O sistema projetado para prevenir colisões em voo é chamado de sistema anticolisão de tráfego, mas é mais conhecido pelo acrônimo TCAS.
O sistema é automatizado e totalmente independente e monitora o espaço aéreo em torno da aeronave em busca de mais tráfego; se uma ameaça potencial ocorre, o sistema cria um alerta visual e de áudio na cabine de comando para avisar sobre uma possível colisão em voo (ver Figura Abaixo).
O TCAS depende da instalação de um transponder ATC para monitorar as aeronaves mais próximas.
Como discutido anteriormente, um transponder é uma unidade receptor-transmissor que transmite continuamente a altitude, velocidade em relação ao ar e outras informações críticas sobre a aeronave.
Apenas aeronaves equipadas com transponders são detectadas pelo TCAS; assim, a FAA exige a presença de um transponder funcional em todas as aeronaves de alta velocidade e todas as aeronaves que operam em um espaço aéreo muito ocupado, como aquele em torno de grandes aeroportos.
Nos Estados Unidos e na maioria dos outros países, o TCAS é obrigatório para todas as aeronaves civis que transportam 19 passageiros ou mais.
Existem dois níveis básicos de equipamento TCAS, o TCAS I, normalmente usado por aeronaves de aviação geral, e o TCAS II, usado por aeronaves maiores.
O TCAS I monitora aproximadamente 40 milhas de espaço aéreo em torno da aeronave e fornece um alerta sonoro na forma de uma voz sintética com as palavras “TRÁFEGO, TRÁFEGO” caso o sistema determine um perigo.
Nesse caso, o piloto deve estabelecer uma conexão com a ameaça e adotar as manobras evasivas necessárias.
O TCAS II é um sistema mais complexo e fornece mais informações para o piloto; ambos os sistemas operam com base no mesmo princípio fundamental.
A versão 7.0 é a última atualização do TCAS II, obrigatória em determinados tipos de espaço aéreo. O TCAS II 7.0 fornece instruções vocalizadas para evitar o perigo, conhecidas como “Avisos de Resolução” (RA).
As advertências de áudio incluem “DESÇA, DESÇA”, “SUBA, SUBA” ou “AJUSTAR VELOCIDADE VERTICAL” (o que significa reduzir a velocidade vertical).
Os primeiros TCAS empregavam um display independente, como aquele mostrado na Figura Abaixo.
Em muitas aeronaves, o display independente do TCAS foi eliminado e as advertências visuais passaram a ser mostradas no sistema de display integrado.
A operação do TCAS envolve a comunicação entre todas as aeronaves dentro de uma determinada área, ou “invólucro”, como vemos na Figura Abaixo; consulte esse diagrama durante a discussão a seguir.
Por uma questão de simplicidade, a ilustração mostra apenas duas aeronaves, chamadas de alvo e intruso.
Ambas devem estar equipadas com transponders, que enviam uma interrogação/resposta várias vezes por segundo para identificar as posições das aeronaves e prever um risco em potencial.
Os transponders a bordo devem ser capazes de operação no modo C, que fornece informações de altitude, e/ou modo S, que transmite um identificador de 24 bits único designado a cada aeronave.
Na prática, os equipamentos de TCAS em cada aeronave “conversam” uns com os outros e determinam se uma colisão pode vir a ocorrer. Se uma ameaça é identificada, os equipamentos negociam automaticamente manobras de desvio entre as aeronaves em conflito.
O processador de software do TCAs usa fórmulas complexas baseadas na altitude, velocidade e trajetória de voo de todas as aeronaves dentro do invólucro de proteção do TCAS.
No exemplo, a Figura Acima, a operação do TCAS será apresentada da perspectiva da aeronave-alvo.
Na posição A, o intruso está menos de 4 milhas à frente da aeronave-alvo e voa na mesma altitude.
Como a posição A está dentro da área de vigilância do TCAS da aeronave-alvo, o intruso será apresentado no display do TCAs, mas sem a emissão de um alerta.
Se o intruso avançar para o ponto B, ele entra na região de alerta de tráfego (TA) da aeronave-alvo.
O TA é o primeiro nível de alerta, apresentado ao piloto na forma da palavra TRÁFEGO em amarelo no display TCAS, ND ou MFD e a indicação de voz sonora “TRÁFEGO, TRÁFEGO”.
Se o intruso passa para a posição C no diagrama, menos de 25 segundos até uma colisão com a aeronave-alvo, ele entra na região de aviso de resolução.
O RA é o nível mais elevado de alerta TCAS.
Seu objetivo é resolver um conflito com a provisão de comandos sonoros e visuais de arfagem para o piloto.
Um RA típico inclui um alarme de áudio “DESÇA, DESÇA” e a palavra TRÁFEGO em vermelho no display.
Esta é uma explicação simplificada dos parâmetros que causam alertas TCAS; os algoritmos reais calculados pelo processador do TCAS levam informações adicionais em consideração; por exemplo, as regiões de TA e RA para cada situação podem mudar com a velocidade e altitude das aeronaves.
De acordo com as regulamentações de voo, o piloto deve seguir as instruções de toda e qualquer mensagem de TCAS, mesmo que o TCAS faça com que o piloto não siga as instruções do controle de tráfego aéreo.
Há apenas duas prioridades maiores do que o TCAS quando se trata de instruções para o piloto: a advertência de estol e o alerta de proximidade ao solo.