Introduction au TCAS TCAS. Exemple d un écran TCAS. Introduction au TCAS. Les composantes du TCAS Version 2. Les composantes du TCAS

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1 Introduction au TCAS TCAS Traffic Alert/Collision Avoidance System Composants du TCAS Protection de l espace aérien Logique du système Alarmes TCAS Représentation graphique Conclusions Introduction au TCAS Le TCAS est un système dév aux EU s. 2 versions utilisées aux EU s. Depuis 2000, leur utilisation est obligatoire aux E.U s sur des avions > 30 passagers ou des avions avec le poids max au décollage > 15 tonnes. Exemple d un écran TCAS Info affichées sur l écran du TCAS. TCAS - principal système pour éliminer les collisions dans les airs. Réduction des incidents causés par des avions volants proche les uns des autres. Version 2 1. Panneau de contrôle du TCAS Mode S - Sélectionne et contrôle tous les éléments du TCAS incluant l ordinateur TCAS. Toutes les informations de contrôle sont fournies au TCAS via le transpondeur mode S. 2. Transpondeur Mode S - remplit les fonctions normales de l'atc des transpondeurs des A/C existants. Utilisé pour échanger des données air - air entre des avions équipés du TCAS pour coordonner la résolution des conflits. 1

2 3. L ordinateur TCAS - la surveillance de l espace aérien, - le suivi des intrus - la détection de menaces et la résolution, et le conseil du vol. - Si A/C dépisté représente une menace de collision -> L'ordinateur choisit la meilleure manœuvre pour l'éviter; - A/C intrus est équipé du TCAS II cette manoeuvre sera coordonnée. 4. Antennes employées par TCAS II incluent une antenne directionnelle montée sur l'avion. - Elle transmet des interrogations sur 1030 MHz dans chacun de 4 segments d'azimut de Réponses des transpondeurs reçues sur 1090 MHz et envoyées à l'unité d'ordinateur de TCAS. - Il possède une antenne de transmission et de réception omnidirectionnelle placée sous l'avion pour fournir des données sur des cibles qui sont en dessous de l'avion. 5. Affichage du Trafic (TA) - L'affichage dépeint le trafic environnant de l'avion pour aider le pilote à acquérir visuellement l'avion intrus. 6. Affichage des résolutions (RA) - Cet affichage est un indicateur de vitesse verticale standard, modifié pour indiquer le taux de montée verticale qui doit être réalisé pour maintenir une séparation sûre avec l'avion intrus. Il y a 2 affichages de RA: 1 pour le capitaine et 1 pour le co-pilote. - Dans certains cas, les affichages de TA et de RA sont combinés sur un même écran. 7. Annonce sonore: L affichage de RA et TA est complété par des annonces sonores synthétiques de voix produites par l'ordinateur de TCAS. - Les mots Traffic, Traffic " sont annoncés lorsqu il y a affichage de TA. - S il y a affichage d une résolution RA, on entendra "climb, climb, climb". Zone protégée pour le TCAS Le TCAS utilise des symboles conventionnels standard de l'industrie. Le nombre indique la position de l intrus en 100 pi au-dessus (+) / au-dessous (- -) de l avion. Flèche vers le haut / vers le bas apparaîtra, si l intrus prend ou perd de l altitude à un taux de 500 pieds. Zone protégée pour le TCAS Les symboles sont les suivants : Le trafic ne représente pas une menace: H relative > ± pi ou avec un rayon > 5 nm, un losange vide -> l'intrus n'est pas une menace. 2

3 Zone protégée pour le TCAS Zones protégées pour l avion avec le TCAS L'intrus est à proximité à H relative = ± pi et/ou dans rayon < 5 nm -> Losange blanc rempli si il n est pas considéré une menace. Fonctionnement logique du TCAS II Concepts de bases d évitement des collisions : 1. Le niveau de sensibilité 2. Le tau (τ) et 3. La zone protégée 1. Niveau de sensibilité L'utilisation efficace de la logique du TCAS exige un compromis entre la protection nécessaire et les alertes inutiles. Ce compromis est accompli en commandant le niveau de sensibilité (NS), qui contrôle le τ, et donc les dim. du vol. protégé autour de chaque avion équipé d un TCAS. Plus le NS est grand, plus la protection est assurée, et on aura plus des alertes inutiles. 2. Le concept du tau (τ) Géométrie d'un conflit Pour éviter une collision, le temps pour à aller au point de rencontre le plus proche (PRPP ou CPA en anglais) est plus important que distance parcourir pour aller au point PRPP. Le concept de tau a été dév. en Le tau simple est une approx. du t en sec. à PRPP = à la distance oblique r, divisée par la vitesse d approche τ CPA = - r / vitesse d approche τ 3

4 3. Volume protégé Fonctions logiques du TCAS - Pour des géométries de rencontre -> bas taux verticaux de vit. d approche -> les dim s vert. du vol. protégé pour le TCAS sont de pi de H de l avion. - Les dim s vert s pour RA s changent de pi selon H de l avion. - Pour des taux de vit. d approche vert. élevés -> TA / RA serait déclenché quand t prévu à la co-altitude chute au-dessous de tau pour les niveaux de sensibilité. 1. Tracking La surveillance fait un rapport chaque sec. La logique du CAS dépiste le rayon oblique et la vit. d approche de chaque avion cible, pour dét. t < sec > au CPA. Si la cible est équipée d'un transpondeur d'altitude codage -> La logique du TCAS traque les rapports d'altitude pour projeter H de la cible au CPA. La logique du CAS dét. le taux vert. de la cible en mesurant t qu elle prend pour traverser les H = 100 pi successifs. 2. Alerte de trafic Des tests sur la distance et l'altitude sont réalisés sur chaque cible identifiée. Une cible de proximité est affichée si la cible n est pas qualifiée pour un TA mais est < 6 m.n. et 1200 pi de l'avion. Une cible est déclarée intrus si le test sur la distance montre que le tau calculé est dans le seuil de tau de RA. 3. Détection de menace - Essais de dist. et H sont réalisés sur chaque intrus reporté. - Si le tau de RA et le temps à la coaltitude ou que les critères relatifs à l altitude -> L'intrus est déclaré une menace. 4. Choix de la résolution Menace déclarée -> Processus en 2 étapes est employé pour choisir RA. La 1 ière étape est de choisir le sens (vers le haut ou en bas) de RA. - Basé sur d et H des voies de l'intrus -> La logique de TCAS modélise le chemin de l'intrus au CPA et calcule la séparation verticale prévue pour chacun des 2 cas et choisit le sens à utiliser. 4

5 5. Coordination TCAS/TCAS Dans une rencontre de TCAS/TCAS, chaque avion transmet des interrogations àl'autrepar le lien Mode S pour choisir des alertes compl. de résolution. Les interrogations de coordination ont des info s sur la manoeuvre vert. prévue en ce qui concerne la menace. 5. Coordination TCAS/TCAS Cette info -> Si un avion a choisi vers le haut en ce qui concerne la menace (intention d'élever) -> transmettra un message dans son interrogation de coordination à la menace et lim. la solution de la menace de RA s à ceux avec le sens "de haut en bas." La force du "en bas" du RA choisi par l'autre avion de TCAS dépendrait de la géométrie de la situation. Le TCAS II de Honeywell (CAS 67A) Protection de l espace aérien La symbologie du TCAS: Le nombre indique la position de l intrus, en centaine de pieds au dessus (+) ou en dessous (- ). La flèche indique si l intrus est en montée ou en descente avec un taux supérieur à 500 pi/min. Alarmes TCAS Exemple de représentation 5

6 Conclusions Le TCAS développé depuis 1960, en utilisant des normes de la FAA déf. les principaux paramètres de ce système. Il existe 5 constructeurs du TCAS qui offre les versions 1 et 2. Sa conception a rencontré de grandes difficultés tant au niveau de l antenne directionnelle qu au niveau des fausses alertes causées par un trafic dense prés des aéroports. Conclusions TCAS a pratiquement éliminé les collisions durant la dernière décennie. Est fiable. Accidents survenus ont comme origine une erreur humaine. La prochaine génération du TCAS intègre le Mode Change 7, plus léger, plus compact, et élimine les nuisances sonores que les précédentes versions avaient. TCAS est devenu un instrument qui ajoute de la sécurité au vol, mais permet d optimiser les distances séparant les avions qui décollent ou atterrissent sur les aéroports congestionnés. 6

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