TCAS Traffic Collision and Avoidance System

Transkript

1 TCAS TCAS Traffic Collision and Avoidance System Protikolizní letadlový systém kontroluje dostatečné vzdálenosti mezi letadly informuje o nich pilota, případně doporučuje manévr pro vyhnutí slouží jako záložní systém pro řízení letového provozu ATC verze systému TCAS I, TCAS II, TCAS III TCAS I pouze informuje pilota o existenci okolních letadel, propočítává trasy těchto letadel a v případě zjištění možné kolize pilota upozorňuje TCAS II rozšiřuje funkce TCAS I o výpočty úhybných manévrů ve vertikálním směru TCAS III rozšiřuje funkce TCAS I a II o výpočty úhybných manévrů v horizontálním směru

2 TCAS indikátor vertikální rychlosti VSI Normáln lní stav (bez RA doporučen ení) Fly-Up RA Preventivní RA Kollsman model 4714 RA/VSI Místo klasického VSI je možné použít VSI s implementovaným systémem TCAS, resp. s funkcí RA (resolution advisories). Implementovaná funkce doporučuje pilotovi velikosti vertikálních rychlostí, kterých by se měl vyvarovat k zamezení zmenšení doporučených vzdáleností mezi letadly (rozestupů). Po obvodu v kruhu je umístěno 52 dvoubarevných LED diod, určených pro zobrazení RA doporučení, tj. zda letadlo má klesat, stoupat a při jakých vertikálních rychlostech

3 2200 ft pod a stoupá TCAS Skywatch HP 500 ft nad a drží hladinu 800 ft nad a drží hladinu 100 ft nad a klesá S využitím LCD případně CRT displeje Pro menší letadla Zobrazený rozsah 15 mil Vnitřní okruh 10 mil Sleduje okolní letadla do vzdálenosti 20 mil

4 TCAS principiální schéma Všesměrová anténa Směrová anténa Přijímač Vysilač Logická jednotka Displej Mód S vysilač Směrová anténa tvořena čtyřmi všesměrovými elementy, které jsou fázově buzené a vysílají tak směrový signál. Současně tyto čtyři elementy jsou určeny pro všesměrový příjem. Logická jednotka je složena z procesoru, který provádí veškeré matematické úkony. Displej pro zobrazování poloh okolních letadel a pro RA doporučení se využívají primární a sekundární displeje, případně další indikátory. Mód S vysilač sekundární odpovídač SSR (Secondary Surveillance Radar)

5 TCAS komunikace Letadlo #1 Letadlo # MHz TCAS PROCESOR 1090 MHz MÓD S VYSÍLAČ ARINC MHz ARINC 429 MÓD S VYSÍLAČ 1030 MHz TCAS PROCESOR Dotaz Odpověď Propojení TCAS / MODE-S

6 TCAS vyhledávání/dotaz Vyhledávání ve čtyřech kvadrantech + ochranná zóna kolem letadla Postup při vyhodnocování směru

7 TCAS určen ení směru Pokud jsou dvě antény od sebe navzájem vzdálené polovinu vlnové délky je možné říci, že signál šířící se ve směru spojnic antén je po detekci posunut o 180. Sever Západ E1 E2 Směr šíření vlny Východ ½vlnovédélky Jih

8 E1 E2

9 E1 E2

10 E1 E2

11 E1 E2

12 Ke zjištění směru je tedy nutné zjistit kvadrant příchozího signálu. E1 E2

13 Přepínání mezi TCAS anténami E1 Sinus E2 Cosinus E4 E3

14 Přepínání mezi TCAS anténami E1 E2 Sinus E4 Cosinus E3 Návrat

15 TCAS komunikace pokračování 1 V úvodní fázi letadlo vyšle dotaz okolním letadlům na vyslání jejich letových parametrů. Jakmile letadlo obdrží požadavek vyšle odpověď, která zahrnuje: výšku kurz vzdušnou rychlost vertikální rychlost To je realizováno pomocí sekundárního odpovídače SSR, který musí být obsažen na každém letadle (minimální nutné přístrojové vybavení). Vzdálenost daného letadla od letadel okolních je vyhodnocována v závislosti na časovém rozestupu mezi vysláním dotazu a odpovědí. Azimut okolního letadla je určen pomocí všesměrového přijmu. Na základě těchto údajů jsou propočítávány trasy jednotlivých letadel 45s dopředu a pokud hrozí kolize je daná situace pilotovy oznámena. Pokud je kolize možná v následujících 30s, systém TCAS II a III podá pilotovy návrhy, jak se kolizi vyhnout. V prostoru blízkém povrchu Země systém TCAS spolupracuje s GPWS.

16 TCAS komunikace pokračování 2 TCAS Vysílač Vyhledávání Echo Odpověď Secondary Surveillance Radar (SSR) ATC Radar Displej Primary Surveillance Radar (PSR) 1475

17 TCAS komunikace letadlo-zem ATC anténa rotuje a azimut letadla je vyhodnocen na základě polohy antény v okamžiku přijmu Odpovědi 1090 MHz ADC předá náležitá data systému TCAS, který pomocí SSR dané informace vyšle SSR může pracovat v módech: A jen identifikace letadla C identifikace + výška S identifikace + výška + rychlosti Vyhledávání 1030 MHz Vzdálenost časový odstup mezi vysláním požadavku a přijmutím odpovědi

18 TCAS - Potlačení bočních laloků P1 P2 P3 P1 > P2 v hlavním laloku P1< or = P2 v postranním laloku P1 P2 P3 Všesměrový puls P2

19 Horní antény vysílače TCAS blokové uspořádání HORNÍ TCAS ANTÉNA Audio Systém 24 Bit adresa 24 Bit adresa TCAS INDICÁTOR #1 Max. rychlost Poloha #1 Poloha #2 SSR #1 SSR #2 Max. rychlost Poloha #2 Poloha #1 INDICÁTOR #2 KONTROLNÍ JEDNOTKA SPODNÍ TCAS ANTÉNA Spodní antény vysílače

20 TCAS - rozšíření HORNÍ VYSILACÍ ANTÉNY ACARS MCDU FMC / IRS 24 Bit adresa Max. rychlost Poloha #1 Poloha #2 SSR #1 SSR #2 FMC / IRS 24 Bit adresa Max. rychlost Poloha #2 Poloha #1 TCAS TISKÁRNA KONTROLNÍ JEDNOTKA DOLNÍ VYSILACÍ ANTÉNY