מערכת למניעת התנגשות באוויר

מערכת למניעת התנגשות באוויר (באנגלית: TCAS - Traffic collision avoidance system) היא מערכת התרעה לטייס מפני התנגשות עם מטוס סמוך. המערכת שולחת אותות חקירה לסביבת המטוס ואם יש מטוסים אחרים בסביבה שגם הם מצוידים במערכת, המערכת יודעת לתת מגוון התרעות למניעת התנגשות, ללא תלות בקשר כלשהו לקרקע.

מערכת TCAS כפופה לסטנדרטים שמוכתבים על ידי הארגון הבינלאומי לתעופה אזרחית ונכון להיום יש רק שלוש חברות שמייצרות TCAS בעל רישיון. TCAS עונה לדרישות המחייבות התקנה של מערכת למניעת התנגשויות על כל המטוסים שרישיונם מאפשר להטיס בהם יותר מ־19 נוסעים.

מערכת ה־TCAS מציגה סוג של "תמונה אווירית" או נותנת התרעה קולית לטייסים. התצוגה בתא הטייס יכולה להתקבל על אותה תצוגה המשמשת גם את מד הנסיקה או על התצוגה האלקטרונית, על גבי מסך ה־EHSI.

תיאור המערכת
מערכת TCAS מבוססת על שליחת אותות חקירה בתדר 1030 מגה־הרץ וקבלת תשובות ממשיבים בתדר 1090 מגה־הרץ. מחזור כזה של חקירה ותשובה יכול להתבצע כמה וכמה פעמים בשנייה, כאשר הקצב נקבע לפי כמה "קרובה" בזמן האפשרות להתנגשות - כלומר, כאשר המטוסים האחרים רחוקים ולא "מאיימים" קצב החקירות יהיה נמוך וכאשר המטוסים האחרים קרובים וזמן המפגש איתם קרוב יותר - קצב החקירות יגבר בהתאמה.

מערכת TCAS תתריע רק ממטוסים שהפעילו מערכת זיהוי עמית־טורף במוד C או במוד S. למטוסים שמפעילים מוד S יש מזהה מטוס ייחודי המורכב מהודעה בת 24 ביט. בשלב שני, אם לשני הצדדים יש מערכת TCAS, המערכות "יתאמו ביניהן" תמרון מניעת התנגשות - כדי שלא יקרה מצב בו לשני הצדדים מתקבלת אותה התרעה. כיום ההתרעה מוגבלת רק למישור האנכי - כלומר "טפס, טפס", "הנמך, הנמך" או הנחיה כלשהי באשר לשיעור ההנמכה או הנסיקה רצוי.

חישובי המערכת מתבצעים, בקרוב, לפי "זמן להתנגשות" ובהתאם, בהתייחס למטוסים במהירויות ביניים - המערכת תהיה "מודעת" לנתיבים בטווח של כמה עשרות ק"מ (20 מייל ימי), אם הנתיבים מהירים והם נתיבי "הד - און", כלומר, המטוס השני טס על קו הטיסה שלנו וכוון הטיסה שלו הוא בדיוק מולנו. לעומת זאת, המערכת תתייחס למטרות שנמצאות מאחורינו וטסות באותו כיוון שלנו, רק כאשר הטווח בין המטוסים קטן משני מייל בערך, כפי שאפשר לאות באיור שלהלן.

המערכת תתייחס רק למטוסים שהפרש הגובה כלפיהם קטן מ־850 רגל לצורכי "התרעה כללית" ומ־600 רגל, לצורכי התרעת התנגשות.

מבנה המערכת
למערכת ה־TCAS שלושה מכלולי חומרה:

מחשב המערכת
מחשב המערכת מקבל את נתוני המטוס שלנו, כמו ווקטור המהירות והגובה, הוא זה שקובע את לוגיקת ההתרעות והוא זה שמאפשר לטייס לבחור "מצבי הפעלה שונים". מחשב המערכת בדרך כלל יהיה צמוד למשדר־מקלט וייתכן שיהיה מזווד ביחד עם מערכת הזיהוי עמית טורף.

אנטנות
מערכת ה־TCAS מחייבת התקנת שתי אנטנות כיווניות, כדי לאפשר הבנת הכוון ממנו מגיעה התשובה לחקירה. אנטנה אחת על גב המטוס ואנטנה אחת בתחתיתו.

מערכת תצוגה לטייס
התצוגה לטייס, בדרך כלל, תהיה משולבת בתצוגת ה־EHSI (במטוסים מודרניים).

במטוסים מודרניים, E-Enabled, ייתכן שמערכת ה־TCAS תמומש במסגרת "חבילת אוויוניקה משולבת" על חלק מהכרטיסים האלקטרוניים שמממשים פונקציות נוספות במטוס.

תפעול המערכת
למערכת TCAS יש מספר מצבי הפעלה:

מצב המתנה (StandBy) 
במצב זה המערכת נמצאת תחת מתח והיא מתפקדת כמערכת זיהוי עמית טורף בלבד. המערכת לא תשדר חקירות במצב זה.

מצב משיב 
במצב זה, המערכת לא תשדר אותות חקירה אבל פונקציות מערכת הזיהוי עמית טורף, כולל מוד S, תפעלנה כרגיל. במצב זה מטוסים אחרים יקבלו התרעות אך המערכת לא תספק התרעות למטוס עליו מותקנת.

מצב התרעות 
במצב זה המערכת תתריע על "קונפליקטים" או תעבורה שמסכנת את המטוס - אבל לא תיתן הוראות הטסה למניעת התנגשות.

מצב אוטומט 
במצב זה המערכת תעבוד במלואה ויתקבלו גם את התרעות וגם הוראות הטסה למניעת התנגשות.

ממשקים למערכת ADS-B

מערכת TCAS יכולה לקבל את נתוני התעבורה, ממערכת ADS-B ולהשתמש בהם כדי להשפיע על קצב החקירות וכך לחסוך זמן כדי לאפשר זמני מחזור גבוהים גם כאשר התעבורה צפופה

קישורים חיצוניים

הערות שוליים