Время предупреждения

Для целей предотвращения столкновения наиболее важным критерием угрозы является время полёта конфликтующих ВС до точки наибольшего сближения, а не расстояние до неё. В развитие этой идеи была разработана концепция времени предупреждения (т). Интервал г представляет собой пороговое значение, которое сравнивается со временем полёта до точки СРА, рассчитываемым путём деления измеряемой наклонной дальности между ВС на скорость их сближения. Система TCAS II использует концепцию для большинства своих функций по выработке предупреждений экипажу. Значения т являются функцией от уровня чувствительности.

Логическая программа оценки степени угрозы столкновения осуществляет проверку дальности и проверку высоты с каждым ВС, нахо­дящимся в зоне действия системы TCAS II. Принцип проверки дальности соответствии с изложенной выше концепцией заключается в расчёте времени полёта до точки СРА путём деления расстояния между ВС на скорость их сближения. Результат проверки дальности считается положительным, если это время меньше пороговой величины, например, 48 с для выдачи предупреждений ТА и 35 с для рекомендаций RA.

Принцип проверки высоты заключается в расчёте времени полёта своего ВС до момента достижения одинаковой высоты с ВС-нарушителем путём деления значения разности высот между ВС на относительную вертикальную скорость. Результат проверки высоты считается положительным если указанное время меньше пороговой величины, например, 48 с для выдачи ТА и 35 с для RA. Если своё ВС выполняет горизонтальный полёт, величина порогового времени для RA уменьшается до 25 с в целях избежания выдачи необоснованной рекомендации RA при обнаружении возможного манёвра выхода ВС-нарушителя в горизонтальный полёт.

Следует отметить, что используемые системой TCAS II данные о барометрической высоте ВС-нарушителя извлекаются из принятых ответов на запросы его приёмоответчика. Указанная высота кодируется с помощью квантования с интервалом 100 ft в режиме «С» RBS или 25 ft в режиме «S». В отличие от вышеописанной ситуации TCAS II получает данные о барометрической высоте собственного ВС с квантованием в один фут. Это означает, что высота ВС-нарушителя, воспринимаемая системой TCAS II, может отличаться от реальной из-за погрешностей округления, и эти погрешности не могут быть учтены при оценке степени угрозы столкновения.

Во избежание ситуаций, когда ВС-нарушители могут приблизиться на опасное расстояние с очень малой скоростью сближения, не вызывая срабатывание ТА или RA на основе времени т, в системе TCAS II предусмотрена дополнительная защита - вводится критерий защитной дистанции [1]. При таком типе сближения результат проверки дальности является положительным, если расстояние между ВС меньше величины защитной дистанции, например 1,3 NM для ТА и 1,1 NM для RA. Кроме того, когда ВС выполняют горизонтальный полёт или имеют очень малую относительную вертикальную скорость, результаты проверки высоты считаются положительными, если разность высот между ВС меньше установленного порогового значения расстояния в вертикальной плоскости, например 850 ft для ТА и 700 ft для RA.

Пороговые значения логической программы выдачи предупреждений ТА в вертикальной плоскости составляют ±850 ft относительно высоты своего ВС на эшелонах полёта до FL 420 и ±1200 ft при полёте выше FL 420

На рис. 1.6 и 1.7 представлены проверки дальности и высоту - указанием соответствующих пороговых значений для SL 7.

Пороговые значения критериев времени для обычных ситуаций сближения, как показано на рис. 1.5, а также критерия расстояния при очень малой скорости сближения ВС зависят от уровня чувствительности, фиксируемого логической схемой обнаружения угрозы в системе TCAS II и определяемого высотой полёта своего ВС (табл. 1.1).

1.4.4. Защищаемый объём.

Значения, используемые для параметров обнаружения угроз столкновения, не могут быть оптимальными для всех ситуаций, поскольку работа системы TCAS II осложняется отсутствием сведений о намерениях экипажей ВС-нарушителей. В этих условиях желательно обеспечить выдачу адекватных предупреждений о возможном столкновении и исключить возможность выработки излишних предупреждений, так называемых «ложных тревог». Последние могут возникать в конфликтна» ситуациях, которые разрешаются в последний момент в результате маневрирования ВС-нарушителя. Особенностью системы TCAS II, которая помогает в таких случаях, является автоматическое изменение виртуального «защищаемого объёма» воздушного пространства вокруг собственного ВС (рис. 1.8).

Размеры этого объёма автоматически увязываются с относительной скоростью сближения конфликтующих ВС. Кроме того, он автоматически ориентируется в направлении, параллельно вектору этой относительной скорости. Пеленг при этом не играет никакой роли в данном вычислительном процессе. Каждой конфликтной ситуации соответствует сват защищаемый объём. В случае множественной конфликтной ситуации с несколькими (до трёх) ВС в процессоре системы TCAS II своего ВС формируются индивидуальные защищаемые объёмы каждому представляющему угрозу ВС-нарушителю. ВС-нарушитель начинает представлять угрозу в том случае, когда оно вторгается в защищаемый объём другого ВС. Защищаемый объём определяется с помощью проверки дальности и проверки высотного разделения. Вначале выполняется проверка дальности, а затем, если только её результат оказывается положительным, следует проверка высоты. Результат этих проверок может быть положительным или отрицательным исходя из того, находится представляющее угрозу ВС внутри или за пределами соответствующей части защищаемого объёма. ВС-нарушитель объявляется угрозой, когда обе проверки приводят к положительному результату.

Величины, измерение которых невозможно, - линейное расстояние (S) и линейное время полёта (t сра) до точки наибольшего сближения, связаны с поддающимися измерению или расчёту величинами дальности (г) и скорости изменения дальности (Vr= dr/dt) равенством

(1.4)

Здесь предполагается, что ВС-нарушитель и собственное ВС, оборудованное системой TCAS II, сближаются без ускорения.

Из выражения (1.4) следует, что при некотором значении временного параметра tcра, определяющего степень угрозы столкновения и зависящего от уровня чувствительности, линейное расстояние (S) полёта ЯР прогнозируемой точки наибольшего сближения СРА, а значит, и развиты защищаемого объёма изменяются и зависят от скорости полёта 5С При большей скорости полёта размеры защищаемого объёма автоматически увеличиваются. Таким образом, независимо от скорости полета у экипажа всегда остаётся одинаковый запас времени для принятия решения и выполнения манёвра уклонения от столкновения.

Кроме того, временной параметр t cра определяет степень угрозы столкновения и в результате сравнения с пороговыми значениями вызываем наработку предупреждений ТА и рекомендаций RA. В свою очередь, эти пороговые значения, как было отмечено, зависят от уровня чувствительности фиксируемого в системе TCAS II логической схемой обнаружения угрозы в зависимости от высоты полёта своего ВС (см. рис. 1.5, табл. 1.1).