航管警告暨防撞系统

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题外话
虽然天空这么大, 可是航路, 机场就这么几个, 所有的飞机都走同样的路,
到同样的目的地, 航机接近事件还是时有所闻. 为了减少飞机在空中互撞的事故, 现在大型
民航机多装有这套 TCAS
第一代的 TCAS 称为 TCAS I, 主要功能是显示周围其它飞机的相对位置,
并且用不同的符号来标示危险等级, 让飞行员了解周围状况, 采取必要措施.
第二代称为 TCAS II, 除了显示的功能之外, 还提供了避撞的飞行指示,
例如叫飞行员立即爬升或下降 (真的是用 "叫" 的), 而且若两机都有 TCAS II, 还会互相协
调好, 避免两架飞机都同时爬升或同时都下降.
不过 TCAS II 的避撞飞行指示, 受限于其设计功能,
只能提供垂直方向的指示 (例如爬升, 保持高度, 减缓下降速度等),
它并不会叫飞行员左转或右转避开, 而这正是第三代 TCAS III 所要发展的重点. 不过目前
还是以 TCAS II 为主, 因此底下要介绍的就是 747-400 上的 TCAS II.
TCAS II 原理
为了获得周围其它飞机的位置与状态, TCAS 需要一套方法来获得这些数据.
也许有人一开始会想到用雷达, 不过要接收飞机微弱的反射电波,
必需有一组功率强大的发射天线, 不如叫其它飞机自己发射电波, 因此运用飞机上现有的
ATC transponder, 就是最好的选择了.
TCAS 其实就像一个小型的 "地面航管台", 它也会发出询问电波 (1030 MHz),
其它飞机上的 ATC transponder 一收到, 也会像回答地面航管台一样,
送出识别码, 高度等数据 (1090 MHz). 当然 TCAS 不需要识别码数据,
但靠着这些回答的电波及高度资料, 就足够用来显示周围飞机的状况了.
从这里可以知道, 若一台飞机没有装置 ATC transponder, 则 TCAS 是毫无用武之地.
地面航管台还有可能用 PSR 发现这些 "不明飞行物体", 但 TCAS 完全没辄了.
系统运作
747-400 上只装一套 TCAS II, 不过有两个天线可使用,
TCAS 可以追踪 30 海浬内 45 架飞机, 若是碰到装置 Mode-S的飞机, 可以多到 150 架, 并
最多可显示其中 30 架的资料.


TCAS 的天线长约 30 公分, 宽约 15 公分, 高只有 3 公分左右, 像个扁扁的乌龟壳贴在机
身表面, 上下机身各有一个.

根据各航机对本机的碰撞危险等级, TCAS 会用不同的符号显示在 ND 上, 其等级分类如下:
Non-threat :
与本机无碰撞危险, 用白色空心的菱形符号表示.
Proximate :
与本机接近的飞机, 但尚无碰撞可能, 以白色实心的菱形符号表示.
Traffic advisory (TA) :
与本机已相当接近, 有碰撞可能, 但还不需做闪避的动作, 如有可能, 需要飞行员目视该机.
显示符号是黄色的实心圆型.
Resolution advisory (RA) :
两机有碰撞的危险, 需要飞行员立刻闪避, TCAS 也会提供闪避的指示. 代表符号是红色的实
心方块.
若来机装有 Mode-C 以上的 ATC transponder, 则其相对高度还会显示在符号旁,
若该机爬升或下降速率超过 500 呎/每分钟, 还会出现箭头符号.

当对方飞机进入 RA 等级时, TCAS 会同时以下列两种方式提出避撞指示 :
PFD 指示 :


例如上图, TCAS 要求飞行员以 5° 以上的仰角爬升, 以避免与来机相撞.
口语指示 :
TCAS 会以语音的方式, 提出避撞指示 (当然讲的是英文). 底下是一些例子 :
"CLIMB, CLIMB, CLIMB"
"DESCEND, DESCEND NOW"
"INCREASE CLIMB, INCREASE CLIMB"
"REDUCE DESCEND, REDUCE DESCEND"
驾驶舱内控制

若要让附近的航机状况显示在 ND 上, 则 EFIS control panel 上的显示距离范围必需在 40
nm 以下,
同时按下中间的 "TFC" 按钮, 另外 ND 的模式必须是 EXP VOR, EXP APP 或 MAP 三种模式
之一

另外 TCAS 的控制是与 ATC 共享一个控制面板. 面板左上角的 Function select switch 中
的 "TA", "TA/RA" 两个位置是给 TCAS 使用