协同操作模式”。
在这种模式下,TCAS会与其他飞机的TCAS系统进行通信和协调,以制定出避免冲突的行动方案。
当两个飞机间的水平距离足够近时,TCAS系统会向驾驶员发出警告,指示其适当地上升或下降,以避免撞击。
与此同时,TCAS系统还能通过监测其他飞机的运动状况来保持飞机之间的最佳间隔。
当飞机与其他目标之间没有冲突风险时,系统将进入“独立操作模式”。
在这种模式下,TCAS系统会根据飞机的位置和速度自动计算出最佳的爬升或下降速度,以保持安全间隔。
TCAS标准的提出和应用,使得空中交通事故的发生率得以大幅降低。
这一系统的成功应用不仅极大地提高了飞行安全水平,也为航空运输业提供了巨大的推动力。
随着技术的不断发展,TCAS系统也在不断进行升级和改进,以满足日益增长的航空交通需求。
总而言之,TCAS标准是一种在航空器上广泛应用的空中交通碰撞避免系统。
TCAS的工作原理TCAS的工作原理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。
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JSMorrell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。
TCAS设备外型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。
ATC_TCAS概述
ATC(航空交通管制)和TCAS(空中交通碰撞防止系统)是航空领域
中两个重要的安全措施,旨在确保航空器的安全和防止空中碰撞。
空中交通碰撞防止系统(TCAS)是一种主动的防碰撞系统,旨在增强
航空器的安全性。
这个系统通过使用航空器之间的交流,发出警告并提供
避免碰撞的建议。
TCAS通过接收附近航空器的无线电信号和侦测系统,
计算并分析航空器之间的位置和速度,从而确定潜在的碰撞风险。
如果系
统检测到即将发生碰撞的情况,它会发出警告给飞行员,并提供具体的建议,如改变飞行高度或方向。
ATC和TCAS是独立但相互补充的安全措施。
ATC通过监控航空器的飞
行状况、提供导航指令、协调航空器之间的间隔等措施,确保航空器的安全。
而TCAS则在航空器无法与ATC建立有效通信或ATC系统故障时,通
过识别潜在的碰撞风险并提供建议来确保航空器的安全。
这两个系统在不同的层面上工作。
ATC负责监控大范围的空域和多个
航空器之间的交通情况,通过指示航空器选择不同的高度和/或航线来避
免碰撞。
TCAS则在更局部的范围内运行,并专注于检测潜在的碰撞风险,并发出警告和建议给直接相关的航空器。
总之,ATC和TCAS是航空领域中两个重要的安全措施。
ATC通过监控
航空器运动和提供导航指令,确保航空器的安全。
而TCAS作为一种主动
的防碰撞系统,通过警告和建议,帮助航空器避免碰撞风险。
机载防撞系统在空管中的案例分析摘要:交通警戒及空中防撞系统简称TCAS。
它是一种能够完全独立于地面电台工作的最新机载电子设备。
本文首先介绍了机载防撞系统的概念、组成和分类,浅析了机载防撞系统的工作原理。
最后对机载防撞系统在空管中的一些案例进行了深入的分析,提出TCAS作为避撞的最后防线,应该保证其可靠性、提高与空管的协调和兼容。
1.机载防撞系统的基本概念、组成及分类1.1机载防撞系统的基本概念机载防撞系统,全称为空中交通预警和防撞系统(TCAS),是一种基于机载二次监视雷达应答机的应答信号,在空中飞机之间具有潜在冲突时向飞机驾驶员提供警告信息的装置。
TCAS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。
TCAS作为一种不依赖于地面空中交通管制系统的机载设备,对于减少和防止航空器相撞、保证飞行安全具有重要作用。
简单地说,TCAS其实就是一个小型的机载二次监视雷达(SSR)。
它在航空器飞行过程中能够接收到与自己距离较近并安装了SSR应答机的航空器的基本信息,包括航空器的位置、高度、运动方向和速度等信息。
TCAS通过对这些基本信息进行处理,能够对两机(或多机)之间的安全性进行分析和评估,然后针对得出的安全性结论做出相应的反应(包括TA(Traffic Alert)一一交通警戒信息和RA(Resolution Advisory)一一决策信息),提醒航空器驾驶员采取相应的措施进行监视或避让,以达到防止航空器空中相撞的目的。
1.2机载防撞系统的系统组成TCAS由无线电发射机和接收机、方向天线、计算机以及座舱显示器组成。
TCAS发射的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。
如果其他飞机的应答器可提供高度数据,则TCAS可显示该飞机的相应高度以及该飞机是在爬升还是在下降。
机载防撞系统TCASⅡ钱琛(中国民用航空飞行学院空管学院四川广汉618307)摘要:介绍了机载防撞系统TCASⅡ的功用,其上提供的信息与此系统的基本工作原理。
关键词:机载防撞系统TCASⅡ功用EHSI 工作原理一、机载防撞系统的功用TCASⅡ可提供本机邻近空域中的交通状况显示,发出交通咨询TA并能在确实存在潜在的危险接近时提前向机组发出决断咨询(解脱咨询)RA。
TCASⅡ所提供的决断咨询回避措施为垂直机动咨询:爬升(clime)或下降(decent)。
二、TCASⅡ在EHSI上提供的信息TCASⅡ能提供入侵(相遇)飞机的相对位置等图象信息,相关的字符信息,以及与交通咨询、解脱咨询相关联的语音提醒信息等,显示在TCAS的专用显示器、电子飞行仪表系统或其它显示器上。
显示在EHSI或导航显示器ND上的TCAS信息主要是入侵飞机的图像及其相对位置、威胁等级等。
(1)入侵飞机的相对位置。
(2)威胁等级——以四种不同的符号来表示对本机威胁等级不同的飞机:➢一般(其它)飞机以空心的菱形图案表示;➢邻近飞机显示为实心的菱形;➢发出交通咨询的飞机的图象为黄色的圆形;➢交通咨询伴随有语音提醒信息“TRAFFIC,TRAFFIC”(“交通,交通”)。
➢解脱咨询的飞机为红色的矩形图案。
三、TCASⅡ在EADI上提供的信息1、EADI可用于显示TCAS所发出的解脱咨询信息。
解脱咨询信息是本机为回避入侵飞机所应采取的垂直机动措施,如爬升、下降等TCAS除了可以提供各种视觉信息发出交通咨询或解脱咨询信息外,还同时以合成语音来提醒飞行员。
四、EFIS控制合对TCAS显示的控制由于TCAS系统需利用EHSI和EADI 来显示交通咨询和解脱咨询等信息,所以与EFIS控制合的上的有关控制元件的设置有关。
(1)EHSI的工作模式➢在EHSI工作于NA V、VOR/ILS、MAP 模式时,可以显示TCAS的信息。
(2)TFC按钮➢只有在按下TFC按钮后,EHSI才可以显示TCAS的有关信息。
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。
TCAS和TCAS7.1介绍一、TCAS系统介绍TCAS:交通警报和防撞系统(Traffic alert and Collision avoidance System),简称空中防撞系统。
其主要通途:1.探测装有应答机且正在起邻近区域飞行的任何飞机;2.显示潜在的和预测的碰撞目标;3.发布垂直指令避免冲突(TCASⅡ)。
TCAS主要分为三类:1.TCASⅠ:探测上下7000-10000ft、前后15-40NM,发现有飞机接近时提前40S告警对方飞机的高度和位置;2.TCASⅡ:在提供本机邻近空域中的交通状况显示的基础上,能够跟踪约30N范围内装备TCASⅡ的多架飞机,评估本机和相遇飞机发生危险接近的可能,用声音及显示警告飞行员,并用语言指示避撞的动作(Climb/Descend)。
3.TCASⅢ:除均有TCASⅡ的上下避撞功能外,还增加的左右避撞能力。
TCAS主要功能:1.TA:提供给飞行机组潜在的碰撞目标的位置信息;2.RA:提供给飞行机组预测的碰撞目标和位置信息和指令来避免冲突。
二、TCAS显示的信息目前应用最广的是TCASⅡ7.0,其垂直探测范围为-9900ft到+9900ft,水平探测范围受飞姿态影响,最大时可以达到100NM。
TCAS具有高度范围选择器:1.当在ABOVE位时,ND上显示-2700ft到+9900ft;2.当在BELOW位时,ND上显示-9900ft到+2700ft;3.当在ALL或N位时,ND上显示-2700ft到+2700ft;4.当在THET位时,ND上只显示出发TA和RA的飞机。
1.冲突飞机的类型:2.其他冲突飞机:没有碰撞威胁,距离大于6NM或垂直高度相差1200ft以上;3.邻近的冲突飞机:无碰撞威胁但距离在6NM以内且垂直高度在1200ft以内的飞机;4.TA冲突飞机:潜在的碰撞冲突,根据高度不同TAU不同,25S≤TAU≤48S;5.RA冲突飞机:真正威胁碰撞的非,根据高度不同TAU不同,15S≤TAU≤35S.三、TCAS7.0与TCAS7.1的区别TCAS7.1是在发现当前TCAS 版本的两个安全问题(反转逻辑,调整垂直速度、调整RA)后发起的。
TCAS系统常见故障的总结摘要:飞机交通提醒和防撞系统(TCAS)帮助机组保持与其他配备ATC应答器的飞机之间有足够的安全距离。
TCAS是一种机载系统,独立于地面ATC系统运行。
TCAS向附近的飞机发送询问信号。
这些装有空中交通管制雷达信标系统(ATCRBS)应答器或空中交通管制(ATC)S模式应答器的飞机对这些询问做出响应。
TCAS使用这些响应信号来计算响应飞机的距离、相对方位和高度。
TCAS利用来自自身飞机的响应信号和高度的信息,计算自身飞机与目标之间的相对运动。
TCAS计算目标在最近的进近点(CPA)距离自己的飞机有多近,从而给出警告。
关键词:TCAS;ATC;相对运动;最近的进近点(CPA)关于TCAS系统的故障,因为故障的原因比较多,这里就简单的做个总结,为快速处理提供参考。
一、TCAS计算机硬件问题:如果飞机上安装了HONEYWELL产TCAS计算机(件号P/N 940-0351-001)和COLLINS 产品TTR-2100(件号 822-2911-001/002)的计算机,当在ATC/TCAS控制面板上选择TA/RA 方式时,有时在导航显示器上会出现TCAS FAIL 信息,该现象一般是由于在ADIRU 校准前对TCAS 进行了测试,TCAS计算机存储了TCAS FAIL 信息,此故障信息只有在选择TA/RA 方式时才会显示出来,一般可以在校准惯导后再次对TCAS进行测试或复位TCAS跳开关(P18-1 B6 TCAS)来消除此故障信息。
对于机组反映的空中TCAS故障,如果复位TCAS的跳开关无法排除,则需要考虑系统部件和交联系统原因导致的故障。
为了使我们快速的判断故障原因,就需要详细询问机组故障现象,从而采取处理措施。
询问的内容应该至少包含以下内容:1.发生上述故障中机组使用的ATC是哪一部2.机组在发现故障后是否转换了ATC选择电门,转换到另一部ATC使用,故障现象是否有改善3.很重要的一点是发生TCAS故障时,ATC/TCAS控制面板上的XPNDR FAIL灯是否点亮二、由TCAS系统故障导致的TCAS FAIL:如果机组报告出现TCAS FAIL信息,转换应答机又不起作用,控制面板上XPNDR灯不亮,可以考虑是TCAS本身系统出现了问题。
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工作原理
TCAS(Traffic Alert and Collision Avoidance System)是一种飞机防撞预警系统,其工作原理如下:
1. 雷达(或ADS-B)侦测:飞机上的TCAS系统通过雷达或ADS-B技术侦测周围飞机的位置和速度信息。
2. 监视和跟踪:TCAS系统通过监视和跟踪周围飞机的位置和速度来判断与自身飞机的飞行路径是否存在碰撞危险。
3. 冲突解决算法:如果TCAS系统检测到与其他飞机存在碰撞危险,它将使用一种冲突解决算法来计算避免碰撞的最佳行动。
4. 冲突解决指令:根据算法计算结果,TCAS系统会通过声音警告和显示屏上的指令,向飞行员发出避免碰撞的指令,如上升或下降。
5. 飞行员操作:在接收到避免碰撞的指令后,飞行员必须按照指令执行相应的操作,以避免与其他飞机发生碰撞。
总体上,TCAS系统通过侦测和跟踪周围飞机的信息,并使用冲突解决算法来提供飞行员与其他飞机之间的避免碰撞指令,以确保飞行安全。
一、填空题1、TCAS的防相撞原理是建立在防撞系统中一项重要的发展即范围/范围率的概念。
这个概念的基础是相遇中距最接近点的时间而不是距离。
2、S模式应答机使用离散地址通信技术可以使两架有冲突的TCAS 飞机完成高可靠性的避让机动协同。
3、TA用于帮助飞行员对侵入飞机进行目视搜寻并让飞行员为潜在的决策咨询RA做准备。
4、RA推荐飞机机动来增加或保持与侵入飞机之间的垂直间隔。
当侵入飞机同样安装有TCASⅡ时,两个TCAS通过S模式数据链能协同他们的决策咨询RA,以保证选择互补的决断方向。
5、TCASⅡ设计能运行的飞行密度为0.3架/平方海里,或半径5海里内24架飞机,TCAS能同时对监视范围内至少30架装有应答机的飞机进行跟踪,这是预测未来20年内终端区可能的最大飞行密度。
6、研究表明TCASⅡ也会造成一些严重的危险,TCAS出现空中危险接近不显示的概率小于10%。
7、对ATC雷达的分析表明,在90%的情况下,化解RA需要的垂直高度偏离都小于300英尺。
在这种研究基础上的结论是:对TCAS的RA进行反应而导致一架飞机侵入另一架飞机保护空域的可能性是很小的。
但是实践经验表明,对RA进行反应而导致的高度改变往往远大于300英尺,导致了TCAS对管制员和空管系统也有一些不利的影响。
8、美国是ICAO国家中第一个强制要求在其空域飞行的客机安装机载防撞系统的。
促使ICAO建议从2003年起在全世界所有的飞机上安装ACASⅡ,包括货机。
从2000年1月1日起,民航所有最大起飞重量超过15,000公斤或最大核准乘客座位多于30座的固定翼涡轮动力飞机,必须安装版本7的设备TCASⅡ;从2005年1月1日起,民航所有最大起飞重量超过5,700 kg或最大核准乘客座位多于19座的固定翼涡轮动力飞机,必须安装版本7的设备TCASⅡ。
9、TCAS使用改良的C模式询问机向附近的A/C模式应答机进行询问。
这类应答机的询问频率是每秒钟一次。
“TCAS”是英文“TRAFFIC ALERT AND COLLISION A VOIDANCE SYSTEM ”的缩写。
中文通常译为“交通警戒及防撞系统”,或简称为“防撞系统”。
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,现在的各型民用客机都安装了TCAS系统。
TCAS 系统的功用是,向邻近的飞机发出询问信号,通过入侵飞机的机载应答机系统(ATC)对询问信号的应答,获得入侵飞机的代码、高度、航向和其他数据。
TCAS计算机通过数据分析,判断出入侵飞机相对本机的威胁等级。
如果存在潜在的威胁,TCAS系统将向驾驶员发出咨询提示,或发出垂直机动指示,指导驾驶员,避免与入侵飞机发生冲突。
如果不存在威胁,TCAS系统将显示入侵飞机的相对位置和轨迹。
TCAS 系统作为现代飞机的重要机载电子设备,具有探测范围大,探测精度高,反映速度快以及显示清晰易辩读等特点。
它的突出表现和卓越性能,越来越受到广大飞行人员和地面交通管制人员的喜爱和依赖。
是飞机安全飞行的重要帮手。
但是与TCAS系统的卓越表现相对应的,是其复杂的系统交联和内部构造,对系统维护和故障排除提出的更高要求。
TCAS系统对信号的灵敏度和精度有很高的要求,大量的数据计算是其提供高精度电子识别的基础,再加上机上复杂恶劣的电磁环境,造成了各型飞机上TCAS系统故障率相对较高的情况。
作为系统维护工程师,在对TCAS系统进行维护过程中,应该采取什么措施,避免这种高故障率的发生呢?在故障发生后,应如何采取排故方案,使故障在最短时间内得到处理呢?现在,让我们以737-300型飞机为例,对TCAS系统的概况进行阐述。
一、系统组成:TCAS 系统的主要由以下部件构成: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。
机载防撞系统TCASⅡ
钱琛
(中国民用航空飞行学院空管学院四川广汉618307)
摘要:介绍了机载防撞系统TCASⅡ的功用,其上提供的信息与此系统的基本工作原理。
关键词:机载防撞系统TCASⅡ功用EHSI 工作原理
一、机载防撞系统的功用
TCASⅡ可提供本机邻近空域中的交通状况显示,发出交通咨询TA并能在确实存在潜在的危险接近时提前向机组发出决断咨询(解脱咨询)RA。
TCASⅡ所提供的决断咨询回避措施为垂直机动咨询:爬升(clime)或下降(decent)。
二、TCASⅡ在EHSI上提供的信息
TCASⅡ能提供入侵(相遇)飞机的相对位置等图象信息,相关的字符信息,以及与交通咨询、解脱咨询相关联的语音提醒信息等,显示在TCAS的专用显示器、电子飞行仪表系统或其它显示器上。
显示在EHSI或导航显示器ND上的TCAS信息主要是入侵飞机的图像及其相对位置、威胁等级等。
(1)入侵飞机的相对位置。
(2)威胁等级——以四种不同的符号来表示对本机威胁等级不同的飞机:
➢一般(其它)飞机以空心的菱形图案表示;
➢邻近飞机显示为实心的菱形;
➢发出交通咨询的飞机的图象为黄色的圆形;
➢交通咨询伴随有语音提醒信息“TRAFFIC,TRAFFIC”(“交通,交通”)。
➢解脱咨询的飞机为红色的矩形图案。
三、TCASⅡ在EADI上提供的信息
1、EADI可用于显示TCAS所发出的解脱咨询信息。
解脱咨询信息是本机为回避入侵飞机所应采取的垂直机动措施,如爬升、下降等
TCAS除了可以提供各种视觉信息发出交通咨询或解脱咨询信息外,还同时以合成语音来提醒飞行员。
四、EFIS控制合对TCAS显示的控制
由于TCAS系统需利用EHSI和EADI 来显示交通咨询和解脱咨询等信息,所以与EFIS控制合的上的有关控制元件的设置有关。
(1)EHSI的工作模式
➢在EHSI工作于NA V、VOR/ILS、MAP 模式时,可以显示TCAS的信息。
(2)TFC按钮
➢只有在按下TFC按钮后,EHSI才可以显示TCAS的有关信息。
(3)距离选择
➢TCAS的显示距离决定于EHSI控制合上的距离选择开关。
由于TCAS的监视
范围较小,所以为观察TCAS提供的交
通信息,通常选用较小的距离,如20、
10海里。
五、TCAS系统的基本工作原理
1、TCAS的信息获取
TCAS是通过“收听-询问-应答”方式获取监视空域中其它飞机的信息的。
TCAS 接收机收听其它飞机的应答信号或断续发射信号,从而感知周围空域中其它飞机的存在。
TCAS计算机的防撞信息获取过程,不依赖于地面ATC雷达。
在获得所需的信息后,TCAS计算机即对所监视的飞机的运动趋势进行分析评估,重点监视那些对本机可能构成威胁的飞机的运动状况,并将所监视的飞机的相对位置以及威胁等级显示在显示器上。
必要时,计算机即发出相应的交通咨询或决断咨询。
上述信息的获取与威胁评估过程是不间断地进行并实时地更新的。
2、TCAS的询问信号
(1)、模式A、C呼叫询问
➢TCAS计算机通过模式A、C询问,获得相遇飞机的信息,计算该飞机的距
离,并利用方向性天线来测量其方位。
(2)、TCAS对模式S应答机的询问与信息获取
➢TCAS计算机按24位地址码对这类飞机进行S模式的询问,获得该机的高度
信息,计算该飞机的距离,并利用方向
性天线来测量其方位。
➢在相遇飞机的应答机为S模式应答机且装备TCAS的情况下,本机的TCAS
计算机即可与该机建立基于S模式数
据链的空-空协调关系。
➢空-空协调关系建立后,双方的TCAS 计算机即可确定由哪一方来控制回避
机动,并保证所发出的垂直避撞机动咨
询为互补性的。
3、TCAS计算机与其它系统的交连
输入信息:
➢主要包括无线电高度、航向、大气数据计算机产生的有关本机的高度、速度、
升降速度等信息。
L波段设备的相互抑制:
➢飞机上的两部应答机、两部测距机和
TCAS均工作于L波段。
为避免相互干
扰,同一时刻只应有一部处于发射状
态。
在五部L波段设备中的一部开始发
射之前,产生一个宽度为28μs的外抑
制波门加到其它L波段设备,以避免其
它L波段设备进入发射状态,并保护其
接收设备。
来自近地警告系统的抑制信号:
➢近地警告系统的产生的“低于下滑道”、“拉起”和“风切变”警告信息的优先权
高于TCAS的咨询信息,所以,在近地
警告系统发出上述三种警告信号时,会
抑制TCAS输出交通咨询和解脱咨询。
六、总结
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。
它的使用提高了飞行的安全性,目前新生产的大、中型客机上TCAS 都已成为标准装备。