19. 2. Содержание.

Бортовая система предупреждения столкновений TCAS-II

На современных воздушных судах для повышения безопасности полетов, устанавливается - система предупреждения столкновения, которая является обязательным бортовым оборудованием для полетов по международным трассам. Рассмотрим вариант системы TCAS-II фирмы COLLINS ROCKWELL INTERNATIONAL.

Бортовая система предупреждения столкновения (БСПС) TCAS-II предназначена для обнаружения оборудованных международными ответчиками УВД воздушных судов, находящихся в зоне действия системы, отображения их на индикаторах в виде символов и выдачи экипажу рекомендаций на выполнение маневров в вертикальной плоскости для избежания столкновений.

Обнаружение воздушных судов в зоне действия TCAS осуществляется путем запроса бортовых ответчиков этих ВС в режимах А и АС (режимы RBS ), а также в режиме S.

В состав TCAS в качестве подсистемы входит адресный ответчик RBS режим S.

В состав TCAS, установленной на борту, входят:

а) аппаратура TCAS, в том числе:

- вычислитель TTR -920 на раме;

- два индикатора TVI – 920;

- верхняя и нижняя направленные антенны TRE – 920;

б) аппаратура адресного ответчика RBS/ режим S, в том числе:

- ответчик TPR -900 (TPR 720) на раме;

- пульт управления ответчиком - ТТС 920;

- верхняя и нижняя антенны ответчика.

Рис. 1. Вычислитель TTR.

Вычислитель ТТR (см. рис. 1) включает в себя вычислитель и приемопередатчик.

Они обеспечивают:

- формирование и передачу радиосигналов запроса, а также прием и преобразование отвeтных сигналов бортовых ответчиков других самолетов;

- выработку информации о местоположении других самолетов относительно данного самолета, а также классификацию степени опасности столкновения с ними и выдачу соответствующей информации на индикаторы ТVI-920;

- выдачу визуальной и речевой команды на выполнение необходимого вертикального маневра при выявлении встречного опасного самолета (самолета-нарушителя).

На передней панели блока TTR-920 размещена кнопка “TEST” и табло сигнализации отказов системы (Табл.1.)

Направленная антенна TRE -920 обеспечивает направленный прием и излучение радиосигналов.

Одна антенна установлена снизу, а другая - сверху фюзеляжа.

Рис.2. Индикатор TVI-920.

Индикатор TVI-920 (см. рис. 2) представляет собой сочетание трех индикаторов:

- электронного вариометра (VSI) со шкалой ± 30 м/с;

- командного индикатора (RA) системы TCАS, на который в случае необходимocти выдается команда на выполнение требуемого вертикального маневра самолета (в виде сектора зеленого цвета, обозначающего рекомендуемый диапазон вертикальной скорости), а также предупреждающая сигнализация о запрещенном диапазоне вертикальной скорости (в виде соответствующего сектора красного цвета);

- индикатора воздушной обстановки, на котором отображается информация о каждом обнаруженном самолете (степень опасности, дальнocть, азимут и высота относительно данного самолета).

На индикаторе ТVI - 920 установлены следующие органы управления:

- кнопка "М" обеспечивает подключение или отключение индикации воздушной обстановки;

- кнопка "R" - обеспечивает переключение диапазона дальности (6 морских миль вперед и 3 морских мили - назад или 12 морских миль - вперед и 6 морских миль - назад).

На индикаторе ТVI-920 предусмотрены следующие бленкеры:

- "V /S"' (желтого цвета) - при отказе вариометра;

- "RA"' (желтого цвета) - при отказе режима TA/RA, а также при появлении бленкера "V/S";

- "ONLY ТА" (белого цвета) - при режиме ТА, а также при отказе режима "TA/RA";

- "TCAS" (желтого цвета) - при отказе системы ТCAS-II или сопряженных с ней систем;

- "TCAS OFF- (белого цвета) - при включении режима STBY или XPDR; при положении переключателя "ALT - OFF" в положение "OFF" или при отказе сопряженных с ТCAS-II систем;

"TEST " (белого цвета) - при включении режима TEST.

Ответчик TPR (см. рис. 3) обеспечивает совмecтимую работу с наземной системой управления воздушным движением (УВД), а также с системами предупреждения столкновения (БСПС), установленными на других самолетах.

В данном варианте ответчик TPR входит в состав системы ТCАS и выдает в блок вычислителя информацию о барометрической высоте, которую в свою очередь получает от доработанных под выдачу баровысоты в коде Грея рам из cocтaвa ответчика СО-72М.

Ответчик TPR автоматически отвечает на запросы в режимах А, АС или S.

В ответ на запрос в режиме А ответчик выдает информацию о четырехзначном номере кода самолета, установленного на пульте управления ТТC-920; на запрос в режиме АС дополнительно выдает информацию о барометрической высоте полета самолета;

на запрос в режиме S выдает индивидуальный адрес ответчика и информацию о барометрической высоте полета самолета.

При нажатии кнопки "IDЕNТ" на пульте управления ТТC-920 (по требованию службы УВД) ответчик TPR в течение 10 секунд дополнительно выдает сигнaл опознавания.

При установке на пульте управления ТТC-920 кода "7700" ответчик выдает сообщение об аварийной ситуации на борту; при установке кода "7600" - сообщение об отказе радиосвязи; а при установке кода "7500" - сообщение о нападении на экипаж.

Рис.3. Ответчик TPR.

На передней панели блока TPR размещена кнопка “TEST” и табло сигнализации отказов элементов ответчика (Табл.2.)

Взаимосвязь систем.

Для нормального функционирования системы TCAS необходимо поступление в нее информации от следующих систем:

- сигнал курса и исправности от курсовой системы;

- сигнал истинной высоты и исправности от радиовысотомера;

- сигнал барометрической высоты от барометрического высотомера;

- сигнал обжатия шасси от концевого выключателя;

- индикаторы TV – 920 подключаются к линии статического давления.

Система TCAS выдает следующую визуальную и звуковую информацию:

- на индикаторы TVI – 920 в виде символов и цифр выдается информация об относительной высоте, тенденции ее изменения и степени угрозы самолетов – нарушителей, находящихся в зоне действия системы TCAS.

Кроме того, выдается рекомендация по разрешению конфликтной ситуации в виде секторов запрещенных (красный сектор) и разрешенных (зеленый сектор) вертикальных скоростей;

- на дополнительно установленный динамик КВС выдается сообщения на английском языке с предупреждающей информацией и рекомендациями по выполнению маневров в вертикальной плоскости.

В системе TCAS предусмотрены следующие режимы работы:

- режим «STBY» является исходным и подготовительным перед включением других режимов; При этом ответчик TPR и система TCAS находятся в горячем ресерве.

- режим ALT OFF (высота выключена).

В режиме ALT OFF система TCAS находится в горячем резерве, а ответчик TPR 900 отвечает на запросы в режимах RBS и S без выдачи информации о текущей барометрической высоте.

- режим 1 (2) (высота включена).

В режиме ALT ответчик TPR отвечает на запросы в режимах RBS и S с выдачей информации о текущей барометрической высоте.

- режим «XPDR» является режимом автономной работы бортового ответчика УВД. При этом ответчик TPR отвечает на запросные сигналы в режимах А, АС, и S;

- режим ТА.

в режиме ТА ответчик TPR работает аналогично режиму ALT, а система TCAS начинает поиск, отслеживание и классификацию степеней опасности самолетов, при этом рекомендации по разрешению конфликтной ситуации не выдается.

- режим ТА/RA является основным режимом системы TCAS, при котором вырабатывается информация о воздушной обстановке, выявляется и классифицируются другие самолеты, оборудованные международными ответчиками УВД и находящиеся в зоне действия системы TCAS. При этом дальность определяется с помощью измерения времени между выдачей запросного сигнала и получением ответа, а курсовой угол на этот самолет определяется с помощью характеристик направленных антенн и алгоритмов работы вычислителя TTR.

Рис.4. Пульт управления ТТС-920.

Информация о барометрической высоте полета другого самолета поступает в систему TCAS в ответном сигнале ответчика УВД, а информация о собственной барометрической высоте поступает от бортового ответчика.

Степень опасности столкновения вычисляется на основании сопоставления следующих основных параметров:

- скорости взаимного сближения;

- направлении полета самолетов;

- разнице высот полета самолетов и скорости изменения высоты.

В зависимости от степени опасности столкновения самолеты классифицируются по группам. Каждая группа опасности обозначается своим символом определенного цвета, около которого индицируется значение разницы высот полета (в сотни футов) относительного данного самолета и указывается стрелкой тенденция изменения данной разницы при вертикальной скорости сближения более 350 футов в минуту.

Табл.3. Классификация групп опасности.

Индикация воздушной обстановки вызывается на экран индикатора TVI 920 с помощью кнопки М. Кроме этого, предусмотрен автоматический вызов индикации воздушной обстановки в случае обнаружения встречного самолета группы « Внимание» или « Опасно» и появления сообщения «TRAFFIC».

Система TCAS обеспечивает возможность одновременного слежения за 45 самолетами, при этом на экране индикатора могут индицироваться до 30 самолетов одновременно.

На индикаторах отображаются только самолеты, находящиеся в диапазоне высот ±2700 футов, относительно барометрической высоты полета данного самолета. При выявлении системой TCAS другого самолета группы «Опасно» и работе в режиме ТА/RА на индикаторы TVI – 920 выдается команда на выполнение требуемого вертикального маневра и запрещение других опасных маневров, а в динамик КВС выдается речевая команда на английском языке.

Ограничения.

1. Система TCAS может обнаружить только самолеты, оснащенные ответчиками, работающими в режимах RВS (А,С и S).

Самолеты необорудованные указанными ответчиками не могут быть обнаружены системой TCAS.

2, Если ответчик самолета нарушителя не передает высоту (работает в режиме А), то TCAS может определить только азимут и дальность до этого самолета и, поэтому не сможет выдать команду по предотвращению конфликтной ситуации.

При этом система TCAS считает, что самолет нарушитель находится на высоте данного самолета (наихудший случай).

3. В системе TCAS автоматически включаются ограничения на использование режима "ТA\RA" и выдачу речевых сообщений на этапах взлета и захода на посадку.

Многофункциональный индикатор МФИ А813-0409

Общие сведения.

Многофункциональный индикатор (далее по тексту индикатор) используется в системе EGPWS для отображения на экране рельефа местности представленного в различных цветах и различной интенсивности. На экране индикатора высвечиваются тексты речевых сообщений, выдаваемых системой экипажу; аварийные сообщения высвечиваются красным цветом, предупреждающие - желтым.

Индикатор кроме того формирует изображение информации на экране от системы спутниковой навигационной системы GPS и системы предупреждений столкновений TCAS.

Индикатор выполняет следующие основные функции:

формирование и индикацию масштабов дальности;

переключение режимов работы с сопрягаемой аппаратурой с одновременной индикацией выбранных режимов;

формирование и индикацию калибрационных меток дальности и азимута;

прием информации от сопрягаемых систем и выдачу управляющих сигналов в эти системы.

Органы управления.

Органы управления индикатором расположены на передней панели.

Внешний вид передней панели индикатора приведен на рис.5

Рис.5 Вид передней панели индикатора

На рис.5 цифрами обозначены следующие органы управления индикатором:

1- светодиод сигнализации электропитания (загорается зеленым цветом);

2- кнопка «ВКЛ» включения индикатора;

3- кнопка «РЛС» переключения режимов работы РЛС (не используется)

4- кнопка «НАВ» включения/выключения режима «навигация» для получения отображения информации от GPS;

5- кнопка «TCAS» для включения режима отображения информации от системы TCAS;

6- кнопка «ТАWS» для включения режима отображения информации от системы

EGPWS;

7-ручка «ВЫДЕЛЕНИЕ}) (не используется) ;

8- ручка «РРУ» ручной регулировки усиления приемного устройства РЛС (не используется );

9-экран индикатора (жидко кристаллическая панель) ;

10- ручка «ЯРК» регулировки яркости информации на экране;

11- кнопка переключения масштабов отображаемой информации;

12,13,14-переназначаемые кнопки для одновременного вывода на экран информации от нескольких систем;

15-ручка управления курсором в горизонтальной плоскости;

16- ручка управления курсором в вертикальной плоскости и кнопка «ВВОД» информации.

Работа.

Для вывода на экран индикатора информации от системы GPS, TCAS, EGPWS необходимо нажать соответственно кнопку «НАВ», «TCAS» или «ТА WS».

Для одновременного вывода на экран информации от нескольких систем необходимо использовать переназначаемую кнопку, слева от которой имеется надпись «МEНЮ». При нажатии на кнопку «МEНЮ» на экранах по верх текущей информации выводится список функций, с помощью которых оператор получает возможность вывода на экран совмещенной информации.

Вид экрана индикатора в режиме отображения информации от системы TCAS представлен на рис.6

Рис.6 Вид экрана индикатора в режиме «TCAS».

Вид экрана индикатора при совмещенной информации от систем GPS и EGPWS представлен на рис.7.

Рис.7. Вид экрана при отображении информации от систем GPS и «EGPWS»

Включение и контроль индикатора.

Включите системы EGPWS, GPS и TCAS.

Нажмите на передней панели индикатора кнопку «ВКЛ», при этом в верхнем левом углу загорится светодиод зеленого цвета.

На экране индикатора появляется заставка с реквизитами предприятия разработчика.

Автоматически происходит тестирование работоспособности индикатора. По окончанию тестирования (через 2-3 с) внизу в центре экрана выводится надпись «БЛОК ИСПРАВЕН», если индикатор работоспособен, или надпись «ОТКАЗ БЛОКА», при отказе индикатора. При исправном индикаторе через 40с и/или по нажатию любой функциональной кнопки индикатор переходит в рабочий режим.

Для проверки состояния систем, подключенных к индикатору необходимо нажать соответствующую кнопку «НАВ», «TCAS» или «TAWS». После нажатия кнопки на экран выводится сообщение о состоянии системы. Если система выключена или неработоспособна, то в центре экрана индицируется сообщение «ОТКАЗ СИСТЕМЫ ХХХХ» (где ХХХХ - наименование системы). Если система включена и исправна, то на экране отображается информация от системы, в соответствии с ее состоянием.

Контроль работоспособности систем, подключенных к индикатору, осуществляется постоянно на всем времени работы индикатора.

19.3. Вопросы для самоконтроля.

1. Назначение TCAS.

2. Состав TCAS.

3. Основные характеристики TCAS.

4. Принцип действия.

5. Органы управления и регулировки TCAS.

6. Включение, проверка функционирования TCAS.

7. Индикация и сигнализация.

8. Назначение режимов.

9. Какие самолеты может обнаружить система TCAS.

10. На основании сопоставления каких основных параметров вычисляется степень опасности столкновения.

11. В каком случае на индикаторе ТVI-920 появляется бленкер"TEST .

12. В каком случае на индикаторе ТVI-920 появляется бленкер "TCAS OFF.

13. В каком случае на индикаторе ТVI-920 появляется бленкер "TCAS" .

14. В каком случае на индикаторе ТVI-920 появляется бленкер "ONLY ТА".

15. В каком случае на индикаторе ТVI-920 появляется бленкер "RA".

16. В каком случае на индикаторе ТVI-920 появляется бленкер "V /S".

17. Что означает загорание табло TTR PASS, TTR FAIL, XPNDR, UPPER ANT, LOWER ANT, HNDG, RA, TA на передней панели блока TTR-920.

18. Что означает загорание табло PASS, FAIL, UPPER ANT, LOWER ANT, ALT, CTL на передней панели блока TPR.

19.4. Список рекомендуемой литературы.

1. Сосновский А.А., Хаймович И.А. Радиоэлектронное оборудование летательных аппаратов. Справочник – М.: Транспорт, 1987г.

2. Эксплуатационная документация на аппаратуру. (Технические описания. Инструкции по эксплуатации).

3. Самолет Ту-154М. Дополнение к РЭ для самолета Ту-154М, оборудованного аппаратурой системы предупреждения столкновений TCAS-II, сопряженный с СО-72,2002г.

Приложения

Содержание.

Тема №1. Введение. Радиоаппаратура связи ЛА.

Тема №2. Самолетные переговорные и громкоговорящие устройства.

Тема №3. Устройства записи речевой информации.

Тема №4. Речевые информаторы.

Тема №5. Система УКВ радиосвязи.

Тема № 6. Аварийные радиостанции и радиомаяки.

Тема № 7. КВ- радиостанции.

Тема № 8. Радиоаппаратура самолетовождения.

Тема № 9. Автоматические радиокомпасы.

Тема № 10. Навигационно-посадочная аппаратура.

Тема № 11. Самолетные дальномеры.

Тема № 12. Радиовысотомеры.

Тема № 13. Доплеровские измерители.

Тема № 14. Спутниковые навигационные приемники.

Тема № 15. Метеонавигационные РЛС.

Тема № 16. Радиоаппаратура активного ответа, опознавания, предупреждения столкновений.

Тема № 17. Самолетные ответчики.

Тема № 18. Аппаратура опознавания.

Тема № 19. Бортовая система предупреждения столкновений .