Systmy zabezpeenia a riadenia leteckej prevdzky II ACAS
Systémy zabezpečenia a riadenia leteckej prevádzky II ACAS / TCAS Ing. Ľubomír FÁBRY, Ph. D. www. fabryatc. net http: //web. tuke. sk/lf-klp/Fabry%20 Lubomir/
História a vývoj protizrážkových systémov V súčasnosti prebieha vývoj TCAS III vybavenia , ktoré doposiaľ neexistuje Modernizácia prostriedkov RLP, zariadenia ako i palubného lietadiel ešte umožňovala a pravdepodobne v blízkej budúcnosti ani nebude práve vzhľadom jeho zložitosť zvládať kvantitatívny nárast prevádzky i pri zachovaní pomerne na vysokej miery a pretrvávajúce technické a prevádzkové problémy. Vzhľadom na poskytované možnosti bezpečnosti. No aj napriek tomu sústavne pretrvávalo a aj pretrváva určité riziko možnej zariadením TCAS sa toto a tým stalo pádom povinným vybavením a v súčasnosti je zrážky lietadiel vo II vzduchu ku palubným vysokým stratám materiálnych hodnôt využívaná jeho verzia 7. 0. Od 30 decembra 1993 je toto zariadené povinné v USA pre a ľudských životov. Práve z tohto dôvodu už v 50 -tych rokoch bol započatý vývoj všetky civilné turbínové lietadlá s kapacitou väčšou ako len 30 príslušníkom cestujúcich. V Európe je určitého zariadenia, ktoré by umožňovalo i pilotom a nie RLP, získať povinným vybavením zariadenie ACAS II od 1. 1. 2000 ( 30. 9. 2001) pre všetky civilné dostatok informácii o okolitej prevádzke a tak zabrániť zrážkam. Vyvíjaný systém dostal turbínové lietadlá s kapacitou väčšou ako 30 cestujúcich, alebo ktorých vzletová názov ACAS ( Airborne Collision Avoidance System – palubný proti zrážkový systém). hmotnosť je viac ako 15 000 kg , so zmenou legislatívy od 1. 1. 2005 kde sú tieto hranice Nutnosť takého zariadenia bola vyvolaná a bohužiaľ i potvrdená zrážkami lietadiel vo znížené na viac ako 19 cestujúcich, alebo hmotnosť 5 700 kg. vzduchu v rokoch 1956, 1978 a 1986 v USA. Na základe týchto zrážok inicioval Podľa noriem ICAO sú tieto proti zrážkové zariadenia označované len ako ACAS Federálny letecký úrad (FAA) vznik zariadenia, ktoré by bolo schopné varovať posádky v troch verziách podľa informácii vydávaných pilotom lietadiel. Zariadenie ACAS I, len lietadiel pred možnou kolíziou a súčasne vydávať jednoduché pokyny pre vyhnutie sa informuje o konfliktnej prevádzke, čiže vydáva len tzv. Traffic Advisory (TA). ACAS II , je tejto prevádzke. Bol zahájený vývoj zariadenia TCAS ( Traffic alert and Collision už zložitejší systém a okrem varovnej informácie TA vydáva pri splnení určitých podmie. Avoidance System). Celý tento systém bol vyvinutý a vyrobený v USA a mal niekoľko nok aj príkaz, respektíve doporučenie ku zmene vo vertikálverzií. Ako prvá verzia vznikol TCAS I, ktorý bol vlastne len ekvivalentom zariadenia nom smere. Tento príkaz je označovaný ako Resolution ACAS I a teda nespĺňal potrebné požiadavky pre komplexné spracovanie dát a ich Advisory (RA). O systéme ACAS III nie sú doposiaľinformákompletný prenos užívateľom, ale bol prvým krokom pre vývoj a výrobu systému TCAS cie o jeho implementácii do prístrojového vybavenia niektoréII ( ACAS II ) , ktorý už je schopný vykonávať väčšinu operácií na zaistenie bezpečnosti. ho lietadla okrem testovacej verzie, ale mal by v režime RA vydávať pokyny ku zmene letu vo vertikálnej i horizontálnej rovine.
Jednotka TCAS II vykonáva prehľadávanie priestoru v okolí lietadla, Schéma palubného vybavenia a jeho technický popis vypočítava trať potenciálnej konfliktnej prevádzky pri ktorej zistení určuje spôsob vertikálneho manévru ku bude vyhnutiu sa a zároveň generuje rady na V oblasti vybavenia a technických možnosti následné zameranie orientované na systém vyhnutie. TCAS II verzie 7. 0. Celý komplex systému so všetkými hlavnými a spolupracujúcimi zariadeniami sa nachádza na palube lietadla a skladá sa Ovládací panel TCAS , ktorý je začlenený do panelu odpovedača umožňuje z nasledujúcich častí: nastaviť tri módy činnosti: * Stand by – TCAS je vypnutý * TA only – systém bude vydávať iba varovania o konfliktnej prevádzke * Automatic – normálna prevádzka, kedy je systém plne funkčný a vydáva TA a RA Prepojenie s odpovedačom módu S, zabezpečuje koordináciu RA s inými lietadlami a to hlavne z dôvodu, aby pri vydávaní RA nedošlo ku vytvoreniu konfliktnej prevádzky z ďalším lietadlom, ktoré v danom časovom úseku nie je a ani by nebolo konfliktné. Dve antény systému TCAS, ktorých umiestnenie je nad a pod trupom lietadla, kde nad trupom sa nachádza smerová anténa. Tieto obe antény sú oddelené od antény odpovedača, ale plne s ňou spolupracujú. Toto oddelenie je nutné, aby nedošlo ku samo - sledovaniu a tým ku generovaniu varovaní od vlastného lietadla. Dopyt ako aj odpovede sú na rovnakých frekvenciách ako SSR a to 1030 MHz a 1090 MHz. Prepojenie na palubný počítač , slúži na získavanie údajov o tlakovej výške Prepojenie na rádio výškomer je určené ku zabráneniu vydania RA ak je lietalo v blízkosti zemského povrchu, alebo na vyhodnotenie informácie či iné zaznamenané lietadlo sa nenachádza na zemi.
Reproduktor, informuje osádku lietadla o všetkých vydávaných pokynoch zariadením, vrátanie spresnenia vertikálneho manévru pri pokynoch RA Zobrazenie, môže byť aplikované do samostatnej zobrazovacej jednotky TCAS, alebo integrované do niektorého z vybratých prístrojov EFIS ( Electornic Flight Instrument System) a slúži na zobrazenie príslušných údajov.
Princíp činnosti Výškové ohraničenie / úroveň citlivosti (Altitude bands/Sensitivity level) , ktoré vlastne Jednotlivé vzdialenostné testy je pre názornosť vhodnejšie predložiť v grafickej podobe. Systém TCAS je navrhnutý tak, aby pracoval nezávisle na všetkých navigačných definuje vertikálny ochranný priestor a čas reakcie / čas varovania ( time-to-go/ warning Základným testom, ktorý je vykonávaný, je test vzdialenostný, ktorý je vlastne podielom systémoch lietadla ako aj systémoch používaných na poskytnutie letových time). Veľmi dôležitou vlastnosťou systému je, že pracuje na základe časových kritérií vzdialenosti a rýchlosti približovania a ak je výsledok menší ako 48 s systém vydá prevádzkových služieb. Hlavnou činnosťou je diaľka dopyt na okolité odpovedače po a s tým a nie vzdialenostných , teda čas reakcie a nie reakcie, z niekoľkých sebe informáciu TA. Ak je výsledok menší ako 35 s systém vydá pokyn RA. Aby sa predišlo výpočet a odhad rizika ktoré kolízie. odpovede sú spracovávané a výsledkom je nasledujúcich odpovedí sú Všetky porovnávané, spracované a je vypočítavaný čas na priblíženiu na malú vzdialenosť, v prípade malej rýchlosti približovania, systém zobrazenie prevádzky s jej šikmou diaľkou, relatívnou výškou (ak je súčasťou odpovede) dosiahnutie bodu zblíženia CPA ( Closet Point Of Approach) s iným lietadlom a to kontroluje aj diaľkové parametre a ak je diaľka menej ako 1, 3 NM vydáva informáciu TA a smerom. Ak sú vzájomne narušujúce lietadlá vybavené II, smeroch. prebieha podielom vzdialeností a vzájomných rýchlostí približovania vo TCAS všetkých a ak sa diaľka zmenší pod 1, 1 NM vydáva pokyn RA. komunikácia medzi nimi, aby funguje vzájomne koordinovali vydané RA. ( Vnútorná logika V normálnej prevádzke CAS v jedno sekundovom režime 5 s v redukovanom TCAS II (CAS- Collision Avoidance System) je založená na dvoch základných kritériách: prehľadávaní) a vykonáva testy na vzdialenosť a výšku, čím vlastne prepočítava rýchlosť priblíženia všetkých lietadiel v dosahu na to, aby prepočítaval časy do bodov možných zblížení CPA. Ak je lietadlo vybavené i kódovaním výšky, CAS prepočítava aj výšku lietadla v CPA a tieto údaje sú dodávané jednotke vydávajúcej pokyny TA a RA, ktorá ich vyhodnocuje a vydá príslušný príkaz. Celý systém vlastne pracuje na základe porovnávania vzájomných testov a ak sú vzdialenostné aj výškové hodnoty dosiahnuté, vydá TCAS II varovanie, závislé od veľkosti týchto hodnôt. Vydáva vlastne dva druhy varovaní, spomenuté už v predchádzajúcej časti, kde pokyn TA pomáha osádke pri vizuálnom vyhľadávaní konfliktnej prevádzky a zároveň pripravuje osádku ku možnosti RA a pokyn RA predstavujúci radu na vykonanie vertikálneho manévru ku vyhnutiu.
Princíp činnosti Ďalším testom je test výškový a vypočítava čas na dosiahnutie spoločnej hladiny a to podielom relatívnej výšky medzi lietadlami a relatívnou vertikálnou rýchlosťou. Ako náhle dôjde ku zisteniu času menšiemu ako 48 s systém vydá informáciu TA a v momente zníženia času pod 35 s je vydaný povel RA, ale s tým, že lietadlo ktoré udržiava letovú hladinu sa časová hodnota na vydanie povelu RA znižuje na 25 s. Aby sa predišlo priblíženiu na malú vzdialenosť v prípade malej vertikálnej rýchlosti priblíženia systém opätovne kontroluje vzájomné výšky a v momente dosiahnutia rozdielov výšok menších ako 850 ft je vydaná informácia TA a pod hodnotu 700 ft je vydaný pokyn RA.
Princíp činnosti Jedným s problémov pri výškovom teste je vplyv turbulencie, ktorá môže spôsobiť odchýlenie lietadla smerom ku inému na susednej letovej hladine s vysokou okamžitou vertikálnou rýchlosťou a následne vydaniu TA alebo RA. Z toho dôvodu ak je vertikálna rýchlosť nižšia ako 1000 ft / min od povolenej letovej hladiny (CFL) je zabránené vydaniu RA a súčastne sa minimalizuje vydanie TA. Zároveň TCAS II verzia 7. 0 sa snaží vyhnúť vydaniu povelu pre stúpanie RA klesajúcim lietadlám a naopak. Ak TCAS II vydá pokyn RA, začne prepočítavať vhodný vertikálna manéver na dosiahnutie minimálnej vertikálnej hodnoty minutia, čo je približne 600 ft. Aj počas vertikálneho manévru sú všetky hodnoty sústavne prepočítavané a upravované tak aby vyhnutie bolo čo najbezpečnejšie a v prípade potreby je vydávaný opravený povel ku zvýšeniu, alebo zníženiu počiatočných hodnôt, alebo ku ich celkovým zmenám.
Princíp činnosti Podľa následnej tabuľky je možné porovnať nastavené hodnoty pre vyhodnocovanie prevádzky. Výška Úroveň citlivosti Sekundové hodnoty Hodnoty v NM TA RA 0 – 1000 ft 2 20 - 0, 30 - 1000 – 2350 ft 3 25 15 0, 33 0, 20 2350 ft – FL 050 4 30 20 0, 48 0, 35 FL 050 – FL 100 5 40 25 0, 75 0, 55 FL 100 – FL 200 6 45 30 1, 00 0, 80 > FL 200 7 48 35 1, 30 1, 10 Všetky druhy varovaní sú však závislé aj od vzájomného vybavenia konfliktných lietadiel. Ak odpovedač konfliktného lietadla nespĺňa podmienky ICAO, alebo je vypnutý nedôjde ku žiadnemu varovaniu. Informácia TA je aktívna, ak konfliktné lietadlo má odpovedač spĺňajúci normy a príkaz RA je iniciovaný ak toto lietadlo vysiela aj informácie o výške.
Zobrazenie informácií Pre klesanie Pre stúpanie Adjust vertical speed, adjust Typ informácie alebo pokynu Okrem grafických informácií systém TCAS II vydáva aj informácie v hlasovej forme, ako Ku zobrazeniu informácií sa používajú symboly, ktoré sú tvarovo a farebne rozlíšené, TA Traffic, traffic už bolo spomenuté v predchádzajúcej časti. Jednotlivé druhy hlasových správ sú aby došlo ku ich jednoznačnému pochopeniu. Sú zobrazené v relatívnych polohách predložené vo forme tabuľky. k vlastnému lietadlu a vertikálne údaje sú zobrazené tiež relatívne v stovkách stôp Počiatočné preventívne RA Monitor vertical speed a predstavujú vlastne rozdiel výšky medzi vlastným a iným lietadlom. Šípka zobrazujúca Opravné RA Descend , descend Climb, climb vertikálny pohyb iného lietadla sa zobrazuje ak je rýchlosť klesania, alebo stúpania viac ako 600 ft / min. Zobrazovaný rozsah je možné nastaviť v rozmedzí od 4 NM do 30 NM. Increase descend, Increase climb, Increase descend Increase climb Zväčšenie parametra RA Jednotlivé symboly predstavujú následnú prevádzku: Zmenšenie parametra RA Modrý kosoštvorec bez výplne predstavuje inú prevádzku ( Other traffic ) Zmena povelu RA Descend, descend N O W Climb, climb N O W Modrý kosoštvorec s výplňou predstavuje prevádzku v blízkosti ( Proximate traffic ) Descend, crossing, descend, Climb, crossing, climb, Žltý vyplnený kruh predstavuje prenikajúcu prevádzku, informácia TA ( Intruding traffic ) RA s križovaním výšky descend, crossing, descend climb, crossing, climb Maintain vertical speed maintain Maintain vertical speed, crossing maintain Adjust vertical speed, adjust Červený štvorec predstavuje ohrozenie, príkaz RA ( Threat ) RA pre udržiavanie vertikálnej rýchlosti s križovaním výšky RA pre zníženie vertikálnej rýchlosti Ukončenie RA Clear of conflict Pilot musí vykonať manéver s určenou rýchlosťou stúpania ( zelené pole )
Máte nejaké otázky ? ?
- Slides: 10