TCAS

Updated at: 2025-12-01 11:20
avionics
交通警報および衝突回避システム（TCAS）は、近くのトランスポンダー装備の航空機を監視し、パイロットに警報と垂直回避指示を提供して空中衝突のリスクを減らす、機内搭載の航空機安全システムです。<\/b>

TCASの定義

交通警報および衝突回避システム（TCAS）は、一部の規則では空中衝突回避システム（ACAS）とも呼ばれ、独立した機内コンピュータシステムで、航空機のトランスポンダ信号を使用して周囲の他の航空機を検出および追跡します。その後、衝突のリスクを評価し、必要に応じて操縦士に視覚および聴覚の警報を発します。
TCASは航空管制（ATC）のレーダーとは独立して動作し、警報を生成するためにATCの指示に依存しません。代わりに、二次監視レーダー（SSR）の原理を用いて近くのトランスポンダーを直接照会し、相対位置と接近速度を計算し、他の航空機が潜在的な衝突の脅威となるかどうかを判断します。
一般にTCAS II（バージョン7.0または7.1）と呼ばれる最新のシステムは、両方の機体が互換性のあるTCASユニットを装備している場合に、安全な間隔を確保するための垂直方向の操作指示である調整されたResolution Advisories（RA）を生成することができます。

TCASの目的

TCASの主な目的は、管理された空域および非管理空域で運航する航空機間の空中衝突のリスクを低減することです。これは、ATCによる分離、パイロットの目視回避、公開された手順などの他の分離層が不十分または失敗した場合の最後の防衛線として機能します。
TCASは、近くのトランスポンダー搭載機の相対高度および傾向情報を表示するトラフィックディスプレイを提供することで、状況認識を向上させます。これにより、特に計器気象条件（IMC）や視覚的な取得が困難な高負荷環境において、パイロットは周囲の交通を視覚化できます。
認識の向上に加えて、TCASはResolution Advisoriesの形で明確な垂直方向の操縦指示を提供します。これらの指示は、両機がそれぞれのRAに従う場合に、その垂直飛行経路が十分に分離され、衝突を回避できるよう設計されています。
TCASはATCや目視監視の代わりにはなりません。代わりに、人的反応時間や通信遅延に依存せず、差し迫った衝突の脅威に対して自動化された標準化された対応を提供することで、両者を補完します。

航空におけるTCASの使用

TCASは多くのタービン動力の輸送機に義務付けられており、商業用旅客機、ビジネスジェット、および一部の大型一般航空機に広く搭載されています。小型の一般航空機は、トラフィックアラートは提供しますがResolution Advisoriesを提供しない、より簡易なトラフィックアドバイザリーシステム（TAS）を使用する場合があります。

TCASが交通を検出し表示する方法

TCASは1030 MHzでインターロゲーションを行い、1090 MHzで応答を受信します。これらは地上設置のSSRで使用されるのと同じ周波数です。応答のタイミングを計測し、トランスポンダ情報をデコードすることで、TCASは動作中のトランスポンダ（モードCまたはモードS）を搭載した近隣の航空機の距離、相対方位、高度を判定します。
検出された航空機は、通常ナビゲーションディスプレイと統合されたコックピットの交通表示に表示されます。記号と色は脅威レベルを示します：脅威なしの交通、近接交通、交通警告（TA）、および解決警告（RA）。相対高度と上昇／下降の傾向は数値と小さな矢印で示され、パイロットが状況を迅速に解釈できるようになっています。

交通注意報（TA）

トラフィックアドバイザリー（TA）は、他の航空機が近接しており、衝突の脅威となる可能性があることを乗務員に警告します。標準的な音声メッセージは通常「Traffic, traffic」です。TAの目的は、パイロットにトラフィックを視認させ、可能なResolution Advisoryに備えることです。
TA中、パイロットは以下を期待されます:
  • 外を見て、トラフィックを視覚的に識別しようとすること。
  • ATCの指示や視覚的な手がかりがない限り、現在の垂直飛行経路を維持すること。
  • 可能なRAに即座に対応できるよう精神的に準備すること。

解決勧告（RA）

Resolution Advisory（RA）は、潜在的な衝突を回避するために航空機の垂直飛行経路を調整するTCASの指示です。ディスプレイ上に視覚的に表示されるとともに、「Climb, climb（上昇せよ）」「Descend, descend（下降せよ）」「Maintain vertical speed（垂直速度を維持せよ）」「Adjust vertical speed, adjust（垂直速度を調整せよ）」などの標準化されたフレーズで音声案内されます。
衝突に関与する両方の航空機が互換性のあるTCAS IIシステムを装備している場合、ユニットはそれぞれのRAを調整します。一方の航空機は上昇RAを受け取り、もう一方は降下RAを受け取り、相補的な操作を確保し、垂直方向の分離を最大化します。
RAは初期、強化、または反転のアドバイザリである場合があります。強化RAは同じ方向でより高い垂直速度を指示します（例えば、「Climb」から「Increase climb」へ）。反転RAはマヌーバの方向を変えます（例えば、「Climb」から「Descend, descend now」へ）。これはTCASが元のマヌーバでは安全な間隔を確保できないと判断した場合に行われます。

TCASと航空管制

TCASはATCから独立して動作しますが、その使用は標準運用手順に統合されています。Resolution Advisoryを受け取った場合、ほとんどの規則および会社の手順により、飛行乗務員は現在のATC指示と矛盾していてもRAに従うことが求められます。安全性と衝突回避がATCの許可より優先されます。
RAに対応した後、パイロットはできるだけ早くATCに通知します。通常、「TCAS RA」や「TCAS RAに対応中」といったフレーズを使用します。RAが解決され、システムが「衝突回避解除」とアナウンスしたら、パイロットは許可された高度に戻るか、新たなクリアランスをATCと調整します。

学生パイロットのための運用上の考慮事項

学生パイロットは訓練の初期段階でTCAS装備の航空機を操縦することはほとんどありませんが、複雑な空域や複数乗員環境での将来の運用のためにシステムを理解することが重要です。主要な運用原則は、TCASの警告は安全上重要であり、正しく理解し、優先順位を付けて従う必要があるということです。

TCASにおける基本的なパイロットの責任

TCASを装備した航空機を運航する際、パイロットにはいくつかの主要な責任があります：
  1. 航空機のトランスポンダーがオンになっており、正しいコードに設定され、規則や会社の手順で要求される場合は高度報告モード（モードCまたはモードS）になっていることを確認すること。<\/li>
  2. トラフィックディスプレイを監視し、特に混雑したターミナルエリアで近くの航空機に注意を払うこと。<\/li>
  3. 訓練および公表された手順に従って、TAおよびRAに迅速かつ正確に対応すること。<\/li>
  4. ATCとの通信を維持し、作業負荷が許す限り速やかにTCASのRAを報告すること。<\/li>
  5. 事象後、割り当てられたクリアランスに戻るか、ATCから新しいクリアランスを取得すること。<\/li> <\/ol>

TCAS解決勧告への標準的な対応

TCAS RAが発行されると、一般的な手順は以下の通りです（詳細は運航者、機種、規制当局によって異なる場合があります）：
  1. RAを認識する。 音声警報を識別し、表示画面でRAの種類と必要な垂直方向の操作を確認します。
  2. 必要に応じて関連する自動化を切断する。 機種や運航者の手順に応じて、自動RA追従をサポートしない場合はオートパイロットやオートスロットルを切断します。
  3. RAの指示に従ってピッチを調整する。 指示された垂直速度を達成するためにピッチを滑らかに変えます。通常、垂直速度指示器（VSI）やプライマリフライトディスプレイに緑色のアークやバンドで表示されます。
  4. RAを超えない。 不必要に急激な操作を行わず、指示された垂直速度に合わせることを目指します。これにより二次的な衝突や機体の制限超過を防ぎます。
  5. 強化または逆転RAに従う。 TCASが新たなRAを発した場合は、指示に従って速やかに操作を調整します。
  6. ATCに通知する。 作業負荷が許す場合、TCASのRAに対応しているため、矛盾する指示に従えないことをATCに報告します。
  7. 「Clear of conflict」後にクリアランスに復帰する。 TCASが衝突が解消されたことを通知したら、滑らかに以前の割り当て高度に戻るか、ATCと新しいクリアランスを調整します。

制限と制約

TCASにはパイロットが理解すべきいくつかの重要な制限があります。動作中のトランスポンダーを搭載した航空機のみを検出し、トランスポンダーがない航空機、故障中のトランスポンダーを搭載した航空機、またはスタンバイ状態のトランスポンダーを搭載した航空機は表示に現れません。同様に、TCASは通常、地上車両や障害物を検出しません。
TCASは垂直方向の誘導のみを提供します。旋回などの水平操縦を指示または提案するものではありません。水平分離は、標準手順、レーダー、および目視監視を使用するパイロットとATCの責任です。
非常に高い交通密度の環境では、TCASが複数の警報を生成することがあり、そのロジックは最も差し迫った脅威を優先するように設計されています。ただし、迷惑警報が発生することがあり、パイロットはRAに従いながらも判断力を使い、性能限界内で航空機の制御を維持しなければなりません。
TCASの性能は、高度報告の誤り、アンテナの影響、または設置の問題によっても影響を受けることがあります。このため、適用される規制および運航者の保守プログラムに基づき、定期的なメンテナンスとシステムテストが必要です。

訓練および標準運用手順におけるTCAS

航空会社や訓練機関は、パイロットが現実的な負荷条件下で正しく対応できるよう、シミュレーター訓練にTCASシナリオを組み込んでいます。これらのシナリオには、通常、初期RA、強化RA、逆転RAが含まれ、時にはRAと矛盾するATCの指示と組み合わせて使用されます。
標準運用手順（SOP）は、RA中の乗員の役割を定義します。複数乗員の運用では、通常一人のパイロットが航空機を操縦しRAの指示に従い、もう一人はATCと通信し、計器を監視し、操縦が航空機の制限内および地形クリアランスマージン内にあることを確認します。

飛行中のTCAS使用例

以下の簡略化された例は、典型的なTCASの動作とパイロットの行動を示しています。これらは航空機や運航者固有の手順の代わりにはなりませんが、学生パイロットがTCASが実際の運航にどのように組み込まれているかを理解するのに役立ちます。

例1：ターミナルエリアでの交通注意報

混雑した空港への計器進入中の旅客機がTAを受信します：「トラフィック、トラフィック」。トラフィックディスプレイには右側から接近する1,000フィート下の別の航空機が表示されます。乗務員は現在の垂直経路を維持し、視覚的な監視を強化し、トラフィックを視認しようとします。RAは発生せず、トラフィックは安全に下方かつ後方を通過します。TCASはその後、脅威表示を解除します。

例2：巡航中の協調解決アドバイザリ

同じ高度付近で反対方向に飛行する2機の航空機が、管制空域内で収束する航路上にあります。両機ともTCAS IIを装備しています。接近すると、それぞれのTCASシステムが相手機を検知し、間隔喪失を予測します。一方の航空機には「上昇、上昇」のRAが出され、もう一方には「降下、降下」のRAが出されます。両乗組員はRAに従い、ATCに報告し、指示された垂直速度を維持して「衝突回避解除」の指示を受けるまで飛行します。その後、ATCと調整のうえ、割り当てられた高度に戻ります。

例3：RAがATCの指示と矛盾している

航空機は到着時にATCからより低い高度への降下許可を受けます。降下中に、TCASが交差する経路上の下方に別の航空機がいるため、「上昇、上昇」のRAを発します。乗員は直ちに降下を中止し、RAに従って上昇を開始し、ATCに「降下不可、TCAS RA」と報告します。衝突回避が解決し「衝突回避解除」とアナウンスされた後、乗員はATCと連携してさらなる降下を行います。

概要

トラフィックアラート・衝突回避システム（TCAS）は、現代の航空における重要な安全層です。トランスポンダー装備の航空機を独立して監視し、交通警報を発行し、調整された垂直方向の解決助言（Resolution Advisories）を提供することで、TCASは空中衝突のリスクを大幅に減少させます。学生パイロットにとって、TCASアラートの基本的な機能、目的、および標準的な対応を理解することは、より高度な航空機や複雑な空域での安全な運用の基礎となります。