机载防撞系统

美国航空体系称为空中交通预警和防撞系统(TCAS:TrafficAlertandCollisionAvoidanceSystem)欧洲航空体系称为机载防撞系统(ACAS:AirborneCollisionAvoidanceSystem))，两者在含义、功能上实际上是一致的。防撞系统可以显示飞机周围的情况，并在必要时提供语音报警，同时帮助驾驶员正确地避开危险，这有助于避免严重事故的发生。

以下是TCAS的例子说明。TCAS的历史可以追溯到1955年，当时本迪克斯航空电子公司(现在并入霍尼韦尔公司)的J.S.Morrell博士发表了一篇关于碰撞物理学的论文。这些包括确定接近飞行器之间的接近速度的计算机算法，它也是研究所有防撞系统的基础。上世纪六七十年代，该公司为美国陆军和美国联邦航空局(FAA)研制了几架原理样机，并于80年代后期首次获得了FAA对TCAS的认可。

原则：在二次雷达应答机原则上，确定飞机的编号、航向和高度，将询问装置安装在飞机上，这样，飞机之间可以显示彼此间的距离间隔，这样，在一定距离内飞行的飞机之间的间隔就能及时采取措施，避免碰撞。与二级雷达一样，TCAS系统需要在飞机上安装应答器才能正常工作。

二级雷达可以参照航空管制雷达的种类。

构成与作用：

该系统主要由询问系统、应答器、收发器和计算机组成。监控范围一般在前方30海里，上下3000米，侧翼和后方监控距离较短。(为减少无线电干扰，TCAS的功率在管理条例中有限制。该方法将TCAS的前向作用距离限制为约45英里，而横向和反向作用距离较小。

该TCAS系统的发信机发送一个脉冲信号，这种无线电信号被称为发信机信号，类似于地面发射的空中雷达控制信号。应答信号是由其它飞机的应答机接收到的询问信号发出的。根据发送信号与应答信号之间的时间间隔，TCAS计算机计算距离。该系统还能根据定向天线确定方位，向驾驶员提供显示在驾驶员导航信息显示器上的信息和警告。

TCAS可以提供语言提示警告，计算机可以计算30架飞机在监视区域内的移动和可能发生的危险，让驾驶员在25-40秒内采取行动。(TCAS可跟踪45架飞机，根据选定目标的优先次序显示最多30架飞机。

采用TCAS系统提高了飞行安全，目前新生产的大型、中型客机TCAS系统已成为标准设备。

tcs的分类和差异：

该系统分为两类：TCASI和TCASII。这两种系统都可以显示空中交通状况，与地图相似。两种类型的系统都可以在其他飞机接近时提供“空中交通报告(或咨询、建议)”(TA)。使用TA方法时，预先录制好的声音会被播报为"Traffic,Traffic"，而代表其它飞行器的符号可以改变形状和颜色。

TCASII是一种更高级的TCAS，它有额外的特性，称为“RA建议处理”。TCAS在采用RA方式时，可以发出机动指令，如“Climb,Climb”或“Descend,Descent”，或者会告诉驾驶员不需要采取机动行动，例如：

空中交通咨询TA(TrafficAdvisory)是在其它飞机进入最近点小于48秒时发布的。最接近点是指两架飞机之间最接近的空间点，根据飞机当前的轨迹和速度进行预测。

空运咨询(建议)后，如果两架飞机继续沿着可能有危险的路线飞行，系统将在距最近点约35秒时提供RA处理建议。象征其它飞行器的符号将变成固定的红色方块，并伴随着诸如“Climb,Climb”等躲避机动的语音提示。该系统也将在垂直速度指示器上以绿色条纹显示所需要的机动速度。这种机动性的动作范围很小，一般不会引起乘客的注意。TCASII在这两架飞机上还将进行协调，以避免像两架飞机同时爬升这样的动作。只有TCASII和ACASII系统才有这个功能。没有RA方式的TCASI系统。

下图为TCASII的工作状态提供了一个简短的说明(模拟图，非真实状态)

对TCASII的工作情况做了简要的说明。

对TCASII的工作情况做了简要的说明。

图为空中交通咨询TA(建议)阶段实例：飞机在本机正前方12点时的方位，以黄色实心圆表示接近飞机，同时伴随着警告音“Traffic,Traffic”，黄色实心圆下的数字表示两机之间的高度差；图中“-02”表示飞机在本机正下方200英尺处，黄色实心圆右箭头表示飞机正在爬升，爬升速度超过500英尺/分钟。

关于解决建议RA(决定)阶段的例子。

关于解决建议RA(决定)阶段的例子。

左图处理RA(决断)阶段的建议实例：两架飞机继续接近，表示飞机的符号将变成一个固定的红色方块，同时伴随着更多类似于“Climb,Climb”的提示单位，作为躲避移动的语音提示。

民航机防撞系统现状

从1993年12月31日起，美国开始规定30架以上的飞机必须安装TCASII。

欧洲空中导航安全机构(又称欧洲空管)，负责向欧洲各国推荐航空管理法规，它已建议采用与最新TCASII相同的系统。这套系统在欧洲被称为航空防撞系统(ACASII)。ACASII是TCASII，采用7.0版本的软件。它是FAA认可的最新软件版本。

2000年1月1日以后，欧洲空管建议ACASII装备在30个座位以上的客机上，或者最大起飞重量超过15000千克的客机上。

国内民航所使用的客机都比较先进，绝大多数都是预装最新版本的防撞系统。为了进一步加强安全，自2002年起，还开始强制安装未安装防撞系统的其他客机，预计在2002年底前完成，自2003年起，不安装防撞系统的民航客机将禁止飞行，其他小飞机由于飞机结构、技术原因等不能安装的，将严格限制飞行时段、飞行高度和飞行范围，逐步退出商业运营。

值得注意的是：TCAS不是雷达，没有一个与之相容的应答器，飞机就不能被探测。而在美国，飞行10000英尺以上的飞机，或者距离大机场30英里以内的飞机，都必须安装一个应答器，有些应答器，比如老式的自动控制系统，由于与TCAS不兼容，无法被检测。

该TCAS法规只允许生成垂直移动指示，而不允许生成转向指示。

Honywell公司是唯一一家生产各种类型TCAS系统的公司，目前使用的TCAS系统中，有一半以上都是来自该公司。

辅助雷达、应答器：

也就是机载设备和地面航空管制雷达配合使用。陆上控制雷达需要能够识别飞机的识别码和气压高度，这就是所谓的二次雷达。当二级雷达向飞机发出询问信号时，机上的应答器被触发，应答器自动生成应答脉冲信号，根据地面雷达发出的询问信号或飞机的飞行高度，以显示飞机的代码和高度，从而大大提高了航行管制工作的准确性，并将管制方式由程序性管制改为雷达管制。成答捕捉到1090MHz的作频。