Система TCAS: особливості та покоління

TCAS – Traffic Alert and Collision Avoidance system. Далі поговоримо про історію виникнення TCAS (ACAS), принцип роботи, особливості та майбутнє.

TCAS є передусім назвою технології, в термінології ICAO є окремий термін – ACAS (Airborne Collision Avoidance System).

Історія

1956 року відбулась авіакатастрофа над Великим Каньйоном (Аризона, США), в якій зіткнулись авіалайнери Douglas DC-7 авіакомпанії United Air Lines та Lockheed L-1049 авіакомпанії Trans World Airlines (TWA). Причиною стала недостатньо якісна комунікація з авіадиспетчерами, політ в повітряному просторі по ПВП, відсутність допоміжних систем на борту літаків.

Катастрофа набула немалого резонансу, після чого внесли зміни до організації управління повітряним рухом, а, як наслідок, створення уніфікованої системи попередження зіткнень у повітрі. Згодом сталась ще одна катастрофа, у результаті якої з’явилась вимога для усіх реактивних літаків бути обладнаними TCAS, а для легкомоторних бути оснащеними Mode C.

1996 TCAS став обов’язковою вимогою в Індії, знову ж таки, після жахливої катастрофи.

2002 рік став причиною змін вимог до розуміння команд RA TCAS. Після катастрофи над Überlingen, в ICAO процедурах стало обов’язковим виконання команд TCAS у випадку RA.

Де встановлюється

TCAS встановлюється, якщо повітряне судно важче 5700кг або перевозить більше 19 пасажирів.

Оповіщення

Якщо система прораховує потенційну загрозу зіткнення, інформація про це відображається пілотам, і, з урахуванням небезпеки, пілот отримує звуковий сигнал одного з видів:

• Traffic advisory (TA): для звернення уваги Traffic; traffic.
• Resolution advisory (RA): сигнали, що забороняється ігнорувати, всупереч командам диспетчера або інших. У таких випадках авіадиспетчер не нестиме відповідальності за контроль ПС, доки конфлікт не буде припинено. Всю відповідальність нестиме екіпаж. Серед поширених: Climb; climb. Descend. Descend. Monitor vertical speed. та інші
• Clear of conflict: загрози більше немає

Відображення на приладі

Own aircraft Власний літак, як варіант також може відображатись символ літака (A320 etc.)
Other aircraft Інший літак, висота невідома
Proximate traffic Літак в межах 6NM та 1200feet. Відносна висота вказана в сотнях футів над літаком.
Traffic advisory 900feet нижче літака
Resolution advisory 500feet нижче літака та набирає висоту

Покоління TCAS

• TCAS I надає оповіщення про потенційну небезпеку, яка повинна бути взята до уваги пілотами.
• TCAS II надає пілоту resolution advisories(RAs) в додаток до TA. Це забезпечує пілотів інформацією про правильні маневри у вертикальній площині для уникнення зіткнення.
• TCAS III та TCAS IV повинні надавати вказівки щодо розходження в горизонтальній площині, однак поки що не використовуються в силу певних проблем.

Принцип роботи

Цивільні літаки на сьогодні обладнані передавачем з режимом S (Sierra), що дає можливість отримувати інформацію про розташування, вертикальну швидкість, висоту. Ця інформація надзвичай важлива передусім для авіадиспетчера. Однак крім згаданого Mode S також дозволяє обмінюватися даними. Саме завдяки цьому і працює TCAS II.

Якщо літаки оснащено системою TCAS II, системи координують свої RA через канал передачі даних Mode S (1030MHz – 1090MHz). Тобто обидва літаки “спілкуються”, обмінюючись даними і прораховуючи, чи все в рамках норми.

• Mode A – Traffic Advisory
• Mode C – TA & RA
• Mode S – Пряма комунікація через data link

Для “прослуховування” TCAS II використовує частоту 1090MHz, також на цій частоті відбувається відповідь на сторонній TCAS II.

На частоті 1030 MHz відбувається відправлення повідомлень (з визначеними RA для подальшого опрацювання TCAS на борту іншого літака).

Режим A не має можливості кодувати та надсилати RA, але також може використовуватись.

TCAS I не “генеруватиме” RAs (ICAO Annex 10 Vol IV).

Компоненти TCAS

• TCAS Processor – містить набір алгоритмів для спостереження за повітряним простором, виявлення загроз, визначення та вибір маневру RA, а також генерацію оповіщень
• Антени
• Cockpit presentation – зазвичай є вбудованим в рамках EFIS, або ж в рамках окремого приладу

Автоматизований TCAS

Раніше робота TCAS передбачала відімкнення автопілота, flight директорів та перехід до ручного управління, проте на більш нових літаках типу A350 та A380, або нових A320 було представлено Autopilot/Flight Director (AP/FD) TCAS capability, що передбачало роботу автоматизованого TCAS, без втручання пілота.

Майбутнє TCAS

Вочевидь, TCAS III є частиною розвитку системи в майбутньому.

Також варто зазначити, що така система, як ADS-B стане частиною комплексу попередження зіткнень і допоможе більш точно визначати загрозу. Новий стандарт цього гібридного підходу був опублікований у 2013 році.

TCAS “light” також є перспективним проєктом. Звучить як Traffic Situation Awareness with Alerts (TSAA), стандарт, що було представлено недавно. Протягом наступних кількох років ми побачимо, що виробники почнуть пропонувати продукти на основі цього стандарту.