وبلاگ

ایمنی هواپیمایی همچنان یکی از مهم ترین چالش های بشریت است. در سیستم های حمل و نقل هوایی مدرن، فراتر از نظارت هوشیار توسط کنترل کننده های ترافیک هوایی و مشاهدات بصری خلبانان،یک سیستم امنیتی وجود دارد که می تواند در لحظات بحرانی برای جلوگیری از تصادفات احتمالی در هوا مداخله کند.این مقاله یک بررسی عمیق از سیستم هشدار ترافیک و جلوگیری از برخورد (TCAS) - آخرین موانع ایمنی هواپیمایی - را ارائه می دهد که تکامل، اصول عملیاتی،اجزای سیستم، کاربردها و پیشرفت های آینده.

سیستم هشدار ترافیک و جلوگیری از برخورد (TCAS) یک مکانیسم ایمنی در هواپیما است که برای کاهش خطر برخورد در هوا طراحی شده است.TCAS هواپیما را هدایت نمی کند بلکه فضای هوایی اطراف را نظارت می کند، خلبانان را با هشدارها و دستورالعمل های اجتناب از هنگام نزدیک شدن هواپیماهای دیگر به طور خطرناک هشدار می دهد. مزایای مهم سیستم عبارتند از:

• استقلال:مستقل از کنترل ترافیک هوایی عمل می کند و حتی در هنگام غفلت کنترل کننده حفاظت می کند.
• مکمل بودن:تعویض محدودیت های انسانی و کمبود های رادار زمینی، تحت تاثیر شرایط آب و هوا یا دید.
• پاسخگویی:ارزیابی سریع تهدیدات و هشدارهای به موقع را ارائه می دهد، که به خلبانان زمان واکنش حیاتی می دهد.

توسعه سیستم های جلوگیری از برخورد در هوا از ضرورت پس از حوادث فاجعه بار پدیدار شد.تصادف ۱۹۵۶ میان پرواز ۷۱۸ شرکت هواپیمایی یونایتد و پرواز ۲ شرکت هواپیمایی ترانس ورلد، که 128 زندگی را طلب کرد، تبدیل به کاتالیزور برای فناوری پیشگیری از تصادف شد.

سیستم های اولیه با چالش های قابل توجهی روبرو بودند، به ویژه در هماهنگی مانورهای اجتناب از هواپیماها.امکان تبادل اطلاعات شناسایی و ارتفاع با هواپیمادر سال ۱۹۸۱، اداره فدرال هوانوردی (FAA) توسعه TCAS را آغاز کرد، که به یک سیستم بالغ که در حال حاضر به طور جهانی در هواپیمایی تجاری پذیرفته شده است، منجر شد.

TCAS از طریق یک فرآیند پیچیده پنج مرحله ای کار می کند:

1. بازجویی فعال از فضای هوایی نزدیک از طریق سیگنال های رادیویی
2. پاسخ فرستنده از هواپیماهای مجهز
3. پردازش داده برای محاسبه فاصله و تفاوت ارتفاع
4. ارزیابی پویا تهدیدات، ردیابی مسیرها و پیش بینی درگیری ها
5. هشدار چند سطحی با توصیه های اجتناب

سیستم دو سطح هشدار متمایز را بکار می گیرد:

راهنمای ترافیکی (TA):آگاهی از وضعیت را از طریق هشدارهای صوتی و شاخص های بصری "ترافیک، ترافیک" فراهم می کند، که خلبانان را مجبور می کند تهدیدات بالقوه را بدون مانور فوری شناسایی کنند.

مشاوره حل (RA):دستورات اجباری مانند "برید، بالا بروید!" یا "پایین بیایید!" را با نشانه های شاخص سرعت عمودی مربوطه ارائه می دهد، که نیاز به پاسخ دستی فوری دارد که دستورالعمل ATC را جایگزین می کند.

TCAS شامل چندین عنصر حیاتی است:

• واحد پردازش مرکزی برای شناسایی و تجزیه و تحلیل تهدید
• انتقال دهنده حالت S برای ارتباطات بین هواپیماها
• آرایه آنتن دوگانه برای پوشش همه جهت
• نمایشگاه های کابین با یکپارچه سازی تجسم ترافیک
• سیستم هشدار صوتی ترکیب شده
• رابط کنترل خلبان

سه پیکربندی TCAS نیازهای عملیاتی مختلف را برآورده می کنند:

TCAS I:سیستم پایه ای که فقط TAs را فراهم می کند، به طور معمول در هواپیماهای کوچکتر نصب می شود.

TCAS II:استاندارد صنعت برای حمل و نقل هوایی تجاری، ارائه هر دو قابلیت TA و RA با اجتناب هماهنگ.

TCAS III:يه مفهوم رها شده که دستورات دور زدن افقي رو پيشنهاد ميده، که به خاطر پيچيدهاي عملياتي غير عملي شده.

عملیات استاندارد TCAS نیاز به:

• فعال سازی سیستم در طول پرواز
• تأیید بصری در هنگام هشدار های TA
• پاسخ دستی فوری به دستورات RA
• اطلاع رسانی ATC پس از مانور

اثربخشی TCAS دارای مرزهای عملیاتی است:

• محدودیت های ارتفاع کمتر از 1000 فوت (کوتاه سازی RA) و 500 فوت (کوتاه سازی کامل)
• وابستگی به فرستنده های کاربردی در هواپیماهای نزدیک
• احتمال وجود هشدارهای آزار دهنده در طول نزدیک شدن موازی

تکنولوژی های نوظهور، امنیت بیشتری را قول می دهند:

ادغام ADS-B:سیستم های نظارت- پخش وابسته خودکار داده های موقعیت دقیق را برای تکمیل عملکرد TCAS فراهم می کنند.

ACAS X:جانشینان الگوریتم پیشرفته TCAS II با چندین نوع تخصصی:

• ACAS Xa برای حمل و نقل تجاری
• ACAS Xo برای عملیات های تخصصی
• ACAS Xu برای سیستم های بدون سرنشین
• ACAS Xr برای هواپیمای بال چرخشی

TCAS در ایمنی هواپیمایی انقلابی ایجاد کرده و باعث شده که تصادفات کنترل شده فضا به شدت نادر باشد.هوشیاری مداوم همچنان ضروری است زیرا تکامل تکنولوژی به سمت سیستم های حفاظت پیچیده تر پیشرفت می کنددر هواپيمايي، تعهد به امنيت خط پاياني را نمي شناسد.