Кіріспе
Ұшақтардың соқтығысуын болдырмау жүйесі
Қозғалыс туралы ескерту және соқтығысуды болдырмау жүйесі (TCAS, /t//i://k//æ//s/; TEE kas) – ұшақтардың әуеде соқтығысуын (MAC) азайтуға арналған ұшақтардың соқтығысуын болдырмау жүйесі. Ол ұшақтың айналасындағы әуе кеңістігін, тиісті белсенді транспондермен жабдықталған басқа ұшақтардың болуын қадағалайды, әуе қозғалысын басқарудан тәуелсіз, және пилоттарды басқа транспондермен жабдықталған, MAC қаупін тудыруы мүмкін ұшақтардың болуы туралы ескертеді. Бұл Халықаралық азаматтық авиация ұйымымен міндетті етілген, ең жоғары ұшу массасы (MTOM) 19 жолаушыдан асатын немесе 19 жолаушыдан астам жолаушы тасымалдауға рұқсат етілген барлық ұшақтарға орнатылатын әуедегі соқтығысудан сақтандыру жүйесінің бір түрі. CFR 14, Ch I, 135-бөлімі 10-30 жолаушысы бар ұшақтарға TCAS I, ал 30-дан астам жолаушысы бар ұшақтарға TCAS II орнатуды талап етеді. ACAS/TCAS екіншілік бақылау радары (SSR) транспондері сигналдарына негізделген, бірақ ұшқышқа қақтығысқа ұшырауы мүмкін ұшақтар туралы кеңес беру үшін жердегі жабдықтан тәуелсіз жұмыс істейді. Қазіргі заманғы «шыны пилот кабинасы» бар ұшақтарда TCAS дисплейі навигациялық дисплейге (ND) немесе электрондық көлденең жағдай индикаторына (EHSI) біріктірілуі мүмкін. Ескі «шыны пилот кабинасы» бар және механикалық аспаптармен жабдықталған ұшақтарда, механикалық IVSI-ның орнына бірден орнатылған тік жылдамдық индикаторы (IVSI) бар TCAS дисплейі болуы мүмкін, ол ұшақтың төмендеу немесе көтерілу жылдамдығын ғана көрсетеді.
A traffic alert and collision avoidance system (TCAS, pronounced /t//i://k//æ//s/; TEE kas), is an aircraft collision avoidance system designed to reduce the incidence of mid air collision (MAC) between aircraft. It monitors the airspace around an aircraft for other aircraft equipped with a corresponding active transponder, independent of air traffic control, and warns pilots of the presence of other transponder equipped aircraft which may present a threat of MAC. It is a type of airborne collision avoidance system mandated by the International Civil Aviation Organization to be fitted to all aircraft with a maximum take off mass (MTOM) of over or authorized to carry more than 19 passengers. CFR 14, Ch I, part 135 requires that TCAS I be installed for aircraft with 10 30 passengers and TCAS II for aircraft with more than 30 passengers. ACAS/TCAS is based on secondary surveillance radar (SSR) transponder signals, but operates independently of ground based equipment to provide advice to the pilot on potentially conflicting aircraft. In modern glass cockpit aircraft, the TCAS display may be integrated in the Navigation Display (ND) or Electronic Horizontal Situation Indicator (EHSI). In older glass cockpit aircraft and those with mechanical instrumentation, an integrated TCAS display including an instantaneous vertical speed indicator (IVSI) may replace the mechanical IVSI, which only indicates the rate at which the aircraft is descending or climbing.
Жүйенің сипаттамасы
TCAS – тиісті транспондермен жабдықталған барлық ұшақтар арасындағы байланысты қамтиды (егер транспондер қосылып, дұрыс бапталып қойылған болса). TCAS-пен жабдықталған әрбір ұшақ белгілі бір қашықтықтағы басқа барлық ұшақтардың орналасқан жерін сұрап біледі (1030 МГц радиожиілігі арқылы), ал басқа барлық ұшақтар басқа сұрақтарға жауап береді (1090 МГц арқылы). Осы сұрау және жауап беру циклі секундына бірнеше рет қайталанып отыруы мүмкін.
Трафик пен шешімділік туралы кеңестердің түрлері
Түрі Мәтін Мағынасы Қажетті әрекет ТА Қозғалыс; трафик. Көлденең және тік жақтан қасқырдың жақындауы. Көзбен байқауға тырысыңыз және РА болған жағдайда маневр жасауға дайын болыңыз. RA Көтерілу; көтерілу. Қасқыр төменнен өтеді. RA бойынша көтерілуді бастаңыз. RA Төмендеу. Қасқыр жоғарыдан өтеді. RA бойынша төмендеуді бастаңыз. RA Көтерілуді күшейту. Қасқыр біршама төменнен өтеді. RA бойынша көтерілуді күшейтіңіз. RA Төмендеуді күшейту. Қасқыр біршама жоғарыдан өтеді. RA бойынша төмендеуді күшейтіңіз. RA Көтерілуді азайту. Қасқыр, әдетте, өте төменде. Баяу жылдамдықпен көтеріліңіз. RA Төмендеуді азайту. Қасқыр, әдетте, өте жоғарыда. Баяу жылдамдықпен төмендеңіз. RA Көтерілу; қазір көтеріліңіз. Бұрын жоғарыдан өтіп бара жатқан қасқыр енді төменнен өтеді. Төмендеуден көтерілуге өтіңіз. RA Төмендеу; қазір төмендеңіз. Бұрын төменнен өтіп бара жатқан қасқыр енді жоғарыдан өтеді. Көтерілуден төмендеуге өтіңіз. RA Тік жылдамдықты сақтаңыз; сақтаңыз. Егер тік жылдамдық сақталса, қасқырдан аулақ боласыз. Ағымдағы тік жылдамдықты сақтаңыз. RA Деңгейлеу, деңгейлеу. Қасқыр айтарлықтай алыстады немесе алғашқы РА әлсіреді. Деңгейлеуді бастаңыз. RA Тік жылдамдықты бақылаңыз. Қасқыр алдыңызға бір деңгейде, жоғары немесе төмен ұшып барады. Деңгейде ұшуды жалғастырыңыз. RA Өту. Қасқырдың деңгейінен өту. Әдетте, басқа РА-ға қосылады. Сәйкес РА бойынша әрекет етіңіз. CC Конфликт жоқ. Қасқыр енді қауіпті емес. Бұрынғы диспетчерлік нұсқауға дереу оралыңыз.
TCAS I
TCAS I – FAA әуе көлігі ұшақтарында TCAS II жүйесін міндетті етуден кейін жалпы авиацияға енгізілген, қазіргі заманғы TCAS II жүйесіне қарағанда арзан, бірақ мүмкіндіктері шектеулі жүйе. TCAS I жүйелері ұшақтың айналасындағы қозғалыс жағдайын (шамамен 40 миль қашықтықта) бақылай алады және басқа ұшақтардың шамамен бағыты мен биіктігі туралы ақпарат ұсынады. Ол сонымен қатар "Қозғалыс туралы ескерту" (TA) нысанында соқтығысу туралы ескертулерді де шығара алады. TA ұшқышқа "Қозғалыс, қозғалыс" деп хабарлап, басқа ұшақтың жақын жерде екенін ескертеді, бірақ ешқандай шешім ұсынбайды; ұшқыш не істеу керектігін әдетте Әуе қозғалысын басқарудың көмегімен өзі шешеді. Қауіп сейілген кезде жүйе "Қауіп жоқ" деп хабарлайды.
TCAS II
TCAS II – 1989 жылы енгізілген алғашқы жүйе және коммерциялық авиацияның көпшілігінде қолданылатын TCAS-тың қазіргі буыны (төмендегі кестеге қараңыз). US Airways 737 әуе кемесі AlliedBendix (қазір Honeywell) TCAS II жүйесімен сертификатталған алғашқы әуе кемесі болды. Ол TCAS I-дің барлық артықшылықтарын ұсынады, сонымен қатар ұшқышқа қауіпті жағдайды болдырмау үшін тікелей, дауыстап нұсқаулар береді, ол "Шешімдік кеңес" (RA) деп аталады. Ұсынылатын әрекет "түзетуші" болуы мүмкін, бұл ұшқышқа "Төменде, төменде", "Жоғарыла, жоғарыла" немесе "Тегісте, тегісте" (мағынасы тік жылдамдықты азайту) деп жариялау арқылы тік жылдамдықты өзгертуді ұсынады. Керісінше, "алдын алушы" RA берілуі мүмкін, ол ұшқыштарға қазіргі тік жылдамдықтан ауытқымауға ескертеді, "Тік жылдамдықты бақылаңыз" немесе "Тік жылдамдықты сақтаңыз, сақтаңыз" деп жариялайды. TCAS II жүйелері ұшқыштарға бұйрықтарды беруден бұрын олардың шешімдік кеңестерін үйлестіреді, сондықтан бір ұшаққа төмендеуге нұсқау берілсе, екіншісіне әдетте көтерілуді айтады – екі ұшақ арасындағы қашықтықты барынша арттыру үшін. TCAS II-нің 7.0 нұсқасы үш авиаэлектроника өндірушісімен – Rockwell Collins, Honeywell және ACSS (Aviation Communication & Surveillance Systems; L3 Technologies және Thales Avionics бірлескен кәсіпорны) шығарылды. 2002 жылғы Überlingen әуедегі соқтығысудан кейін (1 шілде 2002), TCAS II мүмкіндіктерін жақсарту үшін зерттеулер жүргізілді. Eurocontrol-дың кең ауқымды ұсыныстары мен қысымынан кейін, TCAS II-нің минималды операциялық өнімділік стандарттарын (MOPS) қайта қарастырылған құжаты RTCA (арнайы комитет SC 147) және EUROCAE бірлесіп әзірледі. Нәтижесінде 2008 жылға қарай TCAS II 7.1 нұсқасының стандарттары шығарылды және RTCA DO 185B ретінде жарияланды. Бұл нұсқадағы басқа өзгерістер – ұшқыштардың дұрыс емес жауап беруін болдырмау үшін "Тік жылдамдықты реттеу, реттеу" RA-ны "Тегісте, тегісте" RA-мен ауыстыру (өзгерту ұсынысы CP115); және түзетуші/алдын алушы хабарламаны жақсарту және оң RA күшін жоғалтқанда (өте төмен немесе жоғары биіктікте – 1000 фут AGL немесе одан төмен, немесе ұшақтың ең жоғары биіктігіне жақын) жасыл доға дисплейін алып тастау, пилотқа дұрыс емес және қауіпті бағыттарды болдырмау үшін (өзгерту ұсынысы CP116). Eurocontrol үшін жүргізілген зерттеулер, жақында тіркелген операциялық деректерді пайдалану, қазіргі уақытта Еуропа әуе кеңістігінде әрбір ұшу сағатына әуедегі соқтығысу ықтималдығы 2,7 x 10−8 екенін көрсетеді, бұл әр 3 жылда бір рет болатын оқиғаға тең. TCAS II 7.1 нұсқасы енгізілген кезде бұл ықтималдық 4 есеге төмендейді.
TCAS III
Бастапқыда TCAS II Enhanced деп белгіленген TCAS III, көлденең қақтығысты шешу мүмкіндігін қоса, TCAS II тұжырымдамасын кеңейту ретінде көзделген. TCAS III – бұл Honeywell сияқты авиациялық компаниялармен әзірленген «келесі буын» қақтығыстан сақтану технологиясы. TCAS III TCAS II жүйесіне техникалық жаңартулар енгізіп, пилоттарға көлденең және тік маневрлік нұсқаулар арқылы қозғалыс туралы ақпарат беруге және қозғалыс қақтығыстарын шешуге мүмкіндік берді. Мысалы, қарсы бағытта келе жатқан жағдайда, бір ұшаққа «оңға бұрылыңыз, жоғары көтеріліңіз», ал екіншісіне «оңға бұрылыңыз, төмен түсіңіз» деген нұсқау берілуі мүмкін. Бұл ұшақтар арасындағы арақашықтықты көлденең және тік жағынан арттыруға көмектесер еді. Екі ұшақ жерге жақын болғанда және тік маневр жасауға мүмкіндік шектеулі болғанда көлденең нұсқаулар тиімді болар еді. TCAS III басқа ұшақтардың бағытын анықтау үшін TCAS бағыттық антеннасын пайдалануға тырысты, соның арқасында көлденең маневр жасауға болар еді (мысалы, солға немесе оңға бұрылу). Алайда, сала бойынша TCAS бағыттық антенналарының дәлдігінің шектеулілігіне байланысты бұл жүзеге аспайтыны анықталды. Бағыттық антенналардың көлденең жазықтықтағы орналасуын және осыған байланысты көлденең арақашықтықты анықтау үшін жеткілікті дәлдігі жоқ деп бағаланды. 1995 жылға қарай жүргізілген жылдар бойғы сынақтар мен талдаулар көрсеткендей, қолданыстағы бақылау технологиясының (көлденең позиция туралы ақпараттың жеткіліксіздігіне байланысты) бұл тұжырымдама жұмыс істемейді және көлденең ескертулердің көптеген жағдайларда қолданылуы күмәнді. Сондықтан TCAS III бойынша барлық жұмыстар тоқтатылды және оны енгізу жоспарланбады. Бұл тұжырымдама кейіннен дамып, TCAS IV-ке алмастырылды.
TCAS IV
TCAS IV мақсатты ұшақтың S режиміндегі транспондер жауабында кодталған қосымша ақпаратты (яғни мақсат өзінің орнын транспондер сигналына енгізеді) пайдаланып, RA-ға көлденең шешім шығарады. Сонымен қатар, мақсатты ұшақта орны туралы сенімді дереккөз (мысалы, инерциялық навигациялық жүйе немесе GPS) болуы қажет, осы деректер кодтала білуі үшін. TCAS IV 1990 жылдардың ортасына қарай TCAS III тұжырымдамасын алмастырды. TCAS III тәжірибесі көрсеткендей, TCAS процессоры қабылдаған транспондер жауабына бағыт беру үшін қолданатын бағыттаушы антеннаның дәлдігі көлденең орналасуды анықтау үшін жеткіліксіз болды, демек қауіпсіз көлденең шешім шығару мүмкін емес еді. TCAS IV бағытты анықтау үшін ауа-ауа деректер байланысы арқылы кодталған қосымша орналасу ақпаратын пайдаланды, осылайша бағыттаушы антеннаның дәлдігі маңызды болмайды. TCAS IV-ті дамыту бірнеше жылға созылды, бірақ ADS-B (Автоматты тәуелді бақылау – хабар тарату) сияқты деректер байланысындағы жаңа бағыттар, соқтығысуды болдырмауға арналған TCAS IV сияқты жүйені, қосымша қолданыстар үшін ауа-ауа деректер байланысының жалпы жүйесіне біріктіру қажеттігін көрсетті. Осы мәселелерге байланысты, ADS-B әзірлеу басталған кезде TCAS IV тұжырымдамасынан бас тартылды.
Қазіргі уақыттағы орындалу
Кейде жүйеде жалған ескертулер пайда болса да, қазір ұшқыштарға барлық TCAS хабарламаларын нақты ескертулер ретінде қарастыруға және дереу, жоғары басымдықпен жауап беруге қатаң нұсқаулар берілген. Желдің күрт өзгеруін анықтау және GPWS ескертулері мен хабарламалары ғана TCAS-тан жоғары басымдыққа ие. FAA, EASA және көптеген елдердің қағидалары TCAS RA мен әуе қозғалысын басқару (ATC) нұсқаулары арасында қақтығыс туған жағдайда, TCAS RA әрқашан басымдыққа ие болатынын көрсетеді. Бұл негізінен TCAS RA жағдайды қазіргі уақыттағы және толыққанды түрде бейнелей алуымен байланысты, себебі әуе қозғалысын бақылаушылардың радарлары/транспондерлері TCAS сұрақтарына қарағанда әлдеқайда баяу жаңарады. Егер TCAS бір ұшақтың бастапқы RA-сын кері қайтара алса, екінші ұшақтың экипажы бастапқы TCAS RA-ны емес, керісінше ATC нұсқауларын орындап жатқанын анықтаса, бұл апаттың алдын алуға болар еді. Бұл мүмкіндік кейінірек TCAS II 7.1 нұсқасында іске асырылатын болатын. TCAS II 7.1 нұсқасын іске қосу 2009-2011 жылдар аралығында барлық TCAS II жабдықталған ұшақтарды қайта және алдын ала жабдықтау арқылы жоспарланған, сондай-ақ 2014 жылға қарай 7.0 нұсқасы толығымен тоқтатылып, 7.1 нұсқасымен алмастырылуы тиіс. FAA және EASA 2009 жылдан бастап күшіне енген TCAS II 7.1 нұсқасының техникалық стандарттық бұйрығын (сәйкесінше TSO C119c және ETSO C119c) жариялады, ол RTCA DO 185B негізінде TCAS II жүйелеріне, соның ішінде жаңа 7.1 нұсқасына, ұшуға жарамдылық туралы мақұлдама алу бойынша нұсқаулар береді. 2009 жылғы 5 қазанда Еуропалық әуе компаниялар қауымдастығы (AEA) барлық ұшақтарда TCAS II 7.1 нұсқасын басымдықпен енгізу қажеттігін көрсететін позициялық құжатты жариялады. 2010 жылғы 25 наурызда Еуропалық авиациялық қауіпсіздік агенттігі (EASA) ACAS II бағдарламалық жасақтамасының 7.1 нұсқасын енгізуге қатысты 2010 03 нөміріндегі Ұсынылатын өзгерту туралы хабарламаны (NPA) жариялады. 2010 жылғы 14 қыркүйекте EASA жоғарыда аталған NPA бойынша пікір-жауап құжатын (CRD) жариялады. Сонымен қатар, ICAO стандартын ACAS II SARP талаптарына сәйкестікті қамтамасыз ету үшін TCAS II 7.1 нұсқасын талап етуге өзгерту енгізу туралы ұсыныс жасалды. ICAO мүше мемлекеттердің ресми келісімін алу үшін түзетуді таратты, онда TCAS II 7.1 өзгерісін 2014 жылғы 1 қаңтарға дейін жаңадан орнатылатын ұшақтар үшін және 2017 жылғы 1 қаңтарға дейін қайта жабдықталған ұшақтар үшін қабылдау ұсынылды. Әуе компаниялары операторларының пікірлері мен ескертулеріне сүйене отырып, EASA еуропалық әуе кеңістігінде TCAS II 7.1 нұсқасын міндетті ету үшін келесі мерзімдерді ұсынды: жаңадан орнатылатын ұшақтар үшін (1 наурыз 2012 ж.), қайта жабдықталған ұшақтар үшін (1 желтоқсан 2015 ж.). Бұл мерзімдер әлі бекітілмеген және іске асыру ережесі жарияланғанға дейін өзгертілуі мүмкін. Компания өздерінің TCAS 2000 және Legacy TCAS II жүйелері үшін 7.1 өзгерісін сертификаттады және қазіргі уақытта клиенттеріне 7.1 өзгерісіне жаңарту ұсынады. 2010 жылдың маусым айында Honeywell компаниясы TCAS II 7.1 нұсқасы үшін ұсынылған шешімдері туралы ақ қағаз жариялады. Rockwell Collins компаниясы қазіргі уақытта олардың TCAS 94, TCAS 4000 және TSS 4100 TCAS II жүйелері қолданыстағы бағдарламалық жасақтаманы 7.1 нұсқасына жаңартуға болатынын хабарлайды.
Әлемдегі нормативтік жағдай
Құқық (Агенттік) Ұшақтың жіктелуі ТКАС режимі Мәндеттің күні Үндістан (DGCA) 30 орыннан артық жолаушылар отыратын ең жоғары сертификатталған конфигурациясы немесе 3 тоннадан артық ең жоғары жүк тиеу қабілеті бар ұшақ ТКАС II 31 желтоқсан 1998 АҚШ (FAA) 30 жолаушыдан артық орын бар барлық коммерциялық турбиналық көлік ұшақтары (немесе MTOM жоғары) ТКАС II 1 қаңтар 1994 Еуропа (EASA) 30 жолаушыдан артық орын бар барлық азаматтық турбиналық көлік ұшақтары (немесе 15 000 кг жоғары MTOM) ТКАС II 1 қаңтар 2000 Еуропа (EASA) 19 жолаушыдан артық орын бар барлық азаматтық турбиналық көлік ұшақтары (немесе 5 700 кг жоғары MTOM) ТКАС II 1 қаңтар 2000 Гонконг (Азаматтық авиация департаменті) 9 орыннан артық жолаушысы бар Гонконгтағы барлық ұшақтар (немесе 5 700 кг жоғары MTOM) ТКАС II 7.0 нұсқасы 1 қаңтар 2000 Бразилия (Ұлттық азаматтық авиация агенттігі) 30 жолаушыдан артық орын бар барлық көлік санатындағы ұшақтар ТКАС II 7.0 нұсқасы 1 қаңтар 2008 Перу (Аэронвтикалық азаматтық бас басқармасы) 19 жолаушыдан артық орын бар барлық азаматтық турбиналық көлік ұшақтары (немесе 5 700 кг жоғары MTOM) ACAS II (іс жүзінде ТКАС II 7.0 нұсқасы) 1 қаңтар 2005 Аргентина (ANAC) 19 жолаушыдан артық орын бар барлық азаматтық турбиналық көлік ұшақтары (немесе 5 700 кг жоғары MTOM) ACAS II (іс жүзінде ТКАС II 7.0 нұсқасы) 1 желтоқсан 2014