2018自招科普

雾对机场的影响及盲降系统

SINO8183

2018年二中自招科普

雾对机场的影响及盲降系统

注意:本文不能完全保证符合真实操作,不能作为真实飞行训练资料使用

雾天怎么起飞

2015年11月12日上午,济南严重雾霾。早上6点,济南机场周边能见度低于100米,早出港航班受到影响,大量航班被迫延误。上午9点20分,随着雾气逐渐退去,济南机场能见度达到200米,具备跑道视程200米起飞资质的山东航空率先得到起飞指令,10架山航早出港航班陆续起飞。10点20分,济南机场雾气逐渐减弱,达到正常起飞标准RVR400米后,其他公司的航班陆续起飞。山东航空能“提前”一小时起飞,得益于机上安装的HUD设备,即平视显示器。

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影响大雾天飞机起飞的主要因素是能见度过低,难以判断跑道剩余长度,难以判断上升状态等。HUD可通过投影将仪表数据投放到透明显示屏上。飞行员透过组合玻璃观察时,可以同时看到叠加在外景上的字符、图像等信息,不用频繁抬头看窗外,低头看仪表,可以更好地观察实际飞行状态,增强飞行员的情景意识。

ILS系统简介

我们俗称的“盲降”是“精密进近系统”的总称,“仪表着陆系统”(英文名“Instrument Landing System(ILS)”)是应用最为广泛的飞机精密进近和着陆引导系统。它的作用是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至决断高度,最终实现安全着陆。

地面ILS设备包括航向台 LOC 和下滑台 GS 。

如下图,航向台位于跑道进近方向的远端,波束为角度很小的扇形,提供飞机相对与跑道的航向道(水平位置)指引,形成对准跑道的一条竖直航道,下滑台位于跑道入口端一侧,通过仰角为3度左右的波束,提供飞机相对跑道入口的下滑道(垂直位置)指引,形成一条正中跑道入口的斜向平面

我们知道,同一空间中两个平面相交可以形成一条直线,下滑道面和航向道面相交,就构成盲降的下滑路径。

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雾天着陆的限制

仪表着陆分为三类——分别为I,II,III类,同时III类盲降又分为a,b,c三级,每一类盲降的实施均需要具备一定条件,包括机型限制,机组限制,机场限制和天气条件。首先航空器要有相应等级的盲降设备,机组人员要具有相应等级的飞行资质,同时机场也要具有相应等级的盲降设备,还要达到如下表所示的天气条件,才能安全实施盲降。

盲降等级 决断高度$^1$ 跑道视程$^3$
CAT-I 大于60m 不小于550m
CAT-II 30m~60 不小于350m
CAT-IIIa 低于30m(或无) 不小于200m
CAT-IIIb 低于30m(或无) 50m~200m
CAT-IIIc 无任何限制

1 决断高度是决定用目视方法继续进近以前能够下降的极限。如在通过决断高度之前还未建立进近所需的目视参考,必须复飞。简单来说 如果下降至决断高度还不能看到跑道上的明显标志物,则必须复飞

2 复飞,顾名思义即再次飞起来,即在降落前因天气原因、跑道冲突、机械故障等原因中止降落,再次爬升。下图的飞机由于跑道侧风过大无法稳定接地而复飞。

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3 跑道视程,即RVR,是指航空器的驾驶员在跑道中线上观察起飞方向或着陆方向的最大距离。即航空器的驾驶员在昼间能看到跑道面上的标志(白漆画出的中心线、接地区标志等) 、在夜间能看到跑道边灯或中线灯的最大距离。

现在,我国机场大多具备了CAT-I级盲降设备,大多数飞行员也已具备对应资质。部分大型机场更是具备CAT-II级资质——国内几个旅客吞吐量超过1000万的主要机场都装备了II类盲降系统,民航局要求自2014年1月1日起,全国旅客吞吐量排名前十的机场飞往首都机场的航班机长,都必须具备II类盲降资质,保证在雾霾中安全降落。据介绍,为获取资质,飞行员需要学习II类盲降理论课程,并在模拟机上进行II类盲降训练。

目前,欧美机场普遍拥有II类以上的盲降系统,主要机场一般均装备CAT-III系统。而国内只有极少机场具备CAT-III,资料显示,具备或部分具备III类盲降助航设备的机场有北京首都机场、香港赤蠟角机场、上海浦东机场、西安咸阳机场等。

我们来看一段外国航班实行CAT-IIIb盲降维也纳国际机场的驾驶舱录像,视频请用外网观看

视频中,飞机的着陆灯照亮了前方的浓雾,直至离地60m左右才能勉强看见跑道的灯光 但仍然稳稳着陆。

降不是你想降,想降就能降。飞机在着陆时是后轮接地。下滑时的姿态虽然也是后轮靠下,但这种姿态只是能使飞机以3度左右的下滑角下降,如果仍以这样大的下降率接地,不亚于拿着近百吨的飞机往地上砸,这就是重着陆,重着陆会对机体结构造成损伤,所以在离地6米左右的地方应拉平飞机,退出下滑姿态建立正常着陆姿态。

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1997年南方航空5.8空难,就是大暴雨天气下能见度过低,加之飞机进场速度过大,来不及拉平,下降率过大,前后轮同时接地,接地瞬间过载2.94G致使这架B737-300B飞机弹跳三次,机身结构严重受损,复飞后第二次降落失控导致的。下面的图显示了接地瞬间机身的姿态,可以看见机体前后轮同时接地(视频年代久远 画质。。。。 )

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在接地前拉平是十分重要的。CAT-I和CAT-II均只能把飞机引导至决断高度,不能控制飞机拉平,所以在使用lLS时需要在ILS引导至决断高度后断开自动驾驶,手动着陆。大雾天视线差,飞行员不能准确判断离地高度,可能导致拉平不及时,诱发事故。而CAT-III的b类和c类均可自动控制拉平,能增加安全裕度。

HUD能够降低起降标准,正是因为它能够提供精确的拉平引导。在HUD的显示器上,飞机接近机场时 显示器中心位置将会出现一个“小圆圈”。飞行员只需按照“圆圈”将飞机“套进去”,就能够实现精准降落。“通过HUD仪表着陆系统给出的指引信息,飞行降落的实际下降轨迹相当于一个‘大圈’ 而HUD上引导降落显示为一个‘小圈’。将飞机的‘大圈’套住HUD提供的‘小圈’ 飞机就能完成精准降落。”一位山航机长说。即使天气条件较差,飞机在降落时遭遇大雾天气,飞行员按照HUD提供的精准拉平引导,也可以进行“盲降”。

下面是一架A319飞机进近着陆的过程,可以看到,在接地前,HUD上的圆圈两旁出现了向上的箭头,引导飞行员拉平

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2018年末,中国民用航空总局在北京首都国际机场进行了跑道RVR90米试验飞行,山东航空派出一架B737-800,代表波音进行试飞,山东航空是国内机队较早配备HUD的航空公司(他们的机上广告至今还在播放HUD的宣传片)。中国国际航空公司派出一架A330-300代表空客进行试飞。试飞的圆满完成为降低雾天跑道运行标准打开大门。

说了那么多,既然飞机在大雾条件下能够运行,为什么我的航班在雾天还是延误?

跟我一起念:安全是民航的第一生产力!安全是民航的第一生产力!安全是民航的第一生产力!上述条件任意一个不满足,都可能诱发事故,为了安全,雾天就静下心来等一等吧。再说,我们的民航管理部门正在加紧先进助降设备和技术的验证工作,相信日后由于雾延误将变得越来越少。

至于那道题…

A处和B处受雾影响的天数一个12天一个7天,差别不大,基本可以忽略,如果题设在青岛,综合题目给的其他信息,A处的地形等条件均比B处好,以青岛的天气状况,雾的天数基本上没有太大影响。