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 ¾ TCAS I – pouze informuje pilota o existenci okolních letadel, propočítává trasy těchto letadel a v případě zjištění možné kolize pilota upozorňuje ¾ TCAS II – rozšiřuje funkce TCAS I o výpočty úhybných manévrů ve vertikálním směru ¾ TCAS III – rozšiřuje funkce TCAS I a II o výpočty úhybných manévrů v horizontálním směru
TCAS – indikátor vertikální rychlosti VSI
Normá Normální lní stav (bez RA doporuč doporučení ení)
FlyFly-Up RA
Preventivní 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
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
TCAS – principiální schéma Všesměrová Směrová anténa 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)
TCAS – komunikace
Letadlo #1
Letadlo #2 1030 MHz
TCAS PROCESOR
1090 MHz
ARINC 429
1090 MHz
MÓD S VYSÍLAČ
1030 MHz
Propojení TCAS / MODE-S Dotaz Odpověď
MÓD S VYSÍLAČ
ARINC 429
TCAS PROCESOR
TCAS – vyhledávání/dotaz Vyhledávání ve čtyřech kvadrantech + ochranná zóna kolem letadla
Postup při vyhodnocování směru
TCAS určení 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 E1
E2
Západ ½ vlnové délky
Jih
Směr šíření vlny
Východ
E1
E2
E1
E2
E1
E2
E1
E2
Ke zjištění směru je tedy nutné zjistit kvadrant příchozího signálu.
E1
E2
Přepínání mezi TCAS anténami
Sinus
E2
Cosinus
E1
E4
E3
Přepínání mezi TCAS anténami E1
Sinus
E2
Cosinus E4
E3
Návrat
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.
TCAS – komunikace pokračování 2
TCAS Vysílač
Echo
Vyhledávání Odpověď
Secondary Surveillance Radar (SSR)
ATC Radar Displej 1475
Primary Surveillance Radar (PSR)
TCAS – komunikace letadlo-zem
Odpovědi 1090 MHz ADC předá náležitá data systému TCAS, který pomocí SSR dané informace vyšle
ATC anténa rotuje a azimut letadla je vyhodnocen na základě polohy antény v okamžiku přijmu
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
TCAS - Potlačení bočních laloků
P1
P2
P3
P1 > P2 v hlavním laloku P1< or = P2 v postranním laloku
P1
P2 P3
Všesměrový puls P2
TCAS – blokové uspořádání HORNÍ TCAS ANTÉNA Horní antény vysílače
Audio Systém
24 Bit adresa
24 Bit adresa Max. rychlost
SSR #1
SSR #2
TCAS
Max. rychlost
Poloha #1
Poloha #2
Poloha #2
Poloha #1
INDICÁTOR #2
KONTROLNÍ JEDNOTKA
SPODNÍ TCAS ANTÉNA Spodní antény vysílače
INDICÁTOR #1
TCAS - rozšíření HORNÍ VYSILACÍ ANTÉNY
ACARS
MCDU
FMC / IRS
FMC / IRS
24 Bit adresa
24 Bit adresa Max. rychlost
SSR #1
SSR #2
Max. rychlost
Poloha #1
Poloha #2
Poloha #2
Poloha #1
KONTROLNÍ JEDNOTKA
DOLNÍ VYSILACÍ ANTÉNY
TCAS TISKÁRNA
