在中國航空旅行的高峰時段,每小時大約有成百上千架飛機(jī)在空中穿梭飛行,每天大約有數(shù)千架飛機(jī)飛行在中國領(lǐng)空。如下飛行圖示,尤其在中國的東南領(lǐng)空區(qū)域,同一時刻的飛機(jī)密密麻麻分布在空中,如何確保這些飛機(jī)不會相互碰撞?首先在地面上確定一架飛機(jī)需要的數(shù)據(jù)是:水平距離、飛行高度、方位、空速等。
這就要依靠空中交通管制系統(tǒng)了。
如圖所示,就是空中交通管制雷達(dá)信標(biāo)監(jiān)視系統(tǒng)(ATCRBS),它是由地面監(jiān)視雷達(dá)和機(jī)載應(yīng)答機(jī)所組成。兩個雷達(dá)器用同步器并聯(lián)在一起,兩個雷達(dá)以相同的轉(zhuǎn)速順時針轉(zhuǎn)一圈,ATC雷達(dá)顯示器上面的綠色指針同步轉(zhuǎn)一圈。
一次雷達(dá)的作用是發(fā)射和反射,二次雷達(dá)的作用是詢問和應(yīng)答,詢問頻率是1030mhz,應(yīng)答頻率是1090mhz。一次雷達(dá)是用一個方向性的天線在某個方向發(fā)射脈沖能量,再用同一個天線接收反射能量,時間延時用來計算距離,簡單來說就是空中對應(yīng)的飛機(jī)接受信號并反射信號回去地面雷達(dá),然后算出的是飛機(jī)的對應(yīng)方位和距離。一次雷達(dá)作用的距離比較近,不能顯示目標(biāo)高度。
二次雷達(dá)負(fù)責(zé)和飛機(jī)進(jìn)行通信,獲得飛機(jī)更詳細(xì)的資料。首先是空速,地面二次雷達(dá)SSR需要機(jī)載設(shè)備—應(yīng)答機(jī),其實就是一臺收發(fā)機(jī),它能接收并應(yīng)答脈沖編碼傳輸。在這里我們機(jī)務(wù)人員可以通過查詢飛機(jī)手冊SSM來分析它的數(shù)據(jù)來源,在這里我可以通過34章的34-53-11知道,波音737-800的ATC應(yīng)答機(jī)有兩臺。
而且它們的數(shù)據(jù)來源是
這里的ADIRU1和ADIRU2是大氣數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)慣性組件的簡稱,它們是皮托管,靜壓孔,大氣總溫探頭,迎角探測儀的終端計算機(jī)。當(dāng)?shù)孛姘l(fā)射詢問信號給飛機(jī)應(yīng)答機(jī)時,應(yīng)答機(jī)對信號進(jìn)行譯碼識別,因為地面發(fā)射的航管二次雷達(dá)詢問模式共有四種,分別稱為A、B、C和D模式,分別是A模式------飛機(jī)代碼識別。
A模式的代碼顯示在圖中的顯示屏內(nèi),比如7500是代表被劫機(jī)、7600是代表通訊故障、7700代表緊急狀態(tài)等。
B模式------備用詢問模式
C模式------高度詢問模式
D模式------備用詢問模式
假如飛機(jī)的應(yīng)答機(jī)識別出來是C模式時,
飛機(jī)應(yīng)答機(jī)會將來自大氣數(shù)據(jù)計算機(jī)的氣壓高度數(shù)據(jù)通過天線發(fā)射給地面。
寫到這里,讓我想起了以前某個航空公司的一起空難,事故原因是一位機(jī)務(wù)人員在清潔飛機(jī)時,把皮托管和靜壓孔貼上膠帶(工卡程序),但是在清潔完成后忘記取下來,結(jié)果飛機(jī)本來已經(jīng)出現(xiàn)近地警告了,而地面塔臺給飛行員的誤解高度數(shù)據(jù)造成了空難,要知道,地面雷達(dá)得到飛機(jī)的數(shù)據(jù)是來自大氣數(shù)據(jù)計算機(jī),皮托管出了問題,當(dāng)然地面的數(shù)據(jù)是錯誤的。
然而說到上千上萬的飛機(jī),怎么才能避免相互碰撞呢?
除了依照FMCS系統(tǒng)來飛行之外,導(dǎo)航中還有個叫空中防撞系統(tǒng)(TCAS),這個系統(tǒng)也是跟ATC收發(fā)機(jī)連在一起,來讓地面塔臺接受信息。還有最主要的空中交通管制系統(tǒng)的各個部分構(gòu)成:
空中交通管制系統(tǒng)指揮中心(ATC System Command Center)
航線管理中心(Air Route Traffic Control Center)監(jiān)控巡航路線。
終端雷達(dá)進(jìn)場管制(Terminal Radar Approach Control)監(jiān)控爬升和下降。
空中交通管制塔臺(Air Traffic Control Tower)負(fù)責(zé)飛機(jī)起飛和著陸。
飛行服務(wù)站(Flight Service Station)
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