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关于应答机,你了解多少

 FSA12620 2020-10-12

 在正常的航班运行中,相信很多小伙伴经常会听到“应答机识别”那么他们到底是什么意思呢?咱们就一起详细的来研究一下。

首先,应答机是什么?

应答机,是一部能在收到无线电询问信号时,自动对信号做出回应的电子设备。在航空应用中,应答机主要作为辅助航空交通管制和机上的空中防撞系统(TCAS)使用

应答机作为二次监视雷达(Second Surveillance Radar)的机载部分,是由英国空军和美国陆军航空队于第二次世界大战中开发的雷达敌我识别(IFF,identification friend or foe)系统中演化而来。

在这里,我们重温一下关于雷达的知识

一次雷达:利用无线电反射回波来发现目标,例如气象雷达,多普勒雷达,着陆雷达以及监视雷达。(扫描的到但不知道是谁)

二次雷达:也叫空管雷达信标系统,通过地面询问机和机载应答机反馈的信息来发现和识别目标。当然如果飞机没有应答机或者是应答机失效以后是无法监视的。(飞机接收到扫描信号并进行回复,X航爸爸在此,高度X,航向X..)

应答机有多种模式,其中A.C.S模式为民用飞机使用。



那么对应的模式又是什么意思呢?



A模式:用来识别空中飞机的代号,机载应答机在完成应答时,将飞机的四位代码作为应答的信号发送出去(告诉管制我是X航XXXX)

C模式:用来识别飞机的高度,此气压高度反馈信息来自大气数据计算机。 

S模式:是一种可以传输数据链的模式,其发射时不但具有C模式的功能,还可以传输飞机的24位地址码,如果硬件和软件支持,它还可以传输飞机的航班号码,空速,地速,航向,高度以及GPS等信息。目前大多数的民航客运飞机都支持S模式,因为空中自动防撞系统ACARS(或TCAS)需要S模式应答机来支持,S模式和A模式C模式是兼容的。

  民航客机基本上都支持S模式,因为TCAS需要S模式应答机来支持,S模式和A模式C模式是兼容的。关于S模式24位飞机地址码:所有现代的飞机出厂时都被指定了一个24位编码,每一架飞机的编码都是唯一的,就象飞机的身份证一样,在正常情况下,编码是伴随飞机终身的。

  根据排列和组合,24位编码资源有16777214个,而A模式四位编码资源只有4096个,随着飞机数量的与日俱增,当飞机达到一定数量后,A模式四位编码的分配就会非常困难,而使用S模式发射24位地址码就可以解决此问题,由于24位编码的唯一性,所以在以后的飞行中飞行员无须设置应答机编码。只要地面雷达识别飞机的24位编码,就可以知道飞机的号码。

  通过计算机系统和数据链还可以生成诸如航班号,飞行起飞机场,目的地机场等等所有需要信息。

应答机编码

   ATC用于识别飞机的代码,由空中交通管制部门指定,分为一般代码和专用代码。一般代码中,比如在三亚管制区,情报区内的应答机编码指定范围是0640-0657,跨情报区应答机指定范围是4500-4527;

我国的专用代码中,比如:

1200――目视飞行

2000――管制员未给编码

1255或1277――专机

全世界通用专用代码中,比如:

7500――航空器被劫持等非法干扰,

7600――航空器无线电通信故障,

7700――航空器紧急情况。

当然某些特定代码在有些国家的释义会有所不同,有的国家有,有的没有。

在飞机上有不同版本的应答机型号和面板显示,基本大同小异。以这张图为例

参考FCOM,各个开关功能如下 

1

应答机(ATC)选择器

1─选择 1 号应答机。

2─选择 2 号应答机。

2

空中交通管制(ATC)代码选择器

旋转──在应答机上调定应答机代码。

3

ATC 代码指示器 

显示应答机代码。

显示工作的应答机(1 或 2)。

4

应答机方式选择器 

测试(TEST)─开始 ATC 应答机功能测试。

备用(STBY)—不发射。当电门在STBY时,所选应答机在standby模式,不发送信号。

高度报告(ALT)关断(OFF)─应答机工作,没有高度报告。原始的A模式,只发射飞机的应答机编码信息。只有当C模式应答机的高度信息不准确或错误时使用或QRH要求使用时才会用到。

高度报告(ALT)接通(ON)—应答机工作,有高度报告。C模式,发射飞机应答机编码和气压高度,当机载防撞系统失效,或TCAS工作不正常时置于此位。

TA (活动咨询) - 可显示活动咨询(TA)目标,当飞机机动能力下降,飞机可能不能满足TCAS系统给出的措施通告时,置于此位,如单发等

TA/RA (决断咨询)- 可显示活动咨询(TA)和决断咨询(RA)目标,并根据目标位置,TCAS系统给出相关措施通告,在下面文章中会详细讲解TCAS空中防撞系统。

5

识别电门

按压──发射识别信号

6

应答机失效灯 亮(琥珀色): 指示应答机出现故障。

7

高度选择器

1—使高度报告来自 1 号大气数据计算机。

2—使高度报告来自 2 号大气数据计算机。

不同版本的应答机大家还会看到XPNDR(TRANSPONDER等同于高度报告接通

对于设置时,最新的SOP手册将滑行前程序里面更改了一条

应答机.........按需(对于地面跟踪设备不可用的机场,选择STANDBY,对于安装了飞机跟踪设备的机场,选择ALT ONALT RPTG OFF/XPNDR)选择当前应答机调定,但不是TCAS方式











对于航班运行,参考FCOM的应答机使用方法

对于机场是否需要把应答机开到on位,也就是我们说的C模式回复信号,可以参考机场细则里面的具体说明。

可能有人对在地面为什么要发送高度报告会有疑问,我之前也想过这个问题,后来经过查找资料,相应的机场有场面雷达,也就是监控地面上的飞机、摆渡车、油车等等,结合机场的二次雷达,在管制的控制席,可以更清楚的看到实际的位置信息,不在TCAS的工作方式,不会对他们有干扰.

在平时使用某些软件,

能够看到全世界很多飞机,航班信息等等,这里面其实涉及到了另外一种技术:ADS-B

ADS-B技术的具体分类有多种,总之其中一种分类是和S模式应答机兼容的(中国采用),S模式应答机发的信息根据长度有短格式和长格式两种,ADS-B就是使用长格式,在里面填充上飞机的经纬度啦、航班啦、速度啦等等信息。关键的一点是什么,飞机上装有ADS-B的时候,就相当于装了一个大喇叭,不管有没有人问,只管不停的单曲循环:经度XX!纬度XX!高度XXX!航班XXXX,当然在这里就不做详细的说明了.

在ICAO的文件中有一些对于应答机的航空用语,我们来总结一下

QUAWK (code) :Set the code as instructed,即按照管制员的指令将指定的应答机编码设置到应答机;

CONFIRM SQUAWK:Confirm mode and code set on the transponder,即证实应答机的模式以及设置的应答机编码;

RESET (mode) (code):Reselect assigned mode and code,即按照管制员的指令,重新设置指定的应答机模式和应答机编码;

SQUAWK IDENT: Operate the “IDENT” feature,即按压IDENT按钮,将应答机调至IDENT位,使用识别功能;

SQUAWK MAYDAY:Select emergency code,即将应答机设置到遇险模式,也就是民航飞机在应答机A模式下调至7700;

SQUAWK STANDBY :Select the standby feature,即应答机设置到STBY待机模式,在此模式下应答机不发送信号;

SQUAWK CHARLIE :Select pressure altitude transmission feature,即选择应答机C模式,此模式带有自动高度报告功能

CHECK ALTIMETER SETTING AND CONFIRM level :Check pressure setting and confirm present level,即检查高度表设定值并且证实当前高度层

STOP SQUAWK CHARLIE WRONG INDICATION :Deselect pressure altitude transmission feature because of faulty operation,即停止调应答机C模式因为运行故障

VERIFY LEVEL :Check and confirm your level,即检查并证实高度层,目的是为了核实应答机C模式的精确性

RESET MODE S IDENTIFICATION:For a Mode S equipped aircraft, request reselection of aircraft identification,即具备应答机S模式的飞机,请求重新输入飞机识别

对于应答机的使用,以及何时放到什么位置,在SOP和FCOM中有详细的方法,还是要以手册和标准来执行航班,保障安全。

下面说一下对于TCAS,也就是应答机的后面两种方式。

上面说过了,TCAS只有在应答机在S模式下才会工作,也就是TATA/RA

TCAS通过询问和监听周围飞机的ATC应答机,来监视本架飞机周围空域中其他飞机的存在、位置以及运动状况。

1.根据发射信号和应答信号间的时间间隔来计算入侵飞机和本机的相对距离:

2.根据方向天线确定入侵飞机的向对方位:

3.从入侵飞机应答机应答信号中获得入侵飞机的高度。获得上述参数后,TCAS计算入侵飞机的动向和可能的风险,接近(即接近率)显示在EHSI上,并视情发出交通咨询TA或决断咨询RA,是飞行员在了解本机临近空域交通状况的情况下,主动地采取避让措施,防止与其他飞机危险接近:

TCAS I:只有TA咨询信息,没有RA咨询信息

TCASII:有TA、RA咨询信息,可提供垂直避让信息。

注:目前海航机队均安装TCASII。

TCASIII:有TA、RA咨询信息,不仅能提供垂直避让信息,还可以提供水平避让信息。尚在研发中。

TCASII 所能提供的信息

其他冲突飞机(无威胁):没有碰撞威胁,距离大于6NM或相对高度大于1200ft、小于2700ft。在FHSI显示白色空心菱形

邻近的冲突飞机(接近):无碰撞威胁但距离在6NM以内且相对在1200ft以内的飞机;EHSI显示白色实心菱形。

TA冲突飞机(交通咨询):潜在的碰撞冲突,根据高度不同TAU不同,25S≤TAU≤48S;EHSI显示琥珀色实心圆形。交通咨询伴随语音提示信息“TRAFFIC,TRAFFIC”

RA冲突飞机(决断咨询):真正威胁碰撞的风险,根据高度不同TAU不同,15S≤TAU≤35S.在对已判明为交通咨询的飞机连续监控10秒左右后,如果该机与本机危险接近的状况仍然存在,则TCAS会发出决断咨询。EHSI显示红色实心方块:会根据实际相对位置信息,提供语音信息提示:

当我们在方式选择放到TA位置时,此时应答机正常工作,TCAS也正常工作,可在需要时提供交通咨询,但不能提供决断咨询;当处于TA/RA位置,此时应答机和TCAS均处于全功能状态。由于TCAS的监视范围较小,所以为观察TCAS提供的交通信息,通常选择较小的具体,如20、10海里,手册推荐10海里。

扩展知识:737NG TCAS只能使用左惯导数据



    TCAS计算机只能从左IRS获取航向、姿态数据,左惯导失效会导致TCAS FAIL ,IRS源转换电门对TCAS无效。另外惯导失效会使自动刹车无法预位。

    当在空中发生惯导故障以后,是无法通过复位跳开关复位的,只能尝试放到ATT模式尝试恢复部分能力,需要保持均匀直线平飞至少30s,直到完成ATT模式校准,QRH里有详细的操作。

    如果是单独的TCAS故障,可尝试重置p18-1 B6 TCAS跳开关。TCAS测试在空中是被抑制的,但是可以重置跳开关,如果转换后发现两部都故障,可以尝试重置跳开关,故障消失可继续执行航班。

如果在进行飞行准备时,在惯导没有校准完成时,启动了TCAS测试,出现了TCAS FAIL警告,可能会导致地面或空中间歇性的TCAS故障警告。

     当然,如果在校准好以后再次测试,可消除此隐患。

END


最后感谢袁总支持和周航教员的解答。祝大家飞行顺利。

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