炎熱的夏季即將過去,對(duì)于民航人來說,熟悉的秋冬換季學(xué)習(xí)就要開始。對(duì)于冬季運(yùn)行,一大風(fēng)險(xiǎn)就是“低溫時(shí)的高度修正”。然而從各類交流平臺(tái)反饋的情況看,目前部分民航從業(yè)者,包括飛行員和管制員,還不太了解這一風(fēng)險(xiǎn)。比如我們會(huì)遇到飛行員要求修正高度而機(jī)場(chǎng)管制單位沒有相關(guān)程序,以及同一機(jī)場(chǎng)進(jìn)近的飛機(jī)有的修正有的不修正的情況。
我們今天為大家?guī)?span>東航股份運(yùn)行管理部 王磊 機(jī)長(zhǎng)的文章,為大家提示這方面的風(fēng)險(xiǎn),并給出安全建議。
之所以提前這么多時(shí)間、未雨綢繆為大家?guī)磉@方面的探討,并給出安全建議,我們是希望能引起管理者和相關(guān)從業(yè)人員的重視,并留出足夠的時(shí)間,一起來推進(jìn)對(duì)這一安全風(fēng)險(xiǎn)的有效控制。
1背景
現(xiàn)代飛機(jī)裝備的氣壓高度表和數(shù)字式大氣數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)在絕大多數(shù)情況下提供了精確的高度測(cè)量。但是,由于氣壓高度表測(cè)量的是以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)大氣(ISA)為基準(zhǔn)的氣壓值,實(shí)際大氣條件相對(duì)于ISA的偏離會(huì)導(dǎo)致氣壓高度表測(cè)量誤差。這類誤差雖然不會(huì)影響航空器之間保持需要的高度間隔,但低溫條件下在低空可能導(dǎo)致航空器與地形或障礙物間的高度間隔小于預(yù)期,對(duì)安全超障產(chǎn)生不利影響。大氣條件偏離表現(xiàn)在氣壓和溫度兩方面,其中非標(biāo)準(zhǔn)氣壓產(chǎn)生的誤差可以通過調(diào)整高度表基準(zhǔn)設(shè)定得到修正,但非標(biāo)準(zhǔn)氣溫造成的誤差無法通過這一方式修正。
當(dāng)外界溫度高于ISA時(shí),實(shí)際高度高于讀數(shù);外界溫度低于ISA時(shí),實(shí)際高度低于讀數(shù)。
在極端低溫條件下,如果按照公布的程序高度和最低高度飛行而不采取補(bǔ)償措施,有可能造成進(jìn)近程序中部分階段無法滿足規(guī)定的超障裕度。因此,對(duì)于沒有或不使用低溫補(bǔ)償功能的航空器,在終端區(qū)低溫條件下,尤其是進(jìn)近階段,應(yīng)充分考慮氣壓高度表低溫指示誤差,采取必要的修正措施,減小非預(yù)期的地形接近風(fēng)險(xiǎn)。
機(jī)長(zhǎng)的責(zé)任:根據(jù)CCAR-91.5條的規(guī)定,民用航空器的機(jī)長(zhǎng)對(duì)民用航空器運(yùn)行直接負(fù)責(zé)。飛行中機(jī)長(zhǎng)對(duì)飛機(jī)的運(yùn)行和安全負(fù)責(zé),并具有最終決定權(quán)。這其中包括在飛行各階段保證規(guī)定的最低超障裕度(MOC),所以低溫修正主要是機(jī)長(zhǎng)的責(zé)任。
ATC的責(zé)任:在ATC對(duì)航空器進(jìn)行引導(dǎo)時(shí),ICAO Doc4444 PANS-ATM中規(guī)定“需要時(shí),由于低溫的影響應(yīng)對(duì)相應(yīng)的最低引導(dǎo)高度采取修正”和“空管當(dāng)局負(fù)責(zé)為管制員提供經(jīng)過低溫修正的最低高度”。中國(guó)民航《最低雷達(dá)引導(dǎo)高度規(guī)程》中也規(guī)定“如果必要,提供雷達(dá)管制服務(wù)的空中交通管制單位應(yīng)當(dāng)對(duì)最低雷達(dá)引導(dǎo)高度進(jìn)行低溫效應(yīng)校正,并向空中交通管制員提供經(jīng)過低溫效應(yīng)校正的最低雷達(dá)引導(dǎo)高度”。但是從實(shí)際操作角度,世界范圍內(nèi)空管當(dāng)局并沒有一個(gè)普遍程序提供修正。即使在ATC引導(dǎo)時(shí)機(jī)組仍需要考慮超障要求,并決定是否能夠接受指令的引導(dǎo)高度。
簡(jiǎn)單說,對(duì)于低溫修正,機(jī)組(機(jī)長(zhǎng))是主要責(zé)任,空管是次要責(zé)任。
除了精確但繁瑣的計(jì)算公式外,行業(yè)內(nèi)普遍使用的是ICAO Doc8168 PANS-OPS中提供的兩種簡(jiǎn)易修正方法:
1、當(dāng)基準(zhǔn)面溫度(著陸機(jī)場(chǎng)溫度)不低于-15℃時(shí)。環(huán)境溫度低于ISA溫度每10℃,增加標(biāo)稱值高于基準(zhǔn)面高度部分的4%。
有點(diǎn)繞口是吧,簡(jiǎn)單說,就是“每低于ISA溫度10℃,增加場(chǎng)高的4%”,比如限制高度為場(chǎng)高1000m,則增加40m;限制高度為場(chǎng)高1500m,則增加60m;以此類推。
這一修正方法對(duì)于所有基準(zhǔn)面溫度不低于-15℃的情況都是安全的;
2、當(dāng)基準(zhǔn)面溫度(著陸機(jī)場(chǎng)溫度)低于-15℃時(shí),可以通過快速查詢下表獲得修正值。
基于這兩種方法,修正的對(duì)象可包括終端區(qū)和儀表進(jìn)近程序中最低安全高度(MSA),起始進(jìn)近定位點(diǎn)(IAF)、中間進(jìn)近定位點(diǎn)(IF)、最后進(jìn)近定位點(diǎn)(FAF)、梯級(jí)下降點(diǎn)(SDF)通過高度、程序轉(zhuǎn)彎高度以及最低下降高度(MDA)、決斷高度(DA)和復(fù)飛高度。
儀表進(jìn)近程序圖中公布的各高度中除了MSA、SDF及位于FAF之后的各最低高度,其它高度同時(shí)是程序高度,程序高度必須滿足對(duì)應(yīng)階段的所需超障裕度(ROC),如圖1。
圖1
由于凈空條件和其他影響因素,有的程序高度可能遠(yuǎn)超過ROC要求的最低高度,即使在低溫條件下不對(duì)這類程序高度進(jìn)行修正,實(shí)際高度也不會(huì)低于ROC。如沈陽桃仙機(jī)場(chǎng)(ZYTX)06號(hào)跑道ILS/DME進(jìn)近(圖2)
圖2
也有一些儀表進(jìn)近程序,其某些階段的程序高度等于或非常接近于ROC所要求的最低高度,一旦受到低溫條件影響就有可能不能提供規(guī)定的超障裕度。如大同機(jī)場(chǎng)(ZBDT)14號(hào)跑道VOR/DME進(jìn)近(圖3)。
圖3
再如伊春機(jī)場(chǎng)(ZYLD)30號(hào)跑道ILS/DME進(jìn)近(圖4)
圖4
程序轉(zhuǎn)彎高度為1150m/3800ft,障礙物高度為850m,程序高度提供的超障裕度等于該進(jìn)近階段ROC(300m/1000ft)。然而,根據(jù)機(jī)場(chǎng)細(xì)則公布的氣象資料,12月和1月的最低月平均氣溫均低于-25℃ 。如果以此平均溫度代入表1,可得出該程序轉(zhuǎn)彎高度應(yīng)修正約500ft。如果在此溫度條件下不采取修正,實(shí)際高度將遠(yuǎn)不能達(dá)到規(guī)定的超障要求,根據(jù)如圖5所示的地形提示與告警系統(tǒng)(TAWS) TCF(Terrain Clearance Floor)邏輯,平飛轉(zhuǎn)彎中將觸發(fā)近地警告!
圖5
綜上所述,雖然低溫修正的計(jì)算方法明確,但由于儀表進(jìn)近程序與地形/障礙物環(huán)境之間多樣化的關(guān)系,對(duì)于具體的一個(gè)進(jìn)近程序,需要分析在什么溫度條件下應(yīng)修正程序中哪些高度。如果直接修正所有程序高度和最低高度,不僅不一定必要,在繁忙機(jī)場(chǎng)也可能由于對(duì)ATC空域管理造成影響而難以獲得及時(shí)的許可。所以應(yīng)當(dāng)針對(duì)不同的機(jī)場(chǎng)以及進(jìn)近程序特點(diǎn),制定基本原則,幫助機(jī)組確定在實(shí)際條件下應(yīng)如何修正。
如果著陸機(jī)場(chǎng)處于低溫條件,根據(jù)機(jī)場(chǎng)條件和進(jìn)近程序的不同,需要修正的高度可包括MSA、進(jìn)近程序各定位點(diǎn)或限制點(diǎn)(IAF、IF、FAF、SDF)的通過高度、程序轉(zhuǎn)彎高度以及MDA/H、DA/H和復(fù)飛限制高度。
1、當(dāng)著陸機(jī)場(chǎng)溫度在0℃及以下,且機(jī)場(chǎng)不處于山區(qū)、復(fù)雜地形條件時(shí),至少應(yīng)對(duì)MSA和最后進(jìn)近階段的各限制高度(SDF、MDA/H、 DA/H)進(jìn)行修正;
2、下列情況下,除了修正1中規(guī)定的高度外,還應(yīng)對(duì)進(jìn)近程序中所有公布的高度加以修正:
著陸機(jī)場(chǎng)溫度在0℃及以下,且機(jī)場(chǎng)處于山區(qū)、復(fù)雜地形;
著陸機(jī)場(chǎng)溫度在0℃及以下,進(jìn)近程序中在除最后進(jìn)近以外的其它階段中公布有SDF;
著陸機(jī)場(chǎng)溫度低于-30℃。
3、如機(jī)組僅對(duì)最后進(jìn)近階段的限制高度進(jìn)行修正(注意:FAF不屬于最后進(jìn)近階段),無需通報(bào)ATC;除此以外,對(duì)公布的程序高度進(jìn)行修正,必須向ATC通報(bào)并獲得許可;
4、使用Baro-VNAV的類精密進(jìn)近程序(RNP進(jìn)近程序)公布有程序溫度限制,如報(bào)告的機(jī)場(chǎng)溫度不低于該限制值,無需在最后進(jìn)近階段采取修正;如機(jī)場(chǎng)溫度低于限制,不得使用該進(jìn)近程序的LNAV/VNAV運(yùn)行最低標(biāo)準(zhǔn)。但需要注意的是,使用LNAV/VNAV運(yùn)行最低標(biāo)準(zhǔn)的RNP程序的低溫限制僅僅針對(duì)RNP程序設(shè)計(jì)中的最后進(jìn)近階段超障面的超障保護(hù),而對(duì)于儀表進(jìn)近的其他階段高度,如IAF、FAF、DA和復(fù)飛高度等,依然可能存在越障風(fēng)險(xiǎn)。
5、對(duì)于高原和高高原機(jī)場(chǎng)運(yùn)行,當(dāng)機(jī)場(chǎng)溫度低于0℃時(shí),機(jī)組應(yīng)根據(jù)機(jī)場(chǎng)標(biāo)高計(jì)算機(jī)場(chǎng)實(shí)際溫度相對(duì)于ISA的偏離,如低于ISA,以偏離值為基礎(chǔ)確定所需修正量;
6、當(dāng)?shù)蜏貤l件下在終端區(qū)引導(dǎo)時(shí),如果機(jī)組認(rèn)為ATC指令的高度不能滿足所需MOC時(shí),應(yīng)向ATC說明,并申請(qǐng)較高的引導(dǎo)高度。
通過以上原則可以幫助飛行機(jī)組確定何時(shí)以及如何采取適當(dāng)?shù)姆绞叫拚蜏靥鞖鈼l件對(duì)終端區(qū)安全超障產(chǎn)生的不利影響,但是一旦機(jī)組需要對(duì)公布的程序高度加以修正,就必然對(duì)ATC的空域指揮產(chǎn)生影響。對(duì)于較為繁忙的運(yùn)輸航空機(jī)場(chǎng),有必要考慮采取更加易于管理、相對(duì)統(tǒng)一的修正方式,以兼顧超障保護(hù)和空域管理。
美國(guó)空軍(USAF)自上世紀(jì)70年代從駐阿拉斯加州部隊(duì)開始,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)門限溫度,在此門限溫度,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)定的門限值時(shí),通過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?qū)⒃谌缽?qiáng)制實(shí)施。
我國(guó)民用機(jī)場(chǎng)、進(jìn)近程序數(shù)量均顯著低于美國(guó),運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)設(shè)施則普遍好于美國(guó)(均設(shè)有氣象單位)。相比之下,中國(guó)民航有更好的條件對(duì)可能受到低溫影響的運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)及程序進(jìn)行低溫風(fēng)險(xiǎn)普查,公布機(jī)場(chǎng)低溫修正門限和相應(yīng)修正程序,并以此為基礎(chǔ)加強(qiáng)飛行人員和管制員培訓(xùn),使低溫風(fēng)險(xiǎn)和空域管理風(fēng)險(xiǎn)均可靠受控。
本文參考資料:
ICAO Doc8168 PANS-OPS
ICAO Doc4444 PANS-ATM
CCAR-91R2
《最低雷達(dá)引導(dǎo)高度規(guī)程》
《目視和儀表飛行程序設(shè)計(jì)規(guī)范》
Honeywell <MK V and MK VII EGPWS pilot's guide>
USAF Advanced instrument school <Cold Weather Altimeter Correction >
US Government Aeronautical Charting Forum ACF-IPG issue 92-02-110
FAA Aeronautical Information Manual(2015)
FAA Info 15002 Cold Temperature Altitude Corrections
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