張 序,郝 帥,周 川,葉 楠,李家南
(1.中國國際航空股份有限公司 西南運(yùn)行分控中心,四川 成都 610202;2.中國國際航空股份有限公司西南培訓(xùn)分部,四川 成都 610202;3.中國國際航空股份有限公司西南分公司飛行部,四川 成都 610202;4.中國民航飛行學(xué)院 飛行技術(shù)學(xué)院,四川 廣漢 618307)
2018年3月1日成拉復(fù)線空域調(diào)整方案正式實(shí)施,飛往藏區(qū)機(jī)場的飛行航路發(fā)生了變化,飛行過程中一發(fā)失效飄降和客艙釋壓緊急下降程序也隨之發(fā)生改變。作為有著53年藏區(qū)安全飛行記錄的中國國際航空公司,開展該背景下的高原復(fù)雜機(jī)場在飛行、運(yùn)行、性能等方面的控制研究具有重要意義。已有的研究成果中針對(duì)拉薩貢嘎機(jī)場[1?3]、昌都邦達(dá)機(jī)場[4?6]、林芝米林機(jī)場[7?10]、九寨溝黃龍機(jī)場[11?13]等高高原機(jī)場有比較詳盡的運(yùn)行控制研究,涉及到機(jī)場的飛機(jī)性能、簽派放行等方面,但有關(guān)日喀則和平機(jī)場(以下簡稱“日喀則機(jī)場”)方面的研究成果較少[14?16],且均未涉及到航班運(yùn)行控制方面的研究,其他的文獻(xiàn)[17]主要是針對(duì)日喀則地區(qū)地質(zhì)方面開展的研究。
2010年10月30日日喀則機(jī)場通航,這是西藏地區(qū)第5個(gè)通航的民用機(jī)場,機(jī)場IATA代碼為RKZ,ICAO代碼為ZURK,機(jī)場海拔高度為3 782m,屬于高高原機(jī)場,按C類飛機(jī)停放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行,可滿足空客A319客機(jī)起降。
本文主要對(duì)中國國際航空公司西南分公司A319—115機(jī)型執(zhí)行“成都—日喀則”往返航線展開分析和研究,結(jié)合《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》(CCAR—121—R4)[18]、《中國國際航空股份有限公司運(yùn)行手冊(cè)》[19]、《中國國際航空股份有限公司運(yùn)行規(guī)范》[20]和《中國國際航空股份有限公司特殊運(yùn)行手冊(cè)(高原部分)》[21]等規(guī)章的條款進(jìn)行分析。
日喀則機(jī)場為軍民合用機(jī)場,受機(jī)場海拔高度的限制,航班起飛落地性能限制較大,航空器必須使用全跑道起飛[22],日喀則機(jī)場對(duì)外公布的跑道基礎(chǔ)數(shù)據(jù)見表1。
表1 日喀則機(jī)場公布的跑道數(shù)據(jù)(單位:m)
日喀則機(jī)場具備助航燈光系統(tǒng),可以供飛行員在進(jìn)近過程中識(shí)別跑道入口方向和位置,建立醒目的目視參考,日喀則機(jī)場的燈光系統(tǒng)見表2。
表2 日喀則機(jī)場進(jìn)近引導(dǎo)燈光和跑道燈光系統(tǒng)情況
飛機(jī)著陸燈光系統(tǒng)與機(jī)場助航燈光系統(tǒng)對(duì)民用飛機(jī)夜航起飛、著陸具有十分重要的作用,特別是在民用飛機(jī)夜航著陸時(shí),機(jī)場助航燈光系統(tǒng)起到識(shí)別跑道上主要障礙物以及提供環(huán)境照明參考的作用。《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》(CCAR—121—R4)要求飛機(jī)必須裝有至少兩個(gè)著陸燈,同時(shí)《民用航空機(jī)場最低運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)施準(zhǔn)則》(AC—97—FS—2011—01)[23]要求民用機(jī)場必須配備助航燈光系統(tǒng)。日喀則機(jī)場公布的燈光系統(tǒng)暫時(shí)還不能滿足夜航的要求,加之機(jī)場處于復(fù)雜地形的特殊性,所以機(jī)場不實(shí)施夜航航班飛行。
B213航線是進(jìn)出藏的主要空中樞紐,是“成都—日喀則”航線運(yùn)行的必經(jīng)之路,這條航線也被稱為“成拉航線”[24]。2011年5月18日成拉航線實(shí)施了廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視ADS—B實(shí)驗(yàn)運(yùn)行[25],2011年7月8日成拉航線進(jìn)行了4個(gè)階段的飛行間隔縮小工作[26]。為進(jìn)一步優(yōu)化空域資源,增加航線容量,制訂了成拉航線優(yōu)化方案,優(yōu)化后的成拉航線及其新辟復(fù)線將增加航線可用高度層,有利于在惡劣天氣情況下提升管制調(diào)配空間,為成拉航線的安全運(yùn)行提供保障[27]。
在2018年3月1日之前“成都—日喀則”往返航線的飛行航路為“ZUUU CZH01D CZH B213 LXA B345 RKZ DCT ZURK”,成拉復(fù)線的空域調(diào)整方案正式啟用后[28],原“成都—日喀則”航路走向不變,回程“日喀則—成都”航路優(yōu)化為“RKZ B345 LXA W500 DM W9 VIPIB W17 KAMAX B213 CZH”。由于航路在B213段發(fā)生明顯變化,導(dǎo)致航路最低安全高、飛行距離等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)也發(fā)生變化,故需重新統(tǒng)計(jì)“成都—日喀則”往返航線的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),為下一階段一發(fā)失效飄降和客艙釋壓緊急下降研究奠定基礎(chǔ)。通過民航局對(duì)外公布的最新版“航路圖”研究分析得到“成都—日喀則”往返航線的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),見表3和表4。
表3“成都—日喀則”航線基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
表4“日喀則—拉薩”航線基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)
日喀則機(jī)場是國航A319—115機(jī)型執(zhí)行“北京—拉薩”往返航線的應(yīng)急備降場,目前機(jī)場的儲(chǔ)備油用于該航班備降后補(bǔ)油,對(duì)“成都—日喀則”往返航線不提供加油服務(wù)。根據(jù)《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》(CCAR—121—R4)執(zhí)行的國內(nèi)燃油政策,結(jié)合筆者[29]對(duì)不提供正常加油服務(wù)機(jī)場油量政策的梳理,國航A319—115機(jī)型執(zhí)行“成都—日喀則”段在成都起飛的油量政策如下。
第1部分為成都起飛滑行耗油量,按照國航的手冊(cè)要求目前A319—115機(jī)型地面滑行耗油量為250kg。第2部分為主航段耗油量,這部分燃油包括航班在“成都—日喀則”航段用于起飛、爬升到巡航高度、巡航、下降及進(jìn)近并著陸使用的燃油量,經(jīng)計(jì)算為5 075kg。第3部分為備降油量,“成都—日喀則”航線可以選擇兩個(gè)備降場,一個(gè)是拉薩機(jī)場和成都機(jī)場,按照國內(nèi)燃油政策和目前執(zhí)行的A319—115機(jī)型,以最遠(yuǎn)備降場成都機(jī)場計(jì)算,從日喀則機(jī)場飛往最遠(yuǎn)備降機(jī)場成都的油量,包括在目的地機(jī)場日喀則復(fù)飛、爬升、保持遠(yuǎn)程巡航速度巡航、下降至最遠(yuǎn)備降機(jī)場成都,在成都進(jìn)近和著陸的油量,經(jīng)計(jì)算為4 254kg。第4部分為等待油量,飛行到達(dá)最遠(yuǎn)備降機(jī)場成都上空后,還能以正常巡航消耗率飛行45min的油量,經(jīng)計(jì)算為1 762kg。第5部分為航線機(jī)動(dòng)油量(額外燃油),用于不能按飛行計(jì)劃的巡航高度或航跡飛行而產(chǎn)生的變更,預(yù)報(bào)高空風(fēng)值的偏差,或其他航線飛行所無法預(yù)料的情況增加的機(jī)動(dòng)燃油,經(jīng)計(jì)算為3 139kg。第6部分為飛機(jī)在日喀則機(jī)場滑入停機(jī)位的耗油量,為250kg。這6部分組成了成都飛往日喀則機(jī)場的油量政策,詳見表5。
當(dāng)飛機(jī)在飛行過程中發(fā)生發(fā)動(dòng)機(jī)空中停機(jī)時(shí),剩余的發(fā)動(dòng)機(jī)推力不足以維持適當(dāng)?shù)难埠剿俣群推胶庾枇?,機(jī)組在空中將下降飛行高度,在一個(gè)合適的高度層便于飛機(jī)能夠及時(shí)地改平飛行。同時(shí),在高原地區(qū)飛行時(shí),受航路安全高度的限制,無法在規(guī)定時(shí)間內(nèi)下降到規(guī)定高度以下,要求航空公司必須制定出高原機(jī)場飛行過程中出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)失效的飄降應(yīng)急處置程序。航空公司在運(yùn)行高原復(fù)雜機(jī)場航線時(shí),必須評(píng)估飛機(jī)在高原航線運(yùn)行時(shí)最不利情況發(fā)生客艙釋壓后是否能夠下降到海拔高度3 000m(不需要使用機(jī)載氧氣系統(tǒng)為人體供氧的高度)或以下,以確保飛機(jī)在飛至適宜的機(jī)場著陸的過程中機(jī)載氧氣能夠滿足旅客供氧要求,保證旅客的生命安全[30]。
表5“成都—日喀則”機(jī)場油量政策
A319—115機(jī)型執(zhí)行“成都—日喀則”航線一發(fā)失效飄降和客艙釋壓緊急下降計(jì)算條件為:一發(fā)失效飄降計(jì)算基于初始飛行高度最低限制9 800m,一發(fā)失效決斷點(diǎn)為KADSA,飛機(jī)重量為67 500kg,凈航跡,綠點(diǎn)速度,飛往日喀則方向頂風(fēng)71kt,飛往成都方向順風(fēng)靜風(fēng),ISA+5??团撫寜壕o急下降剖面計(jì)算基于:氧氣瓶放行壓力為1 600psi,初始飛行高度為10 700m,客艙釋壓決斷點(diǎn)為OMGEV和KADSA,飛往日喀則方向頂風(fēng)71kt,飛往成都方向凈風(fēng),采用國際標(biāo)準(zhǔn)大氣(Internation Satand?er Atemespher,簡稱ISA)計(jì)算,緊急下降采用最大馬赫操縱速度(Maximum Mach Operating Speed,簡稱MMO),巡航過程速度為最大操縱速度(Maxi?mum Operating Speed,簡稱VMO),飛往日喀則方向緊急下降到7 200m,飛往成都方向緊急下降到6 300m。
A319—115機(jī)型“日喀則—成都”航線一發(fā)失效飄降和客艙釋壓緊急下降計(jì)算條件如下:一發(fā)失效飄降計(jì)算基于初始飛行高度最低限制9 800m,一發(fā)失效決斷點(diǎn)為GOMON,飛機(jī)重量為67 500kg,凈航跡,綠點(diǎn)速度,飛往日喀則方向頂風(fēng)71kt,飛往成都方向順風(fēng)靜風(fēng),ISA+5??团撫寜壕o急下降剖面計(jì)算基于:氧氣瓶放行壓力為1 600psi,初始飛行高度為10 700m,客艙釋壓決斷點(diǎn)為GOMON和IBVUL,飛往日喀則方向頂風(fēng)71kt,飛往成都方向凈風(fēng),采用ISA標(biāo)準(zhǔn)大氣計(jì)算,緊急下降速度采用MMO,巡航過程速度為VMO,飛往日喀則方向緊急下降到7 200m,飛往成都方向緊急下降到6 300m。
在成拉復(fù)線實(shí)施以后,從成都飛往日喀則的航線劃分為去程航路點(diǎn)CZH經(jīng)B213航路到日喀則的北線和回程航路點(diǎn)RKZ經(jīng)航路W9到成都的南線,使“成都—日喀則”往返航線的飄降和釋壓操作預(yù)案也得到了相應(yīng)的優(yōu)化[31](見圖1)。
由此可得經(jīng)B213的北線去程一發(fā)失效飄降程序在“成都—日喀則”航線發(fā)生一發(fā)失效,以航路點(diǎn)KADSA作為決斷點(diǎn):①飛機(jī)在CZH—KADSA航段發(fā)生一發(fā)失效后,沿B213單發(fā)飄降/巡航至成都機(jī)場;②飛機(jī)在KADSA—RKZ航段發(fā)生一發(fā)失效后,沿B213 LXA B345單發(fā)飄降/巡航至拉薩機(jī)場或日喀則機(jī)場。
圖1 A319—115“成都—日喀則”北線/南線一發(fā)失效飄降和客艙釋壓緊急下降程序示意圖
座艙釋壓緊急下降程序在成都—日喀則航段發(fā)生客艙釋壓,以航路點(diǎn)OMGEV和KADSA作為決斷點(diǎn):①飛機(jī)在“成都—日喀則”航線發(fā)生客艙釋壓后,緊急下降到6 300m或航路最低安全高度,沿航路B213盡快飛往成都機(jī)場;②飛機(jī)在OMGEV—KADSA航段發(fā)生客艙釋壓后,緊急下降到7 200m或航路最低安全高度,沿B213盡快飛往拉薩機(jī)場;在KADSA—RKZ航段發(fā)生客艙釋壓后,緊急下降到7 200m或航路最低安全高度,沿B213 LXA B345盡快飛往拉薩機(jī)場或日喀則機(jī)場。
經(jīng)W9南線的回程一發(fā)失效飄降程序在“日喀則—成都”航線發(fā)生一發(fā)失效,以航路點(diǎn)GOMON作為決斷點(diǎn):①飛機(jī)在RKZ—GOMON航段發(fā)生一發(fā)失效后,沿W9 DM W500 LXA B345單發(fā)飄降/巡航至拉薩機(jī)場或日喀則機(jī)場;②飛機(jī)在GOMON—CZH航段發(fā)生一發(fā)失效后,沿W9 VIPIB W17 KA?MAX B213單發(fā)飄降/巡航至成都機(jī)場。
座艙釋壓緊急下降程序在“日喀則—成都”航線發(fā)生客艙釋壓,以航路點(diǎn)GOMON和IBVUL作為決斷點(diǎn):①飛機(jī)在RKZ—GOMON航段發(fā)生客艙釋壓后,緊急下降到7 200m或航路最低安全高度,沿W9 DM W500 LXA B345盡快飛往拉薩機(jī)場或日喀則機(jī)場;②在GOMON—IBVUL航段發(fā)生客艙釋壓后,緊急下降到7 200m或航路最低安全高度,沿W9 DM W500盡快飛往拉薩機(jī)場;飛機(jī)在IBVUL—CZH航段發(fā)生客艙釋壓后,緊急下降到6 600m或航路最低安全高度,沿W9 VIPIB W17 KA?MAX B213盡快飛往成都機(jī)場。
日喀則機(jī)場不具備夜航能力,要求航班必須在日出后或者日落前落地,機(jī)場全年最晚的日出時(shí)刻在08:33:57,結(jié)合公司航班的時(shí)刻可知,機(jī)場的日出日落時(shí)限對(duì)去程航班影響明顯,受影響的兩個(gè)航班在成都機(jī)場起飛時(shí)刻分別為05:50和06:30,按照第3部分的分析,航班的空中飛行時(shí)間為2h3min,所以這兩個(gè)航班均有可能在日喀則機(jī)場日出時(shí)刻前落地。該航班的運(yùn)行控制過程中要重點(diǎn)關(guān)注當(dāng)日日喀則機(jī)場的日出時(shí)間,通過班表時(shí)刻與計(jì)算機(jī)計(jì)劃的飛行時(shí)刻疊加計(jì)算,做好航班在成都最早起飛時(shí)刻的控制,嚴(yán)禁航班在日喀則機(jī)場日出前落地。
從圖1的分析可知航班回程一發(fā)失效決斷點(diǎn)在GOMON,客艙釋壓決斷點(diǎn)在GOMON和IBVUL,飛機(jī)在飛越GOMON之前出現(xiàn)問題都會(huì)考慮返航日喀則或者盡快飛往拉薩,從計(jì)算機(jī)飛行計(jì)劃來看,從日喀則飛到GOMON的時(shí)間需要45min左右,依據(jù)日落后不能在日喀則機(jī)場落地的原則,放行簽派員將根據(jù)當(dāng)天日喀則的日落時(shí)刻倒推出航班在日喀則的最晚起飛時(shí)刻,晚于這個(gè)時(shí)刻需要考慮航班出現(xiàn)一發(fā)失效或客艙釋壓的情況后不能返航日喀則,只能飛往具備夜航能力的拉薩機(jī)場。
日喀則機(jī)場不提供加油服務(wù),“日喀則—成都”航段根據(jù)航班在日喀則機(jī)場落地后剩油量放行,經(jīng)過梳理,回程目的地機(jī)場成都周邊的備降場情況見表6。
表6 成都雙流機(jī)場周邊備降場情況
按照《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》(CCAR—121—R4)油量政策的規(guī)定,其中,起飛油量中“起飛機(jī)場飛往被簽派的目的地機(jī)場”耗油和“在最遠(yuǎn)備降場上空正常巡航消耗率飛行45min”耗油這兩部分是相對(duì)固定的,而“飛往目的地機(jī)場的最遠(yuǎn)備降機(jī)場并著陸”耗油則因?yàn)槟康牡貦C(jī)場與最遠(yuǎn)備降場距離的不同而不同。當(dāng)航班在日喀則機(jī)場的起飛油量是一個(gè)定量的情況下,可用于“飛往目的地機(jī)場的最遠(yuǎn)備降機(jī)場并著陸”的油量也就是定量,對(duì)應(yīng)的最遠(yuǎn)備降場的航路距離也限制在一個(gè)范圍內(nèi),導(dǎo)致回程航班的備降場選擇范圍局限性很大,如果需要選擇更遠(yuǎn)的備降場,就必須增加成都機(jī)場的起飛總油量。
航班在成都的起飛燃油相對(duì)較多,不到2h航程的航班起飛油量達(dá)到15 000kg,與同機(jī)型飛行時(shí)間接近4h的航線油量幾乎一致,對(duì)航班在成都機(jī)場起飛載量的影響較明顯。如果成都周邊的綿陽、重慶機(jī)場天氣不夠理想,需要選擇距離成都更遠(yuǎn)的貴陽或者昆明機(jī)場為備降場,甚至選擇距離成都500km左右的西安或者蘭州為備降場,需要適當(dāng)增加航班在成都的起飛燃油量,要求放行簽派員精確計(jì)算出實(shí)際起飛/落地重量與機(jī)型限制、性能限制重量的對(duì)比,避免出現(xiàn)減客、減行李的情況。
由于日喀則為高原機(jī)場,隨著溫度的升高,航班在日喀則機(jī)場的起飛和落地性能將受到影響,21~25℃下兩條跑道的性能分析見表7。
表7 A319—115機(jī)型“成都—日喀則—成都”往返航線業(yè)載分析
由表7可以看出,隨著溫度的升高,A319—115機(jī)型在日喀則機(jī)場起飛的載量有一個(gè)明顯的下降趨勢(shì),特別是09號(hào)跑道尤其明顯,可以預(yù)見的是,如果日喀則機(jī)場溫度持續(xù)升高,甚至?xí)?dǎo)致航班減客情況發(fā)生,這樣就失去了航班飛行的意義,因此,把握好航班的起飛時(shí)機(jī)是相當(dāng)重要的。
由于日喀則機(jī)場回程油量為固定值,如果航班在日喀則機(jī)場過站時(shí)間過長會(huì)導(dǎo)致航空器輔助動(dòng)力裝置(Auxiliary Power Unit,簡稱APU)耗油增加,反之,起飛油量的減少會(huì)導(dǎo)致可選備降場范圍進(jìn)一步減少,隨著時(shí)間的推移機(jī)場的溫度上升以后還會(huì)導(dǎo)致飛機(jī)載量減少,因此要嚴(yán)格分析各種回程簽派放行的因素,如果回程目的地機(jī)場天氣不夠理想,或沒有合適備降場供選擇,簽派員在航班的簽派放行和運(yùn)行控制過程中最好將延誤或運(yùn)行控制放在成都機(jī)場,盡量減少航班在日喀則的過站時(shí)間,這樣可以提高飛行的正常性和安全性。
由于成拉復(fù)線投入使用,航班往返的航路在B213部分與原航路不一致,這需要放行簽派員和飛行機(jī)組做好飛行前的詳細(xì)準(zhǔn)備工作,避免飛錯(cuò)航路、高度層等情況的發(fā)生。與此同時(shí),航路的變化造成了回成都的一發(fā)失效飄降和客艙釋壓緊急下降程序也發(fā)生了變化,需要執(zhí)行機(jī)組在前期加強(qiáng)理論培訓(xùn)和模擬機(jī)訓(xùn)練,確保緊急情況下的飛行安全。
本文通過研究得出以下結(jié)論。
(1)日喀則機(jī)場不具備夜航能力,受高原復(fù)雜機(jī)場航班起飛時(shí)刻的影響,航班運(yùn)行控制過程中,要結(jié)合計(jì)算機(jī)飛行計(jì)劃中預(yù)計(jì)的飛行時(shí)間,精確計(jì)算出成都的最早起飛時(shí)刻和日喀則機(jī)場的最晚起飛時(shí)刻,避免航班日出前或日落后在日喀則機(jī)場落地。
(2)受日喀則機(jī)場不提供正常加油服務(wù)的影響,航班在成都機(jī)場起飛時(shí)需要攜帶回程燃油,如需要增加備份燃油,要關(guān)注對(duì)航班載量的影響,找到載量與油量的最好平衡點(diǎn)。
(3)成拉復(fù)線投入使用以后,往返航線的航路數(shù)據(jù)發(fā)生了明顯的變化,由此引起了很多應(yīng)急程序的變化,這些變化可以通過培訓(xùn)等形式對(duì)飛行和運(yùn)行崗位的員工做好宣貫和提示,避免安全事件的發(fā)生。
從最早的成都飛往邦達(dá)、攀枝花、林芝等不提供加油服務(wù)機(jī)場的航線的順利開通,到拉薩—加德滿都、邦達(dá)—拉薩這類高原機(jī)場之間的航線通航,最后到北京飛往林芝航線的開通,高高原航線安全運(yùn)行的意義重大,放行簽派員在工作中要考慮夜航的時(shí)刻限制、燃油限制、載量限制等各方面,這種類似航線的開通將為西部區(qū)域的航線布局和時(shí)刻選取提供很好的借鑒意義。航班的運(yùn)行控制包括了簽派放行、飛機(jī)性能、飛行監(jiān)控等方面,本文對(duì)“成都—日喀則”往返航線的簽派放行和飛機(jī)性能做了較詳細(xì)的論證研究,但在飛行監(jiān)控方面論證相對(duì)薄弱,這將是下一階段研究的方向。