任务管理系统（MMS）系列：Collins Aerospace TCAS_（3）.TCAS系统的组成与功能.docx

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TCAS系统的组成与功能

1.TCAS系统概述

交通警报和防撞系统（TrafficAlertandCollisionAvoidanceSystem，简称TCAS）是用于防止飞机在空中相撞的重要系统。TCAS系统通过监视周围空域中的其他飞机，并在检测到潜在碰撞危险时提供警报和避让建议，从而提高飞行安全性。TCAS系统通常与应答机（Transponder）结合使用，以实现精确的飞机位置和高度信息的交换。

1.1TCAS系统的分类

TCAS系统分为两个主要版本：

TCASII：提供交通警报（TA）和决断咨询（RA），并能够指导飞行员进行垂直避让。

TCASIII：目前尚未广泛使用，但设计理念是在TCASII的基础上增加水平避让功能。

2.TCAS系统的组成

TCAS系统主要由以下几个部分组成：

2.1应答机（Transponder）

应答机是TCAS系统的重要组成部分，它通过交换信息来确定其他飞机的位置。应答机分为几种类型：

ModeA：提供飞机的识别码。

ModeC：提供飞机的高度信息。

ModeS：提供更详细的飞机信息，包括识别码和高度，支持数据链通信。

2.2TCAS计算机

TCAS计算机是系统的核心，负责处理来自应答机的数据，计算潜在的碰撞危险，并生成相应的警报和避让建议。TCAS计算机通常包含以下几个关键模块：

数据处理模块：负责接收和处理来自应答机的数据。

威胁评估模块：根据接收到的数据评估潜在的碰撞威胁。

避让建议模块：生成决断咨询（RA），指导飞行员进行避让。

2.3飞行员显示器（PilotDisplay）

飞行员显示器用于显示TCAS系统生成的警报和避让建议。常见的显示器包括：

EHSI（ElectronicHorizontalSituationIndicator）：显示水平平面的交通情况。

EADI（ElectronicAttitudeDirectorIndicator）：显示垂直平面的交通情况和避让建议。

2.4无线电高度表（RadioAltimeter）

无线电高度表用于提供飞机相对于地面的高度信息，这对于TCAS系统的垂直避让建议非常重要。

2.5天线

TCAS系统通常使用两个天线：

上天线：用于发射和接收信号。

下天线：用于提高系统的覆盖范围和接收信号的可靠性。

3.TCAS系统的主要功能

3.1交通监视

TCAS系统通过应答机持续监视周围空域中的其他飞机，并收集这些飞机的位置、高度和速度信息。这些信息用于评估潜在的碰撞威胁。

3.2威胁评估

TCAS系统根据收集到的信息评估潜在的碰撞威胁。威胁评估主要基于以下几个参数：

接近率（ApproachRate）：其他飞机接近本机的速度。

垂直间隔（VerticalSeparation）：其他飞机与本机的垂直距离。

水平间隔（HorizontalSeparation）：其他飞机与本机的水平距离。

3.3生成警报

根据威胁评估的结果，TCAS系统生成以下类型的警报：

交通警报（TA,TrafficAlert）：警告飞行员附近有飞机，但尚未达到需要避让的程度。

决断咨询（RA,ResolutionAdvisory）：指示飞行员立即进行垂直避让，以避免潜在的碰撞。

3.4避让建议

TCAS系统生成的决断咨询（RA）包括具体的避让建议，如“爬升”（Climb）或“下降”（Descend）。这些建议通常以符号的形式显示在飞行员显示器上，并伴有语音提示。

3.5与应答机的交互

TCAS系统通过应答机与周围其他飞机进行通信。应答机接收TCAS系统发出的询问信号，并返回包含飞机位置和高度信息的应答信号。这种交互是TCAS系统正常工作的基础。

4.TCAS系统的操作流程

4.1系统初始化

在飞行前，TCAS系统需要进行初始化，确保所有组件正常工作。初始化过程包括：

自检（Self-Check）：检查系统各个模块的状态。

校准（Calibration）：确保系统的时间和位置信息准确。

4.2数据收集与处理

TCAS系统通过应答机持续收集周围飞机的数据。数据收集过程包括：

询问（Interrogation）：TCAS系统向其他应答机发送询问信号。

应答（Reply）：其他应答机返回包含飞机信息的应答信号。

数据解码（Decoding）：TCAS计算机对接收到的数据进行解码，提取有用信息。

4.3威胁评估与警报生成

TCAS计算机根据解码后的数据进行威胁评估，并生成相应的警报。具体流程包括：

计算接近率：根据飞机的速度和方向计算其他飞机的接近率。

评估垂直间隔：计算其他飞机与本机的垂直间隔。

评估水平间隔：计算其他飞机与本机的水平间隔。

生成警报：根据评估结果