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机场运行最低标准是怎么来的?
2020-07-03 10:56:21 199
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    前几天有朋友在后台问我,各个机场的着陆最低标准是怎么来的。


    说的通俗一点,就是我们平时所说的决断高60米、能见度800米这些数都是怎么确定的,依据是什么。


    这些标准我们在工作中被频繁使用,但很少有人去琢磨这些数字的由来。如果问到它们背后的依据,估计会有不少人犯嘀咕,说不出个所以然来。


    机场运行最低标准是基于飞行程序设计得出来的,而飞行程序设计的本质是对保护区的规划和设计,所以机场运行最低标准实际上跟机场周边的障碍物以及越障规则息息相关。


    这方面的内容可以参考ICAO 8168文件《空中交通服务程序——航空器运行》第二卷目视和仪表程序设计,但目前网上可以查到的8168文件是94年制定的第四版,内容比较老旧。


    正好在上个月,民航局发布了《航空器运行目视和仪表飞行程序设计规范》咨询通告,其内容基本就是结合中国民航特色的8168文件,很有参考价值。


    另外,在ICAO的附件6和9365文件《全天候运行手册》中也有关于机场运行最低标准的表述。


    今天我们不讲复杂的计算原理,仅仅就机场运行最低标准的制定依据进行简单介绍。

    01

    总体原则

    机场运行最低标准通常表示为最低高度最低能见度跑道视程


    起飞最低标准为最低能见度或跑道视程,其作用是在该能见度或跑道视程条件下,飞行员能够获得所需外界目视参考并在飞机沿跑道表面滑跑时加以控制。


    着陆的最低标准通常表示为最低高度/高和能见度/跑道视程,其作用是在该能见度下,飞行员能够获得在进近、着陆和滑跑的目视阶段继续控制飞机飞行航径所需的目视信息。


    在确定机场运行最低标准时,必须考虑以下因素:


    1.航空器的设备。


    2.机场的导航助航设施能力。


    3.机场的灯光和标志设施的完整性。


    4.空中交通服务或设施维护人员在检测助航设备和保护关键和敏感区域等方面所起的作用。


    5.运营人所在国实施的运行政策、程序和指导。

    02

    起飞最低标准

    起飞最低标准通常表示为能见度或跑道视程,如果有特别需要在离场时看到和避开的障碍物,起飞标准有时也会有云底高的限制。


    但在实际情况中,很少看到起飞标准中有云底高的限制,这是因为即便在起飞方向有障碍物,也可以通过对飞机爬升梯度的要求飞越障碍物,或者对离场航路进行调整来避开障碍物。


    对于机场起飞最低标准的指定,ICAO的9365文件中列出了各种情况下最低起飞标准。

    实际上国内的各类规章文件中所规定的最低起飞标准基本上也是按着这个来的。

    03

    着陆最低标准

    着陆最低标准一般由最低高度/高能见度/跑道视程组成。


    先说最低高度。


    在精密进近中称之为决断高度/高(DA/H),在非精密进近和目视盘旋中称之为最低下降高度/高(MDA/H)。


    决定最低高度的一个重要指标是超障高度/高(OCH),换句话说就是最低高度是在超障高度的基础上增加余度而得出来的


    那么最低高度跟超障高度之间的关系是什么呢?就拿精密进近来举例,DA/H和OCA/H的关系通过一个图就能一目了然:

    所以,确定最低着陆标准中的最低高度时,如何计算出超障高度/高(OCA/H)是关键。


    关于OCA/H的计算过程就很复杂了,一篇文章肯定写不完,这里简单介绍一下计算方法,在ICAO 8168文件中介绍了三种计算方法。


    第一种方法使用基本ILS面作为参考面,如果障碍物位于这个面以下,则OCA/H由航空器分类的余度确定,如果障碍物突破了基本ILS面,则可直接用高损失/高度表余度加上障碍物高得到OCA/H。


    第二种方法使用障碍物评价面(OAS)作为参考面,如果障碍物位于这个面以下,则OCA/H由航空器分类的余度确定,如果障碍物突破了OAS面,则航空器有关余度要加上最高障碍物的高或最大复飞穿透的障碍物的调整高(取较高值)从而得到OCA/H。


    第三种方法是第二种方法的备用方法,还适用于OAS面下面障碍物密度过大的情况。它使用ILS碰撞模型(CRM),将所有障碍物作为输入,评价单独障碍物的危险率或所有障碍物的积累危险率,从而计算得出OCA/H。


    如果不是专业做飞行程序设计的,上面这三种方法估计会看得云里雾里。


    其实在大部分机场,尤其是精密进近程序中,障碍物都处于参考面以下,也就是说OCA/H是由航空器分类的余度确定的。


    航空器分类余度则如下表所示:

    再说能见度/跑道视程。


    其实最低高度确定以后,能见度/跑道视程基本也就跟着确定了。


    因为能见度/跑道视程标准的确定依据是确保飞机在最低高度时可以建立规定的目视参考。


    由于飞机进近时下滑道的角度基本是固定的,所以能见度/跑道视程与最低高度(决断高/最低下降高)之间有个简单的三角函数关系


    还是拿精密进近举例,决断高是60米,下滑角是3.3°,通过三角函数我们能计算出来其能见度标准应该至少在1000米以上。


    实际上我们规章上规定的也是,在无进近灯光系统的情况下,ILS进近的能见度最低标准为1200米。

    上图是在没有进近灯光的情况下计算的结果,而在实际运行中,精密进近程序是具有进近灯光系统的,那么实际上示意图应该是这样的:

    这个计算看起来稍微复杂一点,需要进行两次三角函数计算,其关键点是算出图中灰色方框中灯光的长度。


    这部分灯光的长度也不难得到,假如这个精密进近程序使用的是完全进近灯光系统(FALS,其长度不小于720米)。


    进近灯每排间隔是30米,规章中规定精密进近建立目视参考的依据之一是看到6个连续的进近灯。


    那么灰色方框中灯光的长度就是720-5×30=570米。


    这样的话,经过计算就能得出那条短的斜边长度在500米左右,也就是说能见度标准不能低于500米,否则飞机在决断高时将无法建立目视参考。


    而在实际情况中,在完全进近灯光系统正常工作时,I类精密进近的跑道视程标准为550米。


    最后需要说明一点,文中所介绍的依据和计算方法,所得出来的结果仅是在制定机场运行最低标准时不能突破的下限,这个是刚性的。至于最终的运行最低标准是多少,还要综合考虑很多要素,但是这些要素很多都是弹性的,根据不同的地区和制图机构,最终的运行最低标准可能会略有差异。



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