1 БОРТОВАЯСИСТЕМА ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ СТОЛКНОВЕНИЙ САМОЛЕТОВ В ВОЗДУХЕ ( TCAS )
Возможность установки на всех классах ВС. Маневры должны выполняться автоматически и быть совместимыми с летными характеристиками ВС. Команды на маневр должны вырабатываться в реальном масштабе времени и указывать направление маневра. Должны функционировать независимо от метеоусловий. Не должны создавать помех другим РТС ВС. Команды должны быть четкими, исключающими неоднозначность. Должны соответствовать установленным нормам эшелонирования и быть совместимыми с системой УВД. Должны предотвращать столкновения реально большого количества ВС. Рекомендуемые маневры не должны приводить к уменьшению действующих норм эшелонирования. 2
С 1 января 2000 года ВС с весом выше 15 000кг и количеством пассажирских мест свыше 30 должны быть оборудованы системой БСПС II. С 1 января 2005 года ВС с весом выше 700кг и количеством пассажирских мест свыше 19 должны быть оборудованы системой БСПС II. С 2003 года после катастрофы в ВП Индии внесено предложение о поэтапном обязательном оснащении системой БСПС II всех ВС включая грузовые и военно – транспортныее во всемирном 3
Бортовая Система Предупреждения Столкновений самолетов в воздухе предназначена для заблаговременного предупреждения экипажа о предупреждении экипажа о появлении в воздушном пространстве других ВС,оборудованных аналогичной системой или самолетным ответчиком УВД с режимом ( А+С ). БСПС – дополняют визуальный контроль воздушной обстановки пилотами и работу наземных служб УВД в пределах контролируемого пространства. И являются основным средством в неконтролируемом пространстве. C истема ТКАС II обеспечивает выдачу предупреждений до скорости сближения - 2230 км/час (1200 узлов) и вертикальной скорости – 50.8 м/сек.(10 000 футов /мин) 4
Выполнять соответствующие рекомендации по выполнению вертикального маневрирования, если это не представляет угрозы для безопасности полета. Не осуществлять маневрирование в направлении противоположном рекомендуемому. Строго выполнять рекомендации БСПС даже в том случае, если они противоречат указанию диспетчера УВД. Уведомить диспетчера УВД о выполнении маневра, вызванных рекомендацией БСПС. 5
6
7
Низкая помехозащищенность. Каждая система ТСА S принимает ответы и на чужие запросы, что при большой плотности движения приводит к возникновению синхронных помех, искажению дальномерной информации, следовательно и к ложным решения об угрозе столкновения. Недостаточная информативность.(передача информации о высоте с округлением до 100 футов приводит к погрешности дискретизации 10 процентов.) Невозможно скоординировать маневрирование конфликтующих ВС при отсутствии на одном из них системы ТКА S. 8
Повышенная помехозащищенность. Высокая информативность. Кодирование высоты с шагом – 25 футов. Возможность передачи через ответчик радиотелефонного позывного. Возможность передачи данных «земля – воздух» или «воздух-воздух» сообщениями длинной 112 бит Осведомленность экипажа ВС о воздушной обстановке. Всего предусмотрено 5 уровней вторичной радиолокации режима S. 9
Каждое ВС имеет 24 разрядный двоичный код, позволяющий идентифицировать ВС и взаимодействовать (обмениваться информацией, осуществлять адресные приемопередачи ) не только с наземными системами ВРЛ но и между самолетами. Адресные ответчики, входящие в состав ТКАС позволяют взаимно координировать рекомендуемые маневры для уклонения от столкновений. Кодирование высоты производится с шагом 25 футов. Бортовой ответчик является элементом передачи данных «земля – воздух» или «воздух – воздух ». 10
1 Уровень. Данные опознавания в режиме «А» и данные барометрической высоты в режиме «С», в режиме « S » осуществлять адресные приемопередачи с кодированием данных о высоте с шагом 25 футов и приемопередача данных по линии «воздух – воздух » о взаимной координации рекомендуемых маневров длиной 112 бит. 2 Уровень. Дополнительно к уровню 1 передает информацию по линии «земля – воздух» и «воздух – земля» длиной 56 бит.Данная функция позволяет обеспечить совместимость данных плана полета с сообщениями бортового ответчика, что позволяет надежно наблюдать и соровождать ВС на наземной аппаратуре центра УВД. 11
3 Уровень. Доплнительно к возможностям уровней 1и 2 есть прием удлинненых сообщений до 112 бит по каналу «земля – воздух»в целях УВД. 4 Уровень. Приемопередатчики обладают теми же возможностями,что при уровнях 1-3 и дополнительно имеет возможность передачи удлиненных сообщений по каналу «воздух – земля».При этом обеспечивается доступ с земли к бортовым источникам данных для целей ОВД и контроля над полетом ВС. 5 Уровень. Обеспечивается возможность уровней 1-4 и дополнительно позволяет осуществлять доставку сообщений в условиях работы групп запросчиков наземных ВРЛ и систем ТКАС, обеспечивая высокую пропускную способность. 12
13
Задача состоит в определении взаимного расположения всех ВС, слежения за их перемещением и прогнозирования опасного сближения. Функция наблюдения позволяет ВС запрашивать приемоответчики режимов А, С и S ВС находящихся в зоне действия системы. Отслеживается одновременно – 30 ВС для ТКАС II ( 50 ВС для ТКА S 2000.) Дальность действия – 26 км для режимов А и С ; Дальность действия – 56 км для режимов S ; Скорость сближения – 2230 км/час; Погрешность дискретности при определении удаления – 15 метров; Погрешность пеленгов 7- 10 сек ; Погрешность дискретности по высоте 30 метров ; Отсчет высоты всегда по стандартному давлению.( 1013,25 гПА). 14
15
Вариант запроса «общий вызов в режиме С», при этом система ТКАС не использует информацию окоде ВС т.к. не передает запросы в режиме «А». На данные запросы ответчики режима S не отвечают, что снижает уровень синхронных помех. Используется методика «шепот – крик», что позволяет разделить ВС по диапазонам дальности. Подавляются несинхронные помехи вызванные многолучевым расппространением радиоволн. Используется аналитический принцип использования прямого и отраженного сигналов. Если нет информации о высоте ВС, то высота принимается равной высоте собственного ВС. 16
Основой определения угрозы столкновения – является фактор определения времени упреждения, которое зависит от: *Времени реакции пилота *Технических возможностей ВС *Условиями выполнения полета Алгоритмы работы осуществляются в циклическом режиме. Логическая программа предупреждения столкновений носит прогностический характер. 17
Консультативная информация является эффективным дополнением к визуальному обнаружению ВС она исключает фактор внезапности возникновения угрозы. На индикаторах ТА предоставляется следующая информация: Удаление и пеленг ВС Высотное разделение Признак набора или снижения ( вертикальная скорость не менее 2.5 м/с) Примечание: Если не определен пеленг ВС нарушителя информация отображается под силуэтом собственного ВС текущей дальностью (в футах) И высотное разделение ( в сотнях футов) Если приемоответчик ВС нарушителя не сообщает высоту, а проверка дальности дает положительный результат высота ВС нарушителя принимается равной высоте своего ВС. 18
19
8 ) . Пример меток, отображаемых на дисплее
Обнаружение угрозы столкновения основывается на одновременной близости параметров ДАЛЬНОСТИ и ВЫСОТЫ. Логическая программа предупреждения столкновений носит прогностический характер. Требуемое время упреждения не зависит от скорости сближения ВС, а должно основываться на среднем времени реакции пилота и технических возможностях ВС. Обновление данных происходит с частотой – один раз в секунду. После обновления траекторий с помощью алгоритмов определяются ВС нарушители, представляющие потенциальную угрозу столкновения. Потенциальная угроза столкновения служит основанием для выдачи предупреждения ТА. При обнаружении реальной угрозы столкновения выдается команда столкновения с рекомендацией о маневрировании RA 21
22
Уровень чувствительности обеспечивает компромисс между необходимой защитой ВС и излишними сигналами тревоги. Каждый уровень определяет перечень конкретных значений параметров обнаружения угрозы. Уровень чувствительности может устанавливаться: - Автоматичеески (в соответствии с высотой своего ВС ) -Вручную летным экипажем. 23
24
Плотность воздуха. Плотность воздушных судов в районе аэродрома и на воздушных трассах. Различная управляемость и скороподъемность ВС Близость земной поверхности. Малая вероятность конфликтующих ВС при заходе на посадку. 25
Критерий угрозы – время полета конфликтующих ВС до точки наибольшего сближения. Значение времени полета до точки наибольшго сближения является функцией от уровня чувствительности. Логическая программа осуществляет проверку дальности и высоты с каждым ВС находящимся в зоне действия ТКА S. Результат проверки дальности и высоты считается положительным если время меньше установленной пороговой величины. При малых скоростях сближения вводится дополнительная защита – критерий защитной дистанции. При малой относительной вертикальной скорости или полете в горизонте вводятся пороговые значения в вертикальной плоскости 26
27
28
Образованное виртуальное защищенное пространство вокруг собственного ВС имеет возможность автоматически изменять свое пространственное положение и обьем. Защищенный обьем определяется с помощью проверки дальности и высотного разделения. Вначале выполняется проверка дальности,при положительном исходе начинается проверка высоты. Воздушное судно обьявляется угрозой, когда обе проверки приводят к положительному результату. Размеры защищаемого обьема изменяются и зависят от скорости полета. При большей скорости обьемы увеличиваются, а у экипажа всегда остается одинаковый запас времени для принятия решения. 29
30
31
32
33
34
35
36
Ограничивающие – рекомендации не требующие изменения вертикальной скорости. Первичные – корректирующие рекомендации, которые требуют изменения вертикальной скорости + 7.6 – 10 М/сек. Вторичные – корректирующие рекомендации,которые могут выдаваться после первичных. Направлены на увеличение вертикальной скорости до значений + 12.5 – 15 м/сек,либо на изменение направления маневрирования на противоположное. 37
Следите за вертикальной скоростью 38
Сохраняйте вертикальную скорость 39
Сохраняйте вертикальную скорость с пересечением 40 Представление рекомендаций
ЛЕТНЫЙ ЭКИПАЖ Предпринимает ответные действия на рекомендации RA если они не представляют угрозы для безопасности полета. НЕ осуществляет маневрирование в направлении противоположном рекомендации RA. Выполняет рекомендацию RA даже если она противоречит указанию диспетчера УВД. Уведомляет диспетчера УВД о получении от системы ТКАС рекомендации о изменении параметров полета. 41
42
КОМПОНЕНТЫ ТКАС 43
Совмещенный пульт управления системы ТКАС 2000 44
Система TCAS II не обнаруживает и не отслеживает перемещение ВС с отключенными или неисправными радиоответчиками и ответчиками, не соответствующими стандартам ICAO, в частности отечественными России система TCAS II может выдать рекомендацию RA по уходу от столкновения с ВС-нарушителем и в то же время направить своё ВС на сближение с другим ВС, ответчик которого установлен в режим УВД или РСП. В этой связи Распоряжением Минтранса РФ №НА-124-Р от 15 мая 2003 года эти режимы запрещены [17]. Система TCAS II имеет ограниченный объём данных о своём ВС Условия, когда это возможно, включают: полёт с креном более 15°; отказ двигателя; нештатную конфигурацию ВС, например, неубранное шасси; полёт при температуре, отличающейся от международной стандартной атмосферы ( ISA ) более чем на ±28,7 °С либо полёт в условиях обледенения; полёт со скоростями ниже нормальных скоростей и при малых запасах по углу атаки.Система TCAS II не учитывает погрешности барометрических высотомеров. Алгоритмы работы системы TCAS II носят прогностический характер, но основаны на текущей информации и не могут учитывать намерения экипажей ВС по изменению вертикальной скорости. 45
Система TCAS II ограничивает выдачу рекомендаций в зависимости от высоты (по радиовысотомеру): на высоте ниже 440 м не выдаются команды на ускоренное снижение (« IncreaseDescent, IncreaseDescent »)] на высоте ниже 335 м не выдаются команды на снижение (« Descent, Descent»)', на высоте ниже 305 м система TCAS II переходит в режим «ТА ONLY ». Никакие речевые команды не выдаются; на высоте ниже 116 м не выдаются предупреждения ТА. На индикаторе при этом могут отображаться только отметки, соответствующие неопасным и неприближающимся ВС. Диспетчеры УВД также отмечают ряд недостатков системы TCAS II, хотя они осведомлены о повышении уровня безопасности полётов, достигнутом благодаря её более широкому внедрению. В этой связи необходимо, чтобы авиадиспетчеры имели полную информацию о характеристиках данной системы и процедурах, используемых лётным экипажем. От диспетчеров УВД также требуется обеспечение такого же обслуживания и управления, особенно в отношении предоставления своевременной информации о воздушном движении или поддержания требуемых интервалов эшелонирования независимо от того, оснащены ВС системой TCAS II или нет. 46
2 БОРТОВАЯСИСТЕМА ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ СТОЛКНОВЕНИЙСАМОЛЕТОВ В ВОЗДУХЕ ( TCAS )
3 БОРТОВАЯСИСТЕМА ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ СТОЛКНОВЕНИЙСАМОЛЕТОВ В ВОЗДУХЕ ( TCAS ) Пример совмещенного дисплея TCAS.
4 БОРТОВАЯСИСТЕМА ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ СТОЛКНОВЕНИЙСАМОЛЕТОВ В ВОЗДУХЕ ( TCAS ) Пример дисплея TCAS (монохромный, дополнительный несовмещенный)
5 БОРТОВАЯСИСТЕМА ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ СТОЛКНОВЕНИЙСАМОЛЕТОВ В ВОЗДУХЕ ( TCAS ) Пример совмещенного с локатором дисплея TCAS.
6 БОРТОВАЯСИСТЕМА ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ СТОЛКНОВЕНИЙСАМОЛЕТОВ В ВОЗДУХЕ ( TCAS ) Защищаемые зоны по расстоянию, высоте и времени. Время в секундах, расстояние в морских милях.
7 БОРТОВАЯСИСТЕМА ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ СТОЛКНОВЕНИЙСАМОЛЕТОВ В ВОЗДУХЕ ( TCAS ) Время достижения точки СРА.
9 БОРТОВАЯСИСТЕМА ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ СТОЛКНОВЕНИЙСАМОЛЕТОВ В ВОЗДУХЕ ( TCAS ) Индикация и символы на дисплее TCAS (указатель вертикальной скорости VSI). Изображение для удобства можно увеличить.
10 БОРТОВАЯСИСТЕМА ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ СТОЛКНОВЕНИЙСАМОЛЕТОВ В ВОЗДУХЕ ( TCAS )
11 БОРТОВАЯСИСТЕМА ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ СТОЛКНОВЕНИЙСАМОЛЕТОВ В ВОЗДУХЕ ( TCAS )
12 ВОПРОСЫ? БОРТОВАЯСИСТЕМА ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ СТОЛКНОВЕНИЙСАМОЛЕТОВ В ВОЗДУХЕ ( TCAS )
