空中交通警戒及防撞系统(TCAS:Traffic Collision Avoidance System)能够自动探测和跟踪载机附近的飞机,给飞行员发出图像、语音警告及符合空中交通管制规则的防撞指令。飞行员接受系统输出的避撞指令,操纵飞机作出适当的飞行机动避免碰撞,保证飞行安全。在飞行模拟机上进行空中交通警戒及防撞系统的训练,已成为飞行员初始飞行训练及复训的固定科目。本文首先介绍了TCAS系统的工作原理及其数据传输协议,结合某型运输机空中交通管制及防撞系统研制的实际需求,设计了一个通用TCASII系统仿真架构,包括机载TCAS系统的信号处理流程和关键模块功能。在分析大气、航姿、液压等系统输出对TCAS模式及灵敏度的影响的基础之上,本文设计符合ATC管制规则要求的多机冲突场景下的避撞算法模型。在完成对仿真对象的深入研究后,模拟了机载设备的灵敏度选择、告警阈值的限定、避撞决策及冲突解脱过程,并且根据科目训练目的,设计了基于各飞行阶段的交通或入侵场景,包括侧重交通显示训练的“TA场景”、“机场场景”和侧重避撞决策训练的“RA场景”。仿真中使用IData软件作为人机界面的开发工具,开发了“空中交通及垂直速度显示器”仿真软件,并在某运输机模拟机项目中进行功能及性能验证。本文成果已应用于某型运输机飞行模拟机项目,并已被国外用户正式使用,为今后高等级模拟机项目相关系统的仿真研制奠定了基础。