全面推行机场标准起飞一发失效应急程序管理模式的利弊分析
摘要:本文介绍了大型飞机公共航空运输中,基于飞机一台发动机失效计算起飞限制重量的相关要求,以及使用起飞一发失效应急程序提升起飞重量的做法。基于对现行起飞一发失效应急程序管理模式,公共、标准起飞一发失效应急程序管理模式,以及在复杂、非复杂机场全面推行机场标准起飞一发失效应急程序的利弊分析,提出相关建议措施。
一、相关关键概念及术语
(一)飞机一发失效超越障碍物的要求
根据CCAR 121部《大型飞机公共航空运输承运人运行合格审定规则》[1]189条,涡轮发动机驱动的飞机的起飞重量必须保证飞机在预定净起飞飞行轨迹以特定余度超越所有障碍物,或者能以一个特定距离侧向避开障碍物;根据CCAR 25部《运输类飞机适航标准》[2]111条,起飞航迹是基于飞机在地面加速到特定速度时一台发动机停车并继续起飞来计算的。对活塞式发动机驱动的飞机亦有类似要求。尽管飞机全部发动机工作时具有较强的爬升性能,由于必须考虑一发失效的情况,运行仍较大程度上受到起飞航迹上障碍物的限制,如不能按规定越障,只能降低最大起飞重量,可能损失商业载荷及相应收益。
(二)起飞一发失效应急程序
按照标准的离场飞行程序,在地形复杂的机场,飞机难免在部分起飞航迹上受到障碍物影响,导致起飞重量受限。这时,可通过制定起飞一发失效应急程序(Engine Out Standard Instrument Departure,简称EOSID)[3]来规避、减少障碍物的限制。方法是在起飞航迹上设定决断点,该点前一发失效,飞机转而执行应急程序路径,该点及以后一发失效,飞机已通过之前的全发飞行达到了一定高度,可以满足后续执行标准离场飞行程序的越障要求。
目前国内235个运输机场(截至2019年1月)中,黄山、武夷山、张家界、大理、西双版纳、丽江、九寨、拉萨、西宁、丹东、延吉等32个机场,按照咨询通告《特殊机场的分类标准及运行要求》(AC-121-17R1)[4],被民航局列为特殊机场并将“制定起飞一发失效应急程序”作为“应采取的安全措施”。航空公司也会根据具体地形限制及运行需求在其它机场制定EOSID,例如广州白云机场作为国际枢纽机场,受北侧障碍物限制也需制定向北起飞的EOSID。国外亦有较多机场因地形限制需制定EOSID,如韩国的釜山、清州,巴基斯坦的伊斯兰堡等机场。
二、现行的起飞一发失效应急程序管理模式
(一)我国现行EOSID管理模式简介
各航空公司均可制定EOSID,经过评审、验证后确定程序方案。在EOSID投入运行前,需对飞行、签派等运行人员进行培训,并通报相关机场空管单位。飞行员在执行相应机场、跑道的离场航班前须就应急程序做好飞行前准备。
(二)现行管理模式的优势
航空公司能够对应其特定机型、飞机构型,使应急程序路径最优化,起飞重量最大化。航空公司建立了制定EOSID的能力后,能够对EOSID实行更精确灵活的管理,可结合运行实际需求,对EOSID航图进行客户化,还可使用基于性能导航技术和导航数据库,将飞行中EOSID的执行变得更加便捷。
(三)现行管理模式在实行中的一些困难和问题
一是在机场运行的航空公司较多时,EOSID路径多样,空管难以全部准确掌握;二是每个航空公司分别分析、评估、制定、评审及验证EOSID,重复消耗人力、物力;三是各航空公司EOSID路径下新增障碍物的净空保护难以落实。
三、机场公共/标准起飞一发失效应急程序管理模式
(一)机场公共EOSID管理模式及其优势
机场公共EOSID管理模式即对某机场公布公共的EOSID供航空公司参考使用,不强制要求使用该路径。其优势在于使用公共路径时,航空公司仅需按照相关障碍物信息计算起飞重量,降低了航空公司应急程序的制定、评审等管理成本。
目前广州白云机场已作出了相关尝试,由地区管理局以文件形式向各航空公司发布了公共的EOSID路径。
(二)推行机场标准EOSID管理模式及其优势
如要求各航空公司除特别申请外,必须使用某EOSID路径,本文称其为机场标准EOSID管理模式。该管理模式下,EOSID路径统一,便于空管指挥。航空公司可基于其特定机型的运行需求提出申请,经过空管单位和地区管理局同意后,也能够使用其它EOSID路径,由此在降低空管应急情况指挥压力的同时,一定程度上兼顾航空公司的经营诉求。
(三)机场标准EOSID管理模式的问题和挑战
1. 如机场运行航空公司较多,机型复杂,标准EOSID的制定难以兼顾机场各航空公司机型、构型的特点和要求。一方面不同飞机重量、推力等差异较大,同一路径满足了性能差的飞机,对于性能好的飞机存在浪费,推行标准EOSID可能导致航空公司商业载荷的损失。另一方面飞机性能特点有差异,有机型的易受近端障碍物限制,有的机型易受远端障碍物限制,在某些机场该问题较为突出。
2. 机场管理机构作为标准EOSID的管理者,需要关注机场飞行程序调整或受限对EOSID的影响,做好相应的净空保护,如相关障碍物有变化需要及时进行评估和发布,对机场管理机构的专业能力提出了更高的要求。
四、在非复杂机场推行标准EOSID作为应急路径
大多数机场,在标准离场飞行程序上,并无障碍物对飞机一发失效越障造成影响,但相应的仍需对离场程序的性能限制予以净空保护,避免新增楼房、风车、铁塔等高大建筑物/构筑物对越障造成影响。离场程序路径多、范围广,随着我国各机场周边的城市和工业发展建设,相关机场净空保护压力和航空公司飞机性能评估工作量逐渐增大。因此,可考虑不仅在地形复杂、起飞受限的机场使用EOSID,在其他机场也推行标准EOSID作为应急路径。
(一)在非复杂机场推行标准EOSID的优势
1. 减少机场离场飞行程序净空管理中飞机性能方面的评估和管理压力。
2. 制定了标准返场路径,飞机出现发动机故障、火警等特殊情况时下可尽快返场,不必继续延标准离场飞行程序飞行至最低安全高度再由空管指挥返场。
3. 航空公司可基于EOSID,减少对离场程序上障碍物的关注和评估,降低工作量和相关风险。
(二)在非复杂机场推行标准EOSID的问题和困难
1. 不再对机场离场飞行程序的飞机一发失效越障进行净空保护后,无论机场周边发展建设是否导致新增障碍物影响离场程序性能限重,飞机在决断点前一发失效时都必须使用应急路径。航空公司需针对更多机场的EOSID组织开展运行人员培训,飞行机组要对更多机场做关于EOSID的飞行前准备,会增加一定的培训和运行压力。
2. 各机场空管指挥时均须考虑航班执行EOSID的可能性和相应飞行冲突的应对方案,会增加一定的工作负荷。
五、建议措施
基于对现行EOSID管理模式,公共、标准EOSID管理模式,以及在复杂、非复杂机场全面推行机场标准EOSID的利弊分析,本文提出以下建议措施:
(一)分阶段推行机场公共、标准EOSID
对于地形复杂的机场,第一阶段,推进公共EOSID的制定和发布,供航空公司参考使用,同时将其作为推荐路径促进EOSID的统一;第二阶段,在公共EOSID使用成熟的机场,广泛征求运行航空公司的意见后,推进标准EOSID的公布和实施。
(二)以EOSID作为备份手段,基于共赢理念对离场程序障碍物予以适当的管理
对于标准离场飞行程序暂无飞机一发失效越障限制的机场,优先对标准离场飞行程序越障进行保护;机场周边确存在大量建设需求的,基于民航与地方发展共赢的理念,考虑结合EOSID路径的使用,对离场飞行程序一发失效越障予以适当的净空保护和管理。
参考文献:
[1]中华人民共和国交通运输部. 大型飞机公共航空运输承运人运行合格审定规则[S]. 第六版. 2017. 中国民航规章CCAR-121-R5
[2]中华人民共和国交通运输部. 运输类飞机适航标准[S]. 第五版. 2016. 中国民航规章CCAR-25-R4
[3]民航局飞行标准司. 飞机起飞一发失效应急程序和一发失效复飞应急程序制作规范[S]. 第一版. 2014. 咨询通告AC-121-FS-2014-123
[4]民航局飞行标准司. 特殊机场的分类标准及运行要求[S]. 第二版. 2009. 咨询通告AC-121-2009-17R1