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空中防撞系统

空中防撞系统(英文:Traffic Collision Avoidance System,缩写:TCAS)是安装于中、大型飞机的一组电脑系统,用以避免飞机在空中互相冲撞。现今大部份民航客机都设有空中防撞系统功能。霍尼韦尔公司是唯一一家生产所有类型空中防撞系统的制造商,超过一半空中防撞系统产品都是出自该公司。

空中防撞系统: TCAS(Traffic Collision Avoidance System)

早在1950年代航空业界就开始着手研究空中防撞系统,但因技术问题,应用不普遍。直到80年代,经历多次空难之后,终于进入实用阶段,研发出第一代空中防撞系统(TCAS I)。空中防撞系统的运作是通过飞机上的应答机确定飞机航向和高度,使飞机之间可以显示相互之间的距离间隔和高度,因此空中防撞系统在运作前必需开启应答机。空中防撞系统显示器可以与导航显示器(Navigation Display;ND)整合在一起,也可以与即时垂直速度指示器(Instantaneous Vertical Speed Indicator;IVSI)整合,这样上升或下降时可显示垂直速度。

TCAS I能够侦测上下7000至10000,前后15至40海里,发现有航机接近时,会提前40秒警告飞行员对方飞机的高度和位置。第二代空中防撞系统(TCAS II),是目前最被广泛使用的,会用声音及显示警告飞行员,称为Resolution Advisory (RA),并且会用语音指示避撞的动作,例如:"Climb!Climb!Climb!""Descend!Descend!Descend!"。别架飞机若有装空中防撞系统,也会有相反的警告发出来。第三代空中防撞系统(TCAS III),除了有上下避撞措施之外,还增加左右避撞能力。

1993年美国联邦航空管理局规定,凡进入美国国境飞行的30人座以上的客机,都必须具有TCAS II的能力,而欧洲亦在2000年实施此条例。

TCAS的显示器可以与导航显示器(Navigation Display;ND)整合在一起,也可以与即时垂直速度指示器(Instantaneous Vertical Speed Indicator;IVSI)整合,这样上升或下降时可显示垂直速度。

TCAS显示邻近飞机与自己飞机的间距与航向,显示范围可以由飞行员决定(从2.5至30),若是与别架飞机的距离或航向有相撞的危险时,TCAS会用声音及显示警告飞行员,此称为Resolution Advisory (RA)。并且会用语音指示避撞的动作,例如:"爬升!爬升!爬升!""下降!下降!下降!"。别架飞机若有装TCAS,也会有同样的警告发出来。

在美国联邦航空管理局(FAA)或其它民航管理单位,都会规范TCAS与ATC(Air Traffic Control:航空管制)的指示冲突时的优先次序,因为若是一架飞机遵从TCAS,但另一架遵从ATC,这样子仍有互撞的危险。最明显的实际案例,在2002年,两架飞机在德国南部的乌柏林根(Überlingen)上空发生空中接近,两机都收到了TCAS的警告,但有一架飞机未遵从TCAS的指示,反而听从ATC的指示,导致两机在空中相撞造成重大死伤。

TCAS主要由询问器、应答机、收发机和计算机组成。监视范围一般为前方30海里,上、下方为3000米,在侧面和后方的监视距离较小。(为了减少无线电干扰,管理条例对TCAS的功率有所限制。它把TCAS的前向作用距离限定在45英里左右,侧向和后向作用距离则更小。)

TCAS的询问器发出脉冲信号,这种无线电信号称为询问信号,与地面发射的空中雷达交通管制信号类似。当其他飞机的应答器接收到询问信号时,会发射应答信号。TCAS的计算机根据发射信号和应答信号间的时间间隔来计算距离。同时根据方向天线确定方位,为驾驶员提供信息和警告,这些信息显示在驾驶员的导航信息显示器上。

TCAS可以提供语言建议警告,计算机可以计算出监视区内30架以内飞机的动向和可能的危险接近,使驾驶员有25-40秒的时间采取措施。(TCAS可跟踪45架飞机,根据选定目标的优先级,最多显示30架飞机。)

TCAS的采用提高了飞行的安全性,目前新生产的大、中型客机上TCAS都已成为标准装备。

TCAS分为两类:TCAS I和TCAS II。两类系统都可显示与地图类似的空中交通情况。当其他飞机接近时,两类系统都可提供"空中交通报告(或咨询、建议)"(TA)。采用TA方式时,预先录制的声音会播报"Traffic,Traffic",而表示其他飞机的符号则可改变形状和颜色。

TCAS II是更先进的TCAS,具有被称作"处理建议"(RA)的附加功能。

第三代空中防撞系统(TCAS III),除了有上下避撞措施之外,还增加左右避撞能力。

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