Traffic Collision Avoidance System (TCAS): A Comprehensive Overview

The Traffic Collision Avoidance System (TCAS), also known as the Airborne Collision Avoidance System (ACAS), є критичною сферою технології для aviation. It is designed to prevent mid-air collisions між aircraft за допомогою реальних часів warnings to pilots. TCAS функції незалежно від великої-основи Air Traffic Control (ATC), using data exchanged між Aircraft через onboard transponders (Federal Aviation Administration, Wikipedia).

Understanding ACAS and TCAS: Key Differences Explained

ACAS (Airborne Collision Avoidance System) is a global standard defined by the International Civil Aviation Organization (ICAO) що outlines the requirements for airborne systems designed to prevent mid-air collisions. TCAS (Traffic Collision Avoidance System) is a specific implementation these requirements, widely used в commercial aviation. TCAS, особливо TCAS II, meets the standards of ACAS II and provides both Traffic Advisories (TAs) and Resolution Advisories (RAs) to pilots. While ACAS is the broader category that includes newer systems like ACAS X для розширеної сфери безпеки і unmanned aircraft, TCAS is the most recognized and used system в цій категорії. The key difference lies in their scopeACAS is a global framework, while TCAS is a specific product that fulfills those standards (Federal Aviation Administration, ICAO, NBAA).

How TCAS Works

TCAS operates by активно interrogating інші aircraft equipped with Mode C or Mode S transponders. It sends signals at 1030 MHz and receives responses at 1090 MHz, дозволяє це побудувати три-dimensional map of nearby air traffic (Wikipedia). By calculating the Time to Closest Approach (TCA), TCAS predicts potential conflicts and issues advisories if collision risk is detected​ (ICAO).

Там є два типи advisories:

• Traffic Advisories (TAs): Алери pilots to presence nearby aircraft, prompting them до visually locate the potential threat.
• Resolution Advisories (RAs): Надає конкретні інструкції до клімату або доповнення до maintain сфери розподілу між AircraftNBAA.

TCAS варіанти: TCAS I, TCAS II, і ACAS X

• TCAS I: Цей варіант працює тільки TAs і є основним чином використаний в дрібний аеродром. Maximum Takeoff Weight (MTOW) below 5,700 кг or fewer than 19 passenger seatsNBAA. Це забезпечує важливу позитивну аварійність, але не має на увазі конкретні побоювання маневрів.
• TCAS II: Більше розширеної версії, що використовується в комерційній aviation, TCAS II є як TAs і RAs, прямих pilots до встановлення своїх послідовностей як необхідно для будь-яких з'єднань. The latest version, TCAS II Version 7.1, introduces improved logic for handling Reversal RAs (e.g., “Climb, climb NOW”) до коректних повідомлень, де автівка може не бути достатньою (ICAO, Wikipedia). This version has been mandated by ICAO since 2014 for all aircraft above certain weight and passenger thresholds.
• ACAS X: Representing future of airborne collision avoidance, ACAS Xa and ACAS Xo leverage advanced algorithms до зменшення false alerts and better adapt to the evolving air traffic environment, including applications in unmanned aerial systems (UAS)Federal Aviation Administration. Ці versions use probabilistic models to make more accurate predictions and reduce unnecessary maneuvers.

Regulatory Requirements

TCAS is subject to strict regulatory requirements, aiming for consistency in aviation safety worldwide:

• International Standards: ICAO mandates the use of TCAS II Version 7.1 для всіх turbine-engine Aircraft with MTOW over 5,700 кг or carrying more than 19 passengersICAO.
• United States Requirements: The FAA requires TCAS for aircraft operating in Class A airspace (above 18,000 feet MSL) if they carry more than 30 passengersFederal Aviation Administration. Це сприяння того, що аеродром в високої надійності територіальних об'єктів має розширену колісти, авоідації можливості.

The Impact of TCAS on Aviation Safety

Без його adoption, TCAS має значний сприятливий aviation safety by reduction risk of mid-air collisions. A study by Eurocontrol found that the system has contributed to a 70% зменшення в потенційному колізі incidents in controlled airspaces

Federal Aviation Administration. It provides a vital safety net, особливо при Reduced Vertical Separation Minimum (RVSM) Operations, де vertical separation між aircraft is reduced to 1,000 feet.

Challenges and Limitations

Despite його benefits, TCAS не без клопоту:

• Reliance on Transponders: TCAS requires both aircraft щоб мати функціональні transponders. If an aircraft's transponder is off або malfunctioning, TCAS неможна помітити це, як показано 2006 Gol-Embraer accident‚Wikipedia.
• False Alerts: Earlier versions of TCAS мають бути знайомі nuisance alerts, Які можуть роздратувати pilots і спричинити відмову під час критичних фаз флеш. TCAS II Version 7.1 and ACAS X aim to mitigate this issue through enhanced algorithms and RA logic (ICAO, NBAA).
• Vertical-Only Advisories: TCAS фокусується на виконанні вертикальної separation maneuvers, роблячи його ефективно в положенні, де horizontal avoidance might be more appropriate Wikipedia.

Future Directions

The integration of TCAS with Automatic Dependent Surveillance-Broadcast (ADS-B) is part of the broader modernization of global air traffic management. ACAS X системи, з їхньою здатністю до adaptaсті до специфічних операційних навколишнього середовища, є expected to become the standard in the coming years, providing better support for new types of airspace users як UAVs and urban air mobility (UAM) vehicles (Federal Aviation Administratio, NBAA).

Conclusion

Traffic Collision Avoidance System (TCAS) є indispensable component of aviation safety, невпинно evolving до подолання клопотів про більш комплексний Air traffic environment. Це здатність до забезпечення реального часу conflict resolution має бути виконана як зірка сучасних комерційних територій, що значною мірою зменшують загальні ризики і стимулюють сферу функцій світового світу. Future developments in ACAS X і ADS-B integration буде налагоджувати те, що ця технологія природи, оберігаючи величезні скелі для всіх.

Система TCAS. Попередження зіткнень літаків у повітрі.

Реконструкція зіткнення United Airlines Flight 718 та Trans World Airlines Flight 2 над Гранд-Каньоном (США) у 1956 році. Тоді загинуло 128 людей.

Проблема зіткнення літальних апаратів повітря має той самий вік, як і сама авіація. Незважаючи на безмежність повітряного океану, літакам завжди було тісно в повітрі. Особливо ця тіснота стала помітною з початком бурхливого розвитку реактивної авіації, коли й цивільний повітряний флот почав розвиватися прискореними темпами.

Зараз у багатьох районах світового повітряного простору панує просто справжній натовп :-). Цілком зрозуміло, що чим більше кількість учасників руху, тим ймовірність їхньої неприємної зустрічі у певний, так само неприємний момент часу зростає.

Не наводитиму тут приклади сутичок, що мали місце, з трагічними наслідками або подій, що завершилися вдало. Їх достатньо і про них можна прочитати в інтернеті. Просто раджу заглянути сюди. Це інтерактивна карта положення (і руху) літаків, що знаходяться в повітрі в даний момент часу (карта складена на підставі даних системи ADS-B про неї трохи нижче :-)).

Подивилися? Особливо рекомендую поглянути на Центральну Європу, Німеччину, район Парижа та Лондона (вдень та увечері середньоєвропейським). І це лише ті повітряні судна, які мають спеціальне обладнання, що дозволяє відстежувати їхнє місцезнаходження.

Проблема зіткнень літальних апаратів у повітрі стала відчутною ще у 50-х роках. Коли почалися льотні події з масовою загибеллю людей, ICAO (Міжнародна організація цивільної авіації) впритул зайнялася цим питанням. Було розроблено концепцію, а потім міжнародні стандарти Бортової системи попередження зіткнень (Airborne collision avoidance system (ACAS)).

З усіх розробок згідно з цією концепцією основного поширення набула система ТСAS (Traffic alert and Collision Avoidance System) . Літературний переклад з англійської так і звучить: Система попередження зіткнень літаків у повітрі (в англійській транскрипції абревіатура вимовляється тикас).

Ця система (в останніх її варіантах та модифікаціях) оглядає повітряний простір навколо літака, виявляє інші повітряні судна, аналізує отриману інформацію, видає її екіпажу, а у разі виникнення небезпеки зіткнення, попереджає про це пілотів та видає необхідні рекомендації до негайної дії.

На даний момент остання версія системи – це TCAS II. Раніше існувала так звана пасивна система спостереження, яка активно не обстежувала повітряний простір, а використовувала сигнали інших повітряних суден, що видаються на запити із землі або інших систем літака.

Потім з'явилася система TCAS І, яка аналізувала повітряну обстановку в радіусі 30 миль та видавала екіпажу зразкову інформацію про рух інших повітряних суден (висота та напрямок польоту). Ця система могла видавати сигнал ТА (Traffic Advisory), тобто попередження про своє проходження іншого літака.

Однак повною відповідністю стандартам ACAS на даний момент має тільки система TCAS II. Вона наразі встановлена ​​на більшості комерційних повітряних суден. Виробляють її фірми Rockwell Collins, Honeywell та ACSS. У Росії такої системи не виробляються.

У комплект обладнання TCAS входять: комп'ютерний блок, який прораховує варіанти розвитку подій і визначає команди, що видаються, дві приймальні антени, що встановлюються зверху і знизу фюзеляжу (одна з них спрямована (зверху), інша всеспрямована), окремі антени для S-транспондерів (про них далі) та дисплей-індикатор у кабіні.

Цей дисплей – індикатор видає інформацію про переміщення літаків, що літають поблизу, а також візуальні команди для запобігання зіткнень ( RA ).

Є кілька видів індикатора та варіантів його встановлення. Часто він поєднується з наявними дисплеями (наприклад, бортового локатора, покажчика вертикальної швидкості) або встановлюється окремо, якщо кабіна була раніше оснащена механічними стрілочними покажчиками.

Приклад сумісного дисплея TCAS.

Приклад TCAS дисплея (монохромний, додатковий несумісний)

Приклад сумісного з локатором TCAS дисплея.

Дисплей системи TCAS II по суті справи поєднує в собі три прилади: покажчик вертикальної швидкості, прилад огляду повітряної обстановки (мітки літаків, що відстежуються) і командний прилад, що видає рекомендаційні команди до дії.

Однак у TCAS немає власного приймача і при роботі система використовує так звані прийомовідповідачі системи управління повітряним рухом (УВС), в англ. варіанті АТС (Air Traffic Control) або транспондери. Докладніше про них…

Транспондер — це приймач, який посилає свій радіосигнал у відповідь на прийнятий. В англійській це буде transponde r (від transmitter-responder - передавач-відповідач). Тобто ці пристрої використовують принцип вторинної радіолокації.

Суть цього принципу в тому, що на відміну від первинної радіолокації , де локатор визначає тільки азимут і дальність до об'єкта, що опромінюється, вторинний локатор в сигналі у відповідь отримує ще і ідентифікаційні дані і параметри положення об'єкта в просторі, а також деякі інші додаткові відомості.

На всіх літаках цивільної авіації встановлюються такі прийомовідповідачі.З їхньою допомогою диспетчер ідентифікує повітряне судно і має можливість стежити за його пересуванням.

Залежно від своїх конструктивних можливостей та умов використання транспондери можуть працювати в різних режимах, і відповідно до режиму сигналу, який вони видають, може міститися різна інформація.

Перший і найпростіший режим А . Кожному повітряному судну Службою Управління Рухом (просто диспетчером) присвоюється свій чотиризначний цифровий ідентифікаційний код (squawk code) у просторіччі «сквок». Якщо код не виданий диспетчером, то використовується один із існуючих стандартних, наприклад 1200 - код польоту США або 7000 - код польоту Європою.

Цей код пілот вводить у систему через пульт керування транспондером у себе в кабіні. Існують, до речі, так звані спецкод. Наприклад 7500 - захоплення літака, 7700 - аварійна ситуація на борту. Під час відображення на екрані радара диспетчера таких кодів автоматично спрацьовує оповіщення для диспетчерів.

Так ось в режимі А в сигналі сигналу транспондера закодований тільки сквок . Тобто літак ідентифікується, позначка на екрані локатора є, але жодних інших даних (у тому числі про висоту польоту) немає.

Інформації мінімум, що не є добре :-), тому для виправлення ситуації було розроблено режим С . Тут уже разом із кодом у сигналі є інформація про висоту польоту. Транспондери, що використовують режим А+З називають RBS або ATC RBS. Такі приймачі у США, наприклад, обов'язкові при польотах вище 3000 м (10000 футів) і в радіусі 30 миль навколо великих аеровузлів (аеропортів).

Наступний режим, найбільш просунутий (ще говорять інтелектуальний), це режим S (selekt) . Транспондер, що працює в цьому режимі, відповідає вибірково, коли запитують саме його, тоді як працюючі в режимі А/С відповідають на будь-який сигнал опромінення локатором. Це дозволяє знизити загальне засмічення ефіру відповідями транспондерів (адже їх чимало в просторі :-), інтерактивна карта це добре показує).

Крім того у відповіді, що видається на режимі S міститься додаткова інформація, така як швидкість, висота, бортовий номер (позивний) і можуть бути також GPS-координати .

У Європі транспондери, що працюють у режимі S бувають двох видів: ELS (Elementary Surveillance) та EHS (Enhanced Surveillance). Розрізняються за обсягом інформації, що видається. EHS набагато більш інформативний.

Таким чином транспондер - це як би «вікно у світ» для системи TCAS :-). Однак це вікно має бути відповідним чином відчинено. Тобто для того, щоб TCAS могла правильно оцінити обстановку і виробити потрібні рекомендації, вона повинна отримати достатньо інформації про повітряні судна, що наближаються. А це означає, що на них мають бути встановлені транспондери як мінімум із режимом роботи С (краще звичайно S :-)). Причому запити в режимі А TCAS не здійснює і тому літаки, обладнані транспондерами лише з режимом А, вона не бачить.

TCAS може здійснювати спостереження за літаками як у режимі роботи транспондерів С, так і в режимі S. Приймачі, що працюють в режимі S щомиті випромінюють самогенеруючі сигнали, так звані сквиттери . Цей сигнал містить адресу відправника. За його даними ТКАС адресно відправляє запит і за отриманою відповіддю визначає дальність, курсовий кут (азимут) та висоту контрольованого літака.

Отримані дані відправляються до обчислювального блоку (комп'ютера), який, об'єднуючи відомості про всі повітряні судна, обчислює ступінь небезпеки кожного контрольованого літака по відношенню до борту, на якому встановлено система TCAS. Формується віртуальна об'ємна карта простору навколо нашого літака.

Сторонній літальний апарат, який входить у зону, що захищається, називають літаком-порушником (англійською intruder) або конфліктуючим літаком.

Зони, що захищаються по відстані, висоті та часу. Час у секундах, відстань у морських милях.

ТКАС може виявляти повітряні судна на відстанях до 40 миль.
Система TCAS II на відміну від TCAS I видає не тільки пасивну інформацію про повітряну обстановку, а й прямі рекомендації щодо усунення конфліктної ситуації, що виникла. Система одночасно може відстежувати до 30 повітряних суден і для трьох одночасно видавати команди щодо вирішення конфліктної ситуації.

Інформація від системи TCAS II видається візуально на індикатор-дисплей у кабіні екіпажу, а також у звуковому варіанті через динамік та навушники СПУ (літаковий переговорний пристрій).

Команда, що видається, можна розділити на консультативні , їх позначають ТА (Traffic Advisory) і команди для безпосередніх негайних дій щодо запобігання зіткненню RA (Resolution Advisory) . ТА – це попереджувальний сигнал. Він означає, що літак-порушник увійшов до зони, що захищається, необхідно посилити увагу і обачність і бути готовим до видачі команди RA. Жодних активних дій за командою ТА не передбачається.

Якщо комп'ютер системи, аналізуючи обстановку, виявляє можливість виникнення небезпечного зближення чи зіткнення, він, відповідно до своєї програми, визначає необхідний маневр у тому, щоб забезпечити безпечне вертикальне ешелонування літаків. Говорячи простою мовою, щоб забезпечити їх безпечне розходження по висоті.

Причому при виборі маневру можливий облік характеристик літаків (їх швидкопідйомності, зокрема) та близькість їх до землі.

Час досягнення точки СРА.

Відразу скажу, що система TCAS II визначає дії літака щодо запобігання зіткненню тільки у вертикальній площині.

Для вирішення проблеми запобігання зіткненню введено поняття точки найбільшого зближення СРА (Closest Point of Approach). Отже автоматика при виробленні рекомендаційного алгоритму дій екіпажу бере до уваги не відстань до СРА, а час її досягнення.

Воно зазвичай залишається незмінним. Для зони ТА - 35-48 сек., Для зони RA - 20-30 сік. Тобто екіпаж незалежно від швидкостей зближення із літаком-порушником завжди має певний запас часу для здійснення необхідних дій.

Приклад позначок, що відображаються на дисплеї.

Візуально команди ТА та RA відображаються на індикаторі в такий спосіб. Позначка літака-порушника, що у зоні ТА, – це жовтий кружок, у зоні RA – червоний квадрат. Так звані прилеглі літаки (не порушники :-)), що знаходяться на відстані до 6 миль і на висотах до 1200 футів (близько 360 м) мають позначку у вигляді блакитного ромба. А на висотах та відстанях більше зазначених – у вигляді порожнього блакитного чи білого ромба.

Також при видачі команди RA на вказівнику вертикальної швидкості сектори шкали забарвлюються в різні кольори. Червоний колір означає, що в цій зоні бути не можна, інакше неминуче відбудеться зіткнення. Зелений колір означає рекомендовані значення вертикальної швидкості для гарантованого запобігання зіткненню.

Індикація та символи на дисплеї TCAS (покажчик вертикальної швидкості VSI). Зображення для зручності можна збільшити.

Звукові команди RA можна розділити на коригувальні та запобіжні. Перші наказують пілоту негайно змінити траєкторію руху у вертикальній площині для запобігання зіткненню.

Коригувальні команди RA (Для зручнішого читання збільште зображення). Склав В.Н.Комісаров.

Другі видають рекомендації пілоту щодо витримування, або невикористання певних вертикальних швидкостей.

Попереджувальні команди RA плюс дві команди вертикального реверсування (Для зручнішого читання збільште зображення). Склав В.Н.Комісаров.

У разі отримання пілотом команд RA, його дії повинні бути такими:

-Приступити до виконання команди не пізніше 5 с з моменту її отримання. Якщо це підсилювальна команда (типу Increase climb, Increase descent) або видана команда для зміни напрямку маневру на протилежний (Climb, Climb Now, Descent, Descent Now), то виконання повинно розпочатися не пізніше 2,5 сек.
— Виконувати команду RA, навіть якщо вона суперечить вказівкам диспетчера. Він може бути неінформований про спрацювання TCAS.
— Не виконувати дії, протилежні зазначеним у RA.
-Намагатися при виконанні команд RA звести до мінімуму зміну траєкторії польоту, задану диспетчером, а після виконання команд негайно її відновити.
-По можливості швидше повідомити службу УВС (диспетчера) про свої дії. Для цього ICAO запровадила спеціальну форму доповіді льотчика: «TCAS RA (тікас арей)». Диспетчер при цьому підтверджує отримання повідомлення відповіддю: "RODGER".
-У разі, якщо в момент отримання RA надійшла будь-яка команда від диспетчера, то пілот повідомляє про неможливість її виконання в наступній формі: UNABLE TCAS RA
-Після відновлення вихідних умов польоту пілот повинен доповісти про це диспетчеру служби УВС: «CLEAR OF CONFLICT».

Приклад візуальних команд RA, що коригують.

Приклад запобіжних команд RA.

Три короткі відео ілюструють видачу деяких команд ТА, RA та ТА/RA зі зміною кольору мітки на індикаторі:

Сама система TCAS II має на даний момент три модифікації: перша - 6.0.4; друга 7.0 та третя 7.1. Перша модифікація стала незручною у використанні після впровадження в європейському повітряному просторі (з січня 2002 року, а в Росії з листопада 2011 року) скороченого мінімуму вертикального ешелонування повітряних суден (RVSM).

Він скоротився з 600 м до 300 м і у версії TCAS 2-6.0.4 з'явилися потенційні проблеми, пов'язані з тим, що при прольоті літаків відносно один одного з мінімальним інтервалом ешелонування може виникати велика кількість небажаних, довготривалих і не несуть коректної інформації команд , як ТА, і RА. Це займає увагу екіпажу та ускладнює пілотування.

Версія 7.0 від цього врятована і видає в аналогічній ситуації в 40-50 разів менше за команд ТА і в половину менше за команд RА. Ця версія повністю відповідає стандартам ACAS.

Однак існує й наступна версія – 7.1. У ній усунуті деякі істотні недоліки попередньої версії 7.0. Змінено так звану логіку реверсування команд. Актуальність цієї зміни стала очевидною після відомої катастрофи над Боденським озером 1 липня 2002 року, коли зіткнулися ТУ-154М («Башкирські Авіалінії») та Boeing-757 (DHL).

Літак ТУ-154М "Башкирських авіаліній". Подібний до нього зіткнувся 1 липня 2002 року з Boeing-757 DHL.

Boeing-757-200 DHL-Cargo. Такий самий зіткнувся з нашим ТУ-154М у катастрофі над Боденським озером 1 липня 2002 року.

Тоді командир ТУ-154М вчинив дії, протилежні вказівкам TCAS (виконуючи команди диспетчера). Система на це ніяк не відреагувала, тому що це була версія 7.0. Скажу трохи докладніше про взаємодію систем TCAS між собою.

Якщо на обох конфліктуючих літаках встановлені комплекти TCAS, то вони взаємодіють між собою і маневри, що визначаються літакам для виключення зіткнення завжди мають протилежні напрямки. Негативний результат можливий у разі, якщо один з повітряних суден не виконує команду або змінює її направлення на протилежне. Це було положення для версії 7.0.

Приклад можливості реверсування команд RA у версії TCAS 7.1.

У версії 7.1 якщо система виявляє, що інший літак не виконує отриману команду, вона відразу видає вказівку своєму літаку змінити напрямок маневру на протилежний.Причому одночасне ухвалення однакового рішення комплектами TCAS обох літаків неможливе. Це спеціально передбачено логікою обчислювальної системи.

Ще одна зміна для версії 7.1 стосується уточнення команди "Adjust vertical speed, adjust" (AVSA), що означає "Відрегулюй вертикальну швидкість". Вона була досить розпливчастою і часто не сприяла вирішенню конфлікту, а навіть могла його посилити. Її замінили більш чітку і певну “ Level off” («Виводь в горизонт») Це добре ілюструється малюнками.

Приклади незручності команди Adjust vertical speed, adjust у версії 7.0 та ліквідації цього у версії 7.1.

FAA (Федеральне управління цивільної авіації – США) та EASA (Європейське агентство з безпеки польотів – Європа) планують здійснити повний перехід на версію 7.1 у 2014 році.

Режими роботи . У кабіні екіпажу є пульт керування TCAS, на якому можна встановити різні режими роботи. Вона може бути вимкнена і перебувати в режимі активного очікування Stand-by, коли запити не робляться, а транспондери S-режиму відповідають тільки на дискретні запити.

Пульт керування TCAS фірми Rockwell Collins.

Пульт керування TCAS фірми Honeywell.

Далі може бути режим Транспондер (XPNDR), при якому приймачі відповідачі «S» повністю включені і відповідають на запити землі та інших TCAS, а своя знаходиться в Stand-by. Далі слідує режим ТА , у якому система видає лише рекомендації типу ТА. Наступний режим – режим повної експлуатації ТА/RA. На цьому режимі TCAS повністю виконує всі свої функції та видає команди як ТА, так і RA.
За допомогою пультів управління TCAS проводиться так само перевірка працездатності системи згідно з встановленим регламентом. Це показано у наведеному нижче ролику (літак ТУ-154).

Для систем різних виробників можна додати додаткові режими. Важливо одне. РежимТА/RA має бути включений з моменту вирулювання на виконавчий старт і до срулювання з ЗПС після посадки. У такому разі буде забезпечено правильну роботу TCAS протягом усього польоту.

Після введення в дію системи TCAS II досить довго велися роботи над більш просунутою версією TCAS III. Передбачалося, що така система зможе видавати рекомендації для маневрів у вертикальній, а й у горизонтальній площині .

Однак наявні технології передачі даних за участю спрямованих антен мали низьку точність і не дозволили здійснити це завдання. До середини 90-х років роботи зі створення TCAS III переросли в роботи зі створення TCAS IV, в яких використовувалися можливості транспондерів режиму S. Проте вони теж були згорнуті через початок розробки системи ADS-B.

ADS-B розшифровується як Automatic Dependent Surveillance — Broadcast (залежне автоматичне спостереження в режимі радіомовлення) . Режим радіомовлення такий самий, на якому працюють звичайні радіо- та телевізійні станції.

Це нова технологія передачі даних. Вона зараз активно впроваджується у США, Європі та Австралії. У Росії теж поставлене завдання щодо її розгортання в ті ж терміни, тобто 2015-2020 роки.

Ця система дозволяє бачити та оцінювати повітряну обстановку з точністю набагато більшою, ніж системи, засновані на роботі радарів, як первинних, так і вторинних (якою є TCAS). Це набагато прогресивніший, так званий метод безрадарного спостереження.

Суть цієї системи полягає в тому, що кожне повітряне судно (обладнане системою ADS-B) щомиті самостійно, не чекаючи запитів, видає по радіоканалу специфічну інформацію про себе, в яку крім вказівки свого місця розташування (визначається з використанням системи GPS) входить висота, швидкість, курс, напрямок руху по висоті (підйом, зниження), бортовий номер літака та ін.

Приймачі цієї системи, які дуже прості та малогабаритні можуть бути встановлені будь-де: у диспетчера, на борту повітряного судна і навіть у вас вдома :-). Вони дозволяють відображати на екрані рух повітряних суден (причому як у повітрі, так і на землі).

Повітряні судна та наземні станції можуть приймати цю інформацію приблизно в радіусі 150 миль (тобто значно далі, ніж за радарного методу). Наземні станції комбінують отриману інформацію з відомостями отриманими від ADS-B-пристроїв (наземних радарів) і знову її ретранслюють для всіх повітряних суден в радіусі свого обслуговування.

Цим же каналом екіпаж отримує інформацію про погоду, про зони польотів, про наземну обстановку, тобто ту саму інформацію, що і диспетчер і до того ж минаючи його.

Виходить, що пілот бачить ВСІ. І «всі бачать усіх». Обсяг інформації дуже повний, точний і своєчасний, точніше навіть із запасом часу, оскільки радіус можливого отримання значно більше, ніж за використанні звичайних систем (типу TCAS).

Все це дозволяє з набагато більшими можливостями та гарантованими результатами долати різні конфліктні ситуації та запобігати зіткненням у повітрі.

Крім того, обладнання ADS-B значно легше, простіше і дешевше, ніж традиційне, а інформація загальнодоступна і безкоштовна.

Прогнозується, що наступні покоління систем попередження зіткнення в повітрі однозначно використовуватимуть технологію передачі даних ADS-B і стануть значно ефективнішими.

Зразкову картинку, яку можна бачити на екрані при використанні системи ADS-B, я вже вам показав на початку статті (тобто тут).

А поки TCAS II залишається найпоширенішою системою і залишиться такою в найближчому майбутньому. Відповідно до правил ICAO вона повинна бути встановлена ​​на всі повітряні судна з газотурбінними двигунами масою понад 5700 кг та сертифікованих для перевезення понад 19 пасажирів.

Як будь-яка технічна система, TCAS звичайно має обмеження і недоліки. Вона. наприклад, не може виявити літаки, які не обладнані RBS-відповідачами . Якщо датчики конфліктного літака з будь-якої причини не видають даних про висоту, то ТКАС може індикувати їх у дисплеї.

З метою виправлення конфліктної ситуації система видає команди для еволюцій лише вертикальній площині. Маневри в горизонтальній площині поки що залишаються для неї неможливими.

При злеті та зниженні на певних висотах автоматично включаються обмеження щодо видачі команд та використання режиму ТА/RA. Наприклад:

Заборони при зльоті:

► Повідомлення TRAFFIC TRAFFIC ► Режим: ТА/RA ► Команди RA на зниження ► Команди RA на швидке зниження

Заборони при зниженні:

► Команди RA на швидке зниження ► Команди RA на зниження ► Режим: ТА/RA ► Повідомлення TRAFFIC TRAFFIC

Інші штатні системи безпеки літака, такі як Система попередження про звалювання (АУАСП), Система попередження про зсув вітру та Система сигналізації про близькість землі (СРПБЗ/EGPWS) мають пріоритет над TCAS. У разі спрацьовування цих систем видача команд блокується.

Диспетчер системи УВС за нинішнього стану справ практично ніколи не знає про спрацювання системи TCAS. Зазвичай він дізнається про це від екіпажу, коли дія вже відбулася.

Система при видачі рекомендацій ніколи не враховує міру справності літального апарату. Наприклад, при відмові двигуна, коли характер пілотування змінюється. Не завжди бувають враховані особливості ЛТХ даного апарату.

Чималим недоліком системи є її вартість. Комплект обладнання може коштувати від $25 до $180 тис. і не завжди є можливість встановити його на малі літаки.

Однак на мій погляд все ж таки головним недоліком системи TCAS (це, втім, стосується всієї авіаційної техніки і я говорив про це у статті про безпеку польотів :-)) є те, що кінцеві дії залишаються завжди за людиною. Йому видаються лише рекомендації, хоч і досить наполегливі :-). А як він надійде залежить від нього самого. Людський фактор завжди маячить десь на обрії :-).

Але справа все ж таки зрушила в цьому плані з мертвої точки. На А-380 вперше з'явилась система TCAS, здатна впливати на керування літака автоматично. На інших аірбасах, які мають електродистанційну систему управління, зараз у такому напрямку ведуться планові доопрацювання.

Що ж, все що не робиться, робиться на краще.

Все закінчую. Дякую, що дочитали цю статтю до кінця. Вона вийшла сухою і довгою, але такий матеріал інакше, мабуть не викладеш :-). Сподіваюся вам все ж таки було цікаво. Якщо виникають питання, коментуйте, все обговоримо, розповім усе, що я знаю :-).

Насамкінець як завжди відео. Це навчально-ознайомчий фільм для льотного складу з системі TCAS. Фільм старий і якість огидна, але досить тямущий та іншого подібного у мене просто немає, вибачте :-). У ньому добре показано те, про що я говорив у статті та дещо, про що я не сказав. Дуже рекомендую подивитись.

P.S. Під час підготовки статті було використано деякі візуальні (таблиці та відео) матеріали від ресурсу uaecis.com з люб'язної згоди автора. Автор, В.Н.Комісаров, Safety Manager, Technoline FZC, UAE, провів велику роботу зі збору, обробки та систематизації інформації. Його ресурс складено на допомогу практичному навчанню (в т.ч. і по TCAS) льотного складу його компанії і не тільки :-). Дякую…