Faculdade de Tecnologia e CiênciasCiencias Aeronáuticas

Trabalho Interdisciplinar Dirigido

TCAS

André LucaDiogo LopesLeslie AlmiroLorena Thaís

Orientador: Prof. Raimundo Alves

Salvador, BahiaAbril de 2013

Faculdade de Tecnologia e CiênciasCiencias Aeronáuticas

Trabalho Interdisciplinar Dirigido III

TCAS

Trabalho Interdisciplinar Dirigido apresentado à Faculdade de Tecnologia e Ciências (FTC) como requisito parcial para avaliação semestral do curso de bacharelado em Ciências Aeronáuticas com habilitação para Piloto Comercial.

Salvador, Bahia

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Abril de 2013SUMÁRIO

1. Introdução ......................................................................................................... 4

2. História e Desenvolvimento do TCAS ................................................................5

3. TCAS .......................................................................................................................7

3.1 Uso do TCAS ....................................................................................................8

4. Tipos de TCAS .......................................................................................................9

5. Conclusão ..............................................................................................................11

6. Bibliografia .............................................................................................................12

7. Anexos ...................................................................................................................13

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INTRODUCÃO

Esse trabalho tem como objetivo o planejamento completo da missão ALFA, missão essa que

envolve o transporte de passageiros e de cargas, levando em consideração a capacidade da

aeronave E110 (Bandeirante), que comporta 15 passageiros e dois tripulantes, com um total de 17

assentos. Todo o planejamento deve estar de acordo com as regras de tráfego aéreo e

considerando as informações meteorológicas disponíveis. Para tal tarefa foram utilizadas

informações técnicas (descritas abaixo), e dados contidos na (tabela 1). O planejamento consiste

de 6 trechos começando em Belo Horizonte e terminando em Salvador, ao qual está roteirizado

na ficha de controle de navegação (Anexo 7).

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2. Histórico e Desenvolvimento do Sistema TCAS

Depois de um desastre o corrido no Grand Canyon, EUA em 1956, a indústria aeronáutica

entendeu que era necessário um sistema que pudesse impedir acidentes similares de colisão em

voo. Fabricantes de componentes aeronáuticos logo começaram a pensar em um sistema para

evitar colisões, mas então dois problemas surgiram. Primeiro, a implantação do sistema proposto

requereria que as frotas das companhias fossem equipadas com um novo equipamento de

altíssimo investimento. Segundo, na maioria das aeronaves, não havia espaço físico para esse

novo equipamento. Em 1974, a MITRE, fabricante de componentes aeronáuticos localizada em

Massachusetts e na Virginia, propôs uma alternativa. Usando os transponders, que já estavam

instalados nas aeronaves para efetuar a comunicação entre a aeronave e o sistema de radar do

controle de tráfego aéreo do FAA (ATCRBS), engenheiros perceberam a vantagem em usar uma

tecnologia existente, que agilizaria o projeto e o processo de implantação. O sistema de alerta de

colisão aérea por sinal de rádio (BCAS - Beacon-Based Collision Avoidance System) foi o

antecessor do TCAS. Este sistema mandava sinais de interrogação para as aeronaves próximas

semelhante ao sistema radar do FAA. Então os transponders das aeronaves próximas retornavam

um sinal de resposta. O sistema interpretava estes sinais para determinar a localização, velocidade

e curso de cada aeronave e usava a informação para projetar uma possível ameaça de conflito de

posição e gerar um alerta para evitar uma potencial colisão. Os resultados de testes do BCAS

foram prometedores. A MITRE equipou um trailer para receber sinais de transponder como se

fosse um avião.

O BCAS superou as expectativas, estimulando o centro técnico da FAA a testar o sistema em

uma de suas aeronaves. Baseando se nesses dois testes, a FAA decidiu promover o

desenvolvimento do BCAS. Em 1981, a FAA optou por seguir um projeto desenvolvido a partir

do projeto usado no BCAS, melhor que um sistema de alerta de colisão baseado no solo que

estava fora de consideração, então o BCAS foi renomeado TCAS, conforme concepção mostrada

na figura em agosto de 1986, enquanto o TCAS ainda estava em desenvolvimento, outro desastre

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aéreo ocorreu em Cerritos, Califórnia. Consequentemente a este acidente, o congresso americano

passou um requerimento de lei ao FAA exigindo o uso do TCAS.

Em 1993, todas as aeronaves com mais de 30 assentos operando dentro do espaço aéreo

americano estavam equipadas com TCAS. Para aeronaves com 10 a 30 assentos, foi requerida a

instalação também.

Desde sua implantação, o TCAS melhorou dramaticamente as chances dos pilotos evitarem

ameaças de colisão em voo. Os pilotos começaram a confiar no TCAS, que dava a eles

informações primordiais para evitar colisões. Como seu último recurso de defesa, o TCAS deu

aos pilotos uma margem necessária de segurança de que sua tripulação e seus passageiros teriam

um voo seguro.

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3. TCAS

Do inglês Traffic Collision Avoidance System, que significa "Sistema Anticolisão de Tráfego" é

um pequeno conjunto de equipamentos eletrônicos de bordo que constitui um sistema de

segurança de voo. É incorporado às aeronaves com o objetivo de evitar colisões aéreas com

outras aeronaves.

O TCAS funciona através da comunicação eletrônica entre todas as aeronaves que estejam

equipadas com um transponder apropriado. Utiliza a frequência de 1030MHz para "interrogar"

todos os transponders das aeronaves que estejam ao seu alcance. Os transponders dessas

aeronaves então "respondem" a interrogação, utilizando a frequência de 1090MHz. Este ciclo de

"perguntas e respostas" eletrônicas pode ocorrer diversas vezes por segundo.

Através dessa troca constante de dados, o computador interno do TCAS constrói um mapa

tridimensional das aeronaves que se encontram no espaço aéreo circunvizinho e abastece esse

espaço tridimensional com informações tais como localização, rumo, altitude e velocidade das

demais aeronaves. Utilizando esses dados, o sistema então projeta a posição futura de todas as

aeronaves, e assim determina os potenciais riscos de colisão.

É importante salientar que o TCAS (e suas variantes) interage apenas com aeronaves que

possuam transponder e estejam com ele ligados (em operação).

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3.1 USO DO TCAS

O uso do TCAS é obrigatório em todas as aeronaves de transporte aéreo comercial, e também

naquelas com peso máximo de decolagem superior a 5700Kg ou que tenham mais de 19 assentos

(independentemente de serem usadas para transporte comercial).

Quando a resposta do transponder de uma aeronave é recebida, a aeronave detectada passa a ser

exibida em um display, no painel de instrumentos (imagem ao lado), e tanto a posição quanto o

movimento relativo entre as aeronaves passam a ser avaliados. Quando a distância e/ou a

trajetória relativa entre elas atinge certo nível de risco, o sistema emite uma mensagem oral

("Traffic! Traffic!") aos pilotos. Se a situação evolui para um grau de perigo de colisão, o sistema

emite comandos orais e visuais, no painel da aeronave, indicando manobras evasivas a serem

empregadas imediatamente pelo piloto em comando. Esse comando visual e oral é chamado RA

(Resolution Advisory ou aviso de resolução). Quando a aeronave conflitante também for

equipada com o sistema TCAS, as manobras evasivas são negociadas pelos equipamentos entre

si, de modo que os RAs ou avisos de resolução sejam dados aos pilotos em direções divergentes.

EXEMPLO DE USO

Na imagem, pode-se observar a presença de dois aviões situados à frente do atual avião: um

encontra-se 800 pés mais altos (indicação “+08”), em trajetória de descida (pequena seta

orientada para baixo), portanto em risco de colisão; o outro avião encontra-se mais à frente e 600

pés mais alto (indicação "+06"), em altitude constante (ausência de seta). O ícone em formato de

losango (ou diamante) representa uma aeronave e fica "sólido" (preenchido) quando a aeronave

está dentro da região de risco -- como é o caso da primeira -- e "vazio" (oco, não preenchido)

quando a aeronave está fora da região de risco -- como é o caso da segunda aeronave.

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4. TIPOS DE TCAS

TCAS I

O TCAS I é a primeira geração de tecnologia de anticolisão. É um sistema mais barato e menos

capaz que os modernos TCAS II. O TCAS I monitora a situação de tráfico ao redor da aeronave

em um raio de 65 km e oferece informações de rumo e altitude de outras aeronaves. Além disso,

o sistema gera alerta de colisão na forma de TA (TrafficAdvisory ou Aviso de Tráfego).

O TA alerta ao piloto que outra aeronave está próxima de sua vizinhança, emitindo um alerta

sonoro de "traffic, traffic", mas não oferece nenhuma forma de correção. Cabe ao piloto e ao

controle de tráfego decidir o que fazer. Quando a ameaça termina, o sistema anuncia "clear of

conflict", ou livre de conflito.

TCAS II

O TCA II é a segunda geração desse tipo de instrumento e atualmente é usado na maioria da frota

da aviação comercial.

O TCAS II oferece todos os benefícios do TCAS I, mas oferece ao piloto instruções orais para

que o perigo seja evitado. Os avisos podem ser do tipo "corretivo" que sugerem ao piloto

mudanças de altitude através de alertas do tipo "descend, descend" ou "climb, climb" (desça,

desça ou suba, suba), ou preventivos que sugerem ações. Outros alertas podem ser emitidos, entre

eles "Monitor Vertical Speed", que sugere ao piloto que monitore sua velocidade vertical.

O sistema TCAS II opera de forma sincronizada entre todos os aviões de uma mesma vizinhança.

Se em um deles o TCAS II alerta o piloto a descer, em outra aeronave o sistema informa o

comandante a subir, maximizando assim a separação entre duas aeronaves.

TCAS III

O TCAS III é a próxima geração dos sistemas anticolisão, e atualmente encontra-se em fase de

desenvolvimento. O sistema deverá permitir aos pilotos manobras horizontais, além das

manobras verticais disponíveis nas duas classes atuais. O sistema poderá instruir o comandante a

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"virar à direita e subir", enquanto na outra aeronave o alerta seria de "virar à direita e descer",

permitindo total separação entre os aviões: tanto vertical como horizontal.

ALARMES FALSOS

Apesar de os sistemas ocasionalmente dispararem alarmes falsos, os pilotos são instruídos a

considerarem verdadeiras todas as mensagens do TCAS e imediatamente responderem aos RAs.

Tanto a FAA como as autoridades de aviação dos países signatários da ICAO estabelecem que,

em caso de conflito entre as mensagens do TCAS e as do controle de tráfego aéreo, devem ser

seguidas as mensagens do TCAS.

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CONCLUSÃO

Considerações finais sobre o TCAS é uma ferramenta desenvolvida como último recurso para

prevenir colisões entre aeronaves. As características técnicas empregadas por esse sistema

provem uma significante melhoria na segurança de voo e isto tem agregado um reconhecimento

na aviação mundial, embora se deva estar ciente de que o TCAS não é um sistema perfeito. O

TCAS não pode evitar todos os riscos de colisões e o sistema pode, marginalmente, induzir a um

risco adicional, consequentemente, é essencial que os procedimentos ATC sejam desenhados para

prover um voo seguro sem dependência do uso do TCAS.

A bordo das aeronaves, gerações de alertas de tráfego (TA) e de resolução (RA) pelo TCAS II

não têm o mesmo nível de alarme que um aviso de fogo, despressurização ou risco de colisão

com o solo, embora elas tenham muita importância na contribuição com a segurança do voo. TA

e RA são eventos que não se esperam, os quais exigem da tripulação uma rápida e apropriada

reação e requerendo um treinamento específico. Embora as aeronaves tenham o TCAS II a bordo,

a tripulação deve continuar mantendo a vigilância visual para evitar colisões, porque algumas

aeronaves ainda não podem transmitir suas altitudes via transponder e somente fornecem TA ou

são invisíveis ao sistema TCAS II, porque não estão equipadas com transponder.

Falando de uma forma geral, a implementação do TCAS II trará uma grande gama de benefícios

relacionados a segurança, quando o serviço ATC fornecer uma alta qualidade de serviço e todas

as decolagens das aeronaves reportarem suas altitudes-pressões via transponder e os pilotos

seguirem corretamente as informações do TCAS II.

Além dos alertas de tráfego (TA) e de resolução (RA), face suas características funcionais em que

um volume de proteção com alcances variáveis com o nível de voo são criados, pelo

conhecimento da presença, da localização e da movimentação de qualquer aeronave neste mesmo

espaço aéreo, o sistema permite aos centros de controle, autorizarem espaçamentos horizontais

longitudinais menores, fazendo com que condições meteorológicas mais favoráveis possam ser

usufruídas por mais aeronaves.

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Conhecer adequadamente os sistemas instalados nas aeronaves faz com que estes profissionais

sejam mais proficientes e menos sujeitos a erros humanos.

BIBLIOGRAFIA

ANAC – Agência Nacional de Aviação Civil

www.anac.gov.br/imprensa/anacVaiProibirVooAvioes.asp acessado em 03/04/2013 ás 19h30min

UOL - Aero Magazine www.aeromagazine.uol.com.br/voo-segurança/214/artigo254349-1.asp

acessado em 06/04/2013 ás 10:00

ITG - International Foreign Trade www.internationalforeigntrade.com/page.php?aid=119

acessado em 10/04/2013 ás 18h20min

Fernandes Aerobrasil – www.fernandes-aerobrasil.blogspot.com.br/2009/08/tcas-ii-traffic-alert-

and-collision.html acessado em 14/04/2013 ás 21:00

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ANEXOS

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