UNIDAD DE GESTIÓN DE TECNOLOGÍAS

NOMBRE DEL ESTUDIANTE:

LUIS VALLEJO

NIVEL:

VI – ELECTRÓNICA EN INSTRUMENTACIÓN & AVIONICA

FECHA:

16/ 01/ 2015

TEMA:

TCAS SYSTEM

TCAS

1 INTRODUCCIÓN

Diferencia entre ACAS y TCAS:

ACAS: concepto teórico.

TCAS: aplicación práctica

La función del ACAS es alertar a la tripulación de aquellos tráficos que representan riesgo de colisión con la AFCT. Se basa en el transpondedor.

Interroga a los aviones próximos y recibe una réplica de ellos. En función de esa respuesta, calcula el rumbo y distancia y nos generará unos avisos que serán de TA o de RA dependiendo de la proximidad de estos.

Genera símbolos de otros tráficos próximos a nuestra aeronave. Normalmente, se presentan en uno de los siguientes instrumentos:

VSI (ej: B200)

EFIS (en el ND)

2 TIPOS DE SISTEMAS

Hay 3 tipos de TCAS:

TCAS I

Simplemente proporciona TA.

TCAS II

Proporciona TA + RA. Sólo nos da indicación en el plano vertical.

TCAS IV

Es una modificación del TCAS III. Proporciona TA + RA + HRA; donde HRA es Horizontal Resolution Advisory. Nos da avisos de resolución en los planos vertical y horizontal. Está en vías de desarrollo.

TCAS I

Es la primera generación de TCAS que apareció. Únicamente proporciona avisos de TA. Sólo es necesario estar equipado con transpondedor modo C.

TCAS II

Genera dos tipos de alarma:

TA (Traffic Advisory) para establecer contacto visual con la ACFT.

RA (Resolution Advisory) para ejecutar una acción correctora y así evitar una colisión inminente.

Si ambas aeronaves están equipadas con un transpondedor modo S, los TCAS se podrán coordinar para ejecutar la mejor maniobra posible (uno ascenderá y otro descenderá).

3 PRINCIPIOS DEL TCAS II

El TCAS II opera con el principio del radar secundario de vigilancia (SSR). Interroga a las aeronaves con una frecuencia de 1030 MHz y responde con 1090 MHz. La única diferencia con el SSR es que la comunicación es aire-aire.

Usando este principio, el TCAS crea una burbuja de protección tridimensional alrededor de la aeronave. A esta burbuja se le llama TAU o umbral de protección. Este umbral depende de la distancia y el régimen de acercamiento (velocidad). Se mide en segundos.

4 EQUIPAMIENTO DE LA AERONAVE

Para que una aeronave pueda ser vista en un TCAS deberá estar equipada con a l me no s un t ra n s po n ded o r m o d o A . Por ejemplo, si somos una PA28 y queremos que un B737 nos detecte en su TCAS deberemos llevar un transpondedor modo A por lo menos. Si llevamos un transpondedor modo C les aparecerá nuestra altitud.

Llevando un transpondedor modo A, el tráfico que tenga TCAS sólo le aparecerán avisos de TA (al no disponer de altitud no se puede generar un RA).

Si apagamos el transpondedor seremos invisibles para el TCAS, por lo que puede suponer un riesgo de colisión si las dos aeronaves están cercanas.

Si llevamos transpondedor modo C mostraremos nuestra posición y altitud a las aeronaves equipadas con TCAS. Se podrán, por tanto, generar avisos de TA + RA.

Finalmente, si disponemos de transpondedor modo S, podremos intercambiar información mutuamente vía data-link con otras aeronaves equipadas con modo S para ejecutar la mejor maniobra de RA posible. Es el caso más eficiente de todos.

En caso de discrepancia entre órdenes del TCAS y órdenes del ATC, se hará caso

SIE M P RE al TCAS.

Este cuadro es muy importante, pues existe un accidente de manual, de libro, que muestra el por qué se debe hacer caso al TCAS y no al controlador. Se trata del famoso accidente de un Tupolev de Aeroflot con un B757 de la compañía DHL, ocurrido a raíz de no obedecer las señales del TCAS. Cuando el ATC detectó que las dos aeronaves iban a colisionar, dio al Tupolev una orden distinta de la que le decía su TCAS. El comandante del Tupolev obedeció al controlador y esto provocó que las dos aeronaves colisionaran en vuelo. Las causas de ese accidente fueron varias

5 OPERACIÓN

El cálculo de la distancia se basa en la medición del lapso de tiempo que hay entre la emisión (1030 MHz) y la recepción (1090 MHz) de una señal. Este principio es conocido como principio del radar.

La marcación, esto es, la posición relativa a nosotros, se mide con una serie de antenas

situadas en el fuselaje. En total hay 2 antenas, una colocada arriba del fuselaje y otra debajo.

La imagen de la derecha muestra cómo se determina la marcación relativa de la aeronave intrusa. Las antenas que componen el TCAS son:

1 antena direccional (parte superior del fuselaje)

1 antena omnidireccional (parte inferior del fuselaje)

N o ta : en equipos de mayor precisión (TCAS II o superior) se utilizan antenas direccionales en ambos sitios, pues se evitan problemas de pérdida de seguimiento cuando el tráfico intruso pasa de ser vigilado por la antena superior a la inferior y viceversa.

La antena direccional del TCAS consta de 4 elementos (1, 2, 3, 4). Cada uno de estos elementos emite un lóbulo, tal y como indica la figura de arriba. Lo que se hace es introducir un retraso, un desfase entre las señales que emite, de forma que cuando se recibe la respuesta del intruso se compara la diferencia de fase y se obtiene la marcación relativa. Siguiendo el ejemplo, si el tráfico se aproxima por la derecha se mide la diferencia de fases entre los lóbulos 1 y 2; esto indicará la marcación relativa del intruso.

Se puede decir que la emisión de las señales es direccional, pero la recepción es omnidireccional. La emisión se genera por la antena de arriba y la recepción por la antena de debajo.

6 COMPONENTES DEL TCAS II

1. Consiste de un ordenador que realiza las siguientes funciones:

Elabora cálculos de rutina de vigilancia y seguimiento de intrusos en el espacio aéreo próximo.

Genera las señales de aviso que pertocan.

Determina las maniobras de evasión (RA).

2. También dispone de un panel de mando, que forma parte del transpondedor. Tiene varias posiciones:

STBY: TCAS inactivo (se ajusta el nivel de sensibilidad a 1)

TA ONLY o TA: sólo nos da avisos TA (se ajusta el nivel de sensibilidad a 2)

TA/RA: nos da tanto avisos TA como de RA (se ajusta el nivel de sensibilidad de forma automática dependiendo de la altitud de la ACFT).

3. Otro componente son las 2 antenas (una arriba y otra debajo del fuselaje).

4. Consta de una conexión con el altímetro para obtener la PA.

Conexión con el radioaltímetro, por dos motivos:

Determinar si una ACFT seguida por el TCAS está en tierra; o

Está próximo al terreno.

7 COMPATIBILIDADES

Para más información ver el siguiente esquema:

8 INHIBICIONES

Se hace especial hincapié en las siguientes inhibiciones:

El sistema tiene en cuenta la configuración de la aeronave para determinar la acción de RA. Cuando la aeronave tiene los flaps o el tren abajo sabe que las performances de subida se van a ver deterioradas, por lo que no emite un RA de ascenso.

No se generan avisos acústicos < 400 ft AGL.

No se generan avisos de RA < 1000 ft AGL.

No se generan indicaciones RA DESCEND < 1100 ft AGL.

No se generan indicaciones RA INCREASE DESCEND < 1450 ft AGL.

Por encima de FL380 se inhiben las indicaciones de RA que ordenan ascenso.

9 AVISOS TA y RA

TRAFFIC ADVISORIES (TA)

Los avisos de TA existen cuando un intruso penetra en la burbuja (o TAU) y está entre 45-

35 segundos del área de colisión. Los tráficos que representan un TA aparecen con un círculo ámbar y se escucha la voz TRAFFIC, TRAFFIC en cabina.

RESOLUTION ADVISORIES (RA)

Los avisos de RA se generan cuando el intruso penetra en la burbuja interior y están entre

30-20 segundos del área de colisión. Aparecen como un cuadrado rojo y se acompaña con la voz de resolución correspondiente (CLIMB, CLIMB, etc.).

Los avisos de RA pueden ser de dos tipos:

Preventivos: no hay riesgo de colisión, a menos que se salga de los parámetros indicados. Ej: MONITOR VERTICAL SPEED.

Correctivos: existe un riesgo de colisión inminente si no se efectúa una maniobra evasiva. Ej: DESCEND, DESCEND. REDUCE DESCENT, etc.

10 OTRAS ALERTAS

Aparte de los avisos de TA y RA, el TCAS genera otro tipo de avisos visuales.

Tráficos próximos: aparecen como un diamante azul relleno y representan aeronaves que están en el rango seleccionado y a +/-

1200 ft de altura respecto a nosotros. No se consideran un peligro, pero sí que es conveniente monitorizar su evolución.

Otros tráficos: aparecen como diamantes azules vacíos y representan aeronaves que están en el rango seleccionado y a +/-

2700 ft de altura respecto a nosotros. Esto es si el selector está en posición NORM. Si está en ABOVE son + 8700 ft y si está en BELOW es – 8700 ft.

11 SÍMBOLOS

Símbolo de la ACFT

Símbolo de ACFT no conflictivo

Color blanco relleno o azul. Símbolo de tráfico de proximidad. La ACFT está a menos de 6 NM y a +/- 1200 ft. El tráfico está a 200 ft por debajo y en descenso.

Amarillo o ámbar. Indica un intruso de TA. El tráfico está a 700 ft por encima.

debajo.

Color rojo. Indica un intruso de RA. El tráfico está en ascenso y a 200 ft por

12 INDICACIONES TCAS

Se dibuja un arco de color rojo que indica el ratio de ascenso/descenso que no se debe usar. El arco verde indica la velocidad vertical para evitar ese tráfico.

En este caso, el piloto debería poner un variómetro de 1500 fpm en ascenso como mínimo.

En las ACFT que tienen EFIS aparece de la siguiente manera:

Indica la actitud en cabeceo que debe adoptar la ACFT para evitar al tráfico.

También se indica en verde la zona del variómetro que se debe adoptar.

Veamos en la siguiente página como se representa en el ND de un A320.

En este caso aparecen los tráficos en pantalla. El tráfico en RA está a

5 NM y el tráfico en TA a 8 NM.

13 PANEL DE CONTROL

Básicamente hay 5 posiciones:

TEST: para comprobar el sistema.

STBY: el sistema está en modo de calentamiento. No transmite interrogaciones. El nivel de sensibilidad es 1.

XPDR: el TCAS no está activado. Es el modo C típico del transpondedor.

TA: el sistema interroga a las otras

ACFT y nos da avisos de TA. El nivel de sensibilidad es 2.

TA/RA: el sistema interroga a las otras ACFT y nos da avisos de TA y RA. El nivel de sensibilidad es automático.

Los mandatos que realiza el TCAS son los siguientes:

14 CHEQUEO DEL SISTEMA

Antes de cada vuelo se deberá verificar el correcto funcionamiento del sistema. Para ello, se seleccionará el interruptor de modo en la posición de TEST. Seguidamente se iniciará de forma automática el testeo del sistema o BITE (Built-in Test Equipment).

Si el chequeo ha sido correcto se escuchará la voz de TCAS SYSTEM TEST OK. Por el contrario, si suena la voz TCAS SYSTEM TEST FAIL el test no se habrá realizado satisfactoriamente. Eso significará que hay algún fallo interno en el sistema. Se deberá avisar a la compañía vía ACARS y a mantenimiento.

15 REQUISITOS TCAS

En Europa, de acuerdo con EUROCONTROL, el TCAS II es obligatorio desde el año 2005 para todas las aeronaves a reacción con:

MTOW > 5700 kg; o

> 19 pax.

16 EXCEPCIONES

Para terminar el capítulo hacemos una breve referencia a una pequeña excepción de la norma de seguir los RA.

Se podrá hacer caso omiso de las órdenes de RA cuando:

Los pilotos de ambas aeronaves se tengan mutuamente a la vista y decidan que no es necesario desviarse de su senda de vuelo.