黃煜銘

（桂林兩江國際機場有限公司,廣西 桂林541006）

盲降系統(tǒng)是飛機控制系統(tǒng)的重要組成部分,通過對相關(guān)設(shè)備參數(shù)優(yōu)化能夠提升設(shè)備使用性能,確保盲降準確性。實踐應(yīng)用環(huán)節(jié),發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行中存在諸多問題,例如天線系統(tǒng)障礙、控制界面故障和中指點遙控登錄問題等等。通過對診斷技術(shù)的有效應(yīng)用,改善了設(shè)備運行不穩(wěn)定問題,使得設(shè)備服務(wù)能力改善,具備可靠性與安全性。

1 機場盲降系統(tǒng)組成

1.1 方向?qū)Ш胶途嚯x參考

盲降系統(tǒng)的核心是方向?qū)Ш胶蛥⒖季嚯x。本次研究中,對民用機場地面盲降臺進行分析,航向臺位于跑道遠端方向,其波束角度為較小扇形,能夠為跑道水平位置提供指引。在下滑臺位置,相關(guān)波束的仰角為3°,可為飛機相對跑道入口提供下滑道,實現(xiàn)對垂直位置的有效指引[1]。

距離參考系統(tǒng)則主要是對指點標的識別與控制。根據(jù)跑道位置的遠近將指點標定義為外指點標（OM）、中指點標（MM）和內(nèi)指點標（IM）,可為飛機駕駛員提供ILS 航向臺和下滑臺波束跑道入口等精準信息。在盲降過程中,飛機依次通過OM、MM和IM,最終到達FAF 定位點,使得決斷高度得到控制。為實現(xiàn)對著陸高度的精準控制,測距儀和儀表著陸系統(tǒng)可同時安裝,使得距離信息更加精準。

1.2 目視參考系統(tǒng)應(yīng)用

基于精密進近軌跡指示器的應(yīng)用,可為飛機盲降提供相對完整下滑道位置參考,使得目視參考系統(tǒng)更加完善。燈光系統(tǒng)能夠提供夜間或低能見度情況下跑道位置信息,滿足位置距離精準要求。

1.3 盲降著陸與儀表控制

在盲降著落系統(tǒng)中通常需要設(shè)計VHF 航向信標臺、特高頻UHF 下滑信標臺,和高頻指點標組成。實際操作中,當飛機距離跑道足夠近位置時（通常情況下為30km）不同設(shè)備裝置會向后臺指揮中心發(fā)出無線電波,無線信號會在空中合成,并為駕駛?cè)藛T設(shè)計精準可靠的盲降路線。相關(guān)路線會精準顯示在儀表盤位置上,飛行員只需要按照相關(guān)軌跡,對降落高度、速度和方位進行控制,便可將飛機平穩(wěn)降落在跑道位置上,實現(xiàn)對盲降設(shè)備科學使用。

飛機盲降系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在惡劣天氣或能見度較低的情況下。相關(guān)天氣下,飛機駕駛員使用肉眼很難發(fā)現(xiàn)跑道標識,通過對盲降儀表系統(tǒng)的合理使用,能夠為飛行員提供準確的位置、方向和下降高度指導,進而確保盲降精準度。實際操作中,盲降給飛機提供的進近著陸標準存在差異,具體將標準分為I類、II 類、III 類。各類標準主要以能見度距離進行區(qū)分。

I 類能見度不低于800m,決斷高度應(yīng)超過60m；II 類盲降標準是能見度超過400m,最低決斷高度大于30m；III 類標準下,駕駛員在任何高度都不能保持清晰能見度,決斷高度不存在,但是此時應(yīng)考慮足夠的中止著陸距離,對跑道視野路程進行充分考慮,確保相關(guān)指標符合盲降技術(shù)參數(shù)標準。系統(tǒng)設(shè)計與優(yōu)化中,應(yīng)特別注重對下滑設(shè)備故障診斷,通過網(wǎng)絡(luò)在線診斷技術(shù)與方法,對故障點進行精準識別,為后期盲降提供可靠數(shù)據(jù)參考[2]。

2 機場盲降設(shè)備在線診斷與可靠性研究

2.1 設(shè)備信號相位關(guān)系

機場盲降設(shè)備在線診斷中應(yīng)對設(shè)備之間相位關(guān)系進行明確,使得系統(tǒng)應(yīng)用更加安全可靠。例如,在下滑道飛行中,需要對平均下滑道和實際下滑道之間位置關(guān)系進行明確,以零基準下滑設(shè)計為例,上天線發(fā)射出SBO 信號,下天線則發(fā)射CSB 信號,直射波和地面反射波在空間位置進行信號合成,為達到有序控制,尋找準確的盲降路線,需要信號保持正確相位關(guān)系。在相位關(guān)系明確后飛機應(yīng)朝向?qū)嶋H下滑道進行飛行。但是綜合考慮了實際下滑道彎曲度較小,飛機持續(xù)下滑時間很短等因素,需要對盲降參數(shù)進行管理和控制。在實際飛行中,飛機按照平均下滑道進行盲降、并對位置關(guān)系提出較高要求。

通過設(shè)備診斷技術(shù)的合理應(yīng)用,能夠為飛機盲降提供準確的信號指引。具體應(yīng)用環(huán)節(jié),儀表著陸指示系統(tǒng)對下滑設(shè)備敏感度提出較高要求,尤其是對角位移靈敏度提出的要求。在診斷技術(shù)應(yīng)用過程中,應(yīng)充分考慮角位移靈敏度和扇區(qū)寬度之間關(guān)系。一般情況下,扇區(qū)寬度越窄,則設(shè)備靈敏度越高,此外,也對飛機實際下滑位置偏差進行考慮,當位置偏差角度超過0.25°時,應(yīng)提示盲降故障。利用氣象雷達系統(tǒng)可探測前下方地形條件,目前使用組合導航方式,例如VOR/DME 慣性導航系統(tǒng)應(yīng)用,同時配合使用衛(wèi)星定位系統(tǒng),如GPS、GLONASS、GALILEO 和COMPASS。為獲取全天候、高精準和實時的位置信息,至少需要4 顆衛(wèi)星方可確定飛機具體位置。

2.2 在線診斷技術(shù)

圖1 下滑臺與航向臺位置關(guān)系圖

本文以民航機場地面盲降臺設(shè)備故障為研究對象,涉及的系統(tǒng)主要包含4 個跑道、12 個站臺、6 個航向臺設(shè)備和5 個normarc 7013b。其中6 個下滑臺設(shè)備由4 個7033b 和1 個normarc7034b。航向臺天線通常被安裝在跑道末端中心線的延長線上,距離跑道末端距離約400～500m,天線面向飛機主降方向。天線信號覆蓋范圍是中心線左右10°扇形區(qū)域內(nèi),達到46km,最小距離不少于33km。左右30°山區(qū)內(nèi),達到31km,最小距離為19km,30°以外扇區(qū)達到19km。

飛機盲降中,根據(jù)航向臺指示選擇合適的下滑面,航向面應(yīng)高于下滑面,并且與下滑面的夾角大于30°。對航向面與下滑面進行控制,并對角度故障提供在線監(jiān)測和預(yù)警,是確保盲降方案使用合理的關(guān)鍵。下滑臺與航向臺位置關(guān)系如圖1 所示。

在線診斷技術(shù)應(yīng)用中,對設(shè)備操作系統(tǒng)進行了優(yōu)化設(shè)計,使得跑道、站臺與航向臺位置關(guān)系合理,能夠?qū)︼w機盲降過程形成正確引導。實際操作中,應(yīng)用了數(shù)字化信息技術(shù),通過對設(shè)備故障點的在線實時定位,使得控制系統(tǒng)應(yīng)用更加穩(wěn)定可靠。

在線診斷設(shè)備受到反射信號干擾,使得信號傳輸路徑發(fā)生改變影響傳輸穩(wěn)定性。為改善相關(guān)問題對地面?zhèn)鬏斣O(shè)備和機載接收機的原因進行分析,對地面反射設(shè)備和機載天線相關(guān)問題進行明確,實現(xiàn)相關(guān)設(shè)備的有效診斷。通常情況下造成信號不穩(wěn)定的原因主要是反射信號干擾和外來信號干擾。將反射信號干擾分為地面反射場影響、固定物體影響和移動物體影響。飛機接收的下滑信號主要包括兩個部分,分別是地面直射波和反射波,因此當直射場或地面反射波出現(xiàn)明顯變化,則對下滑信號指示造成直接影響,進而不利于盲降過程精準開展。

此外,盲降過程中也會受到外來信號干擾,在設(shè)備具體應(yīng)用中,當信號傳輸頻率比較相近時,會形成信號疊加,造成控制點偏移,不僅影響信號接收效率,也導致下滑道不穩(wěn)定。倘若信號干擾源未能出現(xiàn)在問題區(qū)域,應(yīng)考慮跑道外端對下滑道造成的干擾。根據(jù)實踐經(jīng)驗最遠處干擾源可超過10km。

2.3 盲降的可靠性

盲降系統(tǒng)對設(shè)備和機場凈空高提出較高要求,倘若系統(tǒng)發(fā)出的無線電信號被相關(guān)因素干擾,則飛機會出現(xiàn)重著陸和跑道偏離等嚴重事故。盲降設(shè)備本身具有較高的精準度要求,需要定期對其進行養(yǎng)護,提升盲降可靠性。以二類盲降為例,需要對其進行3 月一次的飛行盲降校驗,確保系統(tǒng)設(shè)備性能良好[3]。

根據(jù)民航總局《民用航空通信導航監(jiān)視設(shè)備飛行校驗管理規(guī)則》（CCAR-86）管理規(guī)定,組織了飛行盲降校驗。實踐過程中,由于校驗飛行發(fā)生在設(shè)備優(yōu)化后,因此需要對技術(shù)標準進行嚴格校驗。飛行校驗過程中,應(yīng)構(gòu)建診斷模型以實現(xiàn)對故障點有效識別,并對原始數(shù)據(jù)進行校驗,使得盲降設(shè)備朝向智能化與科學化方向發(fā)展。為確保設(shè)備運行可靠性,對故障類型進行定義,本文校驗飛行測試中,將航道調(diào)制差故障類型定義為P1、寬度調(diào)制差故障類型定義為P2、余隙調(diào)制度差故障類型記為P3、余隙射頻電平故障記為P4、余隙頻差故障類型記為P5,相關(guān)預(yù)警參數(shù)、故障組間和類別對應(yīng)關(guān)系如表1 所示：

表1 設(shè)備故障預(yù)警參數(shù)、組件類型和故障類別

3 結(jié)論

綜上所述,對機場盲降設(shè)備在線診斷技術(shù)進行了分析,重點關(guān)注了設(shè)備存在主要問題,明確設(shè)備應(yīng)用中,信號干擾、可靠性受到影響和盲降系統(tǒng)故障類型等等。在設(shè)備診斷和優(yōu)化中,通過對儀表著陸系統(tǒng)進行異常抖動的分析,使得設(shè)備應(yīng)用更加安全可靠,為飛機駕駛員盲降路線合理選擇提供了可靠的技術(shù)參考,使得下滑信號不穩(wěn)定問題得到改善。