段黃科，張　立

(國航運控中心 西南分控中心 成都 610202)

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A319機型高原機場運行的著陸性能

段黃科，張立

(國航運控中心 西南分控中心 成都 610202)

摘要：首先分析了影響高原機場著陸性能的限制因素，通過結(jié)合A319機型具體分析了高原機場濕滑道面的著陸性能，得出了高原機場各限制因素對著陸距離的影響程度。通過對到達(dá)時著陸性能的評估，發(fā)現(xiàn)了在部分因素改變后，高原運行實際著陸距離很容易超出之前評估的所需著陸距離?？偨Y(jié)了正確評估著陸距離的方法。

關(guān)鍵詞：高原機場；著陸性能；著陸距離；簽派

根據(jù)民航局2007年咨詢通告“航空承運人高原機場運行管理規(guī)定(AC-121-21)，高原機場包括一般高原機場(1 500 m<標(biāo)高<2 438 m)和高高原機場(標(biāo)高≥2 438 m)2類，在高高原機場運行的飛機必須進(jìn)行特殊的高原適航審定[1]。我國海拔1 500 m以上的高原地區(qū)占全國總面積的1/3，其中青藏高原平均海拔超過4 000 m，是全球航空運輸運行環(huán)境最為惡劣的地區(qū)。

目前國內(nèi)對高原機場運行的性能研究主要有：楊樂就高原機場民用飛機起飛性能關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，結(jié)合高原機場運行環(huán)境特點，分析了影響起飛性能的各種因素，并對供氧分析及起飛一發(fā)失效應(yīng)急程序展開相關(guān)研究[2]。段鈞劍對高原機場起飛性能進(jìn)行了研究，主要將飛機的起飛性能參數(shù)與高原機場運行環(huán)境之間建立了數(shù)量關(guān)系，具體分析了性能參數(shù)與外界環(huán)境的變化關(guān)系[3]。趙煒對高原機場與山區(qū)航線的飛行性能進(jìn)行了研究，總結(jié)了進(jìn)行高原機場起飛和著陸性能分析時應(yīng)該注意的問題[4]。吳勁松在“淺析高原機場及航線的飛機性能管理”中提供了高原機場及航線的飛機性能研究方法和管理策略[5]。但是以上研究都側(cè)重在起飛性能分析和單發(fā)飄降和供氧方面，對飛機的著陸性能研究不夠充分，對高原機場污染道面運行的風(fēng)險未展開論述。2006年8月27日，某航空公司B757飛機執(zhí)行成都-九寨航班，到達(dá)九寨機場進(jìn)近時，天氣為小雨，濕跑道，風(fēng)090/3Kts，能見度5公里，在九寨機場著陸滑跑過程中偏出跑道。2009年7月24日，一架B737-700飛機執(zhí)行昆明至麗江航班任務(wù)，麗江機場有小到中陣雨，在儀表進(jìn)近過程中，短五邊順風(fēng)瞬間加大，跑道濕滑，導(dǎo)致著陸滑跑過程中，飛機前輪越過跑道端線7.48米，進(jìn)入停止道[6]。從以上事件分析可以看出，高原、特殊機場運行過程中出現(xiàn)不安全事件多發(fā)生在順風(fēng)與濕跑道條件下。本文結(jié)合目前高原運行廣泛使用的A319高原性能飛機，研究高原運行的著陸性能，為提高高原著陸安全水平提供了理論支持。

1　高原機場著陸的性能限制

我國高原機場多位于欠發(fā)達(dá)地區(qū)，在機場建設(shè)初期，由于受技術(shù)、資金和地形的限制，建設(shè)的跑道長度較短，機場凈空差，絕大多數(shù)高原機場被列入特殊機場[7]，飛行難度大，運行保障要求高，對飛機性能有更高要求。

1.1飛機的著陸距離顯著增加

在高原機場運行，相同的著陸重量，飛機的真空速要比平原機場大得多，如邦達(dá)機場(標(biāo)高4 334米)17 ℃的條件下140 KT的表速對應(yīng)的真空速為183 KT，發(fā)動機的推力明顯減小，飛機加、減速變慢，這2個不利因素的疊加使飛機在高原機場著陸距離顯著增加。

1.2飛機進(jìn)近爬升和越障能力下降

由于高原機場空氣密度小，發(fā)動機推力減小明顯，同時空氣密度小，飛機翼面的空氣動力性能變差，飛機的爬升和越障能力變差。而且高原機場本身凈空差，超高障礙物多，在一發(fā)失效時，這種影響更加突出[6]，如圖1所示。

圖1　A319形態(tài)3進(jìn)近爬升限制重量

為滿足進(jìn)近爬升最低2.1%的梯度要求，在20 ℃的外界溫度條件下，飛機在上海(海平面)的最大落地性能限重為73.4噸；而在稻城機場(標(biāo)高14 472)的進(jìn)近爬升性能限重為53.7噸，只相當(dāng)于海平面機場的73%。

2　簽派員放行航班時著陸性能分析研究

為了確保飛機在高原機場的安全運行，航空公司應(yīng)該使用空客性能軟件PEP對特殊高原機場進(jìn)行著陸性能分析，制作不同跑道的著陸分析表供放行人員使用，簽派放行人員應(yīng)根據(jù)當(dāng)日實際的風(fēng)、溫度和跑道狀況，采用最不利的跑道污染物預(yù)報進(jìn)行綜合分析判斷，謹(jǐn)慎進(jìn)行放行前著陸距離評估。確保飛機著陸重量滿足性能要求。下面以九寨機場為例，分析最大著陸重量的確定。

九寨機場氣象報文如下：

ZUJZ SA

2015/08/01 08:00

SACI66 ZUJZ 010000

METAR ZUJZ 010000Z 00000MPS 7000 SHRA FEW003 BKN026 10/08 Q1013 NOSIG=

2015/08/01 07:00

SACI66 ZUJZ 312300

METAR ZUJZ 312300Z VRB01MPS 8000 -RA FEW003 BKN023 09/08 Q1013 NOSIG=

ZUJZ FC

2015/08/01 06:32

FCCI66 ZUJZ 312232

TAF ZUJZ 312232Z 010009 VRB01MPS 7000 -RA FEW006 BKN033 TX21/07Z TN10/00Z=

當(dāng)日航班業(yè)載為11919 kg,飛機從廣州飛往九寨黃龍機場。因受航行通告影響，九寨機場限制加油，需帶下段JZH-CTU油量，該航班飛行計劃如下：

AIRCRAFT PERFORMANCE ALL STRUCTURE LIMITED WEIGHTS IN KGS:

MTAXIW 070400 MTOW 070000 MLDW 062500 MZFW 058500 OEW 042101

TAXIWT 66798 BRWT 66548 LDGWT 60460 ZFWT 54020 PLD 11919

FLT RELEASE CCA 4394 ZGGG/ZUJZ 01AUG15

FUEL TIME CORR BRWT LDGWT ZFWT REGN

DEST ZUJZ 6088 02.14…66548 60460 54020 B6044

TOTAL 12778 04.45

通過計算，該航班起飛油量12 778 kg,最大著陸重量為60 460 kg,由于九黃機場預(yù)報有雨，通過場道人員觀測，證實跑道有積水(積水是由于大量降雨和/或跑道排水不暢而導(dǎo)致跑道表面積水的深度超過 3 mm)?？紤]靜風(fēng)因素，飛機預(yù)達(dá)時刻大氣溫度15度，查落地性能分析表(見圖2)，得最大落地重量58噸。由于60 460>58 000，為確保滿足落地限重，飛機需要減載60 460-58 000=2 460 kg。

圖2　九寨機場20號跑道著陸性能分析

從圖2中，我們還可以得出：溫度、風(fēng)和跑道道面污染情況對著陸性能的巨大影響。跑道污染、濕滑將減低機輪剎車力量，對著陸的影響主要是增長著陸距離。

在實際運行中，僅滿足實際著陸距離不大于可用著陸距離是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因為沒有任何安全裕度。規(guī)章提出了所需著陸距離RLD的概念。規(guī)章規(guī)定：人工著陸干跑道所需著陸距離為實際著陸距離除以0.6[8]，即RLD干=ALD干/0.6=1.667×ALD干，如圖2九寨干跑道15 ℃，靜風(fēng)的所需著陸距離為1.667×1 181 M=1 968 M。 如果道面為濕跑道(既非干跑道也非污染跑道，下雨但沒有明顯積水，道面潮濕有反光，積水或相當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)深度為3毫米[含]以下時，稱為濕跑道)，所需著陸距離必須至少是干跑道所需距離的115%，即RLD濕=1.15×RLD干=1.15×1.667×ALD干，如圖2九寨濕跑道15 ℃，靜風(fēng)時的濕跑道所需著陸距離為1.15×1.667×1 181 M=2 263 M。 對于JAR-OPS運營人，如果道面被污染，所需著陸距離必須至少是濕跑道所需著陸距離和按照批準(zhǔn)的污染跑道著陸距離數(shù)據(jù)確定的著陸距離的115%，這兩個距離的較長者[8]，即RLD污染=MAX(1.15×ALD污染;RLD濕)。

為了具體分析各因素對高原機場的性能影響，可以通過FOCM，簡要計算污染跑道RLD。

考慮九寨20號跑道10 kt的順風(fēng)，RLD(積水/58T,11 311 ft,VLS，10 kt順風(fēng)，所有反推)=2 010+150×11.3+390×2-120×2=2 010+1 695+780-240=4 245米。而A319海平面機場干跑道58噸、靜風(fēng)的RLD=1 390米。污染跑道增加RLD(2 010-1 390)/1 390=45%；高海拔跑道增加RLD(150×11.3)/1 390=122%；污染道面順風(fēng)10 kt增加RLD(390×2)/1 390=56%；總的所需著陸距離增加RLD(4245-1390)/1390=205%。

圖3　A319構(gòu)型3所需著陸距離

可見高海拔對跑道RLD的增加最為顯著，在順風(fēng)條件污染道面著陸需要海平面干跑道著陸3倍的距離，這就是高原機場飛機容易沖出跑道的直接原因。

在簽派放行時，必須滿足所需著陸距離不大于可用著陸距離。若道面有大于2～3毫米水層，可能出現(xiàn)“機輪飄浮”現(xiàn)象，剎車效能降低，甚至制動失效。現(xiàn)代飛機上使用了各種各樣的制動裝置，其中反推和擾流板是最主要的減速手段。放行前若知道飛機系統(tǒng)有故障，要影響著陸距離，這時的可用跑道長度必須至少等于有故障時的所需著陸距離，即無故障時的所需著陸距離乘以飛行手冊或主最低設(shè)備清單中的系數(shù)。例如起飛前發(fā)現(xiàn)擾流板1不工作，查該機型MMEL27-64-02A,規(guī)定當(dāng)擾流板1或3不工作，著陸距離增加10%[10]，即必須滿足可用著陸距離不小于無故障RLD×110%。

3　高原機場航班到達(dá)時著陸性能評估

因受降水量、氣溫、跑道的使用情況和污染物的處理等因素影響，跑道的道面條件可能會在非常短的時間內(nèi)就明顯地變差或好轉(zhuǎn)[11]，甚至與上一份報告的情況大為不同。機組需要利用當(dāng)時最新的信息，使用適用的最不利的可靠剎車效應(yīng)報告，或者預(yù)期最壞的跑道或跑道部分道面條件，在著陸前進(jìn)行實際著陸性能的評估。進(jìn)行評估的位置不得晚于儀表進(jìn)近程序的起始點或目視進(jìn)近起落航線的加入點[8]。 飛行機組應(yīng)根據(jù)到達(dá)時的實際條件進(jìn)行著陸性能評估。這些實際條件包括氣象條件(機場氣壓高度、溫度、風(fēng)向和風(fēng)速等)、跑道條件、進(jìn)場速度、飛機重量、構(gòu)型以及將要使用的減速設(shè)備等。根據(jù)上述條件得到實際著陸距離后，應(yīng)該再加上15%的安全余量，并且仍然不大于跑道的可用著陸距離。如不能保障15%的安全余量，就不得進(jìn)行著陸。例如九寨機場飛機到達(dá)時實況如下：

ZUJZ SA

2015/08/01 09:00

SACI66 ZUJZ 010100

METAR ZUJZ 010100Z 20002MPS 7000-RA FEW005 BKN026 14/08 Q1013 NOSIG=

機組決定使用20號逆風(fēng)落地，跑道無積水，預(yù)計LW為58 T，濕跑道，進(jìn)近速度=VLS，所有反推工作。

首先確定著陸跑道剎車效應(yīng)，使用著陸跑道狀況評估矩陣表RCAM，判斷濕跑道報告的剎車效應(yīng)為好。然后確定相應(yīng)道面的實際著陸距離選用圖4。[12]

OAT為14 ℃；ISA條件T標(biāo)準(zhǔn)=14 ℃-(2 ℃/1 000 ft)×11 300 ft=-7.6 ℃；ISA偏差=T實際-T標(biāo)準(zhǔn)=14 ℃-7.6 ℃=21.6 ℃，表示為：ISA+21.6 ℃。由圖2可知跑道坡度為-0.5%。

實際著陸距離ALD(濕/58T,11 311 ft,VLS，無風(fēng)，-0.5，所有反推)=1 480-20×5+11.3×70+70×2.16+60×0.5-40×2=2 272米，再加上15%的安全余量ALD×115%=2 613米，小于3 168的跑道可用距離，飛機可以落地。但是此時的ALD距離2 272已大于著陸限重分析表(見圖2)中濕跑道所需著陸距離2 263米。 著陸性能評估可以采用根據(jù)FCOM等相關(guān)手冊圖表內(nèi)容進(jìn)行計算的方式，也可以利用著陸限重分析表進(jìn)行評估；著陸距離評估完成后，如果在著陸以前相關(guān)條件發(fā)生了變化，飛行機組需要考慮繼續(xù)著陸是否更安全，或者再次計算著陸距離，并且制定并在復(fù)飛或中斷著陸時執(zhí)行備用方案。 例如在著陸前，收到雨勢突然加大，跑道積水4 mm，使用著陸跑道狀況評估矩陣表RCAM見圖5，因積水大于3 mm小于12.7 mm判斷積水跑道的剎車效應(yīng)為中至差。然后確定相應(yīng)道面的實際著陸距離選用圖6[12]。

圖4　空中無失效著陸距離(好)

圖5　著陸跑道狀況評估矩陣表

圖6　空中無失效著陸距離(中至差)

全構(gòu)型實際著陸距離ALD(積水/58T,11 311 ft,VLS，無風(fēng)，所有反推)=1 970-20×5+11.3×110+90×2.16+160×0.5-110×2=3 167米;再加上15%的安全余量ALD×115%=3 643米，大于3 168的跑道可用距離，飛機不可以落地。 上面的分析說明，低海拔機場如果以濕跑道所需著陸距離做基準(zhǔn)，與不同道面情況下的實際著陸距離相比較，對干跑道或剎車效果“好”的滑跑道，在施加最大人工剎車時實際著陸距離有比較大的裕度，機組可以不進(jìn)行評估；而對于高原機場在剎車效果為“好”時實際著陸距離就超過了濕跑道所需著陸距離，即:如果按濕跑道確定了最大允許著陸重量，在著陸時如果跑道稍微變滑或剎車效果變差，就可能沖出跑道。所以在高原機場運行，要把濕跑道當(dāng)成一般機場的污染跑道來對待，禁止機組在高原機場污染道面條件下著陸。

4　飛行中系統(tǒng)失效對著陸性能的影響分析

盡管在放行前已按飛行手冊或最低設(shè)備清單MMEL對著陸性能進(jìn)行了分析，在確定最大允許著陸重量時己經(jīng)留有一定裕度，但如果在飛行中出現(xiàn)了系統(tǒng)故障，或者機組希望選擇自動剎車(放行前確定最大允許著陸重量時按使用最大人工剎車計算)，此時就需按當(dāng)時飛機的實際情況確定選用構(gòu)型的實際著陸距離。

當(dāng)飛行中飛機系統(tǒng)失效，并且影響著陸性能，需要考慮的跑道長度是未失效實際著陸距離乘以失效著陸距離系數(shù)，此系數(shù)在FCOM和QRH中給出。只要可用著陸距離=無故障的實際著陸距離×FCOM3.02.80和QRH中給出的系數(shù)即可著陸。與放行前不同，此時所需著陸距離的概念不再適用。

例如，飛機到達(dá)九寨機場時，1號和2號擾流板發(fā)生故障，采用構(gòu)型3，使用著陸跑道狀況評估矩陣表RCAM，判斷出濕跑道報告的剎車效應(yīng)為好(見圖7)。

圖7　A319QRH操作系統(tǒng)有失效著陸距離(好)

2個擾流板故障實際著陸距離ALD(58T,11 311 ft,VLS，無風(fēng)，所有反推)=1 820-10×5+11.3×100+90×2.16+100×0.5-90×2=2 964米，超過濕跑道所需著陸距離(RLD=2 263米)。ALD×115%=3 409米大于可用跑道長度3 168米，飛機不能落地。

在一般機場大多數(shù)非正常著陸構(gòu)型，增加的實際著陸距離不超過正常構(gòu)型所需著陸距離。然而，對于高原機場可迅速導(dǎo)致超過。如果可能，應(yīng)避免任何影響剎車能力的失效(擾流板，反噴)與下坡、順風(fēng)、進(jìn)近速度增加、濕滑道面等因素在著陸時同時發(fā)生，或針對預(yù)期著陸距離仔細(xì)檢查可用跑道長度，重點是對高度的修正。

從運行控制的角度出發(fā)，高原機場航班少，機務(wù)維修能力不足，帶故障飛機如在高原落地，除考慮著陸性能外，還要考慮故障情況對起飛性能的影響，避免出現(xiàn)航班不能滿足起飛性能而長時間延誤。同時監(jiān)控飛機是否通過航路關(guān)鍵點[13](一發(fā)失效飄降和供氧)，當(dāng)性能不滿足要求時，確保飛機能飛往非高原機場備降。由于高原航線可選備降場少，保障能力有限，比如不能加油或不能除冰等，運行控制人員在監(jiān)控飛機時必須就油量、天氣、飛機狀況等情況給予綜合考慮，如失效部件引起燃油損耗增大或最小進(jìn)近速度VAPP的增加，都將影響著陸距離。要確定進(jìn)近速度VAPP,需要使用QRH有失效的進(jìn)近速度表；VAPP=VREF+ΔVREF+APPR COR而影響到著陸距離的是進(jìn)近速度修正APPR COR項(見圖8)。

例如九寨機場著陸天氣特選報如下：

ZUJZ SP

2015/08/01 09:15

SPCI66 ZUJZ 010115

METAR ZUJZ 010115Z 20006MPS 7000 -SHRA FEW010 BKN026 14/08 Q1013 NOSIG=.

·Wind / OAT:12 kt 頂風(fēng)/ 14 ℃

·Estimated Landing Weight:58 噸

·Autothrust:ON

·In-Flight Failure:1號和2號擾流板發(fā)生故障

由圖7可知，2個擾流板故障ΔVREF=10，APPR COR為使用自動推力(5kt)、積冰條件(0)和1/3頂風(fēng)分量(4 kt)的最大值5 kt。該例APPR COR為5 kt大于1/3頂風(fēng)分量(4 kt)，需要修正使用速度(見圖7)。1號和2號擾流板發(fā)生故障后實際著陸距離ALD(58T,11 311 ft,VLS+5，頂風(fēng)，所有反推)=1 820-10×5+11.3×100+90×2.16+160+100×0.5-90×2=3 124米。 高原機場海拔高，由于高空風(fēng)通常很大，接近地面的空氣因太陽照射導(dǎo)致向陽和背陰方向的受熱不均勻，加上地形對風(fēng)的阻擋、加速，使高原機場經(jīng)常出現(xiàn)大風(fēng)，風(fēng)速、風(fēng)向變化也很大，極易形成亂流、顛簸和風(fēng)切變[14]。如果機組決定增加進(jìn)近速度(如側(cè)風(fēng)或陣風(fēng)比較大的情況下)，則要考慮速度修正一欄修正著陸距離，最大增加至VLS+15 kt。當(dāng)側(cè)風(fēng)或陣側(cè)風(fēng)超過20 kt時，VAPP最小為VLS+5節(jié)，以提高飛機應(yīng)對亂流的能力。

圖8　有失效的進(jìn)近速度修正表

5　小結(jié)

我國高原地區(qū)面積大、地形復(fù)雜、氣候多變，對飛機的著陸性能分析提出了很高的要求，飛行機組應(yīng)理解和掌握相關(guān)條件對著陸距離的影響：對于高原機場，每高于海平面1 000英尺，著陸增加約3%；每10節(jié)順風(fēng)著陸距離增加19%(干)和23%(濕)，進(jìn)近速度每增加5節(jié)(無影響著陸性能實效)著陸距離增加8%(所有跑道條件)。高原機場跑道可用裕度本來就小，任何影響剎車能力(擾流板、反噴、液壓)的失效都可能導(dǎo)致飛機沖出跑道，尤其是當(dāng)與順風(fēng)、下坡度、高溫和道面濕滑等增加著陸距離的條件同時存在時，增加后的實際著陸距離往往超過簽派放行時評估的所需著陸距離。 高原機場運行，航空公司應(yīng)強化飛行員的復(fù)飛和備降意識，避免不穩(wěn)定進(jìn)近和著陸，在濕跑道或污染跑道上著陸時尤為重要。此外還應(yīng)積極使用所需導(dǎo)航性能(RNP)、連續(xù)下降最后進(jìn)近(CDFA)等技術(shù)，盡可能避免飛機大下滑角進(jìn)近、順風(fēng)著陸或目視盤旋著陸。本文將高原的客觀因素與飛機著陸涉及的性能參數(shù)結(jié)合起來進(jìn)行分析，解決了高原機場飛機在著陸過程中所面臨的安全問題。

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(責(zé)任編輯：劉劃英文審校：王云雁)

收稿日期：2015-09-14

作者簡介：段黃科(1981-)，男，四川廣漢人，工程師，主要研究方向：航班運行控制，E-mail:43981823@qq.com。

文章編號：2095-1248(2016)02-0075-07

中圖分類號：V355.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

doi:10.3969/j.issn.2095-1248.2016.02.014

The landing performance of the A319 aircraft on plateau airports

DUAN Huang-ke,ZHANG Li

(Air China Operation Control Center,Southwest Sub-center,Chengdu 610202,China)

Abstract：This paper first analysed the limiting factors that affect the landing performance on plateau airports and analyses the landing performance on wet and slide plateau airports with the specific A319 model.The impact of the limiting factors on the land distance of plateau airports was obtained.The paper attains that actual landing distance of the plateau is easy to exceed the required landing distance after changes of factors with the evaluation of the landing performance on arrival.The methods of correctly evaluating landing distance are summarized.

Key words：plateau airport；landing performance；landing distance；dispatch