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淺談民航運(yùn)行中氣壓高度的低溫修正

2023-1-24 09:48| 發(fā)布者: 仁者見(jiàn)仁 2613 1

摘要: 【摘要】本文根據(jù)最近發(fā)生的兩起在寒冷天氣觸發(fā)地形警告事件,通過(guò)對(duì)氣壓式高度表的工作原理和誤差分析,解釋了低溫對(duì)氣壓式高度表的影響,分析了氣壓高度低溫修正的必要性,介紹了現(xiàn)有的三種低溫修正方法——“公式 ...

淺談民航運(yùn)行中氣壓高度的低溫修正-2118


【摘要】本文根據(jù)最近發(fā)生的兩起在寒冷天氣觸發(fā)地形警告事件,通過(guò)對(duì)氣壓式高度表的工作原理和誤差分析,解釋了低溫對(duì)氣壓式高度表的影響,分析了氣壓高度低溫修正的必要性,介紹了現(xiàn)有的三種低溫修正方法——“公式計(jì)算”、“現(xiàn)場(chǎng)粗算”、“圖表修正”,驗(yàn)證了“公式計(jì)算”的精確性,并通過(guò)iOS軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)低溫修正界面化,使得現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算簡(jiǎn)單而可靠。另外,本文通過(guò)對(duì)中國(guó)民航低溫運(yùn)行的現(xiàn)狀的分析,對(duì)現(xiàn)階段解決不同機(jī)場(chǎng)的低溫運(yùn)行提出了一些思路和設(shè)想。

【關(guān)鍵字】氣壓高度表;低溫修正;地形警告

一、背景

近期在東北區(qū)域內(nèi),國(guó)內(nèi)某航空公司MA60飛機(jī)連續(xù)發(fā)生兩起進(jìn)近過(guò)程觸發(fā)地形警告的一般事件。

1、2017年11月29日,一架MA60飛機(jī)執(zhí)行長(zhǎng)白山—延吉航班,機(jī)場(chǎng)溫度-11度,飛機(jī)在距程序轉(zhuǎn)彎點(diǎn)大約8海里,由塔臺(tái)指揮下程序轉(zhuǎn)彎場(chǎng)壓高度2600ft。當(dāng)距程序轉(zhuǎn)彎點(diǎn)前大約4海里,場(chǎng)壓高度2700ft左右,最低無(wú)線電高度1161ft,飛機(jī)觸發(fā)“Terrain”和“pull up”警告,持續(xù)3秒,機(jī)組立即改平,正常降落延吉機(jī)場(chǎng)。

2、2017年12月8日,一架MA60飛機(jī)執(zhí)行漠河—加格達(dá)奇航班,機(jī)場(chǎng)溫度-17度。飛機(jī)按程序通過(guò)IAF點(diǎn)后,塔臺(tái)指揮下降修正海高3600ft。當(dāng)飛機(jī)在修正海高3751ft時(shí),最低無(wú)線電高度1203ft,觸發(fā)了“terrain”和“pull up”警告一聲,時(shí)間持續(xù)2秒,機(jī)組立即中止進(jìn)近,申請(qǐng)36號(hào)跑道ILS/DME著陸,正常降落加格達(dá)奇機(jī)場(chǎng)。

——摘自《NECAAC-SB-2017-07航空安全通告》

二、氣壓高度表的工作原理

飛機(jī)使用的氣壓式高度表是利用彈性應(yīng)力與靜壓力相對(duì)平衡時(shí)真空膜盒膨脹或收縮的機(jī)械運(yùn)動(dòng)來(lái)指示高度的。氣壓式高度表就是氣壓計(jì),環(huán)境大氣壓力是高度表使用的唯一的輸入?yún)?shù),隨著飛機(jī)的爬升,飛機(jī)外界大氣壓力會(huì)減少。對(duì)于一個(gè)給定的氣壓值,按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)大氣,即標(biāo)準(zhǔn)海平面氣壓和標(biāo)準(zhǔn)溫度遞減率,對(duì)應(yīng)一個(gè)高度,這個(gè)高度就是氣壓式高度表的指示高度。

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)大氣是一種特殊的位勢(shì)模型,該模型在飛機(jī)性能方面有廣泛的應(yīng)用?,F(xiàn)代飛機(jī)一般都是使用壓力高度來(lái)計(jì)算的。對(duì)于理想的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)大氣,滿足理想氣體的狀態(tài)方程:

P=ρRT(2.1)

P:壓力;

ρ:密度;

T:溫度;

R:摩爾氣體常量;

根據(jù)液力靜態(tài)方程:dP=-ρgdh(2.2)

將上述兩個(gè)公式相除并積分,得到

根據(jù)公式(2.3),重力加速度g為一個(gè)變量,隨高度的改變而改變,而對(duì)于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)大氣,我們用海平面的 值作為假設(shè)值以簡(jiǎn)化計(jì)算[1],可得到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)大氣的位勢(shì)模型:

位勢(shì)模型對(duì)應(yīng)的高度為物體的位勢(shì)高度,在實(shí)際計(jì)算中,位勢(shì)高度最接近實(shí)際的幾何高度,在大氣層范圍內(nèi)的最大偏差不會(huì)超過(guò)50ft,在本文研究的進(jìn)近過(guò)程中的低高度超障裕度的范圍內(nèi),這種偏差小到完全可以忽略不計(jì),即在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下氣壓式高度表的指示高度對(duì)應(yīng)的位勢(shì)高度即為飛機(jī)的幾何高度。

三、氣壓式高度表的誤差分析

氣壓式高度表是依靠膜盒彈性的改變和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)零件來(lái)測(cè)算氣壓的,由于制造工藝和使用磨損的問(wèn)題使得儀表的指示高度與靜壓存在一定的機(jī)械誤差,即儀表誤差。這種誤差對(duì)現(xiàn)代飛機(jī)的運(yùn)行產(chǎn)生的影響有限,機(jī)務(wù)在飛機(jī)放行中也會(huì)按工單將誤差控制在放行標(biāo)準(zhǔn)內(nèi),所以在本文中將不做討論。

除儀表誤差外,根據(jù)公式(2.4)可以看出,物體的氣壓高度在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下與真實(shí)高度是相等的,然而,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)大氣條件是一個(gè)假想的理想天氣條件,其滿足以下基本參數(shù)和規(guī)律:

溫度:T0=288.15K(15℃);

氣壓:P0=1013.25 HPa(29.92126in.hg.);

空氣標(biāo)準(zhǔn)密度為:ρ0=1.225 kg/m3;

從海平面288.15K開(kāi)始,在對(duì)流層頂以下,溫度以恒定-6.5℃/1000m(-1.98℃/1000 ft)的變化率隨著高度變化,標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)流層頂?shù)母叨葹?1,000 m或36,089 ft,從對(duì)流層頂向上,溫度保持恒定的216.5K (-56.5℃)。

真實(shí)的大氣環(huán)境卻在大多數(shù)的情況下都不是理想的情況,通過(guò)公式(2.4)看出,氣壓式高度表測(cè)得的高度與壓力和溫度都有關(guān)系,這就有了氣壓式高度表的壓力誤差和溫度誤差。

對(duì)任一給定的高度,隨著氣團(tuán)的移動(dòng),大氣壓力每天都不相同,如果一架飛機(jī)停在機(jī)場(chǎng),隨著氣壓的改變,其氣壓式高度表的指示高度將會(huì)不停地改變,即氣壓式高度表的氣壓誤差。而“高度表?yè)苷怠钡氖褂镁褪菫榱诵拚龤鈮赫`差,從而保證對(duì)指定標(biāo)高氣壓式高度表的讀數(shù)保持不變。

溫度對(duì)氣壓式高度表的影響顯得較為隱蔽,且具有一定的時(shí)效性、區(qū)域性。在上面描述的位勢(shì)模型中,我們假設(shè)的是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)大氣的條件,而當(dāng)溫度高于或者低于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)大氣的溫度時(shí),空氣的密度也會(huì)隨之而變,使得大氣環(huán)境的等壓面發(fā)生“熱脹冷縮”彎曲變形(如圖1所示),飛機(jī)保持的高度時(shí)氣壓高度,實(shí)際上是保持在大氣的等壓面上,這就使得飛機(jī)真實(shí)的幾何高度發(fā)生變化,從而產(chǎn)生溫度誤差。

淺談民航運(yùn)行中氣壓高度的低溫修正-3199


圖1.溫度對(duì)等壓面的影響

以前,在我國(guó)民航發(fā)展初期,大部分運(yùn)行的機(jī)場(chǎng)集中在冬夏溫差大卻凈空條件比較好的東部沿?;蛘邇艨諚l件不好但冬夏溫差不大的中西部地區(qū),溫度對(duì)氣壓式高度的影響一直以來(lái)沒(méi)引起我們的足夠重視。而隨著我國(guó)民航事業(yè)的蓬勃發(fā)展,一些冬季極寒的機(jī)場(chǎng)開(kāi)始進(jìn)入我們的視野,就像我們背景介紹中的兩起觸發(fā)近地警告的事件不再成為個(gè)例。在美國(guó)未實(shí)行低溫程序以前甚至出現(xiàn)過(guò)一架飛機(jī)因未進(jìn)行氣壓高度的低溫修正而幾次進(jìn)近都觸發(fā)地形警告而不得不備降的事例。這就顯得氣壓高度的低溫修正尤為重要。

四、氣壓高度的低溫修正方法

目前,氣壓高度的低溫修正的方法主要有三種——公式計(jì)算,現(xiàn)場(chǎng)粗算和表格查詢。(在本文第六部分背景實(shí)例分析中,我們將分別對(duì)這三種方法做實(shí)例分析。)

(一)公式計(jì)算

ICAODOC 8168中提出:對(duì)于具體的機(jī)場(chǎng)標(biāo)高,計(jì)算溫度校正,可使用以下公式(基于“工程科學(xué)數(shù)據(jù)單元公告-性能”第二卷)[2]:

式中:△h=修正高度,ft;

△TSTD=ISA溫度偏差,℃;

L0=海平面到對(duì)流層頂?shù)臏囟冗f減率,為-0.0065℃/m(0.0019812℃/ft);

Hp=航空器氣壓高度,單位ft;

T0=海平面ISA溫度,288.15K;

Hf=高于MSL的入口標(biāo)高,可以簡(jiǎn)化為機(jī)場(chǎng)標(biāo)高,單位ft;

我們可以根據(jù)這個(gè)工程公式用objective-C語(yǔ)言做成蘋(píng)果系統(tǒng)的應(yīng)用軟件來(lái)進(jìn)行精確的低溫修正。而我們只需要簡(jiǎn)單的輸入機(jī)場(chǎng)標(biāo)高、溫度和需要修正的氣壓高度就可以輕松計(jì)算出我們需要的修正值。

(二)現(xiàn)場(chǎng)粗算

《空中航行服務(wù)程序——航空器運(yùn)行》手冊(cè)中規(guī)定,高度表調(diào)定源的大氣溫度每低于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)大氣10℃修正高度4%,且僅當(dāng)大氣溫度高于-15℃時(shí)該方法時(shí)可靠的。

(三)圖表修正

目前,在國(guó)際民航運(yùn)行中有三種不同的氣壓高度表低溫修正的表格,它們分別是ICAO低高度高度修正圖表(ICAO8168《空中航行服務(wù)程序——航空器運(yùn)行》第五次修訂)(如表1),波音修正表(如表2),空客修正表(如表3),這三種表格雖然來(lái)源不同,針對(duì)的高度表源也不同,但需要修正的高度基本一致。

淺談民航運(yùn)行中氣壓高度的低溫修正-6152


表1:ICAO低高度高度修正圖(備注:該表格是根據(jù)標(biāo)高為零的機(jī)場(chǎng),直接使用機(jī)場(chǎng)的外界溫度,和飛機(jī)高于機(jī)場(chǎng)標(biāo)高的相對(duì)高度來(lái)查表。)

淺談民航運(yùn)行中氣壓高度的低溫修正-4286


表2:波音修正表[3](備注:將機(jī)場(chǎng)溫度和“高于高度表基準(zhǔn)源的高度”輸入列表,在相交的表格中得到修正值,將該修正值加上公布的最低高度,即為修正的指定高度。修正的高度必須大于公布的最低高度,MCP板的高度為最接近的增量為100ft的高度。)

淺談民航運(yùn)行中氣壓高度的低溫修正-6287


表3:空客高度低溫修正表[6]

五、氣壓高度低溫修正方法的軟件實(shí)現(xiàn)

本文作者利用IOS手機(jī)軟件的設(shè)計(jì),通過(guò)對(duì)公式(4.1)的整理,制作出了關(guān)于氣壓高度表低溫修正的應(yīng)用程序,已植入到金鷹神器(GE Flight Tools)的蘋(píng)果APP中,可計(jì)算出機(jī)場(chǎng)不同溫度對(duì)于不同的氣壓高度的修正值,將需要修正高度輸出。軟件界面設(shè)計(jì)如圖2所示:

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圖2.金鷹神器(GE Flight Tools)中低溫修正功能界面示意圖

該軟件是由本文作者開(kāi)發(fā)的,功能設(shè)計(jì)飛行中的常用計(jì)算和信息查詢,其下載方法——在蘋(píng)果手機(jī)的APP STORE直接搜索“GE FLIGHT TOOLS”即可免費(fèi)安裝使用。

在最新的ICAO 8168《空中航行服務(wù)程序——航空器運(yùn)行》第六次修正中對(duì)表格內(nèi)容做了大幅改動(dòng),具體改動(dòng)為:

1.除低溫修正外還包含了高溫修正,可以對(duì)于PBN進(jìn)近程序中高溫條件下造成下滑剖面過(guò)陡的情況進(jìn)行修正。

2.對(duì)于不同的機(jī)場(chǎng)標(biāo)高分別做了0英尺,3000英尺,6000英尺的三張表格,相對(duì)于第五次修正版更為精確。(如圖3所示)

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圖3:ICAO 8168第6次修訂版低溫修正表格[4]

經(jīng)過(guò)我們軟件的驗(yàn)證,ICAO第六次修正版的數(shù)據(jù)完全是根據(jù)ICAO工程公式(4.1)計(jì)算而來(lái),我們隨機(jī)利用軟件驗(yàn)證以下機(jī)場(chǎng)標(biāo)高3000ft,機(jī)場(chǎng)溫度-20℃,氣壓高度5000ft(高于機(jī)場(chǎng)高度源2000ft)的低溫修正數(shù)據(jù)(如圖4所示)。

從圖7第二個(gè)表中我們可以得出需要修正的高度為207ft而與我們的軟件完全吻合,而軟件的優(yōu)勢(shì)在于可以精確計(jì)算任一數(shù)據(jù),而省去了圖表間和圖表內(nèi)插值的繁瑣和不可靠。

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圖4:IOS APP數(shù)據(jù)驗(yàn)證圖

六、軟件使用方法

(1)輸入進(jìn)近圖中需要修正的點(diǎn)的限制高度;

(2)輸入機(jī)場(chǎng)溫度;

(3)輸入機(jī)場(chǎng)標(biāo)高,場(chǎng)壓運(yùn)行的機(jī)場(chǎng)標(biāo)高為0;

(4)點(diǎn)擊“計(jì)算”按鈕;

(5)輸出的即為需要修正的高度。

七、背景實(shí)例分析

(一)對(duì)延吉機(jī)場(chǎng)ILS/DME RWY27的分析

我們對(duì)背景實(shí)例中,MA60在延吉機(jī)場(chǎng)觸發(fā)地形警告的事件進(jìn)行分析,其進(jìn)近圖如圖5所示:

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圖5:延吉/朝陽(yáng)川機(jī)場(chǎng)27號(hào)盲降進(jìn)近圖

背景實(shí)例中描述:該飛機(jī)在距轉(zhuǎn)彎點(diǎn)4海里,高度2700ft觸發(fā)地形警告,如果按照低溫修正程序來(lái)計(jì)算,當(dāng)時(shí)地面溫度-11℃,用軟件計(jì)算(如圖6所示)需要修正的高度為246ft,由于沒(méi)有進(jìn)行低溫修正,此時(shí)的實(shí)際高度會(huì)低于2700ft大約250ft的高度,即2450ft,而前方的地形高度為2000ft左右,在未平飛轉(zhuǎn)彎之前已經(jīng)低于了進(jìn)近程序設(shè)計(jì)所規(guī)定的最低超障高度,中間進(jìn)近階段最低超障高度要求150米[7](500ft)。如果繼續(xù)進(jìn)近,保持2600ft平飛轉(zhuǎn)彎,則會(huì)在平飛轉(zhuǎn)彎的過(guò)程中保持大約2350ft的高度,而進(jìn)近圖中,平飛轉(zhuǎn)彎的越障高度為2100ft,足足使越障裕度降低了50%。歷史氣象資料記載,延吉極端低溫為-27.9℃,此時(shí)需要修正值為392ft,如果不修正的話,將會(huì)損失掉80%以上的超障裕度,安全也將因此大打折扣。

淺談民航運(yùn)行中氣壓高度的低溫修正-4447


圖6:GE Flight Tools針對(duì)延吉背景實(shí)例的計(jì)算示意圖

用表格查詢出的修正高度為

1.波音修正表格:

淺談民航運(yùn)行中氣壓高度的低溫修正-4459


對(duì)表格中的四組數(shù)據(jù)插值,可以得到近似的修正高度為274.5ft;

2.空客修正表格:

淺談民航運(yùn)行中氣壓高度的低溫修正-6857


空客和波音的修正數(shù)據(jù)是一樣的,可以得出近似修正值為274.5ft;

3.現(xiàn)場(chǎng)粗算

用粗略計(jì)算的方法,計(jì)算得到的修正值為:

(-11-15 0.0019812*624)*2700*0.4%=267.4(ft)

應(yīng)用這三種計(jì)算出來(lái)的數(shù)值相差不到30ft,我們利用軟件只需要輸入要修正的高度、溫度和機(jī)場(chǎng)標(biāo)高,就可以輕松地得到氣壓高度修正值,方便實(shí)用而且更加精確。我們經(jīng)過(guò)分析ICAO、波音和空客的三個(gè)數(shù)據(jù)表格,可以看出,利用表格插值得到的數(shù)據(jù)并非是精確的,而是過(guò)于保守的[5],楊軍利、孫彥龍?jiān)凇稓鈮焊叨鹊牡蜏匦拚分兄赋?,“這些圖表是基于機(jī)場(chǎng)位于平均海平面并假定海平面氣壓為標(biāo)準(zhǔn)氣壓值1013.2百帕而制定的,在高于海平面的機(jī)場(chǎng), 實(shí)用這些數(shù)據(jù)比較保守,保守能夠保證飛行安全,但過(guò)于保守也對(duì)飛行不利,比如會(huì)使五邊的下降角過(guò)大,造成進(jìn)近著陸困難等?!?

另外有這個(gè)實(shí)例可以看出,有人認(rèn)為ILS/DME這種精密進(jìn)近方式不需要?dú)鈮焊叨鹊牡蜏匦拚?,因?yàn)樽詈筮M(jìn)近階段主要依靠地面導(dǎo)航臺(tái)提供垂直引導(dǎo),對(duì)于氣壓高度表的指示誤差產(chǎn)生的影響可以忽略的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤。對(duì)于ILS/DME進(jìn)近,我們?nèi)匀恍枰獙?duì)起始進(jìn)近、中間進(jìn)近航段、以及截獲高度、決斷高度進(jìn)行低溫修正,否則在低溫條件下極易觸發(fā)地形警戒/警告。而在《中國(guó)民航國(guó)內(nèi)航空資料匯編》機(jī)場(chǎng)部分1.3-30中指出“3.5.5.5.2航空器飛越定位點(diǎn)的高度表讀數(shù),要根據(jù)公布的高度,修正氣壓高度的誤差和高度表容差。見(jiàn)第六部。

注:氣壓高度表是按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)大氣(ISA)條件校正指示真實(shí)高度,任何大氣條件與ISA的誤差將使氣壓高度讀數(shù)產(chǎn)生誤差。如果溫度高于標(biāo)準(zhǔn)大氣(ISA),真實(shí)高度將大于高度表指示讀書(shū);而溫度低于標(biāo)準(zhǔn)大氣(ISA),真實(shí)高度將低于按高度表的讀數(shù)。在極冷的溫度條件下高度表的誤差可能更大?!保?]

對(duì)于氣溫修正——不僅是低溫修正,而且還有高溫修正——更為重要的是對(duì)于非精密進(jìn)近而言,尤其是對(duì)于國(guó)內(nèi)近幾年比較流行的GNSS APCH(RNP APCH)這種依靠機(jī)載氣壓高度表作為最后進(jìn)近階段高度源的進(jìn)近方式。

(二)對(duì)于大連10號(hào)NDB的分析(如圖7所示)

淺談民航運(yùn)行中氣壓高度的低溫修正-1286


圖7:大連周水子機(jī)場(chǎng)NDB10進(jìn)近程序圖

大連冬季極端低溫可以達(dá)到-15℃,主要影響五邊的地形為磊子山,跑道中心線延長(zhǎng)線左側(cè)1000ft,高度824ft;最后進(jìn)近階段的最低下降高度為1500ft,利用軟件,此時(shí)需要修正的高度為144.8ft,向臺(tái)高度需要修正228.6ft,近似計(jì)算,向臺(tái)時(shí)高度低于230ft,而按氣壓高度表下降到1500ft時(shí)真實(shí)高度大約為1350ft,低于最低下降高度150ft,是十分危險(xiǎn)的。而比較安全的做法是將FAP和MDA的高度低溫修正,執(zhí)行修正后的高度。

(三)對(duì)于延吉GNSS的分析(如圖8所示)

雖然我國(guó)的GNSS進(jìn)近圖大部分都對(duì)沒(méi)有自動(dòng)溫度補(bǔ)償?shù)娘w行器的溫度限制做了規(guī)定,但是,并沒(méi)有規(guī)定需要低溫或者高溫修正的“門(mén)限溫度”,在限制溫度之內(nèi)飛行就一定有100%的安全超障裕度嗎?不是的。

當(dāng)我們對(duì)兩個(gè)極端溫度進(jìn)行計(jì)算后,可以得出在最后進(jìn)近航段的偏差值,如圖9所示。

淺談民航運(yùn)行中氣壓高度的低溫修正-1712


圖9:對(duì)兩個(gè)極端溫度計(jì)算獲得近似進(jìn)近包線圖

通過(guò)計(jì)算,得出-35℃對(duì)應(yīng)的修正高度為 442ft,而對(duì)于YJ601修正高度為285ft,相對(duì)陰影區(qū)的高度僅為20ft,不突破陰影區(qū)僅僅理論上的可能;而30℃對(duì)應(yīng)的修正高度為-147.1ft,下降角度為3.45°,如果五邊進(jìn)近地速按150kt計(jì)算,可以得出兩個(gè)溫度分別對(duì)應(yīng)的所需平均下降率為:

Vv-35=942ft/min;Vv 30=1147ft/min;

通過(guò)分析,我們可以看到,對(duì)于延吉機(jī)場(chǎng)的GNSS進(jìn)近來(lái)說(shuō),如果不進(jìn)行氣壓高度的低溫修正,會(huì)大大降低五邊進(jìn)近的越障裕度,雖然在溫度限制范圍內(nèi)是安全的,但是針對(duì)YJ601這個(gè)點(diǎn),僅剩20ft的安全高度;然而對(duì)于高溫極限而言,不進(jìn)行氣壓高度的高溫修正,會(huì)使得五邊的下降剖面過(guò)陡,需要在五邊維持平均1147ft/min的下降率才能夠滿足五邊的下降剖面,在低高度極大的概率會(huì)觸發(fā)“SINK RATE”警告。

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圖8:延吉朝陽(yáng)川機(jī)場(chǎng)RNAV(GNSS)27進(jìn)近程序圖

八、民航運(yùn)行中的一點(diǎn)思考

(一)氣壓高度低溫修正的起源與FAA的運(yùn)行措施

美國(guó)空軍自上世紀(jì)70年代從駐阿拉斯加州部隊(duì)開(kāi)始,逐步啟用了一套用于北部各基地的低溫修正程序,其基本方法是根據(jù)各機(jī)場(chǎng)近五年內(nèi)記錄的最低溫度,查找該溫度下是否存在公布程序高度不能滿足ROC(所需超障裕度)的情況。而后,針對(duì)以上確定有影響的儀表進(jìn)近程序,對(duì)各階段逐段分析,計(jì)算并公布一個(gè)門(mén)限溫度,在此門(mén)限溫度,程序高度的實(shí)際超障高不低于ROC(≥99%ROC)。當(dāng)氣溫低于設(shè)定的門(mén)限值時(shí),通過(guò)ATIS或ATC通告機(jī)組“use cold temperature procedure”(使用低溫程序),在該機(jī)場(chǎng)運(yùn)行的航空器必須對(duì)程序中相應(yīng)階段高度實(shí)施低溫修正。

FAA基于美國(guó)空軍經(jīng)驗(yàn),通過(guò)軟件分析了全美(包括夏威夷)1869個(gè)機(jī)場(chǎng)的8177個(gè)儀表進(jìn)近程序。截至2015年初,確定其中185個(gè)機(jī)場(chǎng)的458個(gè)儀表進(jìn)近程序受低溫影響而需要機(jī)組在特定溫度下實(shí)施低溫修正。2015年2月10日,F(xiàn)AA發(fā)布信息通告公布了這些機(jī)場(chǎng)和程序列表,5月5日開(kāi)始儀表進(jìn)近航圖修訂(增加低溫修正符),9月17日低溫修正程序在全美強(qiáng)制實(shí)施。

所有的信息都可以在faa的官方網(wǎng)站查詢,以下是官網(wǎng)的截圖[9](圖10)

淺談民航運(yùn)行中氣壓高度的低溫修正-2899


圖11:FAA低溫限制機(jī)場(chǎng)通告網(wǎng)頁(yè)

需要指出的是FAA的低溫限制機(jī)場(chǎng)與杰普遜航圖中的限制溫度是不同的,對(duì)于有低溫限制的機(jī)場(chǎng),在航圖中會(huì)有“低溫限制符”(snowflake) ,F(xiàn)AA會(huì)每年添加或者更新低溫限制機(jī)場(chǎng)列表并以安全通告的形式發(fā)布,如圖12表示

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圖12:FAA低溫限制機(jī)場(chǎng)列表

列表中,從左到右依次為ICAO機(jī)場(chǎng)四字代碼,機(jī)場(chǎng)名稱,限制溫度,中間航段,最后進(jìn)近航段,復(fù)飛段,一個(gè)溫度可應(yīng)用于多個(gè)航段,并且FAA要求當(dāng)機(jī)場(chǎng)溫度低于表中公布的最低溫度時(shí),飛行員必須對(duì)所有公布的程序?qū)?yīng)的航段進(jìn)行低溫修正。

FAA的低溫修正程序?yàn)椋?br>
對(duì)于無(wú)自動(dòng)溫度補(bǔ)償功能的飛機(jī),飛行員有責(zé)任使用ICAO提供的低溫修正表對(duì)進(jìn)近航段進(jìn)行必要的人工修正。該修正為近似修正,修正結(jié)果偏于保守;

1.具有自動(dòng)溫度補(bǔ)償?shù)娘w機(jī),飛行員必須確保飛機(jī)在每個(gè)要求做低溫修正的航段自動(dòng)溫度補(bǔ)償是工作的,同時(shí)飛行員必須保證飛機(jī)在已修正的高度上飛行,否則,飛行員同樣有責(zé)任使用ICAO提供的低溫修正表人工修正。

2.在中間航段或復(fù)飛航段上無(wú)論何時(shí)使用低溫修正,飛行員都必須向空管報(bào)告低溫修正高度。

3.飛行員必須執(zhí)行修正后的MDA或DA/DH;

4.“低溫限制機(jī)場(chǎng)”的溫度限制和Baro-VNAV程序的溫度限制是相互獨(dú)立的。Baro-VNAV程序的溫度限制是對(duì)最后航段LNAV/VNAV進(jìn)近的最低溫度限制。不論“低溫限制機(jī)場(chǎng)”的溫度限制如何,必須遵守Baro-VNAV程序限制溫度。

(二)國(guó)內(nèi)運(yùn)行的一點(diǎn)思路

由于我國(guó)地域廣闊,溫差一年之中變化巨大,冬季北方地區(qū)溫度低,極易造成觸發(fā)地形警告的情況,而各個(gè)機(jī)場(chǎng)氣象條件和航班流量不一樣,要像美國(guó)一樣短時(shí)間內(nèi)完成所有機(jī)場(chǎng)的數(shù)據(jù)分析并全方位的解決氣壓高度的低溫修正問(wèn)題又顯得有點(diǎn)不太現(xiàn)實(shí)。針對(duì)這一情況,我們可以開(kāi)闊思路,針對(duì)不同的機(jī)場(chǎng)特性實(shí)行不同的方法,來(lái)最大限度地提升安全裕度。

1.針對(duì)航班量少、不易發(fā)生飛行沖突的機(jī)場(chǎng),我們可以由飛行員自己計(jì)算修正值,并將修正值報(bào)告給管制員,雙方認(rèn)可后按修正的每個(gè)點(diǎn)的高度運(yùn)行;

2.對(duì)于航班量大、易產(chǎn)生飛行沖突的機(jī)場(chǎng),可以由管制員綜合考慮波音、空客還有其他機(jī)型的修正圖表,或者統(tǒng)一使用ICAO的表格,當(dāng)然我們?cè)O(shè)計(jì)的APP更簡(jiǎn)單方便,并且是根據(jù)ICAO精確的計(jì)算公式編碼的,精確而且可靠,來(lái)發(fā)布每一個(gè)點(diǎn)的修正高度,可通過(guò)安全通告或者通播的形式發(fā)布給飛行員;

3.對(duì)于飛行機(jī)組來(lái)說(shuō),如果低溫條件下運(yùn)行ILS進(jìn)近程序,機(jī)場(chǎng)又沒(méi)有發(fā)布低溫修正的高度的話,可以自己申請(qǐng)一個(gè)高一點(diǎn)的截獲高度去截獲最后進(jìn)近階段的下降剖面。一般來(lái)說(shuō),如果ILS運(yùn)行的話,對(duì)于-30度以上的機(jī)場(chǎng),機(jī)場(chǎng)標(biāo)高以上3000ft以下的截獲高度而言(軟件計(jì)算修正量為473.3ft),往上多申請(qǐng)500ft就足夠滿足安全裕度;

4.對(duì)于GNSS運(yùn)行的機(jī)場(chǎng),要嚴(yán)格按照氣壓高度表的溫度范圍,為防止不穩(wěn)定進(jìn)近和地形警告的發(fā)生,最好的方法還是要進(jìn)行溫度修正,而且是低溫高溫都要修正;

5.當(dāng)然最可靠和行之有效的途徑,還是局方制定更完善的低溫修正程序和低溫運(yùn)行航圖,飛行、管制遵循統(tǒng)一的程序,合法合理,安全可靠。

九、參考資料

[1]陳久銳.復(fù)雜條件下起飛著陸中的定量安全裕度研究[D].中國(guó)民用航空飛行學(xué)院

[2]International Civil Aviation Organization.Doc 8168 OPS/611 Procedures for Aircraft Opreations[Z].fifth edition,2006.

[3]山東航空公司飛行標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè).2017.

[4]International Civil Aviation Organization.Doc 8168 OPS/611 Procedures for Aircraft Opreations[Z].sixth edition,2014.

[5]楊軍利 孫彥龍.氣壓高度的低溫修正.中國(guó)科技信息.2016.

[6]Airbus A320-214 Flight Control Operation Manual[Z].France:Airbus Industry,sep09,2014.

[7]中國(guó)民航國(guó)內(nèi)航空資料匯編.中國(guó)民用航空總局.2006.

[8]中國(guó)民航國(guó)內(nèi)航空資料匯編.中國(guó)民用航空總局.2006.

[9]https://www.faa.gov/air_traffic/publications/atpubs/ntap/part4_gen17000.html,2017.12

十、致謝

1.真誠(chéng)感謝山東航空公司飛管部、譯碼處對(duì)本文章的支持和幫助;

2.真誠(chéng)感謝山東航空公司飛行部201中隊(duì)中隊(duì)長(zhǎng)吳洪源、中隊(duì)書(shū)記姜式濤、副中隊(duì)長(zhǎng)曹鐵鋼對(duì)本文的大力支持和指導(dǎo)。


好文!
2023-1-24 09:54

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