秋冬航班运行的风险分析与建议

胡世勇 编 辑:陈虹莹 2023-10-10 17:01:00

摘要:随着秋冬季节的来临,气候发生了很大的变化,飞行员需要在思想上重视换季后的天气所带来的潜在风险,例如:鸟类活动、降雪、低能见度和低温。只有充分的认识到这些天气带来的威胁,飞行中采取合理的预防管控措施,关口前移,才能在保证飞行安全的路上越飞越高,越飞越远。
关键词:秋冬、换季、民航、鸟击、降雪、低能见度、低温、威胁与差错管理。
 
随着国庆节的到来,全国的天气逐渐转凉,也有了“鸡声茅店月 人迹板桥霜的寒凉肃杀。这也预示着寒冷冬天的脚步也近了。
冬季是全年最冷的季节,1月又是冬季最冷的月份,全国有三分之二以上国土,平均气温在0℃以下。l 月等温线中的0℃等温线,大致通过淮河、秦岭一直向西延伸到青藏高原的东南边缘。东北、西北以及大部分青藏高原,一月平均气温在-10℃以下,其中大兴安岭、小兴安岭、阿尔泰山及藏北高原还在-20℃以下,大兴安岭以北在-30℃以下。总之,我国冬季气温分布的规律是自南向北,随着纬度的增高逐渐降低,南北气温相差极大,达50℃以上。平均每向北增加一个纬度,气温递降1.5℃。冬季蒙方高气压形成,同时海洋上出现了低气压,造成了冷空气向东向海流动的形势,因此,在秋冬之交、冬季和冬春之交,我国常受到寒潮的袭击。
秋冬季节的气候变化对“看天吃饭的航空业而言,也带来不小的挑战,主要的威胁有鸟类频繁活动带来鸟击的风险,寒潮天气带来的降雪、积冰、低云低能见度、低温等。根据TEM(威胁与差错管理)模型,将航班中的可预见性风险提前管控,关口前移,制定相应的防控措施可大大降低威胁转化为差错的几率。为此,笔者分析出以下几种秋冬季节的可预见风险并提出相应的管控措施。
 
一、秋冬季运行的风险分析
(一)鸟击风险
飞行中鸟击事件相对普遍,通常发生在地面或者低高度飞行阶段,虽然相较于空中失控、可控飞行撞地的危害较小,但在运行中也会对飞行运行造成较大的经济损失,有时也会影响运行安全。历史上第一起鸟击事件是莱特兄弟在1905年记录的,2009年全美航空1549航班因遭遇鸟击而迫降哈德逊河。
“秋风起兮白云归,草木黄落雁南归。全球候鸟迁徙线路主要有八条,其中三条从我国经过,分别为东非—西亚迁徙线、中亚—印度迁徙线、东亚—澳大利亚迁徙线,每年从我国过境的候鸟种类和数量约占迁徙候鸟的20%~25%,全国大部分地区均地处重要的国际候鸟迁徙路线之上。其中,东亚——澳大利亚迁徙线候鸟数量最多,飞翔在这条线路上有白鹳、天鹅、黑鹳,猛禽有老鹰、猫头鹰,雀科类有相思、画眉等。
中国候鸟迁徙路线共有三条:西部迁徙路线:内蒙古西部、甘肃、青海和宁夏的候鸟,秋季向南迁飞,至四川盆地西部和云贵高原越冬。新疆地区的湿地水鸟可向东南汇入该西部迁徙路线。中部迁徙路线:在内蒙古东部、中部草原,华北西部和陕西地区繁殖的候鸟,秋季进入四川盆地越冬,或继续向华中或更南的地区越冬。东部迁徙路线:在俄罗斯、日本、朝鲜半岛和我国东北与华北东部繁殖的湿地水鸟,春、秋季节通过我国东部沿海地区进行南北方向的迁徙。
鸟类迁飞的高度一般在1000m以下,小型鸣禽的迁徙高度为50-300m,大型鸟可达2000~6300m,天鹅达到9000m,可飞过珠穆朗玛峰。鸟类夜间迁徙的高度往往低于白天。天晴时,鸟类迁飞较高,在有云雾或强劲的逆风时,要低空迁飞。
图一:鸟击对飞机各个部位造成的损坏
从图一可以看到大约四分之三的鸟击发生在机翼及发动机附近部位。
(二)降雪天气风险
“北国风光,千里冰封,万里雪飘。一到冬季,我国大部分地区都有降雪,下图是我国的降雪气候分区。降雪天气是冬季对飞行安全带来巨大挑战的危险天气之一。图二所示中国降雪情况分布:

图二:中国降雪情况分布图
当机场发生降雪情况时,如果机场的扫雪能力不足,或造成机场关闭或因道面扫雪不彻底导致道面堆积雪堆或道面摩擦系数低,防止“冲、偏、擦事件。2020年1月,加拿大西捷航空(WestJet)一架B737客机,在斯坦菲尔德国际机场冒着大雪降落,但由于地面湿雪,刹车效应未知,飞机没有按预期着陆,冲出了跑道。
降雪还会造成飞机机翼机身结冰,许多事故表明飞机结冰严重危害飞行安全,安大略航空1363号航班在大雪中延误近一个小时没有采取地面除防冰操作,导致飞机刚起飞后49秒便坠毁的事故。当发生降雪时,飞机如果在地面需要进行除防冰。机组需要首先识别飞机是否需要进行除防冰,如果需要,则要参考相应的除防冰检查单进行操作,当除防冰结束后,机组需要根据外界气象条件,防冰液浓度与类型确定保持时间,当遇到降雪情况严重,加之排队等待,很有可能会超过防冰液的保持时间,这时候机组需要再次进行除防冰操作。
(三)低能见度天气
图三、图四说明在2022年全年全国大多数城市的优良天数和重点地区空气质量分布:优良天数的比例为86.5%,还是有近13.5%的天数为优良以下,其中京津冀及周边地区的情况较为不好。
图三:2022年1-12月全国339个地级及以上城市各级别天数比例
 

 


图四:2022年1~12月全国及重点区域空气质量比较
污染物排放量超出环境容量的50%以上,是重污染频发的根本原因;大气中氮氧化物和挥发性有机物的浓度高,造成大气氧化性增强,是重污染期间二次PM2.5快速增长的关键因素;不利的气象条件导致了区域环境容量大幅降低,这是重污染天气形成的必要条件;区域传输对PM2.5有显著影响,以上四个因素是造成冬季低能见度天气的主要原因。
数据统计,乌鲁木齐机场2020年至2021年冬季出现48个大雾日,多为平流雾与辐射雾的混合雾,尤其是11 月至次年1月份,出现冻雾天气的总数占大雾总数的87.8%。严重冻雾天气的能见度短时会小于100米,垂直能见度不足30米。受能见度天气影响,机组在滑行、起飞、着陆时需要执行特定的低能见运行程序,机组需要明确起降能见度标准,所需目视参考,明确油量情况与等待时间,做好决策。机组在Ⅱ类(Ⅲ类)盲降或HUD运行情况下,需要机组具有较强的专业理论知识、飞机操纵技能和决策处置能力,对航空器机载设备以及地面导航设备的准确性也有着较高要求。
(四)低温天气
如图五所示,根据中国气象的全国全年平均气温折线图可以看出,冬季的时候,全国的温度普遍较低。

图五:全国全年平均温度曲线图
在极端低温天气下运行时,航空器实际高度会比气压高度表指示的高度偏低,尤其是在非精密进近或类精密进近的最后阶段,如果没有正确采取低温修正,可能造成部分阶段无法满足规定的超障裕度而触发地形警告,可控飞行撞地的风险增大。低温下非精密进近的4个风险点:起始进近/中间进近航段可能触发地形警告和可控飞行撞地;最后进近航段可能穿越MOCA;转为人工目视飞行后可能造成不稳定进近;DA/DDA/MDA不能建立目视参考时继续下降高度将可能造成可控飞行撞地。如图六所示:

图六:低温下非精密进近的四个风险阶段
 
二、针对秋冬季运行的四方面风险提出对应的安全建议
(一)机场部门要及时通报鸟类活动信息,以便飞行机组能更好的了解鸟类活动。如果在机场跑道附近有报告或观察到鸟群活动,机组应考虑:在油量允许的情况下延迟起飞或着陆,通知塔台并等待机场处理后在决定继续;如可能,选择没有鸟类活动的另一条跑道起降。为防止或减少鸟击造成的后果,飞行机组应该在起飞和进近简令中将鸟击风险进行着重讨论,在最后进近阶段如有鸟类活动报告,必须保持较高的警惕。发生鸟击后,机组要积极及时报告鸟击情况。机务维护人员须遵循飞机维护手册中相应的鸟击检查维护程序。
(二)机组需要认真学习局方下发的《雪情通告编发规范》《航空承运人湿跑道和污染跑道运行管理规定》,做好起飞着陆性能计算。(1)积极报告:飞行机组察觉到跑道刹车效应低于机场管理机构提供的跑道表面状况时,应在不影响航空器的控制和安全的前提下,及时向管制部门做出跑道制动特别空中报告。(2)主动寻求支持:航前机组应及早获取出发机场和目的地机场的跑道道面状况;尽可能在开始下降进近准备前,获得天气(包括道面情况);通过ATIS或询问管制员以便及时获得跑道道面信息更新;合理询问前面落地飞机的刹车效应。(3)准确计算性能:在计算确定着陆距离和侧风标准时,实施机组双计算双复核制,至少两人分别计算,互相核对检查计算结果,做好交叉检查;在计算确定着陆距离和侧风标准时,应同时明确“走停(继续进近/中止进近)的“临界决断点;计算起飞性能时,如果三段RWYCC或道面状况不一致,使用不同的 RWYCC或道面状况分别计算,选取最保守的数据。(4)精准操纵飞机:注意发动机推力对称,禁止使用差动推力;考虑使用自动进近;严格稳定进近标准,规范操纵动作;扎实接地,接地后及时使用和监控减速装置工作情况,避免提前解除自动刹车;严格拉平落地以及接地后滑跑的方向控制避免长平飘;方向控制在滑跑期间,按需使用方向舵脚蹬和差动刹车。(5)科学评估决策:确定机场的保障能力和天气条件,有的机场保障能力较好,天气稳定,前序落地航班报告正常,有较好条件采信相关方提供的 RWYCC 等数据。有的机场保障能力不确定,或天气条件不稳定,前序落地航班报告道面状况出现变化,需要保守评估和决策;明确进近时段和进近方式,着陆距离计算表格并未考虑进近方式的不同,但不同的进近方式以及进近时段,可能会影响机组操纵特别是接地位置和接地速度的准确性,机组需要充分考虑。
(三)针对低能见天气组织专项培训和技术研讨,明确起降标准,所需目视参考学习,掌握影响目视能力的天气现象。学习《运行规范》中机型的使用限制标准、局方规章CCAR-121部、咨询通告AC-97-FS-2011-01和AC-91-FS-2020-01。机组还需要根据飞机所处的飞行阶段制定相应的特情处置预案,以B737为例,当机组执行二类进近的自动着陆下降到约400英尺时,飞机会有较大的上仰配平,如果此时机组决策要脱开自动驾驶复飞,需要用较大的力维持飞机的俯仰姿态,如果机组在慌乱中匆忙复飞,忽略这一点很可能造成飞机异常状态。
(四)飞行机组要熟练掌握各机场运行特点、突出风险以及公司制定的管控措施,认真负责地做好飞行前准备和起飞/进近简令;在低温运行时,要根据实际温度正确使用低温航图或严格按照公司手册进行低温修正,并及时通报管制单位;使通常情况下不应对 ATC 指定的高度进行修正;如果 ATC 监测到高度误差并通知机组或者机组了解到可能的高度指示误差,并感到没有足够的地形安全空间,必须对高度进行修正时,应和ATC进行协调,并将飞行高度、高度表的指示和应修正的误差通报ATC,如果在管制机场要修正的话,机组首先要将修正意图告知ATC ,这样才能保证区域内运行飞机的垂直间隔,可以根据波音提供的简易修正表/或EFB工具快速计算修正值,然后加到对应的程序点。
冬季的到来意味着一年的结束,在飞行中意味着一个新的开始,飞行机组要在思想上重视冬季天气所带来的潜在风险,强化理论知识,提升风险管控能力,夯实飞行技能,锤炼基本功,安全顺利地度过寒冷的冬天。(南航新疆分公司:胡世勇)(编辑:陈虹莹 校对:李海燕 审核:程凌)
 
参考资料:
鸟类迁徙——互联网
气象知识——中国气象网