Бортовые системы предупреждения столкновений

1. Бортовые системы предупреждения столкновений

2.

Катастрофы, вызванные столкновением ВС в воздухе
2 июля 2002года катастрофа над
Боденским озером
11 августа 1979
Столкновение двух Ту-134
над Днепродзержинском

3.

Ситуация на сегодняшний день

4.

Необходимость использования TCAS

5.

Назначение
Бортовые системы предупреждения столкновений (БСПС) (англ. ACAS - Airborne
Collision Avoidance System) предназначены для предотвращения столкновений или
опасных сближений в воздухе путем выдачи пилотам рекомендаций по маневрам при
обнаружении риска столкновения.
Обнаружение самолетов, находящихся вблизи, производится по ответным сигналам
от самолетных ответчиков режимов A/C и S. По ответам оценивается взаимное
пространственное положение самолетов, производится прогнозный анализ воздушной
обстановки, выявляются самолеты, которые представляют потенциальную угрозу
столкновения, и экипажу выдаются соответствующие указания (рекомендации),
отображаемые на индикаторе (рис.), а также голосовые сообщения.

6.

Изображение самолетов-нарушителей на индикаторах БСПС

7.

Основными задачами СПС являются
- обнаружение в окружающем воздушном пространстве всех потенциально опасных
с точки зрения столкновений самолетов;
- определение относительного положения угрожающего самолета по дальности,
высоте и возможно по азимуту;
- оценка времени до возможного столкновения;
- определение целесообразных маневров уклонения от столкновения, а также
времени их начала и окончания;
- индикация экипажу самолета данных о воздушной обстановке и команд на
выполнение маневров уклонения;
- доведение до экипажа конфликтного самолета информации о намечаемых действиях
и взаимная координация маневров уклонения.

8.

Оборудование БСПС может выдавать рекомендации двух видов:
1) ТА (traffic advisory) - консультативная информация о том, что определенное
воздушное судно-нарушитель представляет собой потенциальную угрозу.
2) RA (resolution advisory) - рекомендации по разрешению (устранению) угрозы
столкновения, которые предписывают соответствующие маневры.
Различают три типа БСПС:
- БСПС I предоставляет только консультативную информацию ТА (на уровне ИКАО
внедрение в международном масштабе не планируется);
- БСПС II предоставляет ТА и рекомендации RA в вертикальной плоскости;
- БСПС III предоставляет ТА и рекомендации RA в вертикальной и горизонтальной
плоскостях.

9.

Бортовое оборудование системы предупреждения именуют системой TCAS (Traffic
alert and Collision Avoidance System).
По стандартам ICAO, система TCAS должна быть установлена на все воздушные
суда тяжелее 5,7 тонн или сертифицированных для перевозки более 19 пассажиров, а
в соответствии с поправкой №2010-03 Евроконтроля начиная с 01.01.2015 г. все
воздушные суда (модификация 7.1).
Наиболее применимое в настоящее время, бортовое оборудование системы TCAS II
(модификаций 7.0 и 7.1), соответствует уровню БСПС II.

10.

Алгоритм работы системы TCAS II
Для оценки взаимного
определяет три параметра:
• относительную высоту;
• дальность;
• относительный пеленг.
пространственного
положения
самолетов,
TCAS

11.

Алгоритм работы системы TCAS II
Алгоритм работы системы TCAS II по выдаче рекомендаций ТА и RA состоит из
этапов:
1) определения (оценки) взаимного пространственного положения самолетов (своего
и нарушителя);
2) вычисления скорости взаимного сближения;
3) вычисления времени полета τСРА до момента наибольшего сближения (точка СРА Closest Point of Approach);
4) сравнения вычисленного значения τСРА с пороговым значением τпз (тау «пороговое
значение»).
TCAS II выдает рекомендации ТА или RA при условии, когда и τСРА и τH меньше
порогового значения τпз.

12.

Пороговое
значение τпз для
выдачи
рекомендации
RA от 15 до 35 с,
ТА за 5 и 20 с до
выдачи RA
Уровень
чувствительности
SL (Sensitivity
Level)
от 1 до 7.

13.

Особенности работы:
1) При уровне чувствительности SL=1
система TCAS не передает запросы;
2) При SL=2 система TCAS может
выдавать только рекомендации ТА (SL=2 и
SL=3
датчиком
высоты
является
радиовысотомер);
3) Номинальная дальность действия
(наблюдения) системы TCAS 26 км (14 м.
миль) для самолетов, оборудованных
приемоответчиками A/C и до 56 км (30 м.
миль) для приемоответчиков режима S.
4) Система
может
одновременно
отслеживать до 30 воздушных судов.

14.

Состав и принцип работы системы TCAS II
В состав системы TCAS II входит:
приемопередатчик
(вычислитель);
TCAS
- дисплеи или индикаторы;
- две антенны (направленная – верхняя
и ненаправленная – нижняя);
- приемоответчик режима S (с одной
или
двумя
ненаправленными
антеннами);
- пульт управления.

15.

Структурная схема системы TCAS II

16.

Радиоканалы передачи сигналов в БСПС

17.

Принцип определения пеленга самолета-нарушителя
Направление прихода радиоволн от передатчика самолета-нарушителя
определяется с помощью антенны направленного действия, установленной сверху
фюзеляжа самолета.
Амплитудные значения напряжений:
где: UO – амплитуда для максимума диаграммы.
Сравнение принятых сигналов по
амплитуде и фазе позволяет определить
угол
прихода
радиоволн
или
относительный
пеленг
самолетанарушителя.
Диаграмма направленности в горизонтальной
плоскости направленной антенны системы TCAS

18. Выдача рекомендаций при возникновении конфликтной ситуации

19.

Основные эксплуатационные характеристики TCAS
1. Максимальная дальность обнаружения приемоответчиков S по сигналам
всенаправленной передачи – 56 км или 30 м. миль
2. Номинальная дальность действия с возможностью оценки степени
угрозы (выдачи сообщений TA и RA) – 26 км или 14 м. миль.
3. Зона гарантированного отображения информации об угрозе:
а) по дальности - 11 км или 6 м. миль;
б) по высоте - ±370 м или ±1200 футов.
4. Количество одновременно отслеживаемых самолетов - 30.
5. Максимальная скорость сближения ВС, при котором обеспечивается
надежное наблюдение – 2220 км/час.
6. Погрешность измерения дальности - ±14,5 м или ±50 футов.
7. Погрешность измерения пеленга – не более ±10°.

20.

21.

Зоны ответственности TCAS

22. Органы управления БСПС

7 – TA – выдача сообщений рекомендационного характера, TA/RA - режим полной эксплуатации, выдача
сообщений на совершение маневрирования; 8 – THRT – отображение ВС нарушителей, при включенном TA
или TA/RA, находящихся в диапазоне высот 2700 футов относительно высоты защищаемого ВС; ALL вывод на экран всех нарушителей без каких-либо условий, в диапазоне высот 2700 футов относительно
высоты защищаемого ВС; ABV – выдача консультативных сообщений о ВС нарушителей, находящихся в
диапазоне высот +7000 футов и -2700 футов относительно высоты защищаемого ВС; BLW – выдача
консультативных сообщений о ВС нарушителей, находящихся в диапазоне высот +2700 футов и -7000 футов
относительно высоты защищаемого ВС; 9 - в этом режиме отключается функция передачи данных о высоте
полета ответчика режима-S. Система TCAS отключается, и на дисплее выдается сообщение «TCAS OFF»
(система TCAS отключена).

23.

Индикаторы TCAS

24.

Индикация информации TCAS на ND

25.

26.

27.

Конец лекции.