岳寧 張龍

ETOPS為Extended-range Operations的縮寫，中文翻譯為：延程運(yùn)行。ETOPS是國(guó)際民航管理機(jī)構(gòu)專門為了保證雙發(fā)飛機(jī)安全飛行而提出的一項(xiàng)特別的要求，指的是在飛機(jī)的運(yùn)行航路上有一點(diǎn)到合適機(jī)場(chǎng)的距離，超過單發(fā)巡航速度狀態(tài)下60分鐘飛行（以雙發(fā)渦輪為動(dòng)力的飛機(jī)）或超過一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)失效狀態(tài)下180分鐘飛行（以兩臺(tái)以上渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的飛機(jī)）的運(yùn)行。在確定航程時(shí)，假設(shè)飛機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)條件下靜止大氣中以經(jīng)批準(zhǔn)的一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)不工作時(shí)的巡航速度飛行，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)飛抵最近的備降機(jī)場(chǎng)，這就是通常所說的ETOPS要求。

比如，獲得“180分鐘ETOPS”就是指飛機(jī)單發(fā)失效的情況下飛往備降機(jī)場(chǎng)所規(guī)定的時(shí)間不能超過180分鐘。這樣就要求該飛機(jī)在航路選擇上應(yīng)滿足要求。ETOPS主要應(yīng)用在跨洋飛行，因?yàn)榇藭r(shí)可供選擇的備降機(jī)場(chǎng)較少，如果沒有ETOPS能力，意味著飛機(jī)需要選擇盡量靠海岸線的航路飛行，以確保安全。簡(jiǎn)單而言，ETOPS能力越強(qiáng)，意味著航空公司可以利用雙發(fā)飛機(jī)開辟更多的直飛跨洋航線。ETOPS的目的是提供高水平的安全性，便于雙發(fā)飛機(jī)不受先前的限制與四發(fā)和三發(fā)飛機(jī)一樣續(xù)航。

ETOPS型號(hào)設(shè)計(jì)的由來

為保證航空公司的ETOPS運(yùn)營(yíng)要求，飛機(jī)制造商應(yīng)將ETOPS納入其設(shè)計(jì)目標(biāo)，由適航當(dāng)局依據(jù)其設(shè)計(jì)目標(biāo)對(duì)提交型號(hào)合格審定的飛機(jī)，做適當(dāng)高于其適用適航標(biāo)準(zhǔn)要求的審定。1953年，美國(guó)聯(lián)邦航空管理局（FAA）頒布的條例FAR121.161中明確規(guī)定，除非有FAA的批準(zhǔn)，否則不允許雙發(fā)或三發(fā)飛機(jī)在距途中備降機(jī)場(chǎng)單發(fā)飛行時(shí)間超過60分鐘的航線上飛行，國(guó)際民用航空組織（ICAO）采取了類似的規(guī)定。

20世紀(jì)50到60年代，普惠公司JT8D系列發(fā)動(dòng)機(jī)安裝的波音727系列、波音737系列上，可靠性明顯提高，1964年，F(xiàn)AA取消了三發(fā)飛機(jī)的“60分鐘限制”。1974年，空客A300寬體客機(jī)，首次裝備了高涵道比CF6-80系列發(fā)動(dòng)機(jī)，空客提出了“90分鐘改航時(shí)間”，這也得到ICAO的認(rèn)同。

對(duì)第121.161條的首次偏離是1977年，在加勒比海放行了75分鐘的ETOPS。1985年，作為對(duì)工業(yè)界希望獲得更長(zhǎng)偏離允許美國(guó)至歐洲的飛行的回應(yīng)，F(xiàn)AA頒布咨詢通告AC120-42，規(guī)定了獲得最高120分鐘ETOPS偏離的批準(zhǔn)流程。該AC于1988年改版為AC120-42A，延長(zhǎng)了最大偏離時(shí)間至不超過180分鐘。

AC120-42A中型號(hào)設(shè)計(jì)批準(zhǔn)的授予包括兩部分流程。首先，F(xiàn)AA確定候選飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)組合滿足飛機(jī)改航過程中安全運(yùn)行的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。其次，F(xiàn)AA評(píng)估該飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)組合服役中空中停車（IFSD）和其他重要飛機(jī)系統(tǒng)故障。該AC要求在進(jìn)行上述評(píng)估之前需積累25萬發(fā)動(dòng)機(jī)小時(shí)的服役經(jīng)歷。隨著波音777飛機(jī)的出現(xiàn)，F(xiàn)AA引入了一種方法，使申請(qǐng)人可以不具備AC120-42A中所要求的服役經(jīng)歷就能夠獲得ETOPS型號(hào)設(shè)計(jì)批準(zhǔn)。這種方法被稱為“早期ETOPS”批準(zhǔn)流程，并針對(duì)波音777飛機(jī)制定了專用條件。

作為對(duì)工業(yè)界要求在AC120-42A最長(zhǎng)180分鐘改航時(shí)間的基礎(chǔ)上增加15%延程的回應(yīng)，F(xiàn)AA于2000年頒布了ETOPS政策信函EPL20-1，207分鐘ETOPS運(yùn)行批準(zhǔn)準(zhǔn)則，允許在北太平洋地區(qū)進(jìn)行最大207分鐘改航時(shí)間的航線運(yùn)行。這一額外的運(yùn)行授權(quán)僅限于由于天氣或其他情況預(yù)期航線上正常180分鐘改航機(jī)場(chǎng)不可用時(shí)，但這種情況很少發(fā)生，且要具體問題具體對(duì)待。為了符合該額外運(yùn)行批準(zhǔn)的要求，該政策信函針對(duì)已批準(zhǔn)180分鐘ETOPS的飛機(jī)制定了一些額外的設(shè)計(jì)規(guī)定。

20世紀(jì)90年代末，F(xiàn)AA認(rèn)為不能再繼續(xù)通過運(yùn)行法規(guī)的特殊批準(zhǔn)來管理ETOPS，同時(shí)也認(rèn)識(shí)到ETOPS政策中的某些方面和流程應(yīng)該是對(duì)所有長(zhǎng)航程運(yùn)行，包括多于雙發(fā)的121部載客飛機(jī)的運(yùn)行和135部的運(yùn)行。因此，F(xiàn)AA將很多原來只適用于雙發(fā)飛機(jī)運(yùn)行的ETOPS型號(hào)設(shè)計(jì)和運(yùn)行實(shí)踐合成了新的運(yùn)行法規(guī)，制定了最大改航時(shí)間超過180分鐘的雙發(fā)飛機(jī)設(shè)計(jì)和全時(shí)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。

FAR25部于2007年修訂，將AC120-42A中的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、波音777飛機(jī)專用條件中的早期ETOPS方法和為207分鐘制定的政策法律化。此外，該規(guī)章允許雙發(fā)飛機(jī)獲得超過180分鐘最長(zhǎng)改航時(shí)間的ETOPS批準(zhǔn)。

FAA對(duì)ETOPS型號(hào)設(shè)計(jì)批準(zhǔn)的要求

ETOPS審定與飛機(jī)多個(gè)系統(tǒng)相關(guān)，并涉及多部規(guī)章，如FAR21部、FAR25部（25.1535和附錄K等）、FAR33部（33.201）等。其中，25.1535要求每個(gè)尋求ETOPS型號(hào)設(shè)計(jì)批準(zhǔn)的申請(qǐng)人符合25部附錄K的規(guī)定。25.1535是一個(gè)“指引”條款。因?yàn)镋TOPS型號(hào)設(shè)計(jì)批準(zhǔn)是可選擇的，其審定要求包含在CFR的附錄中。

FAA對(duì)型號(hào)的ETOPS設(shè)計(jì)要求主要考慮以下方面：符合25部的ETOPS考慮，包括ETOPS場(chǎng)景、飛機(jī)系統(tǒng)安全性評(píng)估等;人為因素，考慮在申請(qǐng)批準(zhǔn)的最長(zhǎng)改航時(shí)間內(nèi)，連續(xù)運(yùn)行過程中由于失效對(duì)機(jī)組工作量，運(yùn)行方面的因素和機(jī)組與乘客的生理需求的影響;結(jié)冰條件下的運(yùn)行;電源供給;時(shí)間限制系統(tǒng);飛機(jī)燃油系統(tǒng)設(shè)計(jì);低燃油量警告;APU設(shè)計(jì);發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控;構(gòu)型維護(hù)程序文件;飛機(jī)飛行手冊(cè)。

對(duì)于雙發(fā)飛機(jī)，F(xiàn)AA為申請(qǐng)人提供了三種方法來獲得飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)組合的批準(zhǔn)，分別是“服役經(jīng)歷方法”、“早期ETOPS方法”和“服役經(jīng)歷和早期ETOPS相結(jié)合的方法”。

服役經(jīng)歷法是基于對(duì)候選飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)組合的設(shè)計(jì)和服役經(jīng)歷的評(píng)估，來確定飛機(jī)系統(tǒng)具有延程運(yùn)行的能力和可靠性。此外，必須通過對(duì)空中停車率的測(cè)量證明推進(jìn)系統(tǒng)的可靠性水平是可接受的。該方法主要評(píng)估內(nèi)容有：世界機(jī)隊(duì)經(jīng)驗(yàn)的積累、空中停車率、推進(jìn)系統(tǒng)評(píng)估、飛機(jī)系統(tǒng)評(píng)估和飛機(jī)飛行試驗(yàn)。

早期ETOPS方法定義了比正常在25部下頒發(fā)新型號(hào)合格證更嚴(yán)格的分析和試驗(yàn)要求。額外的分析和試驗(yàn)用于補(bǔ)償通常一架使用傳統(tǒng)方法審定的新飛機(jī)在服役2年后才能達(dá)到的設(shè)計(jì)成熟度。這種方法允許FAA對(duì)一架新飛機(jī)進(jìn)行ETOPS批準(zhǔn)，而無需服役經(jīng)歷方法中的服役經(jīng)歷。該方法主要評(píng)估內(nèi)容有：相關(guān)經(jīng)驗(yàn)評(píng)估、推進(jìn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、維護(hù)和運(yùn)行程序的驗(yàn)證、推進(jìn)系統(tǒng)驗(yàn)證試驗(yàn)、新技術(shù)試驗(yàn)、APU驗(yàn)證試驗(yàn)、飛機(jī)演示、問題跟蹤和解決系統(tǒng)。

服役經(jīng)歷和早期ETOPS相結(jié)合的ETOPS批準(zhǔn)方法，是使用服役經(jīng)歷方法中至少15000世界機(jī)隊(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)小時(shí)的服役經(jīng)歷，來代替早期ETOPS方法所要求的飛機(jī)演示試驗(yàn)。所有其他早期ETOPS方法的要求均適用，包括問題跟蹤和解決系統(tǒng)的要求。

EASA對(duì)ETOPS型號(hào)設(shè)計(jì)批準(zhǔn)的要求

歐洲航空安全局（EASA）對(duì)ETOPS審定要求主要見適航規(guī)章CS25.1535，其要求是符合CS25部中與最大持續(xù)飛行和最長(zhǎng)改航時(shí)間相關(guān)的要求，并考慮機(jī)組人員工作量和使用限制及飛行機(jī)組人員和乘客在最長(zhǎng)改航時(shí)間內(nèi)的生理需求。頒布于2010年12月的可接受的符合性方法AMC20-6《雙發(fā)飛機(jī)ETOPS合格審定和運(yùn)行》為根據(jù)CS25部進(jìn)行ETOPS審定給出了詳細(xì)的指導(dǎo)，其核心內(nèi)容有：一般考慮、型號(hào)設(shè)計(jì)批準(zhǔn)考慮、運(yùn)營(yíng)批準(zhǔn)考慮、推進(jìn)系統(tǒng)可靠性評(píng)估、飛機(jī)系統(tǒng)可靠性評(píng)估、使用限制、飛行準(zhǔn)備和飛行中程序、ETOPS培訓(xùn)大綱、典型ETOPS使用手冊(cè)附件、持續(xù)適航性考慮等。在型號(hào)設(shè)計(jì)批準(zhǔn)考慮方面，AMC20-6給出了詳細(xì)要求和指導(dǎo)方法：

1）可靠性確認(rèn)方法。主要有兩種：服役經(jīng)歷方法和早期ETOPS方法。

2）推進(jìn)系統(tǒng)可靠性評(píng)估方法。在ETOPS審定過程中有兩種方法，一是通過積累服役經(jīng)驗(yàn)（新發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)應(yīng)有100000發(fā)動(dòng)機(jī)小時(shí)數(shù)，衍生型發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)有50000發(fā)動(dòng)機(jī)小時(shí)數(shù)，3000到4000小時(shí)數(shù)是顯示故障區(qū)域的必要時(shí)間）證明穩(wěn)態(tài)可靠度。二是通過TC或STC持有人與適航當(dāng)局關(guān)于設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和分析達(dá)成的協(xié)議表明符合性（可接受的早期ETOPS合格審定計(jì)劃和推進(jìn)系統(tǒng)確認(rèn)試驗(yàn)）。推進(jìn)系統(tǒng)有多大程度上是以前安裝于獲得ETOPS批準(zhǔn)飛機(jī)上的推進(jìn)系統(tǒng)的衍生型，也是成熟度水平的重要因素。

為確保批準(zhǔn)ETOPS的推進(jìn)系統(tǒng)必須足夠可靠以確保滿足定義的安全性目標(biāo)，AMC給出了風(fēng)險(xiǎn)管理要求和風(fēng)險(xiǎn)模型。如對(duì)于最大批準(zhǔn)改航時(shí)間為180分鐘或更短的ETOPS，對(duì)現(xiàn)代固定翼噴氣飛機(jī)的使用情況統(tǒng)計(jì)表明災(zāi)難性事故率為0.3×10-6每飛行小時(shí)。批準(zhǔn)的飛機(jī)型號(hào)的可靠度至少應(yīng)和同等的技術(shù)設(shè)備相同。因此，0.3×10-6每飛行小時(shí)被選作低于180分鐘ETOPS批準(zhǔn)的安全性目標(biāo)?？紤]到安全性目標(biāo)，可接受的方法是將總體目標(biāo)分配給潛在的影響因素。由于獨(dú)立原因?qū)е碌耐屏ν耆珕适г斐傻臑?zāi)難性事故概率應(yīng)低于0.3×10-8每飛行小時(shí)。使用ICAO頒布的計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)空中停車率，總結(jié)上述安全性目標(biāo)和事故統(tǒng)計(jì)，得出了目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)空中停車率和最大改航時(shí)間之間的關(guān)系。

3）飛機(jī)系統(tǒng)可靠性評(píng)估。飛機(jī)系統(tǒng)要求符合§25.1309，評(píng)估需要世界機(jī)隊(duì)數(shù)據(jù)和來自于多個(gè)方面（如使用方、型號(hào)合格證或補(bǔ)充型號(hào)合格證持有人、原始設(shè)備制造商等）的數(shù)據(jù)，核心工作是根據(jù)§25.1309進(jìn)行系統(tǒng)安全性評(píng)估（SSA）。

4）ETOPS型號(hào)設(shè)計(jì)的評(píng)估準(zhǔn)則。申請(qǐng)人應(yīng)基于工程和使用考慮及可接受的失效安全方法對(duì)失效及失效組合進(jìn)行評(píng)估，參考以下準(zhǔn)則：飛機(jī)系統(tǒng)應(yīng)表明符合§25.1309，推進(jìn)系統(tǒng)應(yīng)符合§25.901，轉(zhuǎn)子爆破影響符合§25.903，APU安裝應(yīng)滿足規(guī)章要求，燃油系統(tǒng)滿足§25.951和§25.955要求，應(yīng)證明剩余的能源（電氣、液壓和引氣）能夠保證ETOPS運(yùn)行等，這與FAA類似。

5）應(yīng)對(duì)推進(jìn)系統(tǒng)及飛機(jī)相關(guān)系統(tǒng)開展失效影響和可靠性分析。

6）失效條件的評(píng)估。應(yīng)考慮：系統(tǒng)性能、失效概率和機(jī)組人員工作復(fù)雜度的變化，初始失效條件的直接影響的影響因子，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)失效或電源失效條件下的飛行試驗(yàn)，安全性評(píng)估應(yīng)考慮單個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)失效的飛行后果。

波音和空客典型型號(hào)ETOPS現(xiàn)狀及發(fā)展

自1985年起，以波音和空客為代表的民用飛機(jī)研制單位不斷有型號(hào)通過ETOPS審定。首先通過ETOPS審定投入運(yùn)營(yíng)的飛機(jī)型號(hào)是空客A310（新加坡航空公司）和波音767（環(huán)球航空公司）。

以波音為例，波音767飛機(jī)先后于1985年和1989年被FAA批準(zhǔn)120分鐘和180分鐘ETOPS。具有代表性的波音777飛機(jī)于1990年申請(qǐng)合格證，F(xiàn)AA制定SC，其在安全性設(shè)計(jì)、試驗(yàn)等方面提出了比一般ETOPS更嚴(yán)格的要求，如發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)試驗(yàn)、APU演示試驗(yàn)，最嚴(yán)格的發(fā)動(dòng)機(jī)3000循環(huán)和飛機(jī)1000ETOPS飛行循環(huán)驗(yàn)證演示。航空公司參與波音777飛機(jī)的設(shè)計(jì)和試驗(yàn)，參與1000循環(huán)驗(yàn)證計(jì)劃及至少有90個(gè)循環(huán)由該航空公司運(yùn)行和維護(hù)。目前以波音和空客公司為代表的民用飛機(jī)制造商的雙發(fā)型號(hào)基本都通過ETOPS審查，尤其是波音777改進(jìn)型和波音787等新投入運(yùn)營(yíng)的型號(hào)，其ETOPS目標(biāo)都高于適航規(guī)章要求。

空客公司針對(duì)現(xiàn)行ETOPS條例，提出了遠(yuǎn)程飛行LROPS（Long Range Operations）概念，他們認(rèn)為ETOPS存在弊端和不足之處，在ETOPS航路上那些用于緊急情況下的改航機(jī)場(chǎng)往往處于偏僻地帶，地面設(shè)施無法滿足應(yīng)急要求，同時(shí)這些改航機(jī)場(chǎng)經(jīng)常關(guān)閉，也會(huì)給ETOPS運(yùn)行帶來很大的安全隱患。LROPS概念針對(duì)所有飛機(jī)，與發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)量無關(guān)?？湛驼J(rèn)為最近的備降機(jī)場(chǎng)不一定是最安全的，希望LROPS把飛行長(zhǎng)度、改航時(shí)間、機(jī)場(chǎng)天氣和設(shè)備包括進(jìn)來，根據(jù)改航機(jī)場(chǎng)的完整性將它們重新分類為極端的、苛刻的和良性的，以供機(jī)組根據(jù)具體情況選擇。飛行LROPS為ETOPS的發(fā)展提供了新的方向。