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空中防撞系统

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空中防撞系统

空中防撞系統(英語:Traffic Collision Avoidance System縮寫TCAS)是安裝於中、大型飛機的一組電腦系統,用以避免飛機在空中互相衝撞,與地面迫近警告系統搭配成為保護飛航安全的兩大防線。現今大部份民航客機都設有空中防撞系統功能。霍尼韦尔公司是唯一一家生产所有类型空中防撞系統的制造商,超過一半空中防撞系統产品都是出自该公司[1]

简介

早在1950年代航空業界就開始著手研究空中防撞系统,但因技術問題,應用不普遍。直到80年代,經歷多次空難之後,終於進入實用階段,研發出第一代空中防撞系统(TCAS I)。空中防撞系統的運作是通過飛機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,因此空中防撞系統在運作前必需開啟应答机。空中防撞系統顯示器可以與導航顯示器(Navigation Display;ND)整合在一起,也可以與即時垂直速度指示器(Instantaneous Vertical Speed Indicator;IVSI)整合,這樣上升或下降時可顯示垂直速度。

第一代空中防撞系统(TCAS I)能夠偵測上下7000至10000呎,前後15至40海里,發現有航機接近時,會提前40秒警告飛行員對方飛機的高度和位置。第二代空中防撞系统(TCAS II),是目前最被廣泛使用的,會用聲音及顯示警告飛行員,稱為Resolution Advisory (RA),並且會用語音指示避撞的動作,例如:「Climb!Climb!Climb!」「Descend!Descend!Descend!」,同時另一方的空中防撞系統會發出相反的警告。第三代空中防撞系统(TCAS III)除了有上下避撞措施之外,還增加左右避撞能力[2][3]

1993年美國聯邦航空管理局規定,凡進入美國國境飛行的30人座以上的客機,都必須具有TCAS II的能力,而歐洲亦在2000年實施此條例。

警报

等級

空中防撞系統根據各航機對本機的碰撞危險等級,會用不同的符號顯示在導航顯示器上(Navigation Display,ND),其等級分類如下所示:

  • Non-threat:與本機無碰撞危險,白色空心菱形符號。
  • Proximate Advisory(PA): 與本機接近,但尚無碰撞可能,白色實心菱形符號。
  • Traffic Advisory(TA): 與本機已相當接近,有碰撞可能,但不須作閃避動作,黃色實心圓形。
  • Resolution Advisory(RA): 兩機有碰撞的危險,須立即閃避,空中防撞系統會提供閃避方向的指示,紅色實心方塊。

类型

类型 内容 含义 应当采取的措施
TA Traffic; traffic.(冲突,冲突) 对方在水平和垂直方向均已相当接近 尝试目视观察对方,并为可能产生的RA警告作好操纵准备
RA Climb; climb.(爬升,爬升) 对方将从下方经过 开始以1500–2000 英尺/分钟的爬升率爬升
RA Descend. Descend.(下降,下降) 对方将从上方经过 开始以1500–2000 英尺/分钟的下降率下降
RA Increase climb.(加速爬升) 对方将从下方近距离掠过 增大爬升率至2500 – 3000 英尺/分钟
RA Increase descent.(加速下降) 对方将从上方近距离掠过 增大下降率至2500 – 3000 英尺/分钟
RA Reduce climb.(减速爬升) 对方在下方,已有一段垂直距离 减少爬升率
RA Reduce descent.(减速下降) 对方在上方,已有一段垂直距离 减少下降率
RA Climb; climb now.(爬升,现在爬升) 对方刚才在上方,现在已经转移到下方 停止下降,转为爬升
RA Descend; descend now.(下降,现在下降) 对方刚才在下方,现在已经转移到上方 停止爬升,转为下降
RA Maintain vertical speed; maintain.(保持垂直速度,保持) 保持垂直速率即可避免相撞 保持垂直速度
RA Adjust vertical speed; adjust.(调整垂直速度,调整) 对方已经较远,或者一开始的RA警告已经在减弱 开始恢复水平飞行
RA Monitor vertical speed.(注意垂直速度) 对方已经在上方或者下方恢复水平飞行 保持水平飞行
RA Crossing.(交叉点) 正在接近与对方的交汇点。通常伴随着其他的RA警告 执行伴随的RA建议
CC Clear of conflict.(冲突解除) 对方已经不再是威胁,相撞的危险解除 重新接受ATC管理

声音示例

  • TCAS报警(Climb, climb now):
    filedetail
  • TCAS报警(Descend, crossing descend):
filedetail
  • TCAS报警(Traffic, Traffic):
filedetail

各地對空中防撞系統的規管

發佈者 飛機等級 TCAS型號 實施日期
美國聯邦航空管理局 30人座以上的渦輪發動機客機(或最大起飛重量超過15000公斤) TCAS II 1993年1月1日
歐洲航空安全局 30人座以上的渦輪發動機客機(或最大起飛重量超過15000公斤)[4] TCAS II 2000年1月1日
歐洲航空安全局 19人座以上的渦輪發動機客機(或最大起飛重量超過5700公斤)[4] ACAS II(或TCAS II第7.0版) 2005年1月1日
澳大利亚民用航空安全管理局 30人座以上的渦輪發動機客機(或最大起飛重量超過15000公斤)[5] TCAS II 2000年1月1日
香港民航處 9人座以上的飛機(或最大起飛重量超過5700公斤)[6] TCAS II第7.0版 2000年1月1日
巴西國家民航局 19人座以上的飛機(或最大起飛重量超過5700公斤) TCAS II 2005年1月28日
中国民用航空局 30人座以上的飛機(或最大起飛重量超過15000公斤)[7][8][3] TCAS II 2003年1月1日

相关空難

美國聯邦航空管理局或其它民航管理單位,都會規範空中防撞系统與航空交通管制的指示衝突時的優先次序。因為若是一架飛機遵從空中防撞系统,但另一架遵從航空交通管制,這樣子仍有互撞的危險。最明顯的實際案例,在2002年巴什克利安航空2937號班機,兩架飛機在德國南部的烏柏林根(Überlingen)上空發生空中接近,兩機都收到了空中防撞系统的警告,但有一架飛機未遵從TCAS的指示,反而聽從ATC的指示,導致兩機在空中相撞造成重大死傷。2006年戈爾航空1907號班機空難中兩架均有空中防撞系统的飛機在空中相撞,因為機長誤將答詢機關閉,使空中防撞系统無法運作,兩架飛機無法互相偵測,導致相撞。

因此,现行操作流程要求飞行员在TCAS和ATC指令冲突时,优先参照TCAS指令执行。

相关条目

参考資料

  1. ^ 机载防撞系统 TCAS. [2008-08-01]. (原始内容存档于2008-06-22). 
  2. ^ 《世界民航雜誌120期》. 2007: 56页 (中文). 
  3. ^ 3.0 3.1 中国商用飞机有限责任公司-空中防撞系统升级进行时:东航首架安装TCASⅢ的A319投入运营. [2018-07-15]. (原始内容存档于2020-10-22). 
  4. ^ 4.0 4.1 European ACAS II Mandate. [2008-08-01]. (原始内容存档于2007-06-10). 
  5. ^ Explanatory Statement regarding TCAS for CASA(PDF) (PDF). [2008-08-01]. (原始内容存档 (PDF)于2006-08-22). 
  6. ^ Airworthiness Notice No. 24 (PDF) (PDF). [2008-08-01]. (原始内容存档 (PDF)于2007-09-28). 
  7. ^ 四川在线-华西都市报. 中国民航:飞机未装防撞系统不得起降、运行. 中国网. 2002年7月8日 [2018-07-15]. (原始内容存档于2004-11-17). 
  8. ^ 中国商用飞机有限责任公司-TCAS:空中防撞的最后一道防线. [2018-07-15]. (原始内容存档于2020-10-22). 

外部連結