不穩(wěn)定進(jìn)近:空中交通管制注意事項(xiàng) 原文: Unstable Approaches: Air Traffic Control Considerations 原文來(lái)自: 民航導(dǎo)航服務(wù)組織(CANSO) 翻譯:華東空管局 高東鷹 ======我是手動(dòng)分割線==== 文章翻譯為 高東鷹,本公眾號(hào)授權(quán)轉(zhuǎn)載,打賞收益歸 高先生 ======我是手動(dòng)分割線==== 目錄 1. 介紹(前言) 1.1 目的 1.2 局限性 2. 與不穩(wěn)定進(jìn)近有關(guān)的空中交通管制工作 2.1 距離(時(shí)間)規(guī)定 2.1.1 下降準(zhǔn)備與空中交通管制航路 2.1.2 進(jìn)近 2.1.2.1 更換跑道 2.1.2.2 進(jìn)近方式的變更-精密/非精密 2.1.2.3 目視進(jìn)近 2.1.2.4 雷達(dá)引導(dǎo)進(jìn)近 2.1.3 下降計(jì)劃要求 2.1.3.1 遵守計(jì)劃航路與進(jìn)近程序 2.1.3.2 當(dāng)?shù)爻WR(shí) 2.1.3.3 從進(jìn)近管制員處獲取航跡距離信息 2.2 速度指令 2.2.1 在下降過(guò)程中的速度指令 2.2.1.1 高速下降 2.2.1.2 低速下降 2.2.2 進(jìn)近中的速度指令 3. 結(jié)論 附錄 A 附錄 B 附錄 C 附錄 D 不穩(wěn)定進(jìn)近:空中交通管制注意事項(xiàng) 1 介紹 飛機(jī)在進(jìn)近過(guò)程中必須符合一定的標(biāo)準(zhǔn),才能安全著陸。這是因?yàn)轱w機(jī)在飛行中,尤其是一架大型飛機(jī),擁有大量的能量,必須在下降、降落和滑跑過(guò)程中適當(dāng)?shù)叵ⅰT谙陆?/span>和進(jìn)近階段管理飛機(jī),本質(zhì)上變成了管理由飛機(jī)的速度和高度所產(chǎn)生的能量的任務(wù)。 長(zhǎng)平飄或著陸速度大容易造成沖出跑道。在試圖從上方截獲下滑道的同時(shí),過(guò)大的下降率會(huì)改變飛機(jī)的能量狀態(tài),這對(duì)飛行員來(lái)說(shuō)是很難管理的,可能會(huì)導(dǎo)致硬著陸,甚至是可控飛行撞地(以下簡(jiǎn)稱:CFIT)。 繼續(xù)進(jìn)近的標(biāo)準(zhǔn)通常與飛機(jī)的位置、高度、速度和構(gòu)型有關(guān),應(yīng)該在航空公司的操作手冊(cè)中列出。對(duì)于每一個(gè)性能標(biāo)準(zhǔn),如:速度、下降率等,飛機(jī)必須在一個(gè)可容忍的“窗口”內(nèi),以便將其歸類于“穩(wěn)定”并繼續(xù)著陸。這些標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)在各項(xiàng)被建立的“入門”(條件)中進(jìn)行評(píng)估,這取決于各個(gè)航空公司在地面以上1500英尺到500英尺之間的標(biāo)準(zhǔn)操作程序(SOPs)和飛行條件(對(duì)典型“窗口”標(biāo)準(zhǔn)的描述可以在附錄A中找到)。 如果飛機(jī)不符合這些標(biāo)準(zhǔn),它就被認(rèn)為是不穩(wěn)定的,飛行員應(yīng)該執(zhí)行復(fù)飛程序。如果一架飛機(jī)不符合入門標(biāo)準(zhǔn)的條件,并且出現(xiàn)超標(biāo)情況,該事件將會(huì)自動(dòng)被飛機(jī)的機(jī)載信息監(jiān)控系統(tǒng)(飛行數(shù)據(jù)記錄器)錄入,航空公司運(yùn)營(yíng)人也將得知相關(guān)信息。雖然進(jìn)近的穩(wěn)定性只有在超限(違反標(biāo)準(zhǔn))時(shí)才會(huì)被正式“測(cè)量”,然而一個(gè)不穩(wěn)定進(jìn)近通常是由于一系列的因素(天氣,尾流,疲勞,壓力,工作量,不良的計(jì)劃,飛行員差錯(cuò),空中交通管制(以下簡(jiǎn)稱:空管)交互,程序等等)導(dǎo)致的,它可以發(fā)生在進(jìn)近的任何階段,甚至早在巡航階段就已經(jīng)發(fā)生了。 圖1呈現(xiàn)了一個(gè)分為幾個(gè)階段的典型進(jìn)近,其中顯示了關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。在每一個(gè)階段中,飛機(jī)都可能受到不利的相互作用,從而導(dǎo)致進(jìn)近變得不穩(wěn)定。(在附錄B中可以找到可能影響飛行過(guò)程的起因清單。) 圖1:進(jìn)近階段和關(guān)鍵節(jié)點(diǎn) 飛行員在取得穩(wěn)定進(jìn)近時(shí)會(huì)面臨一定的壓力,原因如下: 安全角度:不穩(wěn)定進(jìn)近直接或間接地導(dǎo)致了一些不安全事件和事故,包括偏離跑道。 經(jīng)濟(jì)角度:一個(gè)終止進(jìn)近可以使所有的利潤(rùn)從飛行中消失。由于油量的限制,它也可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)向備用機(jī)場(chǎng),這可能會(huì)導(dǎo)致主用油量被使用,只留下備用油量在油箱里。在這種情況下,必須實(shí)施備降。根據(jù)歐盟的規(guī)定,唯一的例外是,如果符合某些標(biāo)準(zhǔn),機(jī)組人員可以選擇留在目的地,并燒掉備用油量(在這種情況下,機(jī)組人員應(yīng)通知ATC,他們正在使用備用油量)。在后一種情況下,如果飛機(jī)到達(dá)或預(yù)計(jì)到達(dá)其最后的緊急油量,那么就必須發(fā)出求救信號(hào)(Mayday)。) 法律角度:最近立法的變化(在歐洲范圍內(nèi),歐盟運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)(European Union Operations-EU Ops)已經(jīng)取代聯(lián)合航空運(yùn)行要求1(Joint Aviation Requirements Operation-JAR Ops 1),高于任何國(guó)家法律)規(guī)定必須實(shí)施穩(wěn)定進(jìn)近。最后,法律中保留并賦予了機(jī)長(zhǎng)在出現(xiàn)不穩(wěn)定進(jìn)近時(shí)不再繼續(xù)進(jìn)近的責(zé)任和決策權(quán)。這個(gè)決策可以在進(jìn)近過(guò)程中的任何一點(diǎn)做出,而不僅僅是在穩(wěn)定進(jìn)近決策點(diǎn)方可做出。然而在可能導(dǎo)致不穩(wěn)定進(jìn)近的一系列事件中,空管也可以起到其應(yīng)有的作用。 1.1 目的 本文的目的是增加空中交通管制員對(duì)穩(wěn)定進(jìn)近的認(rèn)識(shí),以及提高空中交通管制員對(duì)空管在飛機(jī)的進(jìn)近變得不穩(wěn)定時(shí)可以起到何種作用的認(rèn)知。 1.2 局限性 眾所周知,許多因素導(dǎo)致了不穩(wěn)定進(jìn)近,而機(jī)組最終對(duì)飛機(jī)有控制權(quán)。然而,本文主要關(guān)注的是空管針對(duì)處置不穩(wěn)定進(jìn)近所能做出的工作??涨谌藛T的能力、培訓(xùn)和駕駛艙資源管理(以下簡(jiǎn)稱:CRM)等問(wèn)題不在本文討論之列。其中包括一份成因清單,部分原因與空管無(wú)關(guān)(見(jiàn)附錄B),只是讓管制員了解在進(jìn)行管制時(shí)可能發(fā)生的其他因素,其中一些因素可能導(dǎo)致不穩(wěn)定進(jìn)近或終止進(jìn)近。 本文只從一般角度對(duì)導(dǎo)致不穩(wěn)定進(jìn)近的原因進(jìn)行討論,而且主要針對(duì)渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)/渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。本文提供的原則可能不適用于所有飛機(jī)和航空公司的操作程序。 2 與不穩(wěn)定進(jìn)近有關(guān)的空中交通管制工作 本節(jié)考慮空管在導(dǎo)致不穩(wěn)定進(jìn)近中所扮演的角色,并從空管的角度討論潛在的解決方案。這一討論的前提是各空中交通管制單位可以通過(guò)參與和理解以下導(dǎo)致不穩(wěn)定進(jìn)近的基本因素:
以上兩個(gè)因素,在空中交通管制員與機(jī)組之間的雙向通信中起著非常重要的作用。通過(guò)雙方良好的溝通,不穩(wěn)定進(jìn)近發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)可以大大降低。 2.1 距離(時(shí)間)的因素 2.1.1 下降準(zhǔn)備與空中交通管制航路 當(dāng)操作活塞和輕型渦輪螺旋槳飛機(jī)時(shí),下降計(jì)劃是相對(duì)簡(jiǎn)單的,因?yàn)檫@些飛機(jī)以較低的速度和高度運(yùn)行,并可以通過(guò)操縱螺旋槳增加阻力。噴氣式飛機(jī)(和較大的渦輪螺旋槳飛機(jī))通過(guò)“光潔”的設(shè)計(jì)將阻力最小化,從而實(shí)現(xiàn)高速巡航。因此,噴氣式飛機(jī)具備很好的“滑翔”的能力,也即是需要很長(zhǎng)的距離才能下降和(或)減速。此外,噴氣式飛機(jī)在較高的高度飛行,使下降時(shí)間更長(zhǎng)。現(xiàn)代高旁通渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的使用加劇了這種情況,這種發(fā)動(dòng)機(jī)在慢車油門時(shí)也產(chǎn)生的大量推力(對(duì)比上一代噴氣式飛機(jī)使用的老式低旁通或純渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。) 大型飛機(jī)通常配備飛行管理系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱:FMS)以執(zhí)行下降計(jì)算。根據(jù)計(jì)劃航路,FMS不斷地計(jì)算和更新垂直剖面和速度剖面,在本文中統(tǒng)稱為下降剖面。垂直剖面與飛機(jī)在下降過(guò)程中任何給定點(diǎn)的計(jì)劃高度相關(guān),速度剖面與下降過(guò)程中每一段的目標(biāo)速度相關(guān)。速度剖面是由速度限制、風(fēng)和成本指標(biāo)(以下簡(jiǎn)稱:CI)等一系列因素計(jì)算出來(lái)的。 因?yàn)樾枰袷乜展芊矫娴闹噶睿現(xiàn)MS計(jì)算的下降剖面常常會(huì)被偏離。因此,機(jī)組人員對(duì)剖面進(jìn)行持續(xù)更新——保持情景意識(shí)——是很重要的,因?yàn)椴粩嘧兓沫h(huán)境可以迅速改變剩余的航跡里程。 噴氣式飛機(jī)(包括公務(wù)機(jī))的下降計(jì)劃通常是基于所謂“??3”的經(jīng)驗(yàn)法則,或其它方式(取決于飛機(jī)的大小和高度——見(jiàn)下文)。舉個(gè)例子,在還剩100海里的情況下,飛機(jī)應(yīng)在大約3萬(wàn)英尺的高度下降。減速則需要增加額外的距離。高度下降剖面通常計(jì)算為高度??3再?20或30海里,或者高度??4直到需要減速到250節(jié)以下。對(duì)于B747或A380這樣的大型飛機(jī)來(lái)說(shuō),動(dòng)量的作用更大,因此需要更長(zhǎng)的減速距離。其他因素也可能在手動(dòng)下降計(jì)劃中發(fā)揮作用,如空管的速度指令、風(fēng)和亂流。 圖2展現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)化的示例。請(qǐng)注意,所使用的數(shù)字僅用于說(shuō)明目的,并將根據(jù)飛機(jī)類型的不同而有所不同。 圖2:下降計(jì)劃示例(平面圖)
件下,飛機(jī)將計(jì)劃使用10海里左右用以減速,其余100海里用以下降,根據(jù)“??3”規(guī)則,這意味著飛機(jī)計(jì)劃過(guò)A點(diǎn)高度應(yīng)約為30000英尺(在30000英尺高度的大飛機(jī)使用“??4”規(guī)則計(jì)算,將需要100nm下降距離+20nm的減速距離)。
理想情況下,下降通常發(fā)生在小推力或沒(méi)有推力的情況下,因此提高下降率可以立即采取的措施是使用減速板和提高速度(速度的影響將在2.2節(jié)進(jìn)一步詳細(xì)討論)。低速通常適用于較低的高度層(例如:低于FL100的250節(jié)),雖然在較低的速度下,使用減速板能使正常下降率翻倍,然而使用減速板也往往會(huì)隨著飛機(jī)速度的減小而降低效果。在后期下降階段,通過(guò)提早放下起落架和襟翼,阻力會(huì)進(jìn)一步增加。然而,因?yàn)闀?huì)增加系統(tǒng)磨損(襟翼和起落架規(guī)定了最大的操作速度),所以這些飛機(jī)結(jié)構(gòu)的改變并不被推薦使用。另一個(gè)缺點(diǎn)是,中型和大型飛機(jī)都有起落架的“收放”限制,從而限制了機(jī)組人員收縮或伸展的頻率。在起落架和襟翼被放下后,直到著陸后或在執(zhí)行終止進(jìn)近或復(fù)飛時(shí),它們才會(huì)被收起。因此,當(dāng)不再需要襟翼和起落架來(lái)增加額外阻力時(shí),反而需要增加推力來(lái)抵消阻力,從而對(duì)油耗和噪音水平產(chǎn)生負(fù)面影響。雖然FMS隨時(shí)都會(huì)進(jìn)行下降剖面的調(diào)整,但偏差過(guò)大的問(wèn)題還是時(shí)有發(fā)生——飛機(jī)就是缺少的足夠的下降和減速距離。 飛機(jī)偏離正常的進(jìn)近剖面并無(wú)法繼續(xù)進(jìn)近,可能是由各種因素造成的。一個(gè)常見(jiàn)的影響因素就是機(jī)組不能預(yù)料到所有的空中交通管制指令,或者非常規(guī)指令。比如當(dāng)風(fēng)速和風(fēng)向與預(yù)報(bào)的相差很大時(shí),可能就會(huì)發(fā)生這種情況。另一個(gè)可能導(dǎo)致進(jìn)近不穩(wěn)定的原因就是高工作負(fù)荷,這會(huì)造成機(jī)組在進(jìn)近過(guò)程中無(wú)法正常地分配工作精力。如果這發(fā)生在初始進(jìn)近階段,機(jī)組人員可以要求增加額外的飛行里程,以提供時(shí)間和距 離來(lái)重新獲得所需的進(jìn)近剖面。然而在最后進(jìn)近階段,通過(guò)調(diào)整來(lái)恢復(fù)正常的進(jìn)近剖面變得更加困難,直到機(jī)組必須決定在某個(gè)點(diǎn)執(zhí)行終止進(jìn)近或請(qǐng)求雷達(dá)引導(dǎo)重新做最后進(jìn)近。 其中一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是,確保機(jī)組人員能定期、準(zhǔn)確地獲得“距接地點(diǎn)距離”(DFT)的最新信息,并盡早得到航線改變的通知。雷達(dá)引導(dǎo)將顯著改變飛行軌跡的里程數(shù)。特別在飛行距離被縮減時(shí)尤為重要。 2.1.2 進(jìn)近 2.1.2.1 跑道變更 在到達(dá)目的地之前,機(jī)組必須完成一系列任務(wù)。例如,必須為進(jìn)近對(duì)飛行進(jìn)行各種配置,包括設(shè)置頻率、決斷高、高度、速度、航線等。之后就是進(jìn)行【簡(jiǎn)令】。簡(jiǎn)令是CRM的一個(gè)組成部分,以確保機(jī)組之間的“透明度”。也就是說(shuō),機(jī)組人員對(duì)正常和異常事件都按照相同的計(jì)劃工作。簡(jiǎn)令總是會(huì)包括預(yù)計(jì)降落跑道的終止進(jìn)近程序(以下簡(jiǎn)稱:MAP)的細(xì)節(jié)。機(jī)組在進(jìn)近過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)做好“復(fù)飛”的準(zhǔn)備,直到達(dá)到?jīng)Q斷高度或終止進(jìn)近點(diǎn),此時(shí)則必須做出是否繼續(xù)著陸的決定。然而,即使飛機(jī)已經(jīng)著陸,只要在反推釋放之前,復(fù)飛仍可以在進(jìn)近的任何一點(diǎn)啟動(dòng)。 簡(jiǎn)令往往要在相當(dāng)早的時(shí)候,通常是在離開(kāi)巡航高度之前進(jìn)行。較晚的跑道改變可能不僅意味著飛機(jī)的路線不同,而且還需要設(shè)置不同的飛行儀表參數(shù)用于在不同的跑道上進(jìn)近。這將需要一個(gè)新的通報(bào)和重新編輯飛行管理計(jì)算機(jī)(以下簡(jiǎn)稱:FMC)。在目視氣象條件(以下簡(jiǎn)稱:VMC)中,許多航空公司現(xiàn)在都不愿意過(guò)晚接受跑道變更。如果變更是基于在飛行能保持穩(wěn)定狀態(tài)下的目視進(jìn)近,且終止進(jìn)近也是基于目視方式,不需要重新編輯FMC等條件下,則這種變更才會(huì)被機(jī)組接受。在本已繁忙的飛行階段,過(guò)晚的跑道變更往往會(huì)顯著增加機(jī)組的工作量。這也同樣適用于對(duì)標(biāo)準(zhǔn)終止進(jìn)近程序(MAP)的任何更改,如果不是按公布的標(biāo)準(zhǔn)終止進(jìn)近程序執(zhí)行,則應(yīng)盡早通知機(jī)組人員。我們有理由相信,隨著工作負(fù)載的增加,錯(cuò)誤會(huì)更有可能發(fā)生。 跑道變更如果意味著需要飛更多的飛行里程,則相對(duì)就比較容易應(yīng)對(duì),因?yàn)檫@能提供額外的時(shí)間進(jìn)行飛行設(shè)置和情況通報(bào)。隨著突然剩下更多的飛行里程,飛機(jī)將低于“新的”進(jìn)近剖面,可以通過(guò)降低下降率來(lái)處理。此外,由于下降剖面基本保持不變,在采用相同進(jìn)近方式的平行跑道之間實(shí)施較晚的跑道變更則相對(duì)更容易應(yīng)付。 如果跑道變更會(huì)使剩余的飛行里程縮短,這是最困難的情況。舉個(gè)例子,從東部來(lái)的 飛機(jī)很晚才從09號(hào)跑道變更到27號(hào)跑道,可能會(huì)導(dǎo)致非常倉(cāng)促的飛機(jī)設(shè)置調(diào)整和非常簡(jiǎn)短的【簡(jiǎn)令】更新,而且會(huì)突然把飛機(jī)從一個(gè)進(jìn)近剖面放置在另一個(gè)“新”的進(jìn)近剖面。在這些情況下,可能需要增加額外的飛行里程以爭(zhēng)取時(shí)間。 2.1.2.2 進(jìn)近方式變更-精密/非精密 不同類型的進(jìn)近方式有不同的基本原則。在大型機(jī)場(chǎng),盲降是最常用的進(jìn)近方式。盲降進(jìn)近通常使用3度下滑角,并能讓飛機(jī)在進(jìn)近的大部分階段處于自動(dòng)駕駛狀態(tài)。不過(guò)也需要在進(jìn)近過(guò)程中對(duì)自動(dòng)駕駛儀有一定的操縱,主要用于減速及襟翼和起落架的設(shè)置。在盲降進(jìn)近過(guò)程中,飛機(jī)建立航向道和下滑道之后將進(jìn)一步減速并完成飛機(jī)構(gòu)型。這意味著飛機(jī)在最后的進(jìn)近階段仍可以保持相對(duì)較大的速度,例如保持160節(jié)直到距接地點(diǎn)4海里。然而,對(duì)于大型飛機(jī)而言(如:A330、B737-800等),同時(shí)在下滑道下降高度并減速是件非常困難的事,因此管制員必須允許飛機(jī)在下滑道切入點(diǎn)之前減速到最后進(jìn)近速度。如果機(jī)組在最后進(jìn)近階段請(qǐng)求減速,管制員應(yīng)最大限度的滿足機(jī)組的要求。 非精密進(jìn)近會(huì)導(dǎo)致更高的工作量,因?yàn)樵诤芏?/span>情況下,機(jī)組人員必須人工地持續(xù)監(jiān)視和控制下降率或高度。雖然飛機(jī)可以利用自動(dòng)駕駛儀飛行,但需要對(duì)自動(dòng)駕駛儀進(jìn)行更多的人工操作,因?yàn)闄C(jī)組人員必須不斷調(diào)整下降率。在最后進(jìn)近階段,非精確進(jìn)近比精確進(jìn)近下降得更快。與精確進(jìn)近相比,由于決斷點(diǎn)(決斷高度)較高,自動(dòng)駕駛儀通常更早斷開(kāi)。非精密進(jìn)近還可能會(huì)出現(xiàn)跑道偏離,這需要在進(jìn)近的后期進(jìn)行人工操作調(diào)整,而且由于機(jī)組并不經(jīng)常飛行和訓(xùn)練非精密進(jìn)近,這可能會(huì)導(dǎo)致機(jī)組人員 在飛非精密進(jìn)近方面的熟練程度不夠。管制員應(yīng)該清楚在執(zhí)行非精密進(jìn)近時(shí),機(jī)組工作量的增加和操縱局限(詳見(jiàn)2.1.2.4),并應(yīng)將飛機(jī)調(diào)配到比平時(shí)更遠(yuǎn)的五邊位置,以便機(jī)組人員有足夠的時(shí)間適當(dāng)?shù)卦O(shè)置其配置。 注意:國(guó)際民用航空組織(以下簡(jiǎn)稱:ICAO)的航空導(dǎo)航服務(wù)程序-空中交通管理(PANS ATM:Procedures for Air Navigation Services – Air Traffic Management)中未對(duì)管制員在不同進(jìn)近方式將一架飛機(jī)雷達(dá)引導(dǎo)到最后進(jìn)近航線的要求進(jìn)行區(qū)分,精密進(jìn)近與非精密進(jìn)近的程序(30度或小于30度的切入角,在不小于2海里處切入下滑道等)是一樣的。然而,了解機(jī)組人員的工作量可以防止飛行超負(fù)荷運(yùn)行,超負(fù)荷運(yùn)行這可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)情景意識(shí)的喪失,并創(chuàng)造一個(gè)非常有可能發(fā)生事件/事故的條件。 因此對(duì)非精密進(jìn)近的簡(jiǎn)令會(huì)更細(xì)致。與精密進(jìn)近相比,非精密進(jìn)近的速度管理有著根本區(qū)別。當(dāng)速度下降時(shí),飛行員必須參照儀表顯示調(diào)整下降率,以保持在正確的下滑道上。當(dāng)飛機(jī)在低速狀態(tài)時(shí),需要降低最初計(jì)算的下降率,否則飛機(jī)將下降到下滑道以下。這些變化,連同飛機(jī)配置輸入,會(huì)顯著增加駕駛艙的工作負(fù)荷,并已成為許多CFIT事件的直接原因。如果速度是穩(wěn)定的,下降率也可以穩(wěn)定下來(lái),就可以減少駕駛艙的工作負(fù)荷,并能使機(jī)組有更多精力監(jiān)控進(jìn)近過(guò)程。非精密進(jìn)近可能會(huì)比精密進(jìn)近有更陡峭的下降剖面,所以飛機(jī)常常需要提前減速。因此,在最后進(jìn)近定位點(diǎn)(FAF)后,都不應(yīng)該再向飛行員發(fā)布任何形式的速度指令。事實(shí)上,許多航空公司會(huì)訓(xùn)練他們的機(jī)組人員以最后進(jìn)近速度實(shí)施非精密進(jìn)近,因此大多數(shù)機(jī)組會(huì)選擇比盲降進(jìn)近更早減速。 綜上所述,從飛行員的角度來(lái)看,從精密進(jìn)近轉(zhuǎn)到非精密進(jìn)近的變化來(lái)得越晚,情況就越嚴(yán)重——甚至是不可行的——除非可以得到額外的飛行里程。一些航空公司要求機(jī)組在進(jìn)近前必須完成簡(jiǎn)令,機(jī)組就更需要額外的時(shí)間。非精密進(jìn)近與精密進(jìn)近相比,主要的根本區(qū)別在于速度和下降率的管理。 2.1.2.3 目視進(jìn)近 目視進(jìn)近通常人工操縱并主要基于飛行員的判斷飛行。目視進(jìn)近會(huì)按照一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)盤旋程序或其他程序進(jìn)行。飛行員有時(shí)會(huì)在一些小機(jī)場(chǎng)申請(qǐng)執(zhí)行目視進(jìn)近,即便這個(gè)機(jī)場(chǎng)可以實(shí)施儀表進(jìn)近,這樣他們就可以飛更短的距離或更快落地。目視進(jìn)近要求非儀表指引,但無(wú)論如何,機(jī)組還是需要參考機(jī)載導(dǎo)航設(shè)備的顯示。 目視進(jìn)近由于更依賴經(jīng)驗(yàn)判斷,而非儀表指引,所以相對(duì)于儀表進(jìn)近,機(jī)組會(huì)產(chǎn)生更多的差錯(cuò)(包括不穩(wěn)定姿態(tài)進(jìn)近)。如果為了加速空中流量,倉(cāng)促間指揮機(jī)組實(shí)施目視進(jìn)近,全新的任務(wù)和策略同樣會(huì)導(dǎo)致駕駛艙內(nèi)產(chǎn)生高工作負(fù)荷,機(jī)組也會(huì)因?yàn)闆](méi)有進(jìn)行任務(wù)準(zhǔn)備的足夠時(shí)間而拒絕這種改變。機(jī)組可能并不熟悉也并不經(jīng)常執(zhí)行目視進(jìn)近,所以換位思考一下,機(jī)組也并不一定喜歡被指揮實(shí)施目視進(jìn)近。 2.1.2.4 雷達(dá)引導(dǎo)進(jìn)近 對(duì)于任何一種進(jìn)近方式,都必然會(huì)提供水平和垂直方向的指引。水平方向的指引可以通過(guò)與一些地面導(dǎo)航設(shè)備(諸如:NDB無(wú)指向無(wú)線電信標(biāo),ILS盲降,VOR甚高頻全向信標(biāo),DME測(cè)距儀,LOC航向道等等)的距離和相對(duì)角取得,也可以通過(guò)空基導(dǎo)航輔助設(shè)備(GNSS導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng))取得。 對(duì)于盲降(精密)進(jìn)近來(lái)說(shuō),高度指引來(lái)自位于跑道一側(cè)的下滑臺(tái)發(fā)射出的下滑信號(hào)。對(duì)于非精密進(jìn)近,不提供下滑信號(hào),因此這類進(jìn)近的高度指引是基于利用DME測(cè)距儀計(jì)算的高度和距離,從一個(gè)導(dǎo)航點(diǎn)進(jìn)行計(jì)時(shí)或通過(guò)FMS在垂直導(dǎo)航進(jìn)近過(guò)程中進(jìn)行計(jì)時(shí)。其中,通常是由監(jiān)控位飛行員向操作位飛行員報(bào)出在進(jìn)近過(guò)程中每一個(gè)合理的過(guò)點(diǎn)高度來(lái)提供高度指引。這會(huì)明顯增加駕駛艙工作負(fù)荷,管制員必須對(duì)此有所了解,并在雷達(dá)引導(dǎo)時(shí)使用相對(duì)于精密進(jìn)近更長(zhǎng)的五邊距離。 飛機(jī)可以自我定位實(shí)施進(jìn)近,也可以雷達(dá)引導(dǎo)進(jìn)近。如果要在一個(gè)適當(dāng)?shù)木嚯x開(kāi)始實(shí)施精密進(jìn)近,在離開(kāi)起始進(jìn)近高度(也叫平臺(tái)高度)前,飛機(jī)必須對(duì)正跑道。飛機(jī)如果不在正確的位置,就不能開(kāi)始下降高度,否則飛機(jī)就會(huì)偏離保護(hù)區(qū)域,與障礙物之間的安全距離也就無(wú)法保證。尤其在儀表氣象條件下飛行,在不正確的位置實(shí)施下降將變得十分危險(xiǎn)。 空管的雷達(dá)引導(dǎo)在飛機(jī)進(jìn)近定位中扮演著非常重要的角色。在下面的示例中,一個(gè)情節(jié)展示了一架飛機(jī)被正確地雷達(dá)引導(dǎo)從而實(shí)施精密進(jìn)近的過(guò)程,另一個(gè)情節(jié)展示了不恰當(dāng)?shù)?/span>雷達(dá)引導(dǎo)導(dǎo)致飛機(jī)終止進(jìn)近和(或)不穩(wěn)定進(jìn)近的過(guò)程。 在圖-3所示的正確雷達(dá)引導(dǎo)的情節(jié)中,在A點(diǎn)的飛機(jī)在切入下滑道前(或者至少在切入下滑道(B點(diǎn))的同時(shí))雷達(dá)引導(dǎo)切入航向道。在此示例中,飛機(jī)將在取得進(jìn)近許可后,從下滑道下方切入下滑道。這樣飛機(jī)就可以在下滑道上安全下降,并同時(shí)獲得水平及垂直的指引。 基本飛機(jī)儀表顯示如下,垂直指針顯示航向道,水平指針顯示下滑道。 圖3:進(jìn)近引導(dǎo)(參考場(chǎng)景) 圖4中的場(chǎng)景展示了一個(gè)導(dǎo)致飛機(jī)進(jìn)入不穩(wěn)定狀態(tài)的不切實(shí)際的雷達(dá)引導(dǎo),導(dǎo)致飛機(jī)執(zhí)行終止進(jìn)近或錯(cuò)誤的繼續(xù)進(jìn)近。 在點(diǎn)D的飛機(jī)尚未到達(dá)航向道,卻被空管縮短了進(jìn)近距離。盡管飛機(jī)在下滑臺(tái)信號(hào)范圍內(nèi)截獲了下滑信號(hào),但是隨著飛機(jī)越來(lái)越接近跑道,盡管飛機(jī)還未到達(dá)航向道信號(hào)范圍,下滑道指示儀仍然會(huì)根據(jù)下滑信號(hào)指示飛機(jī)在沒(méi)有水平指引的情況下下降高度。由于下降變得不再安全,機(jī)組只能忽略下降信號(hào),導(dǎo)致飛機(jī)繼續(xù)平飛。 當(dāng)飛機(jī)到達(dá)點(diǎn)E時(shí),飛機(jī)終于獲得航向信號(hào),并同時(shí)獲得水平及垂直指引,但此時(shí)飛機(jī)高度已經(jīng)高于下滑道,且無(wú)法及時(shí)下降以重新截獲下滑道。由于飛機(jī)已經(jīng)處于低高度且已經(jīng)減速的情況下,增大下降率已經(jīng)變得十分困難。所以飛機(jī)不得不執(zhí)行終止進(jìn)近。 我們應(yīng)盡量避免雷達(dá)引導(dǎo)飛機(jī)縮短進(jìn)近距離(如圖4所示),因?yàn)檫@將導(dǎo)致飛機(jī)終止進(jìn)近或?qū)е聶C(jī)組為了從上方截獲下滑道而急速下降。伴隨急速下降的進(jìn)近被定義為一種不穩(wěn)定進(jìn)近(詳見(jiàn)附錄A)。 2.1.3 下降計(jì)劃要求 為了做好下降計(jì)劃,機(jī)組必須處于以下條件之一:
希望飛機(jī)始終按照計(jì)劃航路和進(jìn)近程序飛行,對(duì)于空管來(lái)說(shuō)是不切實(shí)際的。同時(shí),也不是所有飛行員都熟悉當(dāng)?shù)氐目展艹绦颉R虼?,最具靈活性的方式就是規(guī)定當(dāng)飛機(jī)偏離計(jì)劃航路或進(jìn)近程序時(shí),進(jìn)近管制員都應(yīng)該向機(jī)組提供航跡距離信息。 這將在下面進(jìn)行詳細(xì)討論。 圖4:進(jìn)近雷達(dá)引導(dǎo)(不切實(shí)際的雷達(dá)引導(dǎo)) 2.1.3.1 按飛行計(jì)劃航路和進(jìn)近程序飛行 基于飛行計(jì)劃航路,一個(gè)下降剖面可以通過(guò)FMS進(jìn)行計(jì)算得出。如果飛機(jī)可以按計(jì)劃航路飛行,那么也可以按下降剖面執(zhí)行下降。無(wú)論何時(shí)空管修改航路,都要做出一些相應(yīng)的調(diào)整,諸如改變速度,甚至使用減速板。 在大多數(shù)空域條件中,讓所有飛機(jī)都按照計(jì)劃航路和下降剖面飛行是不現(xiàn)實(shí)的。在繁忙時(shí)段,經(jīng)常需要調(diào)整飛機(jī)的速度、航線和高度以控制空中流量。盡管存在上述關(guān)于快捷線路和航跡里程方面的問(wèn)題,一些機(jī)組人員為了節(jié)省時(shí)間和燃料并保持他們?cè)诮煌髦械奈?/span>置,他們?nèi)匀粫?huì)認(rèn)可并接受快捷線路。 如果空管因操作上的原因不得不使飛機(jī)保持高于進(jìn)近剖面,則可適當(dāng)在飛機(jī)開(kāi)始下降前先調(diào)整飛機(jī)速度,以補(bǔ)償高于剖面的問(wèn)題。大多數(shù)FMS程序會(huì)盡可能長(zhǎng)地保持飛機(jī)在最大高度,將油門調(diào)整在或接近慢車的剖面。如果在計(jì)算的“下降頂點(diǎn)”繼續(xù)保持平飛延遲下降后,機(jī)組人員必須采取增大下降速度、使用更長(zhǎng)的飛行路徑或使用減速板來(lái)增加飛機(jī)額外的下降能力。 在下降過(guò)程中,管制員還應(yīng)注意結(jié)冰對(duì)飛行的影響。大多數(shù)現(xiàn)代飛機(jī)在已知結(jié)冰條件下降落時(shí),都會(huì)將動(dòng)力調(diào)整到較高的“進(jìn)近慢車”。在計(jì)劃進(jìn)港排序或雷達(dá)引導(dǎo)飛機(jī)時(shí),管制員應(yīng)該意識(shí)到這一問(wèn)題,并應(yīng)注意不要將飛機(jī)置于下降剖面以上,因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)此時(shí)多余的推力使飛行員【恢復(fù)】到正常進(jìn)近剖面變得十分困難。 如果一架飛機(jī)因任何原因被保持在較高的高度,它將很可能始終高于下降剖面。一旦允許下降,它將再次需要通過(guò)增加下降速度來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償,這會(huì)使飛機(jī)無(wú)法正常減速。 2.1.3.2 本地經(jīng)驗(yàn) “本地經(jīng)驗(yàn)”指的是機(jī)組人員在某一特定區(qū)域的經(jīng)驗(yàn),使他們能夠預(yù)測(cè)與該區(qū)域相關(guān)的空中交通管制指令。例如,某些機(jī)場(chǎng)公布的進(jìn)港程序很少被嚴(yán)格使用,取而代之的是管制員經(jīng)常提供或長(zhǎng)或短的雷達(dá)引導(dǎo)航徑。熟悉進(jìn)近的飛行員很可能會(huì)在預(yù)判航徑變化的基礎(chǔ)上,預(yù)先在下降/進(jìn)近過(guò)程中調(diào)整自己的高度或位置。大多數(shù)主要航空公司使用“機(jī)場(chǎng)簡(jiǎn)報(bào)”試圖向機(jī)組人員提供一些“本地經(jīng)驗(yàn)”。這些信息主要來(lái)自于飛行員或空中交通管制的反饋以及之前的事故或危險(xiǎn)源報(bào)告。 有一定的飛行經(jīng)驗(yàn)機(jī)組人員,也仍可能會(huì)在進(jìn)港過(guò)程中遇到問(wèn)題,無(wú)法預(yù)判空中交通管制的指示意圖。 2.1.3.3 來(lái)自進(jìn)近管制員的航跡距離信息 在飛機(jī)被雷達(dá)引導(dǎo)進(jìn)近的情況下,進(jìn)近管制員如果能夠提供距接地點(diǎn)的常規(guī)和精確距離,就能讓機(jī)組人員計(jì)算他們的下降剖面。在CDO(持續(xù)下降,見(jiàn)附錄C)進(jìn)近中提供此類信息尤為重要,因?yàn)闄C(jī)組此時(shí)能做機(jī)動(dòng)很小。必須在進(jìn)近的初期合理地提供這些信息,以便機(jī)組作出調(diào)整。如果剩余的航跡里程在進(jìn)近剖面中提供/更新得過(guò)晚,機(jī)組人員將難以作出任何必要的補(bǔ)償。 如果機(jī)組人員認(rèn)為管制員提供的航跡里程不足,他們可以要求增加航跡里程,使他們能夠遵守維持穩(wěn)定進(jìn)場(chǎng)的限制標(biāo)準(zhǔn)。如果無(wú)法獲得額外的里程,而機(jī)組人員繼續(xù)進(jìn)近,那么不穩(wěn)定進(jìn)近的風(fēng)險(xiǎn)就會(huì)增加。 空管認(rèn)為縮短剩余的航跡里程將有助于機(jī)組人員的想法并不總是正確的。這會(huì)顯著增加駕駛艙的工作量,因?yàn)闄C(jī)組人員必須試圖截獲“新的”下降剖面,同時(shí)試圖保持一個(gè)穩(wěn)定的進(jìn)近,這增加了相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。 2.2 速度指令 2.2.1 下降過(guò)程中的速度指令 速度指令(例如,保持280節(jié))是必要的,但它們限制了機(jī)組人員對(duì)下降進(jìn)行管理的一些選擇權(quán)。正如前面提到的,下降計(jì)劃是一個(gè)能量管理的問(wèn)題,這是通過(guò)改變阻力來(lái)有效地完成的。如圖5所示,改變飛機(jī)的速度是改變阻力的一種方式。 從圖5中可以提取出幾個(gè)重要的點(diǎn)。這些將在下面的部分中詳細(xì)介紹。 2.2.1.1 高速下降 飛機(jī)以較高的速度下降(如:250節(jié)以上)會(huì)下降得更快,因?yàn)榭傋枇^高。速度越快,下降率就越大,這可以作為保持飛機(jī)高度剖面的一種方法。 如果沒(méi)有給飛機(jī)速度指令,飛機(jī)可能會(huì)按照FMS計(jì)算的當(dāng)前條件以最佳速度下降,并可能以慢門功率下降。如果空管指示飛機(jī)減速到較低的速度,下降率將會(huì)減小,飛機(jī)將飛行到下降剖面之上。此時(shí),唯一的選擇就是使用減速板和(或)請(qǐng)求更多的飛行里程。 保持高于正常速度的指令通常是沒(méi)有問(wèn)題的,因?yàn)轱w機(jī)可以簡(jiǎn)單地增加動(dòng)力來(lái)保持飛機(jī)在下降剖面上。 但如果飛機(jī)在下降的同時(shí)又要求它減速,那就是要它在同時(shí)消耗動(dòng)能和勢(shì)能,這肯定比只減速或只下降的飛機(jī)需要更長(zhǎng)的距離。而當(dāng)飛機(jī)減速后,阻力變小,這進(jìn)一步增加了距離。 2.2.1.2 低速下降 隨著總阻力的增加,以較低速度下降的飛機(jī)下降得更快。這是在飛機(jī)準(zhǔn)備著陸的最后進(jìn)近時(shí)可能出現(xiàn)的情況。從空管的角度來(lái)看,這并不令人擔(dān)心,因?yàn)轱w機(jī)會(huì)在必要時(shí)增加動(dòng)力,因此,這將不作進(jìn)一步的詳細(xì)討論。 圖5:阻力和速度 2.2.2 進(jìn)近中的速度指令 另一方面,較高的速度會(huì)在飛機(jī)接近機(jī)場(chǎng)時(shí)產(chǎn)生問(wèn)題,因?yàn)樗枰欢ǖ木嚯x來(lái)減速和配置著陸。下面的例子基于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的三度下降角度的盲降說(shuō)明了這一點(diǎn)(圖6)。 在降落過(guò)程的最后一段,飛機(jī)以160節(jié)的速度飛行,到距接地點(diǎn)4海里,這種情況并不少見(jiàn),這實(shí)際上使飛機(jī)在高于跑道1300英尺以下的高度飛行4海里。在飛機(jī)通過(guò)這道“坎”時(shí),要求進(jìn)港保持穩(wěn)定的一般高度是在跑道以上1000英尺(根據(jù)航空公司的SOPs和飛行條件,這個(gè)高度可能在1500英尺至500英尺之間)。 160節(jié)的速度對(duì)于大多數(shù)飛機(jī)來(lái)說(shuō)太快,無(wú)法降落。因此,飛機(jī)必須減速并完成著陸形態(tài)。在從1300英尺下降到1000英尺所需要的大約一英里范圍內(nèi),這可能是不可能實(shí)現(xiàn)的。 所以,飛機(jī)在到達(dá)4英里點(diǎn)之前必須完成減速和配置。如有需要,飛行員應(yīng)通知空管他或她不能遵守指定的速度限制。溝通的時(shí)機(jī)越早越好,讓空管有更多的時(shí)間來(lái)調(diào)整他們的計(jì)劃并進(jìn)行調(diào)配。 3結(jié)論 本文只從空中交通管制的角度來(lái)考慮穩(wěn)定進(jìn)近,沒(méi)有涉及與不穩(wěn)定進(jìn)近有關(guān)的駕駛艙操作細(xì)節(jié)。下列項(xiàng)目列舉了本文的主要結(jié)論:
圖6:進(jìn)近中的速度指令(側(cè)視圖)
附錄 A 穩(wěn)定進(jìn)近準(zhǔn)則 雖然穩(wěn)定進(jìn)近是強(qiáng)制性的(歐洲委員會(huì)法律),但穩(wěn)定進(jìn)近的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)不是由法律強(qiáng)制規(guī)定的,而是由各航空公司根據(jù)其業(yè)務(wù)制定,然后列入航空公司的業(yè)務(wù)手冊(cè)。因此,連續(xù)進(jìn)近的標(biāo)準(zhǔn)往往各不相同。 以下是來(lái)自飛行安全基金會(huì)定義的標(biāo)準(zhǔn),僅供說(shuō)明之用。雖然這些標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)被視為“大致”數(shù)字,但航空公司所采用的大部分標(biāo)準(zhǔn)往往相當(dāng)接近下列各項(xiàng):
上述標(biāo)準(zhǔn)通常適用于下列高度:
注意:設(shè)置“高度坎”以及判斷這個(gè)高度是否可以穩(wěn)定進(jìn)港,取決于航空公司的標(biāo)準(zhǔn) 操作規(guī)程,高度可以從1500英尺到500英尺(盤旋進(jìn)近為300英尺)不等。 歐洲委員會(huì)的法律現(xiàn)在規(guī)定:
如果不滿足上述條件,駕駛員應(yīng)考慮實(shí)施復(fù)飛。 附錄 B 不穩(wěn)定進(jìn)近的潛在成因 以下列出了不穩(wěn)定進(jìn)近的一般原因。其中許多與空管無(wú)關(guān)。
附錄 C 連續(xù)下降運(yùn)行(以下簡(jiǎn)稱:CDO) “CDO”一詞用于描述全球各地在進(jìn)港過(guò)程中為實(shí)現(xiàn)運(yùn)行效率最大化而使用的各種方法,同時(shí)考慮到空域限制或程序等本地化問(wèn)題。 CDO是一種可用于空中導(dǎo)航服務(wù)供應(yīng)商(ANSPs)和飛機(jī)運(yùn)營(yíng)商的技術(shù),它有助于提高安全性(通過(guò)增加飛行穩(wěn)定性)和空域容量(通過(guò)飛行可預(yù)測(cè)性),同時(shí)減少噪音、燃油消耗、排放和飛行員與管制員之間的無(wú)線電通信數(shù)量。 理想的CDO是在巡航飛行階段,從下降頂端開(kāi)始 (TOD:top of descent),允許飛機(jī)在低阻力構(gòu)型下,以發(fā)動(dòng)機(jī)最小推力保持連續(xù)下降剖面,盡可能減少平飛時(shí)間,直至最后進(jìn)近定位點(diǎn)或公布的儀表進(jìn)近程序起始點(diǎn)。 CDO如圖7所示: 由于飛機(jī)能夠在更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持較高的飛行高度,而發(fā)動(dòng)機(jī)保持較低的推力(即無(wú)需改平),這樣就減少了噪音。又由于較低的發(fā)動(dòng)機(jī)推力設(shè)置,CDO還可以減少燃油消耗和溫室氣體排放。 如果飛機(jī)被雷達(dá)引導(dǎo),機(jī)組人員必須及時(shí)、準(zhǔn)確地接收空管提供的著陸信息,以便計(jì)算所需的下降率。如果飛機(jī)按公布的進(jìn)港程序飛行,F(xiàn)MS固然能夠提供最佳的下降路徑和偏航信息。然而,對(duì)下降剖面保持情景意識(shí)仍然是機(jī)組具備良好飛行技術(shù)的要求,因?yàn)镕MS并不總是精確的。 空管對(duì)間隔和(或)排序方面的操作要求可能意味著并不總是能夠提供最佳的CDO。 管制員可能必須指揮飛機(jī)停止下降,并指揮飛機(jī)在部分進(jìn)港階段保持平飛。然而,我們的目標(biāo)應(yīng)該是在不影響安全和(或)容量的情況下,盡可能地減少飛機(jī)改平并使用CDO。 圖7:連續(xù)下降運(yùn)行(CDO) 附錄 D 縮寫 Ref縮寫 Document名稱 ATC Air Traffic Control 空中交通管制 ATIS Air Traffic Information Service 空中交通信息服務(wù) CANSO Civil Air Navigation Services Organisation 民航導(dǎo)航服務(wù)組織 CDO Continuous Descent Operations 連續(xù)下降操作 CFIT Controlled Flight into Terrain 可控飛行撞地 CI Cost Index 成本指標(biāo) CRM Crew Resource Management 駕駛艙資源管理 DFT Distance From Touchdown 距接地點(diǎn)距離 DME Distance Measuring Equipment 測(cè)距儀 EU European Union 歐盟 FAF Final Approach Fix 最后進(jìn)近定位點(diǎn) FMC Flight Management Computer 飛行管理計(jì)算機(jī) FMS Flight Management System 飛行管理系統(tǒng) ICAO International Civil Aviation Organization 國(guó)際民航組織 ILS Instrument Landing System 儀表著陸系統(tǒng)(盲降) IMC Instrument Meteorological Contion 儀表氣象條件 LOC Localiser 航向道 MAP Missed Approach Procedures 終止進(jìn)近程序 SOP Standard Operating Procedures 標(biāo)準(zhǔn)操作程序 VMC Visual Meteorological Condition 目視氣象條件 |
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