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对话雾霾:飞行“盲降”不盲降
来源:《中国民航报》2017-02-15 17:14:00

回顾这个冬天,几次严重的雾霾天气再度“到访”华北地区。这不仅对人们的身体健康造成了伤害,低能见度天气同时影响了人们的出行,并给飞行员安全驾驶飞机带来了挑战。

当每一次因为机场低能见度而造成航班延误和取消的时候,一些对民航稍有了解的旅客总在问:“飞机不是有盲降设备吗?为什么还不能起降呢?”而事实是,飞行要讲科学,有盲降设备并不代表飞机能在伸手不见五指的天气下起降,盲降并不是盲目起降。

低能见度与盲降

让我们先了解什么是对飞行影响很大的低能见度天气和飞机的盲降吧。飞行员在驾驶飞机起飞降落时,要将视觉焦点从飞行仪表转换到外界目标(跑道)上。在这个过程中,飞行员要将高度和位置的信息从仪表转换到目视。

之所以说低能见度天气对飞行的安全影响很大,就是因为在低能见度天气下,飞行员视线受阻,没有更好的目视参考,对飞机的位置高度不能确定,也就无法让飞机安全落地。几年前的波兰总统专机空难,实际上就是一起典型的低能见度天气下机组强行落地造成的事故。

当机场被低云覆盖,或有很严重的雾霾时,就是我们所说的低能见度天气,这也是最容易导致飞行员“缺乏或丢失目视参考”而影响飞行安全的因素。

而什么是盲降呢?盲降并不是上述旅客所描述的“蒙着眼睛降落”,这是被早期航空英语的翻译误导了。盲降的英文为Instrument Landing System,简称“ILS”,意为“仪表着陆系统”。简单解释就是借助系统进行降落,在大雨、大雾等低能见度的情况下,能让飞行员安全准确驾驶飞机降落在跑道上,所以我们就亲切地叫它“盲降”。

具体地说,盲降就是由地面发射的两束无线电信号实现航向道和下滑道指引,建立一条由跑道指向空中的虚拟路径。飞机通过机载接收设备,确定自身与该路径的相对位置,使飞机沿正确方向飞向跑道并且平稳下降高度,最终实现安全着陆。

当今科技已经完全可以实现在能见度很低的天气下,让飞机安全自动落地。但是,飞行员使用盲降的基础条件,就是具备一定的能见度或跑道视程。根据盲降的精密度,它会给飞机提出不同的进近着陆要求。

目前,盲降分为三类,在中国机场最经常使用的仪表进近设备为Ⅰ类盲降和Ⅱ类盲降。

Ⅰ类盲降的天气标准是前方目视能见度不低于800 米(半英里)或跑道视程不小于550米,着陆最低标准的决断高度不低于60米。如果飞行员在60米的高度看清跑道就可实施着落,否则就得复飞。

Ⅱ类盲降标准是前方目视能见度不低于400米或跑道视程不小于350米,着陆最低标准的决断高度不低于30米。

由此可以看出,我们经常在各类媒体上了解到的Ⅱ类盲降对于能见度的要求比Ⅰ类盲降更低,其安全风险也更大,对飞行员、飞机、机场设施设备都有更高的要求。从技术方面看,申请Ⅱ类盲降运行,首先考验的是飞机本身。出于安全考虑,需要运行Ⅱ类盲降的飞机,其自身的维护项目、维护间隔和要求都有相对更严格的标准。而要具备二类盲降能力,跑道的盲降信号、净空区、跑道防侵入能力等设施建设和维护的成本也会大大提高。不过,Ⅱ类盲降运行已经是一项非常成熟的技术,现在中国的一些大机场都在运行Ⅱ类盲降,所以旅客完全没有必要担心。对于旅客来说,这也意味着在保证飞行安全的基础上,可以在更差的天气下更准点成行。

一次Ⅱ类盲降

运行下的完美落地

当然,运行Ⅱ类盲降,对机组和飞行员的技术、资质以及经验也有着更高的要求。去年9月,笔者执行CZ453航班飞行任务,从上海浦东飞往阿姆斯特丹。在落地时正是阿姆斯特丹机场的凌晨,恰好遇上了大雾,能见度一直徘徊在400米~500米。于是,机组决定在阿姆斯特丹机场执行Ⅱ类盲降运行。

首先,我们确定了机长和在座的副驾驶都有Ⅱ类盲降运行的资质,并且刚完成模拟机训练,执照上也有签注。机组在下降前发出了Ⅱ类盲降的下降简令。其次,我们确认了阿姆斯特丹机场的天气,跑道RVR(跑道视程)落地端800米,中间端400米,停止端600米,静风,符合Ⅱ类盲降运行的天气要求,备降机场法兰克福天气很好,油量也足够。最后,飞机是适航的。我们按照简令,有条不紊且按部就班地操作,并再次强调继续进近和复飞的条件,五边注意力分配的转换和滑行的要求。

我们在距地面300英尺时就看见了跑道,确认了跑道的目视参考后,我发布了口令:落地。驾驶舱的视线注意力转换,我开始看外面,副驾驶视线转入驾驶舱,飞机开始做拉平落地的动作。整个落地和滑跑过程都是飞机的自动驾驶仪完成的,我的手和脚一直在飞机操纵面上,随时准备中断自动驾驶仪的工作或者复飞。最终,飞机轻盈接地,我心里给这次落地打出了9分的高分。

现代科学技术正在高速发展,我们还有对能见度要求更低的盲降:Ⅲ类盲降。Ⅲ类盲降是指在任何高度都不能有效地看到跑道,只能由飞行员自行作出着陆的决定,而无决断高度。Ⅲ类盲降又可细分为ⅢA、ⅢB和ⅢC这3个子类:ⅢA类的天气标准是前方能见度200米(700英尺),决断高度低于30米或无决断高度,但应考虑有足够的中止着陆距离,跑道视程不小于200米;ⅢB类的天气标准是前方能见度50米(150英尺),决断高度低于15米或无决断高度,跑道视程在50米~200米,保证接地后有足够的滑行距离;ⅢC类没有决断高度和跑道视程的限制,也就是说在“伸手不见五指”的情况下,凭借盲降引导自动安全着陆滑行。可见,只有ⅢC类盲降才是真正意义上的盲降。

虽然中国民航局制定的标准中包括Ⅲ类盲降,但由于机场和航空公司没有相应资质,降落都止步于Ⅱ类盲降。旅客也可以理解为当跑道视程小于350米时,无论决断高度为多少,飞机都无法降落。出于安全考虑,国际民航组织(ICAO)至今没有批准任何一家航空公司的ⅢC类盲降运行。但总会一天,我们会让ⅢC类盲降成为中国机场的标准配置,让旅客们能更正点安全地出行。

安全是飞行永恒的主题

除了盲降设备外,还有什么设备能帮助飞行员在飞机起飞降落过程中更少或者不再受到低能见度天气的影响呢?哪些设备可以让飞行员在低能见度、缺少复杂助航设备,甚至肉眼无法看清跑道真实情况的条件下继续进近至降落停稳?

目前,很多飞机上已经开始使用的飞行增强视景系统就可以让飞行员在低于目前规定的能见度下手动完成着陆。飞行增强视景系统是通过飞机上配有的红外摄影机,穿透雾和雨呈现出跑道的真实情况,以此防止因为目的地能见度低而出现航班取消或航班改道的情况。未来,这种技术可能还将与其他传感器和计算机生成的跑道图片综合起来使用。

飞行增强视景系统绝对可以提高目前航班的安全性和准点率。在未来数年之内,配有先进计算机硬件的公务机和客机将能让飞行员不受机场能见度的影响,甚至不需要用肉眼看清跑道情况,只通过仪表就降落在任一机场。

在电影《萨利机长》里,萨利的飞行座右铭是:宁要延误,不要事故。在电影《飞行器里的好小伙》里最后的那段台词也非常有意思:1910年,从伦敦到巴黎,飞行记录是25小时11分钟;今天的超音速飞行,从伦敦到巴黎只需要1个小时,而且这个纪录还在不断被刷新。当然,也有例外的时候——机场开始广播:“女士们,先生们,我们抱歉地通知,由于本场天气持续大雾,我们的航班不得不再次延误……”

随着新技术水平的提高,我们会感慨:“飞机变大变快,地球越来越小。”飞机作为交通工具受天气的影响一定会越来越小,而最终成为全天候的交通工具。但就目前而言,我们的飞行还不得不受到天气的制约,即使有盲降设备,也不能盲目起降,安全是飞行永恒的主题。

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让飞机更智能:霍尼韦尔“破霾”有奇招

近年来,雾霾问题愈发严重,不仅影响人们的身体健康,也给航空运输带来了新的挑战。 雾霾侵袭之处能见度大幅降低,导致航班大面积延误或取消,严重影响飞机正常起降。其实,不仅乘客对雾霾怨声载道,飞行员也深受其扰。霍尼韦尔在2016年发布的一项针对中国飞行员的调查显示,天气因素是几乎所有飞行员在起飞、巡航和降落等所有飞行阶段的首要顾虑之一,有65%的受访者认为对恶劣天气的识别与判断是他们在降落阶段的最大挑战。雾霾导致的低能见度对机场跑道视程和决断高度造成影响,同时能见度降低也加重了飞行员的工作负荷,增加安全隐患。因此,投资研发新技术将发挥至关重要的作用。

霍尼韦尔Smart系列的多项先进科技均能减少低能见度天气对飞行的影响,提高飞行安全和效率。例如,SmartView综合视景系统能成为飞行员穿透雾霾的“透视眼”;SmartPath智能路径系统则可以通过精准的着陆引导,帮助飞行员更高效、稳定地完成进近;SmartRunway智能跑道系统和SmartLanding智能着陆系统可以提升进近及降落后的跑道安全,减少恶劣天气下跑道入侵或偏离带来的风险。

SmartView:

清晰视野,减轻飞行员负担

针对雾霾限制决断高度这一问题,霍尼韦尔的SmartView综合视景系统首创地形、障碍物和机场跑道的三维图像显示,使飞行员能在飞行全程对飞机外部保持清晰的视野,在更低的决断高度下安全着陆。SmartView可谓飞行员的终极安全工具和透视眼。 无论遇到怎样的天气,飞行员都可以通过霍尼韦尔SmartView综合视景系统获取最先进的地形、障碍物及跑道的图像,从而提高飞行安全性及情景感知能力,为机组人员、乘客及飞机提供前所未有的强大保护。

该系统将霍尼韦尔增强型近地警告系统(EGPWS)数据库中的信息与机载传感器数据结合,在主飞行显示器上生成三维立体图像。直观的平视符号配合3D视图,针对舱外环境及飞行参数提供轻松易读且可靠的信息。综合视景系统的性能与数据库的质量息息相关,而霍尼韦尔的EGPWS拥有全球领先的数据库,至今已有900多万飞行小时,经过3亿多次飞行考验。

SmartRunway和SmartLanding:

智能预警,保障跑道安全

国际航空运输协会(IATA)2015年度安全报告显示,偏离跑道和滑行道事故是全年发生最多的事故类别,占全部事故总数的22%。幸运的是,霍尼韦尔的SmartRunway智能跑道和SmartLanding智能着陆系统可以使飞行员胸有成竹地坐在驾驶舱中平视操作。因为他们知道如果有潜在风险,SmartRunway和SmartLanding系统会提前发出语音及可视警告。SmartRunway和SmartLanding系统有助于增强飞行员的情境感知能力,最大化确保最终进近及降落后的跑道安全,减少恶劣天气下跑道入侵或偏离带来的风险。在正常情况下,该系统不会发出或显示任何警告信息,但是当飞机进近跑道过快或过高时,一个语音及可视化提示会立即发出。

SmartPath:

灵活进近,增加机场容量

当雾霾天气影响能见度时,通常飞行员会选择盲降。当前许多国内机场采用仪表着陆系统(ILS)引导飞机盲降。这一技术要求每条跑道终点需要一个独立的ILS系统和两个子系统用于侧方向定位,同时还需要一个位于跑道侧方且提供垂直方位的下滑道天线。当飞机飞近跑道时,这些装置各自发挥作用,向飞机发送无线电波。但是ILS系统也存在一些局限性。一旦断电,ILS系统就无法工作,而且只能提供3个固定的下降角度,在灵活性方面略逊一筹。

与ILS系统相比,霍尼韦尔的SmartPath智能路径陆基增强系统(GBAS)可以支持飞行员更安全、高效、灵活地选择进近路径,并且不受断电和信号干扰的影响,能够帮助飞行员安全地在恶劣天气和低能见度的条件下更好地实施盲降。

2015年6月,霍尼韦尔联合波音进行了业内首次飞行演示,成功验证了升级版的SmartPath系统如何引导飞机在无决断高度、最小跑道视距仅150英尺的气象条件下(Ⅲ类盲降着陆标准)安全着陆。目前,全世界已有15 个以上的机场受益于霍尼韦尔的陆基增强系统。

2015年4月,SmartPath在上海浦东国际机场完成了首次飞行演示,目前正在进行商业飞行的测试, 有望在2017年取得中国民航局的认证。(中国民航网 姚永强)

责任编辑:邢路
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