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高原机场及航线实施RNP/RNAV运行优势探讨.doc

高原机场及航线实施RNP/RNAV运行优势探讨

爱都很曲折
2017-10-25 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《高原机场及航线实施RNP/RNAV运行优势探讨doc》,可适用于综合领域

高原机场及航线实施RNP/RNAV运行优势探讨高原机场及航线实施RNP,RNAV运行优势探讨中国民航飞行学院JournalofCivilAviationFlightUniversityofChinaJuVOINo高原机场及航线实施RNPRNAV运行优势探讨陈湘燕陈东程(中国国际航空公司西南分公司运控中心四川成都)摘要:介绍了高原机场及航线运行难度,RNPRNAV概念及运行优势和前景展望为高原飞行和安全保障提供参考关键词:高原机场RNPRNAV飞行飞行安全中图分类号:V文献标识码:A中国西部的青藏高原被誉为"世界屋脊",并被国际民航界公认为飞行难度极高的"空中禁区"然而,经过中国民航几代人的不懈努力,在这里修建了全球海拔高度最高的民用机场昌都邦达机场和第三高的拉萨贡嘎机场,并于年月开通成都一拉萨航线,年l月开通拉萨一邦达航线,将全球海拔高度最高的机场与第三高的机场连接起来目前,我国民用机场海拔高度超过m的机场有个,随着西部大开发战略的实施,我国在建和拟建的高海拔机场数量还在增加尽管在过去四十年里,中国民航依靠飞行人员精湛的技术,机务人员精心的维护和运行人员细心的保障,在成都一拉萨等高原航线上保持了良好的安全飞行记录但是,在高原机场及航线上运行仍然存在诸多技术难题未完全解决,使得安全飞行裕度相对较小,为了更有效地保证高原飞行安全,提高经济效益,民航总局,波音公司联合中国国际航空股份西南分公司在高原机场实施了RNPRNAV运行的合作项目,为中国民航今后在高原机场及航线实施RNPRNAV运行奠定了坚实的基础一,高原机场及航线运行难度由于高原机场海拔高,地形复杂,气象条件多变,导航设施缺乏等原因,大大增加了高原机场及航线运行的难度以成都一拉萨航线为例,具体分析如下:气象条件扬沙,发展迅速,严重影响低高度的水平能见度,同时地形扰动产生的动力乱流,导致颠簸和风切变图所示即为飞机在低空观察到的扬沙现象由于天气原因导致的过高返航率,使航空公司蒙受了巨大的经济损失某航空公司仅年月份成都,拉萨航班,由于天气原因返航,备降多架次,直接经济损失高达数千万元人民币高原地区的气象变化难以预测强风引起的图l拉萨机场附近的扬沙JuVONo中国民航飞行学院JournalofCivilAviationFlightUniversityofChina机场终端拉萨机场海拔高度m,机场年最高气温(ISA),导致发动机性能急剧衰减,飞机的起飞和着陆性能显着降低机场终端没有雷达监控,地面导航设备缺乏,进离场实行程序管制并且使用同一航路,造成大量的延误机场附近复杂的地形,地貌限制了仪表飞行程序的设计,按照传统仪表设计方法制定的进离场程序,需要较大的程序设计梯度,甚至无法针对某些跑道设计仪表进近,离场程序为了满足程序设计梯度的要求,飞机在拉萨机场的最大允许起飞,着陆重量必须严格限制另外,拉萨机场应急程序(一台发动机失效返场程序)的设计更具挑战性在如此高海拔的机场,一台发动机失效的情况下,飞行性能会更加降低按照"传统的仪表程序设计规范"来设计拉萨机场的一台发动机失效返场程序,难度很大所以,目前在拉萨机场的应急程序设计,都是基于目视飞行气象条件从表可以看出,高原机场的着陆天气标准远远高于平原机场通常使用的天气标准,这也是影响正常运行的最主要因素表着陆天气标准比较机场进近方式决断高度或最低下降高度能见度拉萨跑道也Sm(场高m)m拉萨跑道O目视m(场高m)m北京跑道RILSm(场高m)m北京跑道L也Sm(场高m)m航路成都一拉萨航线距离约km,仅有个NDB和个VOR,导航设施不足成都拉萨往返航线使用同一条航路成都一拉萨航路没有雷达覆盖,航路间隔为lO分钟,飞行流量受到限制成都一拉萨航路最低安全高度均在m以上(最高的航段航路最低安全高度为m),必须制定一台发动机失效飘降程序和客舱释压紧急下降程序,飞机的氧气系统也必须针对上述程序进行改装针对上述高原航线运行的不利因素,为了确保飞行安全,航空公司采取了一系列的保障措施近年来随着民用航空业新技术,新设备的开发和应用,在提高高原航线安全飞行裕度的情况下,同时提高运营的经济性,已经成为可能在拉萨机场进行的基于必备导航性能的区域导航(RNPRNAV)进,离场及进近程序试验,解决了导航的准确性和可靠性问题,极大提高了飞行的安全性和经济性二,RNPRNAV概念RNP是飞机在一个确定的航路,空域或区域内运行时,所需的导航性能精度表面看来,RNP是对应于一定空域的机载导航系统精度要求的概念实际上RNP对空域规划,航路设计,航空器装备等方面都产生着影响随着飞机机载导航精度提高,利用RNP概念可进行平行和直飞航路的设计,减小航路间隔和优化航路间隔,可以有效地提高空域利用率和容量RNAV作为一种导航方法,即允许飞机在相关导航设施的信号覆盖范围内,或在机载自主导航设备能力限度内,或在两者配合下沿所需的航路飞行IIAV是指基于必备导航性能的区域导航,RNPRNAV导航能使航空器在导航信号覆盖范围之内,可沿任意期望的航迹飞行,从而不再受传统导航方法向,背导航台的飞行方法限制,航迹选择更加灵活,能有效地促进终端区飞行容量的增加,优化导航设施布局,提高运行水平"机年阿拉斯加航空公司为了解决在"朱诺场的运行,率先应用了这种全新的导航概念一IIAV导航方式,这是目前世界上最先进的导航方式(图,图)年月,民航总局与波音公司,国航合作,使用国航西南分公司B飞机在拉萨机场完成了RNPRNAV进,离场及进近程序试验,圆满顺利地通过了试飞测试中国民航飞行学院JournalofCivilAviationFlightUniversityofChinaJuVNo图朱诺机场图朱诺机场V进近示意图三,RNPNAV运行的优势RNPN导航方式可以根据周围地形的特点,灵活选择航迹,充分利用山脊间相对平坦的地势,如图所示,依照特定的RNP设计出更为安全,合理的仪表进离场程序随着飞机导航精度的不断提高,使得RNPNAV概念使用相对狭窄的控制障碍物选择面,如图所示在满足充分保证安全余量的前提下,大幅度降低了仪表程序设计所需的越障梯度从而提高了飞机受性能限制的最大允许起飞,着陆重量,有效地增加业载,在飞行安全和经济效益之间找到最佳的平衡点图RNAV航线宽度RUNWAYCLERNPFINALAREA图砌,jAV航线宽度为了更清楚地看出RNPRNAV运行的优势,现将拉萨机场RNPRNAV运行与传统仪表飞行程序比较如下:进,离场及进近程序由于地形和地面导航设备的限制,拉萨进,离场航路仅有一条,进,离场飞机实行程序管制目前拉萨号跑道着陆程序和号跑道起飞程序均为目视飞行程序RNPRNAV程序实施后,拉萨号跑道可以实现仪表离场,号跑道可以实现仪表进近,如图所示图拉萨机场O号跑道RNPRNAV进近示意图如表所示,实施NAV程序大大降低了起,降天气标准,有效减少备降,返航的发生,提高航班正点率,而且在减小飞行员工作负荷的同时提高了飞行的安全性和精确度一台发动机失效返场程序的设计一台发动机失效返场程序的设计同样受到机场地形和地面导航设备的限制,目前拉萨机场的JuVOllNO中国民航飞行学院CivilAviationFlightUniversityofChina表着陆天气标准比较机场进近方式决断高度或最低下降高度能见度拉萨跑道几Sm(场高m)m拉萨跑道目视m(场高m)m拉萨跑道RNPm(场高m)m拉萨跑道RNPOm(场高m)m一发失效程序基于目视飞行气象条件,完全依赖飞行员目视飞行,要求很高的起飞天气标准使用RNPRNAV概念设计的一台发动机失效返场程序与现有的程序比较,前者具备明显优势首先,RNPRNAV运行可以充分根据地形特征,设计任意的曲线航段,在拉萨机场沿河谷走向设计的一台发动机失效返场程序,如图所示,更加安全同时飞机在充分满足程序设计梯度的前提下,获得尽可能大的起飞重量并且得以在仪表气象天气标准下运行这一功能是传统仪表设计方法无法实现的其次,RNPRNAV一台发动机失效返场程序的设计可以依照仪表气象条件(IFR),降低起飞标准再次,RNPAV,台发动机失效返场程序的设计,不再仅仅依赖飞行员的人工操作,而是能够充分利用自动驾驶和飞行指引仪等机载设备这会显着降低飞行员在发动机失效后的工作强度,减少操纵失误航线结构RNAV运行在无须增加地面导航设备情况下,可以设计平行的双向航路,缩小放行间隔,增加飞行流量同时可以根据需要设计航路走向,避让高山,从而降低航路最低安全高度,也就降低了巡航过程中,台发动机失效和客舱释压紧急下降程序对飞机性能的限制四,RNPRNAV运行前景展望图拉萨机场号跑道EOSID示意图RNAV运行已经在世界上某些机场成功地实施,极大提高了飞行的安全性和经济性尽管RNPRNAV运行在中国实施,还存在一系列有待解决的问题,如相关的法规需要建立,飞行程序的设计与运行审定,航空公司对人员的培训,设备保障等的费用评估,飞行人员对该运行方式的信任度等等但拉萨机场RNPRNAV的成功试飞,让我们对RNPRNAV在我国运行充满了信心和期待随着西部地区经济的飞速发展,对航空运输的需求大幅增加,在拉萨等西部地区高原复杂机场实施RNPRNAV运行,必将使航空公司最大限度地保障飞行安全,降低运营成本,增加经济效益,继而为西部大开发提供安全,顺畅的空中交通走廊

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