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各种特殊天气下探测设备操作使用,并邀请气象部门的专家讲解复杂天气的相关知识,协助提供应对措施,从而减少航班延误。
然而受制于有限的空域、机场运行能力、复杂的管制环境等等不利因素,空管部门保障大流量飞行的顺畅是相对的,必要时,只能靠适当的流量控制换取飞行的绝对安全。所以飞行程序的优化和管制方法的提高是必须的。
但是,这一过程的影响因素很多,其中主要包含:程序设计的水平、地形复杂程度、空域限制因素、气象、设备、航空器、飞行员及管制原因等。种种弊端的存在势必影响飞行安全和管制效率。气象因素的影响相对较为突出,任何对飞行安全有较大影响的天气都不得进入。如7—9月正是北京的雷雨季节,为了避让雷雨,就要拉大飞机之间的安全间隔,这样就会影响飞机的放行速度,导致航班延误。还有,首都机场的停机位比较少,一旦一架飞机出现故障或者晚点,也会影响后续飞机的正常起降。
航空器和设备等非人为因素影响相对较小,然而一旦出现差错就可能导致不可估量的损失;当然,随着科技的不断进步,这些困难正在一步一步地被解决,而我下面主要讨论的是程序设计的优化对管制效率提高的帮助,它是现行的最容易解决,也最容易被忽视的问题。
虽然目前我国国内种种规定都更加详细地阐明了飞行规则和管制方法,但就具体情况而言,仍然缺乏系统的管制程序和应急处理措施。比如航路交叉时实施调配飞行冲突中雷达引导量具体为多少时效率最高,航空器在五边汇聚如何安排着陆次序等。
就我国而言目前飞行程序的主要弊端是什么呢?
下图是首都机场18L/R的标准仪表进场图和36L/R的标准仪表离场图:
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(图1)
18L/R的标准仪表进场图
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(图2)
36L/R的标准仪表离场图
首都机场进、离场规定:
鉴于首都机场周围机场密集,南面距通县机场30千米,西面距沙河机场仅21千米,西南方向是北京市禁区,北面距山脚仅20千米,只有在DME/VOR、NDB和近程二次雷达完全保证工作的情况下,才能实施如下进、离场程序和雷达管制:
a. 正常情况下,所有进出港航空器按空中交通管制员指令的程序进场或离场。
b.进场航空器飞行速度限制如下:(1)飞行高度6000米至3000米(不含)航空器最大飞行表速不得超过520kmH。(2)飞行高度3000米和以下航
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空器最大飞行表速不得超过460kmH。(3)航空器表速超过上述规定时,飞行员应及时通报管制员。
可以看出上述规定只规范了飞行速度,而对雷达引导、高度指令、避让措施等内容完全由管制员人工主观推测决定。人的因素的增加势必导致不安全因素的增加,所以,规范飞行程序,提高管制效率是当前的一项艰巨任务。
如武汉天河机场的北走廊口河口(ZF),其上空有四条进离场航路汇聚,分别是J401,H11,A461,J29,其中又不乏流量很大的航路A461,所以单这一空域一旦出现拥堵现象必然导致整个京广航路的堵塞,其上空等待程序的保护区又与J29航路有部分重叠,安全隐患十分明显。
(图3)
而像这类空域规划在国内又屡见不鲜,首都机场大王庄导航台上空的程序设计就类似于河口的情况。
下图是首都机场1号走廊口大王庄导航台上空的航路交叉情况:
(图4)
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图中显示经大王庄的航线非常复杂,四条进场航线(其中包括A461)加一条离场航线共五个方向的飞机需要飞跃本台上空。这类空域单以程序设计来解决冲突是不可能的,但仍可以进行优化,比如是否可以考虑让A461和B215在这之前的某个点先相遇,再让它们的合并航路在大王庄与A593相遇等方法以减轻管制员的工作负荷。
总地来看,我国飞行程序的主要弊端是: ⑴航线设计复杂,重复部分过多。 ⑵航路交叉多,保护区重叠频繁。
⑶同一点有多条航路相交情况多,管制员不易调配飞行冲突。
上述各种弊端在北京大王庄导航台空域都体现得很明显,所以有必要对该空域进行飞行程序的优化。
2飞行程序优化的方法
2.1程序设计的基本原则
所有民用航空器使用的、可供仪表飞行的机场,都必须设计仪表飞行程序,制定机场运行最低标准。建立机场仪表飞行程序的目的,是保证航空器在机场区域内按规定程序安全而有秩序地飞行,以避免在起飞离场和进近着陆的过程中,航空器与地面障碍物、航空器与航空器之间相撞。确保飞行安全,提高经济效益,便于指挥、调配和飞行操纵,是建立每一个仪表飞行程序所必须达到的要求。安全、经济、简便的原则,是机场仪表飞行程序设计所应遵循的基本原则。
安全、经济、简便,安全是个前提。为了确保飞行安全,仪表飞行程序设计必须以国际民航组织8168号文件、即《目视和仪表飞行程序的设计》为依据。8168号文件是国际民航组织安全超障专家组经过十多年的工作,在大量试飞、数字模式试验和碰撞模式试验的基础上制定出来的关于飞行程序设计的规范,它所确定的安全指标为飞机与障碍物碰撞的或然率不大于1×10,即千万分之一。参加国际民航组织的国家和地区,都必须以此文件为依据设计仪表飞行程序。近年来,我国按国际民航组织的标准,在原有机场的飞行程序改革和新机场的飞行程序设计上,取得了显著的成就。今后,对飞行程序的设计,仍然必须严格按照8168号文件的各项规定,结合各个机场的具体情况,进行精心设计。
设计仪表飞行程序,还必须在确保安全的前提下,达到经济和简便的要求。这主要决定于机场导航设施及其布局,以及采用的飞行程序模式。目前我国原有的许多机场,导航设施比较落后,布局也很不合理,已经不适应民航大型机场建立安全、经济、简便的飞行程序的需要。因此,对于一些主要机场,