Table of Contents [311703]

Table of Contents

1 INTRODUCERE: APARIȚIA ȘI DEZVOLTAREA SISTEMULUI TCAS

1.1 [anonimizat] a continuat să crească în intensitate. Dezvoltarea sistemelor moderne de control al traficului aerian a [anonimizat], menținând nivelele de siguranță necesare zborului. [anonimizat]. [anonimizat] ’50, a fost pus în discuție conceptul și dezvoltarea unui sistem de evitare a coliziunilor, acționând ca ultimă resursă.

O serie de coliziuni în aer ce au avut loc în Statele Unite a dus la inițierea stadiilor următoare în dezvoltarea sistemului.

în 1956, coliziunea a doua curse aeriene deasupra la Grand Canyon a stimulat atât companiile aeriene cât și autoritățile aeronautice să continue studiile asupra dezvoltării unui sistem.

în 1978, coliziunea dintre o aeronavă ușoară și o [anonimizat] a dus, [anonimizat] (Traffic Alert and Collision Avoidance System) de către FAA.

[anonimizat] 1986, coliziunea dintre un DC-9 și o [anonimizat], a [anonimizat], [anonimizat] 1989, o [anonimizat]-și echipeze TCAS pentru operațiuni de zbor in spațiul aerian al SUA.

[anonimizat] (International Civil Aviation Organisation) a dezvoltat, începând din anii ’80, standarde pentru ACAS (Airborne Collision Avoidance Systems).

ACAS este proiectat sa funcționeze autonom și independent atât față de echipamentul de navigație a aeronavei, cât și față de sistemele de la sol folosite pentru furnizarea serviciilor de trafic aerian.

[anonimizat]. [anonimizat], altitudinea (unde aceasta este inclusă în răspuns) și relevmentul traficului înconjurător.

[anonimizat], care a fost propusă prima oară de către Dr. John S. Morell în 1955, [anonimizat]. [anonimizat] a atinge CPA ([anonimizat]) [anonimizat]. Această valoare de timp este principalul parametru pentru emiterea alertelor și tipurilor de alerte. [anonimizat] o altitudine comună.

ACAS poate furniza două tipuri de alerte:

TA (Traffic Advisory ), care este destinat pentru a ajuta pilotul în identificarea vizuală a [anonimizat] a fi pregătit pentru un potențial RA (Resolution Advisory)

RA (Resolution Advisory), care sunt manevre recomandate pilotului. [anonimizat]-[anonimizat]-ul de date al Modului S [anonimizat] a selecta rezolvări complementare.

Există trei tipuri de ACAS reglementate:

ACAS I furnizează doar TA (la nivel ICAO nu este plănuită o implementare internațională);

CAS II furnizează TA și RA în plan vertical;

[anonimizat] aceste echipamente, începând din 2009 încoace, doar TCAS, se supune standardelor ACAS ale ICAO, și anume TCAS II v7.0 (construit de fabricanții Rockwell Collins, Honeywell și ACSS) pentru SARPs ACAS II. În acest moment nu există echipamente ACAS III, și nici nu este probabil să apară în viitorul apropiat. TCAS III ar fi trebuit să fie noua generație în tehnologia sistemelor de evitare a coliziunii și a fost cercetat de mai multe companii aeronautice cum ar fi Honeywell. TCAS III încorpora îmbunătățiri ale sistemului TCAS II, și avea capabilitatea să rezolve conflicte de trafic folosind manevre și pe plan orizontal, ceea ce ar fi mărit separarea dintre aeronave. Directivele pe plan orizontal sunt folositoare când două aeronave s-ar alfa aproape de sol și spațiul de manevră pe verticală ar fi mic sau deloc. Momentan dezvoltarea în direcția sistemului TCAS III este suspendată și nu există planuri pentru implementerea sa din cauza dificultăților tehnice apărute.

Alertele furnizate de ACAS II depind de modul transponderului aeronavei intruse:

nu poate exista o alertă dacă transponderul este inactiv sau necompatibil cu standardele ICAO;

TA dacă transponderul este activ și compatibil cu standardele ICAO;

RA daca transponderul raportează altitudinea și este compatibil cu standardele ICAO.

Fucționarea TCAS se bazează pe transponderul de la bordul avionului. Nivelul de protecție oferit de echipamentul TCAS depinde de tipul de transponder cu care operează aeronava țintă. Deci este evident că TCAS nu poate oferi protecție impotriva unei aeronave care nu ese dotată cu transponder în funcțiune.

Au existat suspiciuni in privința eficienței sitemului de evitare a coliziunilor fiind emisă ipoteza că aeronavele echipate cu TCAS ar putea fi implicate intr-un “efect domino”. Aceasta se referă la fapul că deplasarea pe verticală a două aeronave în urma RA-urilor emise de TCAS le-ar putea aduce în conflict cu o a treia cauzând devierea acesteia de la traiect si asa mai departe. Studiile au demonstrat însă că sistemul de consultanță pentru comenzile de evitare în loc să genereze o situație instabilă ar duce o aeronavă, care deviază accidental de la nivelul de zbor, la altitudinea autorizată.

1.2 Dezvoltarea TCAS II

Dezvoltarea TCAS II, în cadrul programului FAA, a început în 1981. În anii ’80, evaluări ale performanței, făcute de companiile aeriene, au contribuit la îmbunătățirea graduală a echipamentului TCAS II, până când s-a ajuns la versiunea 6.0 .

În Aprilie 1989, ICAO a decis să întreprindă o evaluare operațională la nivel mondial a TCAS II, pentru a determina performanțele sistemului și pentru a identifica eventuale probleme. Cele două mari evaluări au început în Iunie ’90 în Statele Unite, și în Martie ’91 în Europa.

Îmbunătățirile sistemului, sugerate ca urmare a evaluărilor TCAS II, au dus la dezvoltarea și lansarea Versiunii 6.04a în 1993. Principalul scop al acestei versiuni a fost reducerea alertelor supărătoare ce aveau loc la altitudini joase și în timpul stabilizărilor de nivel.

După implementarea Versiunii 6.04a, evaluările operaționale au continuat cu același obiectiv, și îmbunătățirile de performanță propuse au dus la dezvoltarea Versiunii 7.0. Aceasta a fost aprobată în Decembrie 1997 și a devenit disponibilă la începutul anului 1999. Versiunea 7.0 va îmbunătății mai departe compatibilitatea TCAS-ului cu sistemul de control al traficului aerian. Cele mai importante îmbunătățiri sunt introducerea unui filtru de distanță orizontală greșită și un “urmăritor” vertical cu sensibilitate de 25 ft, compatibil cu operațiuni RVSM și cu reducerea interferențelor electromagnetice.

1.3 Implementarea obligatorie la nivel internațional

Prima implementare obligatorie a unui sistem de evitare a coliziunii, TCAS II, a fost solicitată zborurilor în spațiul aerian al Statelor Unite începând din 30 Decembrie 1993. Toate aeronavele civile cu motor cu turbină având la bord mai mult de 30 de pasageri și zboară în spațiul aerian American trebuie să fie echipat cu TCAS II.

Începând din acea dată, numărul aeronavelor de rază lungă, echipate cu TCAS II ce operau în spațiul aerian European a continuat să crească, chiar dacă purtarea sistemului nu era obligatorie. Cu toate acestea, studiile și evaluările continue au demonstrat beneficiile siguranței oferite de TCAS II și unele companii aeriene au început echiparea flotei.

În 1995, EUROCONTROL Comitee of Management a aprobat o politică de implementare și un program de echipare obligatorie al ACAS II în Europa. Acesta a fost ratificat de către Consiliul de Proiecte a European Air Traffic Control Harmonisation and Integration Programme (EATCHIP).

Politica aprobată cerea ca:

începând din 1 Ianuarie 2000, toate aeronavele civile cu aripi fixe și motor cu turbină care au o masă de decolare peste 15.000 kg, sau o configurație de locuri maxime aprobate pentru pasageri mai mare de 30, vor fi nevoite să se echipeze cu ACAS II, și

începând din 1 Ianuarie 2005, toate aeronavele civile cu aripi fixe și motor cu turbină care au o masă de decolare peste 5.700 kg, sau o configurație de locuri maxime aprobate pentru pasageri mai mare de 19, vor fi nevoite să se echipeze cu ACAS II.

Echiparea obligată al ACAS II este de asemenea implementată în alte state, incluzând Argentina, Australia, Chile, Egipt, India, Japonia etc.

Această creștere graduală a implementării folosirii sistemelor ACAS II, apărută ca rezultat a înțelegerii de către operatori a beneficiilor siguranței echipamentului după coliziunea în aer dintre un Boeing 747 Saudit și Illyshin 76 Kazak în 1996, a inițiat propunerea ICAO pentru o echipare obligatorie la nivel mondial al ACAS II, incluzând aeronavele de transport mărfuri, pe etape, din 2003, și respectiv 2005.

Pentru a garanta eficiența completă al ACAS II, ICAO a obligat echiparea și folosirea transponderelor cu raport al altitudinii barometrice, care este o cerință a generației de RA.

După o coliziune în aer dintre un Tupolev 154 al Forțelor Aeriene Germane și o aeronavă de transport C-141 a US Air Force ce a avut loc în Namibia în Septembrie 1997, au fost date urgent considerații necesității echipării aeronavelor militare de transport cu ACAS II. Acest lucru este acum în desfășurare.

2 COMPUNEREA SISTEMULUI TCAS

Fig 1. Schema TCAS II

2.1 Părți componente ale sistemului

Un TCAS II este compus din:

un computer – care execută supravegherea spațiul aerian, urmărirea intrusului, detectarea amenințărilor, determină manevre de evitare și generează recomandări.

El reprezintă centrul sistemului conținând emițîtorii și receptorii de radiofrecvență necesari interogării altor transpondere. Se folosesc microprocesoare duale pentru introducerea algoritmilor sistemului de supraveghere și evitare a coliziunilor pentru a decide dacă un răspuns de transponder trebuie considerat o amenințare și apoi pentru a calcula viteza ascensională potrivită pentru a evita coliziunile. În plus se transmit date către ecranele piloților pentru a informa echipajul de zbor ce măsură trebuie luată pentru evitarea coliziunii.

Pentru a controla parametrii logici care determină volumul de protecție din jurul fiecărei aeronave dotată cu TCAS , această unitate primește date de la altimetrul de presiune și de la altimetrul radar de la bordul aeronavei. Dacă o aeronavă supravegheată devine un potențial pericol de coliziune, computerul va selecta cea mai buna manevră de evitare iar dacă ambele aeronave sunt echipate cu TCAS în funcțiune, această manevră va fi coordonată între cele două siteme TCAS în sensul că manevra de evitare indicată va fi „coboară” dacă penru cealaltă aeronavă este „urcă”.

un panou de control TCAS – încorporat în cel al transponderului. Este un selector cu 3 poziții:

– Stand-by – TCAS oprit. Puterea este aplicată procesorului TCAS și transponderului Mode S, dar TCAS nu emite nicio interogare și transponderul va răspunde numai interogărilor discrete.

– TA Only – sunt emise numai TA. Transponderul Modul S este pe deplin operațional. TCAS va funcționa în mod normal și va emite interogările corespunzătoare și va efectua toate funcțiile de urmărire. Cu toate acestea, TCAS va emite numai AT; RA vor fi inhibate.

– Automatic sau TA/RA – operare TCAS normală. Transponderul Modul S este pe deplin operațional. TCAS va funcționa în mod normal și va emite interogările corespunzătoare și va efectua toate funcțiile de urmărire. TCAS va emite TA și RA atunci când este cazul.

două antene – una montată în partea de sus a fuzelajului, iar a doua în partea de jos. Antena de sus este direcțională pentru a spori supravegherea intrusului. Aceste antene sunt separate de antena transponderului. Interogările sunt transmise pe 1030 MHz și răspunsurile sunt recepționate pe 1090 MHz, aceiași frecvență utilizată de SSR (Radar de Supraveghere Secundar). Acțiunile TCAS-ului sunt în legătură cu cele ale transponderului pentru a evita urmărirea pe sine;

conexiune cu transponder Mod S – pentru a genera RA complementare și coordonate, când amândouă aeronave sunt echipate cu TCAS;

conexiune cu altimetrul – pentru a obține altitudinea barometrică; și/sau cu ADC-ul (Air Data Computer) dacă este echipat cu acesta;

conexiune cu altimetrul radar – pe de o parte pentru a restricționa RA când aeronava este aproape de sol, iar pe de altă parte pentru a determina dacă nu cumva aeronava urmărită de TCAS este la sol;

difuzoare – pentru atenționare acustică;

display-uri – pentru afișare datelor relevante.

Suplimentar, alte date cu referire la performanțele aeronavei, sunt luate în considerare, cum ar fi poziția trenului de aterizare și a flapsurilor, plafonul, etc.

Cu toate acestea TCAS II nu este conectat la pilotul automat, nici la FMS (Flight Management System). TCAS rămâne independent și va continua să funcționeze în cazul defectării unuia din sistemele menționate.

2.2 Prezența în cockpit a sistemului TCAS

Prezența sistemului în cockpit oferă informații limitate asupra traficului adiacent, indicații TA și RA, și avertizări acustice.

Sistemul de afișaj cu informații de trafic este proiectat pentru a ajuta la obținerea unei imagini vizuale asupra intrusului. Acesta indică poziția relativă, pe verticală și orizontală, a aeronavelor din vecinătate, prin analiza răspunsurilor de la transponder. Fiecare aeronava din proximitate este afișată în funcție de poziția și atitudinea sa după o simbologie standard.

Aeronava proprie este indicată ca un vârf de săgeata sau un simbol de forma unui avion colorat alb sau albastru.

Țintele sunt afișate cu simboluri diferite, în funcție de statutul lor dat de ACAS:

un romb gol, albastru sau alb – pentru aeronavele care nu deranjează

un cerc plin galben – pentru intruși (care generează un TA)

un pătrat plin roșu – pentru amenințări (care generează un RA)

Aeronavele care nu deranjează, care sunt în rază de 6NM și 1200 ft de propria aeronavă, sunt numite trafic de proximitate și sunt diferențiate de restul traficului printr-un romb plin, albastru sau alb. În cazul unei recomandări din partea TCAS-ului, simbolul arată că aeronava respectivă nu este intrusul care generează recomandarea, când cel mai apropiat trafic poate sa nu fie necesar cel mai amenințător.

Fiecare simbol este afișat pe ecran conform poziției relative față de propria aeronavă. Acuratețea afișajului depinde de scala selectată. Când scala de 10 NM este folosită, acuratețea poziției este aproximativ +/- 1NM în distanță și aproximativ +/- 10 grade în relevment.

Informația verticală este de asemenea afișată, cu simbolul relevant, când intrusul raportează altitudinea. Altitudinea relativă este afișată în sute de picioare, deasupra simbolului dacă intrusul este deasupra aeronavei proprii și sub simbol în cazul opus. La unele aeronave poate fi afișat nivelul de zbor în locul altitudinii relative. Suplimentar, o săgeată este afișată când aeronava vizată urcă sau coboară cu mai mult de 600 picioare/minut.

Afișajul TCAS se poate găsi independent, sub forma clasică, sau în cadrul afișajelor EFIS.

2.2.1 Instrumentația clasică

Traficul și recomandările sunt afișate pe un ecran cu cristale lichide, care include și IVSI (Instantaneous Vertical Speed Indicator). Un cerc este afișat cu puncte sau linii la 2 NM în jurul simbolului propriei aeronave. Raza afișajului variază între 4 NM și 30 NM în fața aeronavei proprii.

Un RA este afișat prin apariția unui arc de cerc roșu ce indică gama vitezei verticale care trebuie evitată. Un arc de cerc verde, afișat lângă cel roșu indică pilotului că ar trebui să manevreze aeronava pentru a atinge viteza verticală necesară, limitând deviația de altitudine. Dacă sunt prezente mai multe amenințări, doua arcuri de cerc roșii flanchează pe cel verde.

Fig 2. RA pe afișaj IVSI

Fig. 3. Exemple de RA pe IVSI

2.2.2 EFIS

Pe afișajul EFIS (Electronic Flight Instrument System) informațiile TCAS privind RA sunt arătate pe PFD (Primary Flight Display), iar cele TA pe ND (Navigation Display).

Exista 2 moduri de afișare pe PFD:

– afișarea pe orizontul artificial: un RA este afișat de către un trapezoid roșu sau portocaliu care arată pilotului ce tangaj al aeronavei să evite. Acest tip de afișaj nu include și o zonă verde spre care să manevreze.

– afișarea pe indicatorul de viteză verticală: RA este afișat la fel ca la instrumentele clasice. O zonă roșie marchează gama de viteze verticale de evitat, iar o zonă verde indică viteza verticală necesară, limitând deviația de la nivelul de zbor.

Fig. 4. EFIS – exemple de PFD

Fig. 5a. EFIS – ND (Navigation Display) Fig 5b. EHSI în modul “map”

în modul “roză” cu afișaj al traficului

2.2.3 Avertismente acustice

Difuzoare localizate în cockpit alertează echipajul, prin mijloace acustice, de recomandările TCAS. Mesajele acustice sunt detaliate în tabelul de mai jos, conform tipului de recomandare: Traffic Advisory (TA) sau Resolution Advisory (RA). (se găsesc în Anexa 1)

3 Logica sistemului CAS

Logica sistemului de evitare a coliziunii CAS (Collision Avoidance System) este predictiv și este bazat pe două concepte de bază: nivelul de sensibilitate și timpul de avertizare.

Nivelul de sensibilitate este o funcție a altitudinii și definește nivelul de protecție. Timpul de avertizare este bazat în mare pe timpul (fără să conteze distanța) până la CPA (Closest Point of Approach). Timpul de avertizare include și o protecție suplimentară în distanță pentru cazul unor rate mici de apropiere.

TCAS folosește informații de la propriul altimetru barometric din avion direct de la codificatorul de altitudini sau de la un computer cu date aeriene acolo unde este nevoie, pentru a-și determina altitudinea, viteză verticală și altitudinea aproximativă a fiecărei ținte.

Informațiile de la algoritmul de urmărire (direcția și viteza țintei, înălțimea aproximativă și viteza vertială) reprezintă datele inițiale pentru TA și pentru algoritmii de detectare a amenințării.

Când se află sub 1700 picioare, logica TCAS apreciază altitudinea la care se află aeronava amenințare folosindu-se de altitudinea barometrică și radarul altimetric propriu precum și de înălțimea barometrică a țintei. Dacă altitudinea aeronavei vizate este mai mică de 380 picioare atunci TCAS consideră aeronava ca aflându-se la sol.

Fig.5 Determinarea aeronavelor aflate la sol

Nivelul de sensibilitate (SL)

O cale de mijloc este necesară între protecția pe care CAS trebuie să o asigure și alarmele inutile produse ca rezultat a naturii predictive a sistemului. Acest echilibru este obținut controlând nivelul de sensibilitate (SL – Sensitivity Level), care ajustează dimensiunile unui volum protejat teoretic în jurul fiecărei aeronave echipate cu TCAS. Nivelul de sensibilitate depinde de altitudinea aeronavei și variază între 1 și 7. Cu cât SL este mai mare, cu atât mai multă protecție este asigurată.

Pentru pilot sunt furnizate 3 moduri de operare: STAND-BY, TA-ONLY și AUTOMATIC. Aceste trei moduri sunt convertite în niveluri de sensibilitate, astfel:

când STAND-BY este selectat de către pilot (SL=1), echipamentul TCAS nu trimite interogări. În mod normal, acest mod este folosit când aeronava se află la sol sau când este o defecțiune a sistemului.

în modul TA-ONLY (SL=2), echipamentul TCAS execută funcția de supraveghere. Însă doar TA sunt furnizate. Echipamentul nu furnizează nici un fel de RA.

când pilotul selectează AUTOMATIC, TCAS selectează un SL bazat pe altitudinea curentă a aeronavei. SL 2 este selectat când aeronava se găsește între 0 și 1000 ft AGL (Above Ground Level) indicată de radio altimetru. Acest SL corespunde modului TA-ONLY. În SL 3 pâna la SL 7 sunt furnizate TA, cât și RA. Pentru a determina nivelul de sensibilitate peste 2600 ft AGL, sistemul folosește altitudinea barometrică, indicată de altimetru barometric.

Timpul de avertizare (TAU)

Timpul de avertizare (TAU) este bazat pe timpul parcurs (și nu pe distanța) până la punctul cel mai apropiat al întâlnirii (Closest Point of Approach – CPA) și se calculează împărțind distanța dintre aeronave (DS) la viteză de apropiere dintre ele. TAU este în funcție de SL.

Conceptul TAU a fost conceput pentru a exploata ideea că pentru evitarea coliziunilor, timpul de parcurs către CPA este mai important decât distanța de parcurs. TAU aproximează în secunde timpul către CPA, și este egal cu de 3600 ori distanța oblică în mile nautice împărțită cu viteza de apropiere în noduri.

În cazul în care viteza apropierii este mai mică, este posibil ca o țintă să vină periculos de aproape fără să violeze granițele TAU și să genereze un TA/RA. DMOD (Distance MODification) constitue o protecție suplimentară în cazul în care viteza de apropiere este foarte mică (de exemplu în cazul a două aeronave ce zboară în același sens pe drumuri cu unghi de convergență mică). În acest caz, o țintă poate ajunge periculos de aproape de cealaltă fără să încalce limitele limitele TAU și nu emite nici un TA sau RA. Valorile DMOD sunt de asemenea o funcție a SL.

Fig 6. Volumul de protecție al ACAS între 5000 și 10000 de picioare

3.1 Consultanța pentru trafic

Funcția de consultanță pentru trafic se bazează pe un algoritm simplu similar logicii care declanșează RA- urile dar cu timpi măriți.

Fig.7 Calcularea TAU pe verticală

În cazul unei apropieri cu viteză mica TCAS va ține cont de praguri (distanțe) de alertă- ZTHR (fig.8). Pragul vetical de declanșare pentru TA- uri este de 850 ft deasupra și dedesuptul aeronavei sub FL-420 și de 1200 ft peste. FL- 420.

Fig.8 Pragul vertical de declanșare TA

Un avion amenințare care nu poate transmite prin mod S altitudinea la care se află va duce la declanșarea TA dacă rezultatul testului de distanță este corespunzător pe baza valorilor TAU (20s – 48 s).

Fig.9 calcularea TAU pe orizontală

În cazul apropierii lente a amenințării chiar daca vitezele aeronavelor sunt ridicate, sistemul TCAS va ține cont de modificarea distanței de separare- DMOD.

Fig.10 Apropierea lentă a amenințării

Dacă o amenințare nu face obiectul unei TA dar se află pe o distanță de până la 6 NM pe orizontală și până la 1200 ft pe verticală față de sistemul TCAS, aceasta va fi afișată ca trafic de proximitate.

3.2 Detectarea amenințărilor

La fiecare scundă sunt efectuate teste de distanță și altitudine pentru fiecare aeronavă aflată în raza de acțiune a sistemului de evitare a coliziunilor. Trebuiesc întrunite criteriile ambelor teste pentru ca o aeronavă să fie declarată amenințare.

Pragul orizontal de alertă nu se bazează pe distanță ci pe timpul de parcurs până la CPA. Poziția acestuia depinde de capul compas și de viteza fiecărui avion. Volumul protejat din jurul aeronavei dotată cu TCAS este de obicei o sferă truncheată cu o rază egală cu produsul dintre viteza sa relativă si TAU, pentru partea din față, pentru partile laterale raza fiind egala cu o distanța de siguranță.

Pentru evitarea alertelor inutile TCAS folosește algoritmul de apreciere a distanțelor de siguranță MDF (Miss Distace Filtering) care se bazează pe calcularea distanței de separare orizontală HMD (Horizontal Miss Distance) în CPA. MDF este eficient mai ales in conditiile distanțelor duble față de DMOD.

Fig.11 Calcularea HMD

3.3 Consultanța pentru manevrele de evitare. Logica alegerii RA-urilor

Supravegherea în mod s funcționează după principiul de selectare a adresei, de aceea supravegherea TCAS a nevelor dotate cu transponder mod s este relativ directă. Transponderele mod s generează emisii spontane una pe secundă, care conțin adresa individuală mod s a emițătorului. Când TCAS primește un mesaj, trimite o întrebare mod s către adresa conținută în memorie, și din răspuns apreciază raza, azimutul și dacă e posibil altitudinea.

TCAS va micșora interferența cu alte nave pe canalele de 1030/1090 MHz prin adaptarea vitezei interogării față de raza și viteza de apropiere a acestora iar cînd navele sunt destul de aproape pentru a se garanta TA, viteza interogării va crește la una pe secundă. Datele pe care TCAS le primește despre ruta și altitudinea de la fiecare țintă mod s sunt folosite de sistemul de evitare a ciocnirilor pentru detectarea intrușilor și pentru afișaj.

Când o amenințare este declarată, se folosesște un proces în doi pași pentru a selecta un RA. În primul rând se hotărăște direcția RA-ului (în sus sau în jos). Bazată pe direcția și înălțimea intrusului, logica TCAS modelează traiectoria intrușilor către CPA . Figura următoare prezintă traiectoriile care ar rezulta dacă avionul ar urca sau ar coborî ca să evite întâlnirea.

După cum se observa din figura varianta indicării unui RA de urcare nu premite atingereaunei sepări (ALIM) suficiente la CPA și drept urmare sistemul TCAS va alege drept variantă corectă RA-ul de coborâre. Valoarea ALIM poate varia între 300 și 700 de picioare în funcție de altitudinea la acre se afla aeronava.

O altă regulă în alegerea RA-ului este evitarea pe câ posibil a intersectării traiectoriilor aeronavelor după cum se poate vedea și în figura următoare.

Fig.13 Alegerea traiectorie de evitare a întâlnirii

În cazul în care varianta prin care traiectoriile celor două avioane nu se intersecteaza nu permite antingerea ALIM antunci va fi selectată varianta cu intersectarea traiectoriilor.

Al doilea pas în selectarea unui RA este selectarea „puterii” (panta,viteza efectuari imanevrei etc ) acestuia. Sub acest aspect se va selecta un RA care va afecta cel mai puțin traiectoria și viteza de deplasare a avionului. În cazul unor modificări neprevăzute in deplasarea avionului amenințare sistemul TCAS va emite un alt RA (RA-de corectare).

Fig 14. RA de corecție prin creșterea pantei

Se poate întampla ca avionul amenințare să se indrepte , contar așteptărilor, spre traiectoria impusă de RA avionului dotat cu TCAS. În acest caz Sistemul are de ales între 2 soluții : să indice cresterea pantei de coborâre /urcare ca în figura 14 sau să emită un RA de sens ivers celui dintâi ca in figura 15. În ambele cazuri pentru alegerea RA se va reparcurge algoritmul amintit.

Fig.15 Modificarea RA inițial

Logica CAS-urilor poate exclude comenzile „urcă” sau „accentuează urcarea” în anumite condiții presetate datorită performanțelor avionului la înalțimi mari sau în momentul când acesta se află pe panta de aterizare etc. În aceste cazuri sistemul de evitare a coliziunilor va alege alte RA-uri viabile. RA- urile de accentuare a coborârii sunt excluse când aeronava se află sub 1450 ft . Sub altitudinea de 1000 ft nu se emit RA-uri.

TCAS poate rezolva și situații cu mai multe avioane amenințare fie printr-un RA care să permită patrarea unei distanțe de siguranță față de toate celelalte aeronave, fie printr-un RA ce constă într-un complex de restricții de urcare și coborîre (fig.16).

3.4 Coordonarea TCAS – TCAS

În cazul unei întâlniri TCAS – TCAS fiecare avion îl abordează (interoghează) pe celălalt prin legătura mod s în așa fel încât să se garanteze selectarea de RA complementare. Abordarea coordonată se realizăează pe aceleași canale de 1030/1090 MHz ca și interogările de supraveghere și sunt transmise o dată pe decundă pe durata RA. Abordările coordonate conțin informații cu privire la manevra verticală pe care avionul intențonează să o facă, sau prezintă o intenție cu privire la orice tip de „amenințare”. Aceste informații sunt exprimate în mod complementar, adică, dacă un avion va folosi un RA „cu sensul în sus” față de „amenințare” (o intenție de urcare), va transmite un mesaj în cadrul interogării coordonate către amenințare, fapt care va restânge soluțiile amenințării la aceea de a adapta un RA ce va indica coborârea. Puterea RA- ului de coborâre selectat de celălalt avion TCAS depinde de geometria situației. Regula de bază în selectarea sensului într-o întâlnire TCAS/TCAS este: înainte de a selecta sensul, fiecare TCAS trebuie să verifice dacă a primit sau nu un mesaj de intenție din partea vreunei „amenințări”. Dacă da, TCAS selectează sensul opus. Dacă nu, TCAS selectează un sens bazat pe geometria întâlnirii ca și cum „amenințarea” n-ar fi dotată cu TCAS.

În marea majoritate a cazurilor cele două avioane se percep ca amenințare al intervale ușor diferite. Cooronarea începe în mod direct atunci când primul avion își selectează și își transmite pe baza geometriei sale „sensul” și puțin mai târziu cel de-al doilea avion va selecta și transmite un „sens” opus. Se poate întampla însă, ca ambele TCAS să selecteze RA- uri cu sens identic dar în acest caz aeronavea cu cel mai ridicată adresă în mod s va detecta incompatibilitatea și va modifica sensul RA- ului ales înainte de a-l anunța pilotului.

Fig. 17. Exemplu de RA coordonate

Logica TCAS îndeplinește și funcția de a semnaliza vizual și acustic RA-ul selectat. De menționat este faptul că avertizările sonore sunt împiedicate sub altitudinea 400 de picioare și că avertizările sonore ale GPWS (Ground Proximity Warning System), sistemului de detectare rafalelor de vânt etc au prioritate fața de cele ale sistemului TCAS.

4 INTERACȚIUNEA DINTRE PILOT SI SISTEM

4.1 Semnificația informațiilor și acțiunile pilotului

Sistemul generează 14 tipuri de alerte sau mesaje auditive prin difuzoarele instalate în cabină. Alertele sau mesajele audio vor acompania întotdeauna indicațiile vizuale TA sau RA. Volumul mesajelor este setat din construcție și nu poate fi modificat de către echipaj.

Avertizări de tip TA:

Audio: “TRAFFIC – TRAFFIC”;

Sistemul afișează poziția aeronavei intruse;

Echipajul inițiază observarea pentru obținerea contactului vizual.

Avertizări de tip RA:

Rezoluție de tip RA preventivă:

Audio “MONITOR VERTICAL SPEED – MONITOR VERTICAL SPEED”;

Echipajul trebuie să mențină viteza verticală în afara segmentului roșu.

Rezoluție de tip RA corectivă:

Audio “DESCEND – DESCEND”;

Pilotul are la dispoziție 5 secunde de la auzirea comenzii pentru a schimba unghiul de pantă cu o resursă cerută de 0,25G.

Rezoluție de tip RA în diminuare:

Audio “ADJUST VERTICAL SPEED – ADJUST VERTICAL SPEED”;

Se reduce rata de urcare spre sectorul verde.

Rezoluție de tip RA de mărire a ratei verticale:

Audio “INCREASE CLIMB – INCREASE CLIMB!”;

Viteza verticală indicată trebuie atinsă într-un interval de 2,5 secunde de la generarea RA. Manevra de schimbare a unghiului de pantă se execută cu 2 la 3,5 grade/secundă, cu o resursă cerută de 0,35G.

Rezoluție de tip RA menținere a vitezei verticale:

Audio “MAINTAIN VERTICAL SPEED – MAINTAIN”;

Pilotul trebuie să mențină viteza vertical.

Avertizări de tip trafic depășit:

Audio “CLEAR OF CONFLICT”;

Se aude după încheierea unei manevre de evitare RA și impune revenirea la ultima altitudine autorizată dacă nu există alte instrucțiuni.

4.2 Impactul operațional al sistemului asupra piloților și ATC

În urma unor evaluări asupra relație pilo-sistem-ATC s-au constatat următoarele:

Deși avertizările TA au determinat descoperirea la timp a aeronavelor intruse și evitarea posibilelor coliziuni (incazul reactiei adecvate a pilotului) au fost identificate anumite efecte datorate stresului provocat de apariția avertizărilor RA:

Uneori, apariția unui RA determină ca acțiunea pilotului să depășească limitele aprobării ATC. Au fost înregistrate devieri, în plan vetical, chiar mai mari de 100 ft în timp ce devierea medie este în jur de 650 ft;

În general, piloții raportează ATC-ului cu întârziere devierea de la aprobarea inițială. Uneori, în frecvență, nu se respectă frazeologia oficială și pot începe discuții deranjante pe tema evenimentului. Deseori mesajul inițial despre RA ale piloților nu este înțeles de controlor.

Utilizarea eronată a datelor afișate pe display-ul TCAS-ului:

Bazați pe datele furnizate de TCAS, unii piloți cer informații controlorului de trafic sau refuză dispozițiile acestuia, acestea putând fi justificate numai în cazul în care aeronavele intruse nu raportează altitudinea.

Uneori echipajele untilizează display-ul TCAS-ului ca instrument de supraveghere fiind eronat și dăunător pentru că informațiile afișate sunt aproximative în ceea ce privește poziția relativă față de aeronavele din jur, precum și datorită faptului că riscul interpretării greșite este mare.

S-a observat că uneor aeronavele virează pe baza datelor afișate pe display-ul de trafic, fără ca echipajul să fi vizualizat efectiv aeronava intrusă. Astfel de manevre pot cauza degradarea semnificativă a siguranței traficului aerian.

În unele situații piloții nu reacționează la apariția unui RA, chiar și când au informații de trafic furnizate de controlor dar aeronava intrusă nu a fost vizualizată. În felul acesta piloții pierd secunde prețioase în inițierea unei manevre eficiente de evitare a coliziunii. A nu reacționa imediat la o avertizare RA, de asemenea, poate duce la degradarea semnificativă a siguranței traficului aerian.

Din perspectiva controlorilor de trafic efectele perturatoare ale unui RA sunt datorate in general:

Devierii neanuțate de către pilot a aeronavei de la ceea ce i-a fost aprobat de către unitatea de trafic aerian;

Perturbării planuli tactit de control aerian;

Discuțiilor ulterioare RA datorită nefolosirii unei frazeologii specifice de raportare;

Posibilității apariției unui conflict cu o altă aeronava.

4.3 Responsabilități în utilizarea sistemelor TCAS/ACAS

Utilizarea sistemelor de evitare de tip TCAS/ACAS nu modifică responsabilitățile piloților și controlorilor de trafic aerian privind operarea în siguranță a aeronavelor. Pilotul nu va iniția o manevră a aeronavei ca răspuns doar la o informare de tip TA.

Pilotul care deviază de la autorizarea ATC deținută, urmând o informație de tip RA, trebuie să înștiințeze cât mai curând posibil, unitatea ATC despre această deviere și, după rezolvarea conflictului de trafic, să revină cât mai urgent la autorizarea ATC inițială.

Devierea de la regulile și autorizările ATC trebuie efectuate la minimul necesar pentru a satisface informația de tip RA. Pilotul care deviază de la autorizarea ATC ca urmare a unei informații de tip RA, va reveni, imiediat după terminarea manevrei, la condițiile aprobate inițial.

Atunci când controlorul de trafic aerian deține o informație că o aeronavă, aflată sub controlul unității ATC, execută manevre în conformitate cu o rezoluție de tip RA, aceasta nu trebuie să transmită acelei aeronave instrucțiuni contrare cu informații de tip RA comunicate de către pilot.

Odată ce o aeronavă deviază față de autorizarea ATC în vigoare datorită informării de tip RA, controlorii de trafic aerian încetează să mai fie responsabili pentru eșalonarea dintre acea aeronavă și alte aeronave afectate ca o consecință directă a manevrei induse de informarea de tip RA.

Totuși, se recomandă ca oricând acest lucru este posibil, controlorul de trafic aerian să încerce să furnizeze informații de trafic aeronavei afectată de manevră. Responsabilitatea controlorului de trafic aerian de a asigura eșalonările pentru toate aeronavele afectate este restabilită atunci când:

Controlorul confirmă un raportal pilotului că aeronava a revenit la autorizarea în vigoare;

Controlorul confirmă un raport al pilotului că aeronava este în curs de revenire la autorizarea curentă (inițială) și emite o autorizare alternativă care este confirmată de pilot.

În asigurarea eșalonării aeronavelor, controlorul de trafic aerian nu trebuie să se bazeze pe faptul că aeronava este dotată cu TCAS. Sistemele TCAS pot avea un efect semnificativ asupra activității ATC. Prin urmare este necesară o monitorizare continuă a performanțelor sistemelor TCAS.

Urmare a unui eveniment semnificativ TCAS, piloții și controlorii de trafic aerian vor completa un raport specific situației care va fi înaintat autorității competente.

5 TCAS ÎN ULTIMUL DECENIU

5.1 Incidente și accidente fatale implicând TCAS

Începând din anul 2000, majoritatea aeronavelor care operau în spațiul aerian al SUA și Europei erau obligate să fie echipate cu TCAS. Implementarea TCAS-ului a adaugat o barieră de siguranță pentru prevenirea coliziuniilor în aer dintre aeronvave. Cu toate acestea, sunt necesare studii ulterioare, rafinamente ale sistemului, antrenamente și măsuri reglementate, deoarece limitările și folosirea greșită a sitemului a dus în continuare la incidente și catastrofe.

În Ianuarie 2001, două aeronave ale Japan Airlines, un Boeing 747 și un DC-10, ambele echipate cu TCAS II v7.0, au fost foarte aproape de o coliziune în aer. Incidentul a avut loc când aeronava Boeing 747 urca spre FL390, în timp ce aeronava DC-10 se afla la nivel 370. TCAS-ul de la bordul aeronavelor aflate în curs de coliziune, s-a declanșat, indicând pilotului DC-10 să coboare. În același timp, controlorul de trafic care monitoriza cele două zboruri, a instruit pilotul Boeing-ului să coboare, astfel punând cele două aeronave din nou pe curs de coliziune. Dezastrul a fost evitat de pilotul Boeing-ului 747, care în ultimul moment, judecând după o aproximare vizuală, a forțat aeronava într-un picaj abrupt. În momentul critic cele două aeronave se aflau la mai puțin de 100 de metri una fața de cealaltă, pilotul aflat în cockpit-ul ridicat al 747-lui chiar declarând că distanța estimată de el a fost de 10 metri. Doar câțiva pasageri au fost răniți, incidentul primind puțină atenție și vina a fost pusă pe eroarea umană a controlorilor de trafic. Autoritățile nipone au cerut de la ICAO măsuri în vederea prevenirii incidentelor similare, însă ICAO nu avea să investigheze mai departe.

Dupa exact 18 luni, un incident similar a avut un rezultat dezastruos, când o aeronava Tupolev 154M aparținând de Bashkirian Airlines s-a ciocnit în aer cu un Boeing 757 DHL cargo. Și de data aceasta, ca și in cazul incidentului din Japonia din anul precedent, una din aeronave a primit instrucțiunea de a coborî de la controlorul de trafic chiar înainte să se activeze TCAS-ul. Astfel, pilotul Tu-154, ignorând instrucțiunea TCAS și ascultând de cea a controlorului a coborât aeronava în timp ce pilotul DHL de asemenea cobora conform RA-ului TCAS. Aeronavele aveau să se ciocnească în aer deasupra localității Uberlingen, Germania, în dezastru pierzându-și viața toți cei 71 de oameni aflate la bordul celor două aeronave. Coliziunea a avut ca motiv mai mulți factori, printre care probleme la echipamentul și în practicile controlorului de trafic aflat la radar, dar și lipsa de antrenament și lipsa unei reglementări clare în privința folosirii TCAS-ului, în special când instrucțiunile acestuia intră în conflict cu cele ale controlorului.

Accidentul a ridicat multe întrebări în privința a cum ar trebui pilotul să reacționeze când acesta primește instrucțiuni conflictuale de la TCAS și de la ATC. TCAS-ul este programat să presupună că ambele echipaje vor executa promt instrucțiunile primite de la sistem. Manualul de folosire al TCAS spune clar că instrucțiunea primită de sistem va avea prioritate față de orice comandă primită de la ATC. Însă, înainte de accident, în reglementările ICAO sau în manualele de operare al aeronavelor, nu era clară obligativitatea urmării instrucțiunii TCAS-ul față de cea a controlorului. Cu atât mai mult, investigarea accidentului a evidențiat că piloții pareau a nu știi că RA-ul de la TCAS are prioritate. Ca urmare a acestor concluzii, ICAO, FAA (Federal Aviation Administration) și alte autorități naționale reglementează clar, în caz de conflict între TCAS RA și instrucțiunea ATC, TCAS RA are întotdeauna prioritate, aceasta în principal datorită că TCAS-ul are în mod inerent o imagine aeriană mai actualizată și mai cuprinzătoare față de cea a controlorului de trafic, ale cărui sisteme radar se actualizează deobicei cu o rată mult mai mică decât cea a interogărilor TCAS-ului.

De asemenea, s-a constatat că accidentul ar fi putut fi prevenit daca TCAS-ul ar fi fost capabil să inverseze RA-ul original al uneia din aeronave când acesta detectează că echipajul celeilalte aeronave nu respectă RA-ul original și urmează o instrucțiune contrară. Acesta va fi una din lucrurile planuite a fi implementate în TCAS II versiunea 7.1.

În 2006, o aeronavă Boeing 737 a GOL Transportes Aereos s-a ciocnit în aer cu un Embrear Legacy, rezultând în prăbușirea Boeing-ului și decesul celor 154 aflați la bord, în timp ce aeronava Embrear, in ciuda faptului că a fost avariată serios, a reușit să aterizeze în siguranță. Ambele aeronave erau echipate cu TCAS II, însă nici unul din echipamente nu a declanșat vreo avertizare. Descoperirile preliminare facute de NTSB (National Transportation Safety Board), au arătat că, din anumite motive, transponderul de la bordul aeronavei Embrear a încetat să funcționeze cu o oră înaintea coliziunii, astfel dezabilitând sistemul TCAS de a detecta și a se face detectat de trafic aflat în conflict. De asemenea înregistrările de la bord au relevat că echipajul nu a fost conștient de inoperabilitatea sistemului TCAS, decât după coliziune. NTSB a adaugat că avionica de la bordul Embrear oferă foarte avertizări insuficiente când sistemul TCAS nu funcționează, aparent în acest caz, doar printr-un text mic static de culoare albă care ușor poate fi emis de echipaj. NTSB a recomandat către FAA implementarea de schimbari în privința îmbunătățirii avertizării echipajului când sistemul TCAS își încetează funcționarea și antrenarea echipajelor în vederea detectării și recunoașterii defecțiunilor ce pot apărea la transponder/TCAS.

În consecință se formează EUROCAE (European Organisation for Civil Aviation Equipment) WG75 (Working Group 75) care are ca scop studierea, rezolvarea problemelor tehnice și compunerea de documente folosite pentru standardizarea și regularizarea echipamentelor TCAS.

În noaptea de 1 iulie 2002, un Boing B-757 cargo al companiei DHL s-a ciocnit cu o aeronavă de pasageri rusească Tu-154, lângă un mic oraș din Germania. (Fig.)

În accident au fost distruse ambele aeronave și au murit toți cei 71 de oameni. Ce a fost special la acest accident este că amândouă aeronavele erau echipate cu TCAS.

Ca și în cazul majorității accidentelor aviatice, un șir de evenimente au avut loc până la coliziune. În primul rând, nominalul standardelor de separare dintre aeronave a fost pierdut datorită unor combinații de probleme și erori de la unitatea de control a traficului aerian care monitoriza aeronava. Ca rezultat, cele două aeronave au ajuns să se ciocnească mult mai repede decât ar fi fost normal în timp ce zboara la o altitudine de 36,000 ft.

Figura N schematizează pe scurt evenimentul. Patruzeci si trei de secunde înainte de impact, ATC informează avionul rusesc să coboare din cauza conflictului de trafic. Înainte ca și controlorul să-și termine instrucțiunea verbală, TCAS aceleiași aeronave a emis un RA avertizând pilorul să urce. În același timp RA avionului DHL a emis un avertizment să coboare.

Pilotul DHL a urmat RA și a început să coboare; echipajul de zbor rusesc a urmat instrucțiunile ATC și de asemenea a coborât. La scut timp după aceea RA-s din fieacare aeronavă a confirmat “incrase climb” pentru aeronava rusească și “incrase discend” pentru cea a DHL. La 35 de secunde după ce TCAS RA-s au sunat, avioanele s-au ciocnit.

Unul dintre cauzele imediate ale accidentului, descris în raportul german, a fost că pilotul rus a ales să urmeze mesajul ATC, acela de a coborî, decât să urmeze comanda RA să urce.

5.2 TCAS versiunea 7.1

După coliziunea în aer de la Uberlingen s-au facut studii pentru îmbunătățirea capabilității TCAS II. În consecință în 2008 au apărut standardele pentru TCAS II versiunea 7.1, cunoscute ca și TCAS II MOPS (Minimum Operation Performance Standards). Aceste standarde au fost concepute de catre EUROCAE WG75 și RTCA SC 147 (Radio Technical Commission for Aeronautics Special Committee) și au fost revizionate de EUROCONTROL cu privința la două probleme în logica TCAS, una din ele referindu-se la performanța logicii “reversal-RA” (inversarea RA) și cealaltă referindu-se la reacția incorectă la RA-ul „Adjust Vertical Speed”.

În 25 martie 2010 EASA (European Aviation Safety Agency) a publicat o propunere de modificare (NPA-Notice of Proposed Amendment) referitoare la introducerea software-ului ACAS II versiunea 7.1.

După observații primite din partea operatorilor aerieni, EASA a propus următoarele date pentru introducerea obligatorie în spațiul aerian European a TCAS II v7.1 : 1 martie 2012 pentru aeronave noi și 1 decembrie 2015 pentru aeronave deja alfate în folosință. Aceste date sunt supuse unor procese suplimentare de reglementare și nu sunt finale până la publicarea normelor de punere în aplicare.

Cu toate că TCAS II este un sistem al aeronavei, el a fost implementat pentru a îmbunătații siguranța ATM. Studiile efectuate de EUROCONTROL, utilizând datele operaționale înregistrate recent, indică faptul că, în prezent probabilitatea unei coliziuni în aer în spațiul aerian european este de 2,7 x 10-8 ceea ce este echivalent cu una la fiecare 3 ani. Când TCAS II versiunea 7.1 va fi implementat probabilitatea se va reduce de 4 ori.

Noua versiune 7.1 va încorpora un număr de schimbări – cele mai importante dintre acestea sunt CP112E (Change Proposal), referitoare la inversarea de RA, și CP115, soluție pentru problema cu RA “Adjust Vertical Speed, Adjust”

CP112E aduce îmbunătațiri logicii TCAS II referitoare la inversarea RA-ului detectând geometrii similare coliziunii în aer de la Uberlingen din 2002, și reducând pragurile de declanșare a inversării RA când aeronavele rămân la o distanță pe verticala mai mică de 100 ft una față de cealaltă. Principiul de bază este detectarea dacă două aeronave urcă sau coboară simultan. Două mecanisme asigură ca inversarea RA să se producă atunci când este necesar.

CP112E adaugă mai întâi o funcție care monitorizează respectarea RA. Atunci când este detectat că după o anumită perioadă de timp o aeronavă nu răspunde corect la RA, se aplică regula "100 ft box", care permite inversarea RA pentru aeronave mai aproape de 100 ft pe verticală.

CP112E adaugă, de asemenea, o predicție de separare verticală la cel mai apropiat punct de abordare (CPA), bazată pe vitezele verticale curente, pentru a detecta nevoia de inversare RA. Doar atunci când predicțile arată că aeronavele vor fi mai aproape una față de alta, raportat la un prag predefinit, inversarea RA va fi considerată ca fiind o opțiune valabilă pentru aeronave distanță mai mică de 100 ft pe verticală.

Fig.18. Inversare de RA la TCAS II v7.1

Inversări RA nu sunt declanșate prea devreme într-o întâlnire, pentru a acorda timp pentru RA-ul inițial să fie eficient înainte de a-l inversa. În plus, inversari RA nu sunt declanșate prea aproape de CPA, pentru a evita o inversare de RA inutilă.

În ceea ce privește CP115, monitorizări oficiale au dezvăluit că, în unele cazuri, piloții nu răspund corect la "Adjust Vertical Speed, Adjust" (AVSA) RA. RA AVSA impune reducerea vitezei verticale la 2000, 1000, 500, sau 0 picioare / min. În cazurile care au implicat un răspuns incorect, piloții au crescut viteza lor pe verticală în loc de să o reducă, prin urmare, cauzând o deteriorare a situației.

S-a observat că antrenamentul mai riguros al echipajelor poate îmbunătăți comportamentul acestora când un RA AVSA este dat de către TCAS, dar nu este suficient pentru a evita toate recțiile opuse. Prin urmare, pentru a aborda deplin problema cu RA-urile AVSA, a trebuit avută în vedere o soluție mai completă, nu doar concentrarea pe instruire.

Într-adevăr, mai multe organizații, inclusiv companii aeriene și autorități de investigare a accidentelor aviatice, au ajuns la concluzia că mesajul acustic “Adjust Vertical Speed, Adjust”, este prea ambiguu și că prezentarea acestuia (atât vizuală cât și acustică) către echipaje ar trebui îmbunătățită.

Înlocuirea diverselor RA AVSA cu un singur “Level-off” RA este soluția problemei AVSA, astfel mesajul acustic fiind simplu și direct, iar manevra asociată corespunde cu manevra standard folosită deja în situații critice.

Fig.19. AVSA RA în comparație cu “Level-off” RA

Validarea CP115 a arătat că soluția propusă aduce beneficii substanțiale în siguranță în comparație cu logica versiunii 7.0 deoarece reduce riscul unei coliziuni la nivel mai amplu. În plus, CP115 aduce și beneficii operaționale deoarece reduce numarul de alerte RA și minimalizează deviațiile de altitudine induse de TCAS. Problema potențială că ar induce conflicte cu o a treia aeronavă a fost investigată folosinduse date operaționale din Europa și SUA. Investigația a arătat că CP115 nu va cauza conflicte cu o a treia aeronavă cu o frecvență mai mare față de versiunea curentă a TCAS-ului.

CONCLUZII

ACAS este o unealtă ca ultimă resursă pentru prevenirea coliziunilor în aer dintre aeronave. Trăsăturile caracteristice ale sistemului asigură o îmbunătățire semnificativă în siguranța zborului și a obținut recunoaștere universală în lumea aviației. Cu toate acestea, trebuie să luam la cunoștință că ACAS nu este un sistem perfect. ACAS nu poate înlătura toate riscurile unei coliziuni, ba chiar câteodată să creeze riscuri suplimentare. În consecință este esențial ca procedurile ATC să fie proiectate în așa măsură încât să nu depindă de folosirea ACAS-ului.

La bordul unei aeronave, TA-urile și RA-urile generate de TCAS II nu sunt de același nivel de urgență ca alarmele de incendiu, depresurizarea sau riscul de coliziune cu solul. Cu toate acestea, ele sunt contribuții foarte importante pentru siguranța zborului. TA-urile si RA-urile sunt evenimente neplanificate, care cer pentru reacții rapide și corespunzătoare din partea echipajului, și prin urmare, necesită o instruire specifică.

Cu toate acestea, chiar și cu TCAS II la bordul avionului, echipajul trebuie să continue să mențină o monitorizare vizuală în vederea evitării coliziunilor, deoarece unele avioane, fie nu transmit altitudinea lor prin intermediul transponderului și prin urmare nu pot fi decât baza pentru un TA, sau sunt invizibile pentru sistemul TCAS II, deoarece acestea nu sunt echipate cu un transponder.

Controlorii, deși conștienți de îmbunătățirea siguranței zborului în spațiul aerian, ca urmare a implementării în creștere a folosirii TCAS-ului, văd de asemenea unele dezavantaje. Prin urmare, este esențial ca și controlorii șă aibă o bună cunoaștere a caracteristicilor sistemului și a procedurilor utilizate de către personalul navigant. Controlorii sunt, de asemenea, obligați să furnizeze aceleași servicii, în special cu privire la informațiile de trafic sau de menținere a separării între aeronave, chiar dacă acestea sunt echipate cu TCAS sau nu.

În general, punerea în aplicare a TCAS II v7.1 va aduce o serie întreagă de avantaje legate de securitate, atunci când sistemul ATC oferă servicii de înaltă calitate și toate aeronavele din aer raportează altitudinea barometrică prin intermediul transponderului, iar piloții urmează corect RA-urile emise de sistemul TCAS II.

BIBLIOGRAFIE

*** PANS-OPS (Procedures for Air Navigation Services – Aircraft Operations – Volume I Flight Procedures – ICAO Doc. 8168 OPS/611), Fifth edition – 2006 plus Amendment 3

*** ICAO Annex 10, vol. IV (Aeronautical Telecommunications – Surveillance and Collision Avoidance Systems), Fourth Edition, July 2007 – Definitions

*** PANS-ATM (Procedures for Air Navigation Services – ICAO Doc. 4444 Fifteenth Edition 2007-ATM/501)

*** ICAO Doc. 7030/4 (Region Supplementary Procedures), Fifth Edition, 2008

*** ICAO Annex 6: Operation of Aircraft, Part I, International Commercial Air Transport-Aeroplanes, Eighth edition-July 2001, Amendment 31, November 2007

*** Annex 6, Part II – International General Aviation — Aeroplanes, Sixth edition – July 1998, Amendment 26, November 2007

*** Airborne Collision Avoidance System (ACAS) Manual (Doc. 9863)

*** TSO C119B (Technical Standard Order) – Traffic Alert and Collision Avoidance System Airborne Equipment (TCAS II)

*** EUROCONTROL brochure ACAS training version 2.0

ANEXA 1

Avertizări acustice ale TCAS II