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:
探测装有应答机且正在起邻近区域飞行的任何飞机;
显示潜在的和预测的碰撞目标;
发布垂直指令避免冲突(TCASⅡ)。
TCAS主要分为三类:
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;
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)。
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:
TA:提供给飞行机组潜在的碰撞目标的位置信息;
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:
当在ABOVE位时,ND上显示-2700ft到+9900ft;
当在BELOW位时,ND上显示-9900ft到+2700ft;
当在ALL或N位时,ND上显示-2700ft到+2700ft;
当在THET位时,ND上只显示出发TA和RA的飞机。
冲突飞机的类型:
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;
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;
TA冲突飞机:潜在的碰撞冲突,根据高度不同TAU不同,25S≤TAU≤48S;
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。
a. 反转逻辑(Reversal logic)
反转RA是在TCAS7.0中引入的适应两架飞机相遇时变化的情况,即原先发布的解脱建议(RA)明显变为要产生错误后果的情况,尤其是当两架飞机中有一个飞行员决定不服从解脱建议(RA),或者是地面ATC指示飞行员执行一种特殊机动的情况。例如:当本机发布下降RA时,目标飞机安装了TCAS,这时目标飞机的TCAS向飞行员发布爬升RA,但是飞行员不服从TCAS指示或者地面ATC指示要求其下降,此时将产生冲突危险。
为了解决上述产生的冲突威胁,在TCAS7.1中引入了对当前反转逻辑的改进,增加了反转RA的稍晚发布以及使原来的反转RA失效。例如:当本机发布下降RA后,本机继续监视目标飞机。如果发现目标飞机仍然在下降,或者没有接收到目标飞机发布的爬升RA,那么本机将建立目标飞机不服从RA的信息,然后本机采取反转,由原来的下降RA转变为爬升RA。在只有一架飞机配备TCASII时,版本7.1将识别情况,如果未装备的威胁飞机沿着与装备TCASII7.1的飞机相同的垂直方向移动,则会发生逆转。虽然逆转逻辑变化对飞行机组来说是透明的,但是它将带来显著的安全改进。
b. 调整垂直速度、调整RA
空管安全运行监测表明,在某些情况下飞行员不能对“调整垂直速度,调整”RA(Adjust Vertical Speed,Adjust RAs,简称AVSA RAs)正确的做出响应。AVSA RAs声音告警不明确,不能清晰的暗示方向。AVSA RAs建议飞行员将飞机的垂直速率调整到2000ft/min、1000ft/min、500ft/min、0ft/min。飞行员会连续收到垂直方向上的4个RA,但是没有向上或者向下的语音提示。包括航空公司和事件调差权威组织得出的结论都是“调整垂直速度,调整”RA的声音信息太模棱两可,而且向飞行员表示的AVSA RAs(即显示信息和声音信息)应该加强。
TCAS7.0的设计初衷是希望飞行员仅仅通过连续的调整爬升/下降率来柔和的保证垂直间隔,而不是通过爬升、下降、平飞的机动动作来达到同样的目的。在TCAS7.1中用一个“平飞,平飞”(Level Off,Level Off)RA,即原来的调整垂直速度、调整RA需要四个垂直速度(2000ft/min、1000ft/min、500ft/min、0ft/min)改变为需要一个平飞RA(垂直速度0ft/min),相关的声音信息直接明了,而且相关的机动措施与在紧急情况下已执行的标准机动措施一致。
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