由于現(xiàn)有民用航空規(guī)章并不要求航空公司對一發(fā)失效復(fù)飛的安全越障問題進(jìn)行評估，這使得飛行員不能確定一發(fā)失效后復(fù)飛能否達(dá)到傳統(tǒng)儀表飛行程序公布的復(fù)飛爬升梯度要求，因此也就無法確保安全越障（特別是在高原復(fù)雜機(jī)場）。本文以拉薩/貢嘎機(jī)場為例，探討飛機(jī)在高原機(jī)場一發(fā)失效復(fù)飛的安全越障問題。
1、一發(fā)失效復(fù)飛安全越障問題的提出
依照ICAO8168設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)儀表飛行程序具有“普遍性”，即在進(jìn)行飛行程序設(shè)計(jì)時不具體考慮某一型別航空器的飛行性能，導(dǎo)航設(shè)備的精度，顯示系統(tǒng)等，也不考慮諸如一臺發(fā)動機(jī)失效、導(dǎo)航設(shè)備失效、自動飛行設(shè)備失效等非正常情況。這就導(dǎo)致在實(shí)際飛行中，如果發(fā)生機(jī)載設(shè)備失效，特別是一臺發(fā)動機(jī)失效時，飛機(jī)的性能可能無法達(dá)到儀表飛行程序的設(shè)計(jì)值，那么此時也就無法確保安全越障。
CCAR25《運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)》，CCAR121《大型飛機(jī)公共航空運(yùn)輸承運(yùn)人運(yùn)行合格審定規(guī)則》等現(xiàn)有規(guī)章要求航空公司針對飛機(jī)在起飛階段和航路中的一發(fā)失效越障問題進(jìn)行飛機(jī)性能分析并給出操作預(yù)案，但對飛機(jī)復(fù)飛爬升梯度的限制并未考慮傳統(tǒng)儀表程序設(shè)計(jì)的具體值。換句話說，現(xiàn)有規(guī)章未對飛機(jī)在復(fù)飛點(diǎn)（MAPt）復(fù)飛的越障性能，特別是在一臺發(fā)動機(jī)失效的情況下安全越障問題提出要求。因此航空公司根據(jù)現(xiàn)有規(guī)章的有關(guān)要求進(jìn)行性能計(jì)算，當(dāng)然也不會考慮一臺發(fā)動機(jī)失效等特殊情況，并且航空公司在一些性能計(jì)算的參數(shù)設(shè)置方面，例如復(fù)飛襟翼、復(fù)飛速度等過于理想化，沒有考慮飛行員實(shí)際運(yùn)行中的操作程序。因此，飛行員在未了解上述問題的情況下，無法預(yù)先識別在運(yùn)行中潛在的風(fēng)險(xiǎn)。
在高原機(jī)場，特別是高高原機(jī)場（機(jī)場標(biāo)高高于2560米），由于地形復(fù)雜，凈空條件差，氣象條件變化異常，飛行程序設(shè)計(jì)和導(dǎo)航設(shè)施布局困難，發(fā)動機(jī)推力明顯衰減。飛機(jī)在一發(fā)失效的情況下，復(fù)飛過程中能否安全越障是必須認(rèn)真考慮的問題。
2、飛行程序、規(guī)章和運(yùn)行中復(fù)飛越障的差異
傳統(tǒng)儀表程序設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)復(fù)飛程序時，依照ICAO8168的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)復(fù)飛障礙物的具體情況設(shè)計(jì)程序并在進(jìn)近圖上公布安全越障的復(fù)飛爬升梯度，例如拉薩27R跑道ILS進(jìn)近的復(fù)飛爬升梯度為3%。根據(jù)ICAO8168的有關(guān)內(nèi)容，傳統(tǒng)儀表飛行程序設(shè)計(jì)的復(fù)飛分為三個階段：起始階段（Initial Phase）、中間階段(Intermediate Phase)和最后階段（Final Phase）。下面針對復(fù)飛程序的三個階段，分析一下傳統(tǒng)儀表程序設(shè)計(jì)與實(shí)際運(yùn)行的差異。
（1）傳統(tǒng)儀表程序設(shè)計(jì)的復(fù)飛程序
（a）起始階段（Initial Phase）
從復(fù)飛點(diǎn)(MAPt)至開始爬升點(diǎn)SOC(Start Of Climb)結(jié)束。在此階段要考慮飛行員建立爬升航跡和改變飛機(jī)形態(tài)（設(shè)置復(fù)飛襟翼、復(fù)飛速度、收起落架等）。
開始爬升點(diǎn)(SOC)的計(jì)算方法為復(fù)飛點(diǎn)的位置容差（MAPt tolerance）與過渡距離（transitional distance）之和，過渡距離如圖1中的“X”。傳統(tǒng)儀表程序設(shè)計(jì)不針對不同機(jī)型的性能計(jì)算過渡距離，更不考慮一臺發(fā)動機(jī)失效的情況，而是采取相對固定的計(jì)算方法。即基于著陸機(jī)場標(biāo)高，場溫ISA 15，順風(fēng)10Kts，以該類別飛機(jī)最后進(jìn)近速度(final approach speed)的最大值，15秒鐘所對應(yīng)的水平距離作為過渡距離。以C類飛機(jī)（最后進(jìn)近速度的最大值為160Kts）在拉薩機(jī)場27R跑道ILS進(jìn)近復(fù)飛程序?yàn)槔?，過渡距離“X”計(jì)算如下：
X=(160×1.2347 10)×1.852×1000×15/3600=1601 米注：其中1.2347為指示空速換算為真空速的轉(zhuǎn)換系數(shù)，該系數(shù)與高度和大氣溫度有關(guān)。
但是在一些高原機(jī)場，如果飛機(jī)進(jìn)近過程中發(fā)生一臺發(fā)動機(jī)失效，繼續(xù)進(jìn)近到?jīng)Q斷高度后立即復(fù)飛，由于飛機(jī)空氣動力性能和發(fā)動機(jī)可用推力的衰減，其實(shí)際的過渡距離“XEO”（用于改變襟翼形態(tài)、收起落架等）將顯著增加。以拉薩/貢嘎機(jī)場為例，計(jì)算條件為飛機(jī)著陸重量62.5噸，決斷高度4200米（13779英尺），外界溫度ISA 30，一臺發(fā)動機(jī)失效的過渡距離XEO為3124米。
從前面計(jì)算可知，由于飛機(jī)在拉薩/貢嘎機(jī)場起始復(fù)飛階段的實(shí)際過渡距離XEO遠(yuǎn)大于儀表程序設(shè)計(jì)理論上計(jì)算的過渡距離X。因此即使飛機(jī)能夠達(dá)到公布的復(fù)飛爬升梯度，還是不能保證所需的越障余度。飛機(jī)進(jìn)近過程中一發(fā)失效復(fù)飛的實(shí)際航跡如圖1中的虛線所示。
圖1
（b）中間階段(Intermediate Phase)：
從開始爬升點(diǎn)(SOC)到第一個達(dá)到50米（164英尺）越障余度（H類飛機(jī)為40米（131英尺））并能夠保持的點(diǎn)。該階段的爬升梯度通常為2.5%（如圖1）。根據(jù)具體情況，經(jīng)過有關(guān)部門的批準(zhǔn)，如果航空器具備相應(yīng)的爬升性能，也可以定義3%，4%或5%的復(fù)飛爬升梯度，并公布在進(jìn)近圖上（如拉薩/貢嘎機(jī)場27R跑到ILS進(jìn)近公布的復(fù)飛爬升梯度為3%）。
盡管目前承擔(dān)公共航空運(yùn)輸?shù)拇笮涂蜋C(jī)普遍具備較好的爬升性能，特別是針對高原機(jī)場運(yùn)行而進(jìn)行了特殊選型（主要是發(fā)動機(jī)、增壓系統(tǒng)、旅客供氧系統(tǒng)等）的飛機(jī)，如B757、B737NG系列、A330、A319等機(jī)型，起飛爬升和著陸復(fù)飛性能更加優(yōu)越，在全發(fā)的情況下完全能夠滿足進(jìn)近圖上公布的復(fù)飛爬升梯度要求。然而，在一些地形復(fù)雜的高原機(jī)場（特別是高高原機(jī)場），當(dāng)發(fā)生一臺發(fā)動機(jī)失效后飛機(jī)性能顯著衰減，我們從A319-115飛機(jī)在上海/浦東和拉薩/貢嘎機(jī)場爬升性能的對比（如表1所示）中不難看出，飛機(jī)的爬升性能受海拔高度和氣溫的影響，在高原機(jī)場明顯降低，特別是在一臺發(fā)動機(jī)失效的情況下。
表1 A319-115在上海/浦東和拉薩/貢嘎機(jī)場爬升性能對比
A319-115飛機(jī)（發(fā)動機(jī)型號CFM56-5B7）
機(jī)場
機(jī)場標(biāo)高（英尺）
△ISA/場溫
雙發(fā)爬升梯度
單發(fā)爬升梯度
上海/浦東
13
ISA 30/45℃
17.658%
4.112%
拉薩/貢嘎
11711
ISA 30/22℃
10.176%
1.771%
計(jì)算基于飛機(jī)著陸重量62.5噸，飛機(jī)形態(tài)1 F ，起落架收起，外界大氣溫度ISA 30
以拉薩/貢嘎機(jī)場為例，假設(shè)A319-115飛機(jī)以其最大允許的著陸重量在一臺發(fā)動機(jī)失效的情況下進(jìn)近至決斷高度復(fù)飛，由于在復(fù)飛起始階段的實(shí)際過渡距離顯著增加（如圖1的XEO）并且中間階段的復(fù)飛爬升梯度小于公布的設(shè)計(jì)值（3%），所以無法保證飛機(jī)的安全越障余度，如圖2所示。
（c）最后階段（Final Phase）：
從達(dá)到50米（164英尺）越障余度（H類飛機(jī)為40米（131英尺））并能夠保持的點(diǎn)直到可以重新開始進(jìn)近的點(diǎn)或加入等待航線或加入航路。此階段飛機(jī)已經(jīng)獲得安全的越障余度，因此本文不做具體的描述。
（2）規(guī)章對飛機(jī)復(fù)飛爬升性能的限制
CCAR25.119條著陸爬升：全發(fā)工作“…著陸形態(tài)的定常爬升梯度不得小于3.2％…”。
CCAR25.121條爬升：單發(fā)停車的(d)款“進(jìn)場…以相應(yīng)于正常全發(fā)工作操作程序的進(jìn)場形態(tài)（在此程序中該形態(tài)的VS不超過對應(yīng)著陸形態(tài)VS的110％）定常爬升梯度，對于雙發(fā)飛機(jī)不得小于2.1％，對于三發(fā)飛機(jī)不得小于2.4％，對于四發(fā)飛機(jī)不得小于2.7％…”
從上述規(guī)章中可以看出，CCAR-25對飛機(jī)復(fù)飛爬升性能（包括著陸爬升和進(jìn)近爬升）的限制是固定值，未考慮復(fù)飛程序中為了滿足越障要求而公布的的程序設(shè)計(jì)梯度。
CCAR121.195條渦輪發(fā)動機(jī)驅(qū)動的飛機(jī)的著陸—目的地機(jī)場（a）款“……使飛機(jī)到達(dá)時的重量不得超過該飛機(jī)飛行手冊中對該目的地機(jī)場或者備降機(jī)場的氣壓高度以及著陸時預(yù)計(jì)的環(huán)境溫度所確定的著陸重量。”
CCAR121.195條渦輪發(fā)動機(jī)驅(qū)動的飛機(jī)的著陸—目的地機(jī)場（b）款“……由超障面與該跑道交點(diǎn)上方15.2米（50英尺）處算起，在判斷的有效長度60%內(nèi)做全停著陸。……”
從上述規(guī)章中可以看出，CCAR121.195條的(a)款中所提到的飛機(jī)手冊中對“機(jī)場的氣壓高度”以及“環(huán)境溫度確定著陸重量”的限制是指飛機(jī)經(jīng)過適航部門審定的起飛和著陸的飛行包線和CCAR25規(guī)定的著陸爬升梯度(全發(fā))以及進(jìn)近爬升梯度(單發(fā)停車)的限制。CCAR121.195條的(b)款的限制則僅針對著陸場長，均未對飛機(jī)的復(fù)飛爬升越障性能提出要求。
（3）航空公司的著陸性能分析
航空公司進(jìn)行的著陸性能分析主要是根據(jù)上述有關(guān)規(guī)章的限制，使用性能計(jì)算軟件計(jì)算出不同氣象條件下（場溫，風(fēng)向/風(fēng)速等）各個限制因素對應(yīng)的最大著陸重量，然后以最小值作為最大允許的著陸重量。以A319-115在拉薩/貢嘎機(jī)場的著陸重量限制因素及相應(yīng)限重（如表2所示）為例，可知在高原復(fù)雜機(jī)場，進(jìn)近爬升梯度限制的最大著陸重量通常是最苛刻的，因此最大允許著陸重量大多受此限制。但是著陸性能分析對進(jìn)近爬升梯度的限制僅考慮CCAR25·121條的有關(guān)規(guī)定（雙發(fā)飛機(jī)在單發(fā)失效的情況下，以進(jìn)場形態(tài)的定常爬升梯度不小于2.1%），而不針對具體的儀表飛行程序公布的復(fù)飛爬升梯度進(jìn)行計(jì)算（以拉薩/貢嘎機(jī)場為例，公布的復(fù)飛爬升梯度為3%），更不考慮飛機(jī)在復(fù)飛過程中從著陸構(gòu)型改變?yōu)閺?fù)飛構(gòu)型所需的過渡距離大于設(shè)計(jì)值等不利因素，因此按照這種分析計(jì)算方法得到的最大著陸重量在實(shí)際運(yùn)行中存在安全隱患，即飛機(jī)以最大允許著陸重量，一臺發(fā)動機(jī)失效的情況下進(jìn)近到?jīng)Q斷高度復(fù)飛，飛機(jī)的爬升剖面將無法保證安全的越障余度。
表2 A319-115在拉薩/貢嘎機(jī)場的著陸重量限制因素及相應(yīng)限重
A319-115飛機(jī)（發(fā)動機(jī)型號CFM56-5B7）
限制因素
結(jié)構(gòu)限制
著陸場長
著陸爬升梯度3.2%
進(jìn)近爬升梯度2.1%
飛機(jī)構(gòu)型
襟翼3
襟翼3
襟翼2
起落架放下
起落架放下
起落架放下
雙發(fā)工作
雙發(fā)工作
單發(fā)失效
著陸限重
62.5噸
85.00噸
91.70噸
60.63噸
最大允許
著陸重量
60.63噸（取以上幾個限重的最小值）
計(jì)算基于拉薩/貢嘎機(jī)場外界大氣溫度ISA 30、跑道風(fēng)分量0
綜上所述，傳統(tǒng)儀表程序設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的缺陷、規(guī)章對飛機(jī)復(fù)飛越障性能限制不夠全面以及著陸性能分析與實(shí)際飛行的矛盾等方面問題導(dǎo)致了飛機(jī)在高原機(jī)場一臺發(fā)動機(jī)失效情況下的復(fù)飛存在一定的安全隱患。
3、一發(fā)失效復(fù)飛安全越障的解決方法
由于傳統(tǒng)儀表飛行程序設(shè)計(jì)、CCAR25和CCAR121部的規(guī)定以及航空公司的著陸分析之間存在矛盾之處，因此在一些高原機(jī)場出現(xiàn)一發(fā)失效復(fù)飛時可能無法保證安全越障。為確保在一發(fā)失效復(fù)飛時能安全越障可以考慮以下幾方面的工作。
（1）進(jìn)行著陸性能分析時，考慮飛機(jī)在一發(fā)失效的情況下能夠滿足公布的復(fù)飛爬升梯度
該方法適合在一般高原機(jī)場（如貴陽/龍洞堡機(jī)場）和凈空條件比較好的高高原機(jī)場(如格爾木機(jī)場)，目前大多數(shù)飛機(jī)的爬升性能在一般高原機(jī)場的衰減不十分顯著，再加上復(fù)飛程序的爬升梯度較小，航空公司考慮一臺發(fā)動機(jī)失效的情況進(jìn)行著陸性能計(jì)算，通常不會有太大的業(yè)載損失。但是在一些高原復(fù)雜機(jī)場受到周圍地形的限制，復(fù)飛爬升梯度較高（例如拉薩），如果要求飛機(jī)在一臺發(fā)動機(jī)失效的情況下滿足復(fù)飛爬升梯度要求，會對航空公司運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性帶來極大的負(fù)面影響。
以拉薩/貢嘎機(jī)場為例，計(jì)算條件為A319-115（發(fā)動機(jī)型號CFM56-5B7）機(jī)型，外界大氣溫度ISA 30，跑道風(fēng)分量0。航空公司目前著陸分析計(jì)算的“最大允許著陸重量”為60.63噸，該重量受進(jìn)近爬升梯度（2.1%）限制。如果考慮一發(fā)失效滿足公布的復(fù)飛爬升梯度3%限制的著陸重量為55.88噸。兩者相差4.75噸，如果旅客按照每人75Kg計(jì)算，要減少63名旅客，客座減少50%，當(dāng)然這一結(jié)果對航空公司來說是不能接受的。
（2）參考制定起飛一臺發(fā)動機(jī)失效離場程序的方法，設(shè)計(jì)一臺發(fā)動機(jī)失效的復(fù)飛程序。
AC—121FS－006《飛機(jī)航線運(yùn)營應(yīng)進(jìn)行的飛機(jī)性能分析》的附錄中有相關(guān)描述“……如在著陸過程中出現(xiàn)一發(fā)失效且無法安全著陸的情況時，可選用同方向的起飛應(yīng)急程序飛行?！?div style="height:15px;">
但問題在于目前航空公司制定的一臺發(fā)動機(jī)失效離場程序很多是基于目視飛行（特別是在高原特殊機(jī)場），而飛機(jī)復(fù)飛的主要原因之一就是“不能建立所需的目視參考”，因此使用基于目視飛行的一臺發(fā)動機(jī)失效離場程序作為一臺發(fā)動機(jī)失效復(fù)飛的程序在實(shí)際操作上有一定的困難，因此應(yīng)該參考一臺發(fā)動機(jī)失效的離場程序，專門制定一臺發(fā)動機(jī)失效的復(fù)飛程序。
在制定一臺發(fā)動機(jī)失效的復(fù)飛程序時應(yīng)該考慮航跡定義、地面導(dǎo)航設(shè)備提供的航跡引導(dǎo)、導(dǎo)航系統(tǒng)誤差、飛行技術(shù)誤差等不利因素，特別是應(yīng)該考慮飛行技術(shù)誤差，因?yàn)樵谝慌_發(fā)動機(jī)失效的情況下復(fù)飛會產(chǎn)生較大的偏轉(zhuǎn)力矩，對航跡的控制會產(chǎn)生一定的影響。
RNP作為目前最先進(jìn)的導(dǎo)航方法，可以在導(dǎo)航設(shè)備信號覆蓋的范圍內(nèi)沿任意航跡飛行。使用RNP技術(shù)可以充分利用機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、飛行管理系統(tǒng)、自動飛行指引系統(tǒng)等先進(jìn)設(shè)備，選擇地形最佳的飛行航跡。RNP飛行程序不僅提供正常的進(jìn)離場程序和起飛一發(fā)失效應(yīng)急程序，而且其復(fù)飛程序能夠滿足飛機(jī)在一臺發(fā)動機(jī)失效的情況下的越障要求。
中國民航是率先應(yīng)用RNP技術(shù)的國家之一，特別是中國國際航空公司在拉薩、邦達(dá)、林芝等高高原機(jī)場已成功地實(shí)施了RNP運(yùn)行，不僅大大提高了航班正點(diǎn)率，減少了返航和備降，同時也提高了高原機(jī)場運(yùn)行的安全水平。隨著RNP技術(shù)的應(yīng)用和推廣將有效地解決飛機(jī)在高原機(jī)場一臺發(fā)動機(jī)失效的復(fù)飛安全越障的問題。
