国航高原机场运行及RNP应用

2015-04-23

中国国际航空股份有限公司西南分公司飞行技术管理部总经理陈东程

    根据中国民航局发布AC-121-21《航空承运人高原机场运行管理规定》的内容,高原机场分为海拔在1500米至2438米(8000英尺)之间的一般高原机场和海拔高于2438米(8000英尺)的高高原机场。高原机场由于其海拔高度高,终端区净空条件差,气象多变,飞行程序复杂等诸多不利因素的相互作用,对飞行运行的安全和顺畅带来很大影响,特别是在高高原机场,各种不利因素对飞行运行的影响随机场海拔高度的增加而显著增加。
    中国国际航空公司(以下简称国航)在总结多年高高原运行经验的基础上,积极推进RNP AR在高高运机场的运用,不仅提升了安全水平,而且有效提高了运行效率和效益。
    在介绍RNP AR的运行优势之前,先简单了解一下高高原机场的运行难点。主要体现在以下几个方面:
    一、地形复杂
    受地形条件限制,通常选择在河谷,山谷等地势较为平坦的地方修建高高原机场。因此,机场周围群山环绕,净空条件差。
    二、高海拔,空气密度低
    随海拔高度的增加,空气密度降低,导致飞机的飞行性能衰减。发动机推力显著降低,飞机推重比减小;相同表速对应的真空速增加,飞机爬升梯度降低。飞机往往是在飞行包线的边缘运行。以稻城/亚丁机场为例,机场海拔高度4411米,距A319机型的起降包线的上限4420米仅9米。因此,当机场修正气压小于1012百帕时,就超出了A319飞机的起降包线。
    空气密度降低不仅影响飞机的性能,氧气分压的降低会造成飞行员出现缺氧性缺氧。即便使用供氧设备,也不能彻底解决缺氧对人体产生的影响。飞行员在高高原运行时容易出现错、忘、漏等现象,就是缺氧造成的。
    三、高温
    高高原机场的“高温”容易让人感到疑惑。这里所说的“高温”并非指气温的绝对值,而是指与国际标准大气(ISA)的差值。以拉萨/贡嘎机场为例,场温25℃对人体感受来说,应该非常舒适。但是按照国际标准大气偏差来说,则属于高温,甚至是“极端高温”。因为拉萨/贡嘎机场的场温25℃可以表示为ISA+33,相同的ISA偏差如果在海平面机场则相当于48℃的极高气温。高高原机场的高温主要是由于空气被缺少植物覆盖的高温地表加热所致。高高原机场的高温会使得原本稀薄的空气密度进一步降低,加剧对飞机性能的不利影响。
    四、气象条件多变
    高高原机场的气象条件受地理环境等诸多方面因素的影响,变化无常。经常是前一秒还是晴空万里,转瞬间变成电闪雷鸣。另外,强风、颠簸甚至风切变是所有高高原机场所共有的天气现象。同时,由于特殊的地理地貌环境,不同的机场又有其独特的局地气象特性。例如拉萨/贡嘎机场的扬沙,常出现在每年的二月份左右,是由于干燥的空气和裸露的河沙以及强风所导致。林芝/米林的低云和降水,常发生在雨季的早晨。
    五、通讯和导航限制
    受到机场周围地形的限制,高高原机场的通讯和导航设施设备的信号覆盖范围通常较为有限。在很多机场实施单一方向起降,某些机场的跑道无法按照传统仪表程序设计规范设计飞行程序,仅能进行目视进近和离场,对天气标准要求高,同时增加了机组的操纵难度。
    国航自1965年成功首航拉萨至今,在这个曾经被誉为“飞行禁区”的青藏高原创造了50年安全飞行的骄人业绩。国航一直以来高度重视高原运行的安全管理,包括使用最先进的机型投入高原运行,提高维护保障标准,加大机组培训力度,实施双机长运行,提高运行天气标准等有力措施。
    在新技术应用方面,国航率先在高高原机场实施RNP AR运行。利用这一先进的技术手段,在大幅提升安全水平的同时,有效提高了运行效率和效益。
    相比较传统仪表程序而言,RNP AR的优势在于不受地形的限制,以相对较窄的障碍物评估区域和灵活的航迹设计,有效避开障碍物。更为关键的是,RNP AR提供垂直引导并且航迹引导不采用偏置,而是对正跑道中心线延长线直至跑道头。
    众所周知,不提供垂直引导的非精密进近是导致可控飞行撞地的主要因素之一。RNP AR程序采用气压垂直导航提供垂直引导,有效避免了飞行员过早下降到不安全的高度,有利于建立稳定进近,减少人为原因导致可控飞行撞地的发生。
    另外,传统仪表程序的非精密进近在最后仅仅航段经常会采用一定的偏置角度,需要飞行员完全依靠目视完成最后的对准跑道机动飞行。这不仅增加机组的工作负荷,容易造成不稳定进近,还会导致飞行员错误地对准临近跑道,甚至会把滑行道误看成跑道。RNP AR程序通常提供对准跑道中心延长线的直线进近,而且始终提供水平航迹引导至跑道头,最大程度地避免飞行员看错和落错跑道。
    RNP AP运行还有很多的应用前景,不仅可以在高高原机场提高飞行运行的安全和效率,还可以在大型繁忙机场实现增加空域容量,减少运行延误,减少噪音污染,降低碳排放等。RNP AR运行可以看成是水平维度的RVSM,依靠飞机精确的定位和精准的航迹控制能力,可以减小飞机与飞机之间的横侧和纵向间隔,也可以使飞机避开限制空域或人口稠密区,提高空域使用效率。RNP AR还可以与ILS或GLS结合使用,优势互补,实现优化的进近航迹与精密进近至着陆的完美衔接,从气压垂直导航的“类精密进近”过渡到CAT I甚至是CAT II或CAT III的精密进近自动着陆。
    RNP AR有很多优势,但是在运行过程中一定要严格按照规定的流程操作,否则会造成严重的后果。例如,飞行前要提供给机组GPS可用性预测,使其了解在飞行过程中,进离场阶段是否始终能够获得所需的导航精度和完好性,否则应该采取措施推迟起飞和进近的时间,或者携带额外的等待油量,避开相应的时段。
    更为关键的是对机载导航数据库的检查和比对。执行RNP AR飞行程序是“依赖于机载导航数据库”的飞行程序,机组只能从飞行管理计算机中调取预先设定的飞行程序,禁止对飞行程序进行修改。在实施运行之前,必须确保RNP AR飞行程序的完好性。尽管导航数据库的供应商在每28天的数据库更新周期都会进行数据核对,但是不能避免其错误地对RNP AR程序进行重新编码。航空公司必须建立严格的导航数据库审核比对程序或者委托具备该能力的第三方完成导航数据库审核比对工作,确保当出现RNP AR程序编码错误时,提出告警并暂停受到影响的RNP AR程序。
    RNP AR好比是一把双刃剑,只有正确认识RNP AR的运行优势和限制,严格按照规定的流程操作,切实做好相关人员的训练和资质授权,才能实现预期整体安全运行水平,否则会“千里之堤毁于蚁穴”,哪怕是在很小的一个环节出现疏忽大意,都可能导致灾难性的后果。

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