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航空小知識

在雷達信號無法覆蓋的區域,空中交通怎么辦?

時間:2019年02月11日 14:40   來源:大飛機報
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  現如今,越來越多的人選擇乘坐飛機出行,空中交通越發繁忙。這么多的飛機,它們之間是如何避讓的?特別是在沒有雷達覆蓋的區域,飛機要怎樣保障安全?有沒有新的技術手段?今天就讓我們一同了解一下“廣播式自動相關監視系統”(ADS-B)。

 

  痛定思痛,上世紀八十年代裝機應用的“機載防撞系統”

  我們知道,飛機最早是沒有任何防撞系統的,天空廣闊,飛機寥寥,撞機不如撞鳥多。隨著飛機日益成為常用的交通工具,天上的飛機逐漸多了起來。

  1956年,著名的科羅拉多大峽谷撞機事件,使得美國民航管理當局痛定思痛,啟動機載防撞系統(TCAS)的研發工作。

  TCAS的基本原理是通過飛機上的應答機確定飛機方位和高度等信息,使飛機可以顯示相互之間的距離和位置,計算相撞可能性并提供告警,從而達到避免碰撞的作用。這個聽起來并不復雜的系統,經過將近30年的研發和適航審定,終于在上世紀80年代實現了裝機應用。

  目前飛機用的最多的是TCASⅡ,也就是第二代防撞系統。相比第一代產品,TCASⅡ的探測范圍更廣,精度也更高。

  更重要的是,第一代防撞系統僅提供“交通咨詢”(TA),而TCASⅡ可發出“決斷咨詢”(RA),在可能發生相撞事故時,通過協調飛機之間的交互信息,作出爬升或下降的指令。

  然而,即便安裝了TCAS系統,也不能完全杜絕飛機相撞事件。

  2002年,在德國南部康士坦茨湖(Bodensee)畔鄰瑞士的城市烏柏林根(überlingen)附近的半空發生了一起客機與運輸機相撞的事故。當時,兩架飛機都接收到了TCAS報警,其中一架飛機正確執行RA指令,而另一架飛機罔顧RA指令,聽從了航空管制員的錯誤指令,最終導致兩機相撞的慘劇。

  無論如何,機載防撞系統對于有效避免“空中交通事故”還是起到了重要作用,目前航線上幾乎所有民機都安裝了這個系統。

 

  精度達到10米量級的“廣播式自動相關監視系統”

  2017年4月份,中國民航在虹橋機場進行了首次ADS-B IN演示驗證飛行,“廣播式自動相關監視系統”(ADS-B)進入大眾視野。

  簡單地說,ADS-B無需人工操作,即可自動從相關機載設備獲取高度、航向、地速、垂直速度等信息,以每秒一次的頻率發送給地面接收站和其他飛機。飛行員在顯示器上可以清晰地看到“附近”(大約185千米)所有飛機的精確信息,大大提高了飛行安全。

  “ADS-B發送的航空器位置信息來源于全球定位系統,精度達到10米量級,遠遠高于傳統的TCAS探測精度,便于飛行員更加準確地把握飛機間的垂直間隔和水平間隔,對于提高飛行安全大有裨益。”上飛院航電部吳琛介紹道。

  由于ADS-B定位精度高,除了保障飛行安全之外,機場還可以減小航空器的飛行間隔標準,有利于緩解日益繁重的空中交通壓力。

  澳大利亞是最早實現ADS-B運行的國家。通過運行ADS-B,澳大利亞將原來航空器最小間隔標準由程序管制下的10分鐘(約148千米),縮短到了9千米,極大增加了空域容量,緩解了空中交通壓力。

  “我國首次ADS-B IN演示驗證飛行成功將進近著陸階段的飛機間隔由原來的12-13千米縮短為4.6-5.6千米,對于提高我國民航空域容量有重要意義。” 吳琛說。

 

  C919從設計之初就與ADS-B結緣

  相比TCAS系統,ADS-B顯然還是個新生事物。我國民航當局2008年下發信息通告《廣播式自動相關監視(ADS-B)在飛行運用中的應用》,對民機型號安裝ADS-B作出規定。

  歐洲于2006年啟動了ADS-B項目,2008年EASA發布《關于在無雷達區域應用ADS-B監視的1090 ES合格審定》,對ADS-B應用作出詳細規定。美國啟動ADS-B項目的時間也相差無幾。

  C919與這個新世紀出現的“新生兒”頗有緣分。立項之初,恰逢民航當局大力推行ADS-B之際。因此,C919在航電系統設計時,就充分考慮了ADS-B系統與大氣和慣導系統、顯示系統等相關系統的交聯關系,提高了空中防撞的安全系數。

  需要說明的是,ADS-B不僅是飛機生產商的技術進步,它還涉及整個民用航空飛行管理系統的升級。此前,沿海地區空管技術部門在雷雨季到來之際,為避免雷達遭受雷擊,都會申請關閉雷達,ADS-B則不存在這些問題。

  ADS-B的出現對于加強沒有雷達信號覆蓋的區域監視能力起到重要作用。

  此前,成都-拉薩空中復線開通,就應用了ADS-B技術。通過在沿線設立ADS-B站點,將航路從“單通道”變為“雙通道”,大幅提高航路容量。

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