TCAS

[TooLowFlap]

In einem anderen Forum wurde um die Erläuterung des TCAS Systems gebeten, und bevor ich mir die Arbeit 2 mal mache das alles aufzuschreiben möchte ich das gleich hier ebenfalls posten. Fragen und Verbesserungen sind natürlich willkommen.

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Guten Abend,

 

also hier, wie gewünscht, einige Infos zum Thema TCAS (Traffic Alert and Collision Avoidance System)!

 

 

Was sind die Aufgaben von TCAS?

TCAS erkennt andere mit einem Transponder ausgerüstete Flugzeuge in seiner Umgebung (1) und stellt Flugzeuge, mit denen man möglicherweise kollidieren könnte auf Wunsch dar (2)...z.B. auf dem Navigationsdisplay. Wenn möglich gibt das System weiterhin Kommandos in Vertikaler Richtung (Steigen/Sinken/Höhe halten), um eine Kollision zu verhindern. (3)

 

Was sind die Limits von TCAS?

TCAS arbeitet nur in einem Umfeld von +/-10.000ft und in einem Umkreis von 30NM (4).

 

Wie funktioniert TCAS?

Beim TCAS System kommunizieren die Transponder der einzelnen Flugzeuge untereinander (5). TCAS bestimmt aus diesen Übermittlungen die Relative Peilung, die Entfernung (inkl. der Annährungsrate) und der relativen Höhe (falls es sich um einen MODE C/S Transponder beim Gegner handelt) (6). TCAS berechnet aus diesen Daten den Punkt, wo sich die Flieger am nächsten kommen (CPA - Closest Point of Approach) und den dazugehörigen Zeitpunkt (TAU). (7)

 

Wie kann man den anderen Verkehr klassifizieren?

1. PROXIMATE INTRUDER: Wird ausgelöst, wenn der Flieger innerhalb von 6NM an den Eigenen herankommt und auf selber Höhe wie der Eigene fliegt +/-1200ft. Daraufhin wird im ND der Eindringling dargestellt. (8). Dieser Modus wird durch einen weißen gefüllten Rombus dargestellt. Anderer Verkehr wird durch weiße leere Rombuse dargestellt, aber auch nur, wenn noch ein LEVEL 2 oder 3 Traffic erkannt wurde.

2. Traffic Advisory (TA) - Verkehrhinweis: TAU ist in etwa 40 Sekunden, es besteht potentielle Kollisionsgefahr. Eine akkustische Warnung und die Darstellung auf dem ND machen darauf aufmerksam (9). Wird im ND durch einen gelben Kreis dargestellt und durch eine "TRAFFIC, TRAFFIC" Warnung akkustisch untermalt.

3. Resolution Advisory (RA) - Lösungsvorschlag: Akkute Kollisionsgefahr, TAU ist innerhalb der nächsten 25 Sekunden. Im ND wird der Eindringling dargestellt, es folgt eine akkustische Warnung und im PFD wird ein Vertikaler Befehl eingeblendet (im Variometer und auf Wunsch auch im ADI). Der Computer weist die ganze Zeit auf mögliche notwendige Änderungen des Flugweges hin (10). Wird durch ein rotes Viereck dargestellt und durch die Befehle "CLIMB, CLIMB, CLIMB"; "CLIMB, CROSSING CLIMB"; "INCREASE CLIMB"; "REDUCE CLIMB"; "CLIMB, CLIMB NOW" und das selbe für den DESCENT untermalt. Außerdem gibt es noch die Befehle "MONITOR VERTICAL SPEED"; "MAINTAIN VERTICAL SPEED"; "ADJUST VERTICAL SPEED"; "MAINTAIN VERTICAL SPEED, CROSSING MAINTAIN" und "CLEAR OF CONFLICT". Wie gesagt, dieser Modus RA arbeitet nur, wenn BEIDE Flugzeuge über einen MODE C bzw. S verfügen, ansonsten bleibt man auf der Stufe der TA.

 

Nicht schlagen, wenn was falsch ist...das TR ist zwar bei mir noch nicht so lange her, aber hatte leider kein AOM hier bei der Hand.

 

Grüße

 

TLF

 

[ursmunger]

Hallo TLF,

 

Tolle Erklärungen! Uebrigens: natürlich findet nur eine 'Absprache' zwischen den beiden Flugzeugen statt, wenn beide TCAS haben. Hat nur eines ein TCAS, so werden die RA ausgegeben in der Annahme, dass der Intruder seinen vertikalen Flugweg beibehalten wird.

 

Uebrigens: seit Einführung des TCAS ist das 'TCAS climb/descent reporting form' das meistbenutzte Formular bei Controllern. Denn: eine grosse Mehrheit der Reaktionen des TCAS sind im Endeffekt nicht nötig (z.B. level-off 1000ft über einem anderen Flugzeug). Daher eine Bitte an alle Piloten (die meisten machen's mittlerweile recht gut): haltet unbedingt die Procedure nach ICAO ein, spätestens 1000ft über/unter dem cleared level die ROD/ROC auf maximal 1000fpm zu reduzieren.

Klar, TCAS rettet die Situation wenn mal von Controllerseite her alles falsch läuft...daher: tolles System.

 

Noch ein Hinweis an alle Piloten: versucht NIE, anhand vom TCAS einem Flugzeug lateral (also mit einer Kurve) auszuweichen. Denn: das TCAS gibt eine relative Positionsangabe, unsere Radars eine absolute. Bei spitzen Kreuzungswinkeln kann's sogar sein, dass das TCAS eine RA gibt, obwohl die Separation von 5NM vom Controller sichergestellt ist (da gebe ich persönlich nach der Traffic Info noch: 'minimum separation will be ..NM). Beginnt Ihr in diesem Fall unnötigerweise zu steigen resp. sinken ist das ok...schliesslich müsst Ihr die RA befolgen. Gerade bei spitzen Winkeln ist aber die Gefahr gross, dass man anhand des TCAS eine Fehleinschätzung macht und in die falsche Richtung dreht - also die Separation noch verkleinert.

Also: überlasst die Kurven uns, steigen oder sinken könnt Ihr aber bei RA wie ihr wollt - da sind wir Controller eh von jeder Verantwortung entbunden

 

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Gruess us Gämf

Urs

[amiga4000]

hallo TLF

 

wuchtig, danke

 

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karl

[Peter Guth]

Klasse, lieber TLF,

 

ein sehr interessantes Thema, das eigentlich schon überfällig war. Neben den genannten Fakten gäbe es noch kleine Details zur Informationsabrundung, welche die Leser interessieren könnten:

 

Da wäre zunächst die technische Ausrüstung, mit den das TCAS (sprich: tie-kass) arbeitet. Nämlich zwei Mode S Transponder, (Empfang 1030 MHZ, Antworten 1090 MHZ) einer davon Stand By. Dann, klar, der TCAS Computer und zwei TCAS Antennen (je 1 x oben und 1 x unten am Rumpf. Und natürlich die Darstellungwahlschalter am Controllpanel.

 

Die Darstellung erfolgt über verschiedene Möglichkeiten: nämlich eingeblendete Traffic Infos innerhalb der Navigationsdisplay, oder als externes Gerät (Nachrüstung) über 2 Inch Kat.Röhre (z.B. bei der 767 eingebaut im Freiraum zwischen Main-Panel und Throttleeinheit, real beschissen ablesbar)

oder aber auch (Beispiel ATR) integriert im Variometer! Soll heißen, auch als LDC Display im Background läßt sich ein Intruder (eindringendes Flugzeug im eigenen Flugpfad) darstellen.

 

Dann, auch das sollte Erwähnung finden, wird es bald auch GCAS Geräte geben. (z.B. Euro Telematic, ähh, ich glaube es heißt GCAS2000)

 

Diese warnen eben nicht nur vor Intrudern durch optisches Signal und durch Befehle einer sythezischer "Stimme" (resolution advisory) und Kommandovorgabe für den Flight Director, sondern dann auch vor Bodenhindernissen.

 

Hierdurch wird das bisher bekannte EGPWS im TCAS integriert und soll die große Gefahr eines CFIT (controlled flight into terrain) durch rechtzeitige (!) Warnung auch auf optischem Wege minimieren.

 

Vor allem dadurch, dass der Flightcrew Terrain nicht nur ahead angezeigt wird, sondern auch left/right views im Bezug auf den Flightpath ermöglichen. Also rechtzeitige Advisories vor anstehenden Turns ermöglichen.

 

Noch etwas für die Technkifreaks: ein Nachrüstsatz TCAS kostet für eine Boeing 767 als Kit (ohne Einbau und Adjustment)ca. 240.000 Euro!. Bei einem Stromverbrauch von etwa 100 Watt erzeugt das System eine stramme Sendeleistung von ca 400 Watt.

Da kann man nicht meckern, denn das übernimmt ggf. das TCAS....

 

Gruß PG

 

 

 

 

[Dieser Beitrag wurde von Peter Guth am 11. Juni 2002 editiert.]

[Walter Fischer]

Wie ist hier der Flight Max von Avidyne Corp. einzuschätzen, der ja grad zur Zeit für den Sim eingeführt wird und im Original für ca. 50'000 Euro, inkl. TCAS, Bodenanäherungs- Warnung mit Graphik, moving Map usw. erhältlich ist?

 

seht sonst hier: www.fsflightmax.com

 

Gruss Walti

[Walter Fischer]

hier noch ein Bild dieses Tausendsassa's:

 

[Markus_V]

Hallo Peter,

 

sorry, wenn ich dich in einigen Punkten verbessern muß... ;)

 

Insbsonders glaube ich, daß TCAS nichts mit dem Flight Director zu tun hat. Dieser ist Teil vom Autoflight System, und das hat nichts mit TCAS zu tun. Was es in modernen Flugzeugen mit einem PFD gibt, daß sind "pitch commands", die bestimmten Pitch-Bereich bei eine RA ausschließen. Das ist aber eine weitere Funktion und nicht mit dem FD gekoppelt. Nicht zuletzt steht in jedem FCTM und jedem Recurrent Training, daß bei RAs der Autopilot unbedingt abzuschalten ist!

 

> Hierdurch wird das bisher bekannte EGPWS

> im TCAS integriert und soll die große

> Gefahr eines CFIT (controlled flight into

> terrain) durch rechtzeitige (!) Warnung

> auch auf optischem Wege minimieren.

 

Das kapiere ich auch nicht ganz. Zum einen ist das GCAS der Euro-Telematik sicher kein System, daß man in größeren Maschinen finden wird, es ist eher für den GA-Bereich gedacht.

 

Weiterhin sind EGPWS (bzw. TAWS) und TCAS zwei verschiedene Systeme. Das GCAS2000 ist eine Movingmap mit TAWS (Terrain Awareness) Funktionen, da es aber naturgemäß einen guten Bildschirm benötigt, ist es ideal, um auch TCAS-Symbole darzustellen. Die Signale und Daten dafür kommen von einem eigenen Gerät (Ryan TCAD).

 

Insofern sind EGPWS und TCAS wirklich zwei verschiedene Systeme. Verbunden sind sie eigentlich nur über die Verbindung an z.B. die Alert (Audio) Funktionen. Da sie u.U. gleichzeitig aktiv werden können, sind manche EGPWS-Installationen in der Lage, einen TCAS-Alert zu unterdrücken, da eine Vermeidung von CFIT definitv eine höher Priorität hat als ein Near Miss.

 

Rechtzeitig optisch und akustisch warnen, das tun gegenwärtig existierende EGPWS-System jetzt auch schon.

 

Gruß,

Markus

 

[TooLowFlap]

und EGPWS ist eine echte Erleichterung, im alltäglichen Geschäft. Besonders toll sind Flieger ohne GPS und EGPWS...in IMC und das ganze noch in bergigem Gelände. Wenn dann auch noch das GPWS losbellt, und der Radarhöhenmesser macht was er will, na dann bekommt man schon langsam etwas Schweiß auf der Stirn...auch wenn man sich eigentlich sicher ist, dass man genug Terrain Clearance hat.

 

Zum TCAS...diese Anzeigen im PFD (ADI) haben unsere Vögel nicht, wir haben nur die Empfehlungen im Variometer. Wir sollten nun den rot markierten Bereich meiden.

 

Konkret sieht das SCCP (Specific Crew Coordination Procedure) so aus:

 

CM1 bestimmt den PF: "You have control"/"I have control"

 

TCAS TA:

PF: A/THR - disconnect

PNF: Intruder - identify (auch auf dem ND!)

PNF: ATC - inform

 

Steigerung auf ein TCAS RA:

PF: Autopilot - disengage

PF: TCAS Command - Follow

PF: Thrust Levers - Adjust

PNF: Maneuver - Monitor (Intruder immer schön im Blick behalten!)

PNF: ATC - INFORM

 

TLF

[Peter Guth]

hallo Markus,

 

bitte nicht mißverstehen: mit den Advisory durch den Flight Director (im PD) war das neue GCAS System gemeint, nicht das TCAS.

 

Zumindest steht es so in den Aquiseunterlagen, gesehen hat offensichtlich weder ich, noch irgend ein Kollege dieses Future-Projekt im Airliner.

 

Wird wohl noch dauern, bis die Zulassungen dafür erteilt werden. Nämlich deshalb, weil man dort eben nicht nur durch farbige Displaydarstellungen verschiedene Terrainbereiche widergibt, sondern als zukünftig 3 D Struktursystem. Und diese Entwicklungen dauern an.

 

Also eben nicht "nur" Moving Map mit den bekannten erweiterten Darstellungen des Bodenhöhensystems. Es wird dann vielmehr eben die, von Dir genannten differenzierten System in EINEM Modusgerät geben. Zumindest gemäß Hersteller Info. Und, das System soll dann auch am Boden das Taxiwayrouting optisch anzeigen (grün/rot Streifenmarkierungssystem, mit externem Input der angwiesenen Rollstrecken).

 

Die vom lieben Walti genannten Geräte sind in der Tat bereits in der GA etabliert und komischer Weise drastisch billiger als die Airlinersysteme.

 

Der liebe TLF hat die korrekten Proceduren freundlicherweise erläutert. Obwohl, naja, hmm, also wir haben auch schon mal unkonventionelleren Dialog geführt mit ATC:

 

"Düsseldorf Radar, Lx-xxx, unser TCAS fängt an zu meckern. Habt ihr da (VFR) Traffic auf Position xxx? Oder wer eiert denn da wieder rum..., mach mal guck..."

 

Gruß PG

[Walter Fischer]

Egal, was da noch für nicht soooo wichtige Detailfragen zu klären sind, bin ich dafür, dass sämtliche Geräte, die heute bezahlbar zu haben sind, und noch mehr Infos um das ganze Rundherum anzeigen, unbedingt auch eingebaut werden sollten, den der an anderer Stelle kompetent erwähnte "Grabstein- Fortschritt" sollte möglichst keine Nahrung mehr erhalten.

Eine kleine Frage am Rande: Was könnte einen Piloten auf einer etwas gar älteren Maschine im Liniendienst davon abhalten, ein heute zu einem lächerlichen Preis erhältliches GPS-unterstütztes Flightnavigations- System zwecks privatem Interesse aus seinem grossen Pilotenkoffer zu klauben, um damit die Langeweile im Reiseflug etwas zu kratzen?

 

Gruss Walti

 

[Gast harry]

<BLOCKQUOTE><font size="1" face="Verdana, Arial">Zitat:</font><HR>Original erstellt von TooLowFlap:

...MODE C/S Transponder beim Gegner...

 

Gegner? das klingt so als ob sich die 2 flugzeuge gegenseitig an den kragen wollen

[TooLowFlap]

Klar Gegener ,

 

der will einem ja das Leben nehmen (mehr oder weniger bewusst)...

 

Intruder/Eindringling klingt auch nicht viel besser

 

TLF

[elmar bajora]

hallo,

super interessantes thema,

 

noch 2 kurze Fragen:

 

wird das EGPWS heute schon verwendet, oder wird es erst in zukunft in verbindung mit dem GCAS in verwendung kommen?

 

Am "TCAS Panel" (glaub im Airbus) gibt es doch den TCAS Mode selector (OFF, standby,

TA Only, etc.), wofür schaltet man auf "TA Only"?

 

(Im JAMF (Jet Aircraft Maintenance Fundamentals; CBT) wird gesagt dass, bei "TA Only" keine RA´s herausgegeben werden, und auch die Intruder (die eine RA auslösen würden) auf dem Display, statt als rote symbole, als weisse angezeigt werden.)

 

aber in welchen situationen schaltet man denn in den TA Only Mode?

[TooLowFlap]

Bevor ich gleich völlig müde hier ins Bett falle noch eine Bemerkung zu der Schalterstellung TA:

 

Sie wird immer dann benutzt, wenn die Maneuvrierfähigkeit des Fliegers nciht voll gewährleistet ist (Engine Failure) oder wenn zum Beispiel Visual Approaches auf parallele Runways geflogen werden. RAs werden dann als TAs dargestellt.

 

Hoffe das hilft

 

TLF

[Markus_V]

> wird das EGPWS heute schon verwendet, oder

> wird es erst in zukunft in verbindung mit

> dem GCAS in verwendung kommen?

 

... und bzgl. des EGPWS kann man sagen, daß es natürlich heute schon verwendet wird. Wenn man mal auf die Suche geht, dann findet man auch etlich Bilder von Flugzeugcockpits, in den die EGPWS Terrain-Anzeige eingeschaltet ist. Hier im Forum muß man zunächst natürlich die ausgezeichnetet Seite von Markus nennen und auf deren Bilder verweisen, z.B.

http://www.airliners.ch/gallerie/lax/25.jpg

http://www.airliners.ch/gallerie/lax/31.jpg (ein Bild mit EGPWS und (!) Predicitive Windshear Alert!)

http://www.airliners.ch/md11/flug/nrt/5.jpg

 

http://www.airliners.net/open.file/133099/L/

 

http://www.airliners.net/open.file/102940/L/

 

 

Ein EGPWS *ist* übrigens ein "GCAS" = Ground Collision Aviodance System. GCAS or TAWS sind sozusagen die allgemeinen Begriffe, EGPWS bezeichnet ein spezielles Produkt von Honeywell Inc.

In vielen modernen Verkehrsflugzeugen ist EGPWS installiert, demnächst wird es für alle Verkehrsflugzeuge in den USA sogar vorgeschrieben sein.

 

> dass bei "TA Only" keine RA´s herausgegeben werden, und auch die

> Intruder (die eine RA auslösen würden) auf dem Display, statt als rote symbole,

> als weisse angezeigt werden.)

 

Nur eine kleine Korrektur, die Intruder werden dann als gelbe ausgefüllte Kreise anzeigt und die "TRAFFIC" - Warnung (akustisch und optisch) wird ausgelöst.

 

Markus

 

 

[Dieser Beitrag wurde von Markus_V am 21. Juni 2002 editiert.]

[FalconJockey]

Hi in die Runde,

 

es gibt heute bei simflight.de einen bilderreichen Beitrag über TCAS.

http://simflight.com/de/modules.php?name=News&file=article&sid=1271

 

 

Gruss, Andreas