簡介
空中防撞系統: TCAS(Traffic Collision Avoidance System)
伴隨著空中交通量的日益增大,空中交通警戒防撞系統(TCAS)在保障飛行安全方面的作用越發的重要。它能夠通過對附近的飛機進行衝突檢測,預測未來可能發生的危險,提示飛行員避免危險。
早在1950年代航空業界就開始著手研究空中防撞系統,但因技術問題,套用不普遍。直到80年代,經歷多次空難之後,終於進入實用階段,研發出第一代空中防撞系統(TCAS I)。空中防撞系統的運作是通過飛機上的應答機確定飛機航向和高度,使飛機之間可以顯示相互之間的距離間隔和高度,因此空中防撞系統在運作前必需開啟應答機。空中防撞系統顯示器可以與導航顯示器(Navigation Display;ND)整合在一起,也可以與即時垂直速度指示器(Instantaneous Vertical Speed Indicator;IVSI)整合,這樣上升或下降時可顯示垂直速度。
TCAS I能夠偵測上下7000至10000呎,前後15至40海里,發現有航機接近時,會提前40秒警告飛行員對方飛機的高度和位置。第二代空中防撞系統(TCAS II),是目前最被廣泛使用的,會用聲音及顯示警告飛行員,稱為Resolution Advisory (RA),並且會用語音指示避撞的動作,例如:“Climb!Climb!Climb!”“Descend!Descend!Descend!”。別架飛機若有裝空中防撞系統,也會有相反的警告發出來。第三代空中防撞系統(TCAS III),除了有上下避撞措施之外,還增加左右避撞能力。
1993年美國聯邦航空管理局規定,凡進入美國國境飛行的30人座以上的客機,都必須具有TCAS II的能力,而歐洲亦在2000年實施此條例。
構成
TCAS的顯示器可以與導航顯示器(Navigation Display;ND)整合在一起,也可以與即時垂直速度指示器(Instantaneous Vertical Speed Indicator;IVSI)整合,這樣上升或下降時可顯示垂直速度。
用途
TCAS(機動策略是TCAS的關鍵技術。 )顯示鄰近飛機與自己飛機的間距與航向,顯示範圍可以由飛行員決定(從2.5浬至30浬),若是與別架飛機的距離或航向有相撞的危險時,TCAS會用聲音及顯示警告飛行員,此稱為Resolution Advisory (RA)。並且會用語音指示避撞的動作,例如:“爬升!爬升!爬升!”“下降!下降!下降!”。別架飛機若有裝TCAS,也會有同樣的警告發出來。
在美國聯邦航空管理局(FAA)或其它民航管理單位,都會規範TCAS與ATC(Air Traffic Control:航空管制)的指示衝突時的優先次序,因為若是一架飛機遵從TCAS,但另一架遵從ATC,這樣子仍有互撞的危險。最明顯的實際案例,在2002年,兩架飛機在德國南部的烏柏林根(Überlingen)上空發生空中接近,兩機都收到了TCAS的警告,但有一架飛機未遵從TCAS的指示,反而聽從ATC的指示,導致兩機在空中相撞造成重大死傷。
各部分的功能
TCAS主要由詢問器、應答機、收發機和計算機組成。監視範圍一般為前方30海里,上、下方為3000米,在側面和後方的監視距離較小。(為了減少無線電干擾,管理條例對TCAS的功率有所限制。它把TCAS的前向作用距離限定在45英里左右,側向和後向作用距離則更小。)
TCAS的詢問器發出脈衝信號,這種無線電信號稱為詢問信號,與地面發射的空中雷達交通管制信號類似。當其他飛機的應答器接收到詢問信號時,會發射應答信號。TCAS的計算機根據發射信號和應答信號間的時間間隔來計算距離。同時根據方向天線確定方位,為駕駛員提供信息和警告,這些信息顯示在駕駛員的導航信息顯示器上。
TCAS可以提供語言建議警告,計算機可以計算出監視區內30架以內飛機的動向和可能的危險接近,使駕駛員有25-40秒的時間採取措施。(TCAS可跟蹤45架飛機,根據選定目標的優先權,最多顯示30架飛機。)
TCAS的採用提高了飛行的安全性,目前新生產的大、中型客機上TCAS都已成為標準裝備。
分類與區別
TCAS分為兩類:TCAS I和TCAS II。兩類系統都可顯示與地圖類似的空中交通情況。當其他飛機接近時,兩類系統都可提供“空中交通報告(或諮詢、建議)”(TA)。採用TA方式時,預先錄製的聲音會播報“Traffic,Traffic”,而表示其他飛機的符號則可改變形狀和顏色。
TCAS II是更先進的TCAS,具有被稱作“處理建議”(RA)的附加功能。
第三代空中防撞系統(TCAS III),除了有上下避撞措施之外,還增加左右避撞能力。