TCAS空中防撞
TCAS
145 TCAS 系统介绍空中防撞系统: TCAS（Traffic Collision Avoidance System）TA:Traffic Advisory 交通咨询显示了入侵飞机的范围，方位，相对高度，一般提前35到45秒RA:Resolution Advisory 动作咨询显示需要做的保证飞行安全的垂直动作.一般提前20到30秒TA或者RA都有音频警告，是由TCAS2000产生传递给AWU，从而发出提醒飞行员的声音。
概念空中防撞系统是安装于飞机的一组电脑系统，用以防止飞机在空中互撞。
有些飞行员昵称其为“鱼群探测器”，因为用途类似。
构成TCAS 2000 COMPUTER UNIT:收集计算其他飞机的数据，产生音频和视频信息MODE-S TRANSPONDER：应答机RMU：为TCAS与应答机提供接口LANDING GEAR：提供TCAS下降率的限制信息MFD/PFD：提供图像RADIO ALTIMETER：提供高度信息MADC (MICRO AIR DATA COMPUTER)：提供大气信息AWU (AURAL WARNING UNIT)：产生声音DIRECTIONAL ANTENNA：提供入侵飞机方位信息OMNIDIRECTIONAL ANTENNA：提供覆盖范围内的飞机信息用途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6NM 至40NM），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各部分的功能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。
tcas 标准
tcas 标准TCAS（Traffic Collision Avoidance System）是一种空中交通碰撞避免系统，主要用于飞机之间的空中交通冲突避免。
它是目前世界上航空器上安装规模最大的、应用最广泛的航空安全设备之一。
TCAS旨在通过提供良好的避免措施来减少飞机之间的冲突风险，保障航空交通的安全。
TCAS标准提供了与其他飞机的领域内和领域外交流，以及与地面控制的交流。
通过这些交流和共享的数据，TCAS能够提供准确的空中交通信息和冲突预警，并向驾驶员提供相关建议。
该系统通过使用雷达和全球定位系统（GPS）等技术手段，实时监测飞机的位置、速度、高度等参数，从而确定可能出现冲突的目标。
TCAS系统可分为TCAS I和TCAS II两种类型。
TCAS I主要用于民航飞机，能够标识潜在的冲突目标，并为驾驶员提供相关警告。
而TCAS II不仅能够提供冲突目标警报，还可以根据冲突的严重程度向驾驶员提供具体的指示，以帮助驾驶员进行适当的避免行动。
TCAS系统通过两个操作模式来实现交通冲突避免。
当飞机与其他目标之间存在冲突时，系统将进入“协同操作模式”。
在这种模式下，TCAS会与其他飞机的TCAS系统进行通信和协调，以制定出避免冲突的行动方案。
当两个飞机间的水平距离足够近时，TCAS系统会向驾驶员发出警告，指示其适当地上升或下降，以避免撞击。
与此同时，TCAS系统还能通过监测其他飞机的运动状况来保持飞机之间的最佳间隔。
当飞机与其他目标之间没有冲突风险时，系统将进入“独立操作模式”。
在这种模式下，TCAS系统会根据飞机的位置和速度自动计算出最佳的爬升或下降速度，以保持安全间隔。
TCAS标准的提出和应用，使得空中交通事故的发生率得以大幅降低。
这一系统的成功应用不仅极大地提高了飞行安全水平，也为航空运输业提供了巨大的推动力。
随着技术的不断发展，TCAS系统也在不断进行升级和改进，以满足日益增长的航空交通需求。
总而言之，TCAS标准是一种在航空器上广泛应用的空中交通碰撞避免系统。
航空电子设备：TCAS(English)空中交通警戒与防撞系统
Civil Aviation Flight University of China 6
NBAA 2003
7
Traffic Alert and Collision Avoidance System(TCAS)
TCAS Computer
NBAA 2003
Display
ATC/TCAS Control Panel
Mode S XPDR
TCAS Computer
Other Navigation Systems
Omni-directional Antenna Omni-directional Antenna
Figure 7.1
Civil Aviation Flight University of China10
interrogations on a frequency of 1,090 MHz. The computer uses these responses to
track intruders and display the intruder’s bearing and range, and to require verte (own airplane).
The TCAS computer interrogates airplanes in the airspace around its own
airplane on a frequency of 1,030 MHz, and the computer receives responses to its
Civil Aviation Flight University of China 4
Traffic Alert and Collision Avoidance System(TCAS)
飞机防撞系统TCAS
飞机防撞系统可显示飞机周围的情况，有效地辅助飞机驾 驶员主动搜寻和目视发现可能的空中交通冲突，并在需要时 提供语音告警，同时帮助驾驶员以适当机动方式躲避危险， 这些都有助于避免灾难性事故的发生。
飞机防撞系统TCAS简介
TCAS有三类： TCAS Ⅰ:能侦测上7000英尺下10000英尺，前15至40海里，发 现有其它飞机接近时，提前40余秒警告飞行员对方飞机位置和 高度，称为交通咨询(TA， Traffic Advisory)，语音警告： “Traffic！Traffic！ Traffic！” TCAS Ⅱ:第二代空中防撞系统，目前最广泛使用，会用声音 及显示警告飞行员，称为决断咨询Resolution Advisory （RA）,并会语音提示避撞动作，如“Climb！ Climb Climb！”“Descend！ Descend！ Descend!”，另外一架飞 机会有相反警告。 TCAS Ⅲ：第三代空中防撞系统，除了有上下避撞措施还有左 右避撞措施。
飞机防撞系统TCAS简介
1956年6月30日在科罗拉多大峡谷上空6500米处，两架民航班 机相撞造成128人死亡，民航当局随后启动了对有效防撞系统 的研发工作。 1978年，一架轻型飞机在圣地亚哥上空与一架民航班机相撞， 导致了美国联邦航空局(FAA)启动对空中交通警戒和防撞系统 (TCAS)的研究。 最终导致美国国会立法要求实施TCAS的事件是1986年8月31日 在加利福尼亚洲靠近 洛杉矶国际机场的塞 里图斯空域内，一架 墨西哥航空 (Aeromexico)的DC-9 和一架私人飞机空中 相撞。
飞机防撞系统TCAS侦测范围
飞机防撞系统TCAS侦测范围
飞机防撞系统TCAS侦测范围
TCAS无威胁交通目标显示
TCAS接近交通目标显示
空中交通防撞系统(TCAS Ⅱ)的排故与维护
放飞必备的条件之一 ， 同时 ， 必须保证其工作正常 。
欧洲 自 ２ ０ ０ ０年 以来 ． 强制 要 求 民机 安装 Ｔ Ｃ Ａ Ｓ Ｉ Ｉ 系 统． 我 国各 航 空公 司均 已普遍 安装 了 Ｔ Ｃ Ａ Ｓ Ｉ Ｉ 系统 。 因此 ， 保证 Ｔ Ｃ Ａ Ｓ Ｉ Ｉ 系 统正 常工 作 成 为 营运 飞 机 日
民用航 空 安 全 第 一 。在 空 中交 通 日益 繁 忙 的
今天 ， 为避 免 空 中飞 机 发 生 危 险接 近甚 至 碰 撞 ， 保 障飞行 安 全 ， 安装 Ｔ Ｃ Ａ Ｓ系统 是各 种 型 号 民航 客机
意存在 的潜 在 危 险情 况 。 改 变 航 路 的垂 直 高度 ， 避
免飞机 相撞 的风 险 。 Ｔ Ｃ Ａ Ｓ Ｉ Ｉ 系统也 能与 Ａ Ｔ Ｃ Ｒ Ｂ Ｓ （ 空 中交 通管 制 雷 达信标 系统 ） 的地面航站配合 ， 由地 面航 站 管 理 员
［ Ｋ ｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ］ｔ ｒ ｆ ａ ｉ ｆ ｃ ｃ ｏ ｌ ｌ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｖ ｏ ｉ ｄ ａ ｎ ｃ ｅ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ（ Ｔ Ｃ Ａ Ｓ ） ； ｆ ａ ｕ ｌ ｔ ； ｔ ｒ ｏ ｕ ｂ ｌ ｅ — ｓ ｈ ｏ ｏ ｔ ｉ ｎ ｇ
Ｏ 引言
民用 飞 机 设 计 与 研 究
Ｃｉ ｖ ｉ ｌ Ａｉ ｒ ｃ ｒ ａ ｆ ｔ Ｄｅｓ ｉ ｇ ｎ ＆ Ｒｅ ｓ ｅ ａｒ ｃ ｈ
空 中交 通 防 撞 系 统 （ Ｔ Ｃ ＡＳ Ｉ Ｉ ） 的 排 故 与 维 护
Ｔｒ ０ｕｂ ｌ ｅ ｓ ｈｏ０ ｔ ｉ ｎｇ ａ ｎｄ Ｍａ ｉ ｎｔ ｅ ｎａ ｎＡ ３ ２ ０飞 机为例 ， 介绍 了 Ｔ Ｃ Ａ Ｓ Ｉ Ｉ （ 空 中交 通 防撞 系 统 ） 系统 原 理 、 组成 、 功能 及 常见 的故 障 、 排 故
关于TCAS使用的暂行规定
关于TCAS使用的暂行规定空中交通警戒与防撞系统(TCAS)作为一种不依赖于地面空中交通管制系统的机载设备，对于减少和防止航空器相撞，保证飞行安全具有重要作用。
国内外的飞行试验和使用经验表明TCAS能显著地减小航空器相撞的危险性，有效地帮助驾驶员主动搜寻和目视发现可能的交通冲突。
国际民航组织(ICAO)支持各成员国使用TCAS。
为充分合理地使用TCAS系统，确保飞行安全，结合我国民航现在使用TCASII系统的情况，对TCASII 的使用暂作如下规定：一、运营人的责任：1．运营人应按民航总局适航部门的规定安装和维修TCAS系统，对TCAS的性能进行持续监控，保证TCAS的性能始终符合要求。
2．凡按第1款的规定已安装TCAS的运营人应根据本规定及其他有关规定，修改相应的飞行运行手册、操作手册、检查单等文件，对TCAS的使用程序、操作要求、使用限制作出相应的规定，并保证飞行机组在飞行中遵守这些规定。
3．凡按第l款的规定已安装TCAS的运营人应对使用TCAS的飞行人员进行1'CAS训练和检查，确保这些人员熟练、正确地使用该系统。
训练和检查应遵守下列规定：(1)每个飞行机组成员应接受初始1"CAS理论训练和操作训练。
训练结束后应进行理论考试和操作检查。
TCAS理论训练应使受训者熟悉：TCAS 的基本工作原理；TCAS设备的组成部件及信号显示和音响警告；TCAS的使用方式；TCAS所能提供的保护能力和对机组反应的要求；TCAS的使用限制；飞机飞行手册、操作手册、机组训练手册等资料中的有关内容；运营人的有关规定等。
TCAS操作训练应在经民航总局或地区管理局认可的能真实模拟TCAS 程序、冲突和飞行员响应的飞行模拟机、飞行训练器或其他适用的训练设备上进行。
TCAS的工作原理
TCAS的工作原理TCAS的工作原理飞机上的防撞系统美国航空体系称为空中交通预警和防撞系统TCAS:Traffic Alert and Collision Avoidance System欧洲航空体系称为机载防撞系统ACAS Airborne Collision Avoidance System两者实际上的含义、功能是一致的。
防撞系统可显示飞机周围的情况并在需要时提供语音告警同时帮助驾驶员以适当机动方式躲避危险这些都有助于避免灾难性事故的发生。
下面以TCAS为例。
TCAS的历史可追溯到1955年当时本迪克斯航空电子公司目前并入霍尼韦尔公司的JSMorrell博士发表了碰撞物理一文。
其中包括确定进近飞机间接近速率的计算机算法这也是研究所有防撞系统的基础。
在20世纪60年代和七十年代该公司为美国陆军和美国联邦航空管理局FAA研制了数架原理样机并在80年代后期获得了FAA对TCAS的首次鉴定。
TCAS设备外型原理在二次雷达用应答机确定飞机的编号、航向和高度的原理上把询问装置装在飞机上使飞机之间可以显示相互之间的距离间隔从而使驾驶员知道在一定范围内飞行的航空器之间的相互间隔及时采取措施避免碰撞。
和二次雷达一样TCAS系统需要飞机上都装有应答机才有作用。
关于二次雷达可参考航空管制雷达的类型组成和功能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。
航空电子设备：TCAS空中交通警戒与防撞系统
原理6
原理7
三、探测原理
2、探测原理
3) 对方飞机带有C模式应答机：提供RA和TA。 4) 对方飞机带有A模式应答机
原理8
原理8
三、探测原理
2、探测原理 4) 对方飞机带有A模式应答机：仅提供TA
5) 对方飞机无应答机或应答机不工作
原理9
三、探测原理
2、探测原理 4) 对方飞机带有A模式应答机：仅提供TA 5) 对方飞机无应答机或应答机不工作：无
施－－B737、B747等飞机。 B、ND上显示交通情况，PFD的升降速度带上
显示措施－－A340、A320等。
显示方法2
显示方法3
显示方法4
四、驾驶舱显示
2、符号、数据标记及箭头的含义
符号含义1
符号含义2Biblioteka 符号含义1符号含义12
四、驾驶舱显示
3、对方飞机超出显示范围之外
超出显示范围的显示1
超出显示范围的显示2
超出显示范围的显示2
四、驾驶舱显示
4、对方飞机方位信息丢失
四、驾驶舱显示
5、RA目视措施通告
目视通告1
目视通告11
目视通告11
四、驾驶舱显示
6、RA语音通告
语音通告1
语音通告1
语音通告7
语音通告7
四、驾驶舱显示
7、模式及失效通告
失效通告1
四、驾驶舱显示
8、冲突解除显示
四、驾驶舱显示
8、冲突解除显示 TCAS自动宣布冲突解除，标志：
1)声音信息 CLEAR OF CONFLICT 2)红色实心方块变成其他符号 3)目视措施通告从显示器上消失
五、场景仿真及TCAS控制盒
（一） 场景仿真
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ND上TCAS的显示
TCAS分工
当出现TCAS警告时需要合理分工，确立PF与PNF关系 PF TA RA
需要监视潜在飞机运动情况，但不需要作出 机动规避 当出现RA警告PF需要立即断开AP 发口令关断FD 根据PFD的指示柔和且准确地作出规避动作， 将飞机控制在绿区，避免出现在红区。 在此期间不可违背失速警告，GPWS警告和 风切变警告 如果是在最后进近阶段出现RA警告，机组应 立即复飞。 当冲突结束时宣布：CLEAR OF CONFLICT 根据ATC指令恢复正常导航 可按需发口令重新接通AP／FD
总是遵循RA指令即使以下情况存在 －和ATC指令相悖：飞机之间可能有协同机动 －ATC给出的信息和TCAS不同：二次雷达信息可能有延迟 －在靠近升限时发出爬升指令 －即使目视也需要遵循RA指令 立即且合适的作出反应：RA指令需要立即执行，但不要操纵过量 不要根据TA改变飞机轨迹 7.0版本的ADJUST VERTICAL SPEED意思为减小垂直速度，7.1版本为了消除歧 义改为了LEVEL OFF 不要使用TCAS信息来和其他飞机保持间隔：ATC对航空器之间的间隔持有责任， 另外TCAS不能像SSR那样提供足够的信息来保持安全余度且TCAS最多在ND上显 示8架飞机 如果出现RA，尽快报告ATC 当脱离后一定要向ATC报告CLEAR OF CONFLICT 当在最后2000英尺到指定的高度时，降垂直速度限制在1500英尺／分钟以内
冲突飞机的分类
其他冲突飞机 没有碰撞威胁，距离大于6NM或垂直高 度相差1200以上的飞机 邻近的冲突飞机 无碰撞威胁但距离在6NM以内且垂直高 度在1200以内的飞机 TA冲突飞机 潜在的碰撞冲突，根据高度不同TAU不同 ，25s≤TAU≤48s RA冲突飞机 真正威胁碰撞的飞机，根据高度不同TAU不同，15ss≤TAUs35s
TCAS 7.0与7.1版本区别
TCAS范围
TCAS垂直探测范围为-9900英尺到+9900英尺，水平探测范围受飞机 姿态影响，最大时可以达到100NM TCAS高度范围选择器 当在ABOVE位时，ND上显示-2700 英尺到+9900英尺 当在BELOW位时，ND上显示-9900 英尺到+2700英尺 当在ALL或N位时，ND上显示-2700 英尺到+2700英尺 当在THRT位时，ND上只显示触发TA 和RA的航空起
TCAS系统介绍
TCAS:交通警报和防撞系统（Traffic alert and Collision avoidance System)
TCAS主要提供三个用途： 1.探测装有应答机且正在其邻近区域飞行的任何飞机 2.显示潜在的和预测的碰撞目标 3.发布垂直指令以避免冲突（TCAS II ） TCAS主要含有两种功能：TA交通资讯和RA决断咨询 TA：提供给飞行机组潜在的碰撞目标的位置信息 RA：提供给飞行机组预测的碰撞目标的位置信息和指令来避免冲突 空中防撞功能主要是由TCAS中的ACAS功能提供。目前ICAO批准的TCAS系统目前为为 TCAS II 7.0 Change或7.1 CHANGE版本。其中TCAS II 7.1将RA“ADJUST VERTICAL SPEED, ADJUST ”改为了新的RA“LEVEL OFF”，目前我公司两种版本的TCAS都存在。 TCAS是独立于地面空中交通管制系统，由机载TCAS探测周围具备应答机的飞机，从而算 出方位和距离，再根据其C和S模式提供的标准气压高度来算出相对高度。只有具备C／S 模式的应答机才能提供RA，只有具备S模式的应答机才能提供协调机动(Coordinated Maneuvers)。
PNF
PNF需通知ATC，并根据ND上位置信息寻 找飞机
PNF根据PF指令关断FD PNF应根据TCAS指令立即报告ATC： TCAS CLIMB或TCAS DESCENT。同时尝 试目视寻找飞机所在位置
报告ATC：CLEAR OF CONFLICT
具体请参见FCOM－PRO－ABN－34
TCAS操作建议
防止航空器空 中相撞课件
国航西南分公司
背景
近年来西南地区民航发展迅速，飞行密度不断
扩大，防止航空起空中相撞工作面脸了严峻的 挑战。且由于近期军航飞行管制区进行调整， 军民原有飞行计划批报和飞行动态通报也发生 较大变化。应局方要求，航空公司作出提高从 业人员防相撞意识，飞行人员明确熟练掌握 TCAS的系统警告和操作程序的目标。
谢谢观看
Байду номын сангаас