崔杉++熊力

摘 要：伴隨著空中交通量的日益增大，空中交通警戒防撞系統(tǒng)（ TCAS） 在保障飛行安全方面的作用越發(fā)的重要。它能夠通過對(duì)附近的飛機(jī)進(jìn)行沖突檢測(cè)，預(yù)測(cè)未來可能發(fā)生的危險(xiǎn)，提示飛行員避免危險(xiǎn)。該文主要介紹了空中交通警戒防撞系統(tǒng)的重要性、使用原因及基本原理，并對(duì)其組成和作用進(jìn)行分析，再結(jié)合一些常見的故障現(xiàn)象及其特點(diǎn)，討論排除故障的基本思路和方法。

關(guān)鍵詞：TCAS 作用 維護(hù)

中圖分類號(hào)：V244 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）08（b）-0086-02

伴隨國(guó)內(nèi)民航航空業(yè)的迅猛發(fā)展，以及對(duì)低空空域的逐步開放，飛機(jī)的飛行安全也越受關(guān)注?？罩薪煌ň浞雷睺CAS系統(tǒng)也在日益繁忙的空中交通中，起著越來越重要的作用。TCAS系統(tǒng)是一種完全不依賴地面系統(tǒng)的機(jī)載防撞設(shè)備，通過向相近的飛機(jī)發(fā)出射頻詢問信號(hào)，自動(dòng)根據(jù)由入侵飛機(jī)機(jī)載應(yīng)答機(jī)對(duì)詢問信號(hào)的應(yīng)答信息，轉(zhuǎn)換該應(yīng)答信息獲得該飛機(jī)代碼、所在高度、所飛航向以及其他數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)確定其威脅程度，向機(jī)組提供不同級(jí)別的警告及避讓措施，可避免航空器空中相撞，從而保障了飛機(jī)的安全飛行。

1 TCAS系統(tǒng)的組成

（1）作為TCAS核心部件的是其計(jì)算機(jī)，它主要用來監(jiān)視并獲取鄰近空域中的飛機(jī)的相關(guān)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行威脅評(píng)估計(jì)算最后通過不同的威脅等級(jí)來產(chǎn)生交通咨詢等。

（2）兩部S模式應(yīng)答機(jī)，它們與應(yīng)答機(jī)的上、下天線為TCAS協(xié)調(diào)工作，采用“收聽-詢問-應(yīng)答”方式獲取監(jiān)視空域中其他飛機(jī)的相關(guān)信息，如代碼和航向等。

（3）TCAS上、下方向性天線，天線內(nèi)部設(shè)有四個(gè)輻射單元，分別指向飛機(jī)的前、后、左、右四個(gè)方向。該天線工作于L波段，接收頻率和發(fā)射頻率分別為1090 MHz和1030 MHz。

（4）ATC應(yīng)答機(jī)和TCAS的控制盒，其功能是給用戶選擇某部應(yīng)答機(jī)是否開啟工作及所使用的工作方式。

（5）音響警告系統(tǒng)通過系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析對(duì)外界提供音頻提示。

（6） EFIS即電子飛行儀表系統(tǒng)，用于直接顯示TCAS系統(tǒng)的產(chǎn)生的目視信息，也使飛行員可以更直觀的獲取各種數(shù)據(jù)。

2 TCAS系統(tǒng)的工作原理

正常工作中，TCAS系統(tǒng)每隔一秒便會(huì)自動(dòng)發(fā)出S模式的詢問信號(hào)，該信號(hào)包含本機(jī)的24位地址碼等信息。同時(shí)，系統(tǒng)還會(huì)監(jiān)聽鄰近空域內(nèi)的其他飛機(jī)的信號(hào)，當(dāng)另一架飛機(jī)的TCAS系統(tǒng)收到該信號(hào)后，會(huì)將該機(jī)的24位地址碼加入到詢問列表中，稍后進(jìn)行逐個(gè)詢問。通過測(cè)量詢問信號(hào)與接收應(yīng)答信號(hào)之間的時(shí)間延時(shí)可以計(jì)算出鄰近飛機(jī)與本機(jī)的距離。系統(tǒng)的兩部方向性天線均可以用于發(fā)射和接收信號(hào)，從而得到相遇飛機(jī)的方位信息。這樣就獲取了鄰近飛機(jī)飛行軌跡的全部所需信息，做好了進(jìn)一步的計(jì)算準(zhǔn)備。同時(shí)，本機(jī)的機(jī)載設(shè)備也會(huì)不斷地向TCAS計(jì)算機(jī)提供本機(jī)的各種實(shí)時(shí)飛行參數(shù)，TCAS計(jì)算機(jī)在對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行綜合計(jì)算之后，會(huì)得出它們的相對(duì)高度、速度和方位，從而判斷其飛行軌跡是否具有相互沖突的可能。根據(jù)鄰近飛機(jī)對(duì)本機(jī)的威脅狀況即接近率，可分為四個(gè)種類：其他飛機(jī)、接近飛機(jī)、TA（Traffic Advisory交通咨詢）和RA（Resolution Advisory決斷咨詢）這四種威脅等級(jí)。需要特別注意的是TA和RA。系統(tǒng)判斷出與本機(jī)有潛在威脅的飛機(jī)時(shí)，會(huì)提前一段時(shí)間發(fā)出交通咨詢，該機(jī)在被連續(xù)監(jiān)視15 s后，如果沖突仍然存在，則系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出決斷咨詢，在顯示器上提示機(jī)組爬升或者下降來解決沖突，在此期間還伴有音響警告提示。

3 TCAS系統(tǒng)的故障及維護(hù)

TCAS系統(tǒng)能對(duì)威脅做出準(zhǔn)確的判斷，操作提示簡(jiǎn)潔明了，這些使其成為現(xiàn)代飛機(jī)不可或缺的設(shè)備之一。但是它內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，系統(tǒng)交聯(lián)較多，而它對(duì)于對(duì)信號(hào)的靈敏度和精確度要求較高，再加上電子設(shè)備艙復(fù)雜的電磁環(huán)境，使得TCAS系統(tǒng)的故障率相對(duì)偏高。為了能提高工作效率及準(zhǔn)確性，這不僅需要工作者熟悉系統(tǒng)的構(gòu)造，更要了解常見的故障及其排除方法。

TCAS計(jì)算機(jī)作為系統(tǒng)的核心設(shè)備，有著繁重的計(jì)算任務(wù)，同時(shí)工作中還會(huì)受到顛簸、高空輻射以及電磁干擾等因素，使得其故障率特別高。首先，可以通過機(jī)內(nèi)自檢程序明確測(cè)試出一些計(jì)算機(jī)故障。有些故障具有一定的隱蔽性，使系統(tǒng)工作時(shí)好時(shí)壞，而在地面測(cè)試時(shí)卻又顯示正常。這是因?yàn)闄C(jī)內(nèi)自檢程序不能完全檢測(cè)內(nèi)存中的所有程序。這可以通過更換部件即故障部件的隔離來準(zhǔn)確判斷。另一種常見的故障是假故障，是指一些由無線電設(shè)備干擾和電源品質(zhì)下降或出現(xiàn)相位偏差而產(chǎn)生的故障現(xiàn)象。由于TCAS計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)的要求非常高，任何頻率的偏差、數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤都可能會(huì)影響計(jì)算機(jī)的調(diào)制精度而使其發(fā)生故障。所以在工作中不能盲目換件，多思考分析，進(jìn)行有針對(duì)性的處理。

天線的接收頻率越高，對(duì)所用天線以及饋線的要求也就越高。因此對(duì)所使用的饋線及其長(zhǎng)度、質(zhì)量以及安裝工藝都必須有嚴(yán)格的要求。但在實(shí)際工作中，有可能會(huì)由于安裝的困難，對(duì)天線或者饋線的某個(gè)部分造成一些損傷，而伴隨時(shí)間的推移，損傷加劇，造成松動(dòng)甚至出現(xiàn)脫落的情況。

線路故障相對(duì)比較復(fù)雜。線路的老化、磨損、松動(dòng)以及脫落都會(huì)引起故障，而飛機(jī)上線路繁多，安裝緊密，需要工作人員根據(jù)線路圖手冊(cè)一步步查找和測(cè)量來做出判斷，并進(jìn)行相應(yīng)的修復(fù)。

應(yīng)答機(jī)的故障也會(huì)影響TCAS系統(tǒng)的正常工作，可分別隔離兩部應(yīng)答機(jī)以及應(yīng)通過答機(jī)的自檢來做出故障判斷。

4 結(jié)語

當(dāng)下航空業(yè)迅猛發(fā)展，機(jī)群數(shù)量持續(xù)不斷增加，交通密度越來越大，造成飛機(jī)和地面站之間通信愈加頻繁，通信延時(shí)變得越來越長(zhǎng)，對(duì)空中交通警戒防撞系統(tǒng)的各項(xiàng)要求也越來越高。但由于該系統(tǒng)構(gòu)成相當(dāng)復(fù)雜，故障率也偏高，如何熟練快速的排除故障成為了我們研究的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。這需要我們對(duì)TCAS系統(tǒng)有充分的了解，在此通過對(duì)該系統(tǒng)的分析，了解了該系統(tǒng)的基本組成及作用，并通過具體的故障，簡(jiǎn)單討論了排故的一些方法。在以后的工作中仍需對(duì)此系統(tǒng)進(jìn)行更加深入的學(xué)習(xí)，只有不斷的學(xué)習(xí)和不斷的總結(jié)，才能在工作中熟練的完成排故任務(wù)，更好的保證飛行安全。

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