由于大氣污染，現(xiàn)在的霧霾低能見度天氣已經(jīng)日趨影響我們生活的方方面面。我們?cè)谶M(jìn)行戶外運(yùn)動(dòng)前都要先看看PM2.5的濃度再做決定，連我們外出旅行中最快捷的空中交通方式都開始受到嚴(yán)重影響，這一點(diǎn)在我國(guó)華北地區(qū)的冬季尤為明顯。此前，濟(jì)南、杭州、南京等華東華北地區(qū)的機(jī)場(chǎng)由于受嚴(yán)重霧霾影響，大量航班因不符合起降標(biāo)準(zhǔn)不能正常飛行，上千旅客滯留機(jī)場(chǎng)，給大家的出行帶來了極大的不便。霧霾天氣下的進(jìn)近飛機(jī)在某機(jī)場(chǎng)的可否落地根據(jù)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)的不同，分三種不同的精密進(jìn)近運(yùn)行類型：CAT I（最低RVR550米、DH60米）、CAT II（最低RVR300米、DH30米）、CAT III（IIIA為最低RVR175米、DH15米；IIIB為最低RVR50米、DH15米或0；IIIC為RVR 0、DH 0）。這里RVR與一般意義上的能見度概念不同，這里指的是跑道視程，即在跑道中心線上，航空器上的飛行員能看到跑道面上的標(biāo)志或跑道邊燈或中線燈的距離。RVR不是直接測(cè)量的氣象元素，它是經(jīng)大氣投射儀測(cè)量后考慮大氣消光系數(shù)、視覺閾值和跑道燈強(qiáng)度而計(jì)算的數(shù)值。
事實(shí)證明，霧霾的輕重可以直接影響RVR數(shù)值的大小。一般來講，飛機(jī)落地可以只考慮RVR，必要時(shí)才參考DH，即出云高度。從上面數(shù)值可知，如果想讓我們的飛機(jī)絲毫不受霧霾影響，真正實(shí)現(xiàn)能見度為0的“盲降”，只有達(dá)到CAT IIIC的標(biāo)準(zhǔn)。但CAT IIIC的運(yùn)行能力要求機(jī)場(chǎng)導(dǎo)航信號(hào)精度極高，不能受到任何干擾，需要花巨資來維護(hù)，不但維護(hù)周期短、維護(hù)程序復(fù)雜、涉及運(yùn)行人員廣，而且容易受到臨時(shí)信號(hào)的干擾，因此運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)很大。
此類運(yùn)行的需求也很少，對(duì)于某一具體機(jī)場(chǎng)而言可能一年中沒有一天是能見度為0的氣象條件。到目前為止全世界也只有美國(guó)和歐洲少數(shù)幾個(gè)機(jī)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)了CAT IIIC的運(yùn)行能力，但因需求少而極少開放運(yùn)行。那么到底有沒有一種機(jī)場(chǎng)維護(hù)程序方便、航空運(yùn)行人員訓(xùn)練簡(jiǎn)單又可以直接降低運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)的“雙贏模式”呢？
我們來分析一下，飛機(jī)起飛后，該航班在目的地機(jī)場(chǎng)能否落地，主要取決于三個(gè)因素：機(jī)長(zhǎng)被授權(quán)的最低著陸標(biāo)準(zhǔn)、機(jī)場(chǎng)的導(dǎo)航信號(hào)精度所允許的最低著陸標(biāo)準(zhǔn)、飛機(jī)的機(jī)載設(shè)備能力所能達(dá)到的最低運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，這三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的最大值就是該航班的落地最低標(biāo)準(zhǔn)。
舉例說明，如果山航SC1152次航班從北京飛往濟(jì)南，機(jī)長(zhǎng)授權(quán)的最低著陸標(biāo)準(zhǔn)為II類精密進(jìn)近最低標(biāo)準(zhǔn)，即RVR 350米，而飛機(jī)的機(jī)載導(dǎo)航設(shè)備精度最低滿足CAT IIIA的標(biāo)準(zhǔn)，即RVR 175米，濟(jì)南01號(hào)跑道的最低著陸運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)為550米，那么這個(gè)航班的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)只能取以上三個(gè)數(shù)值的最大值，即MAX{350、175、550}=550。也就是說，不管機(jī)長(zhǎng)授權(quán)標(biāo)準(zhǔn)與飛機(jī)的能力如何，當(dāng)濟(jì)南01號(hào)跑道的RVR小于550米時(shí)，飛機(jī)只能返航或備降，只有當(dāng)RVR大于550米時(shí)，飛機(jī)才能落地。
那么飛行員能不能在上述例子中當(dāng)RVR小于550米時(shí)“偷偷”落地呢？當(dāng)然不能，RVR小于550米時(shí)，可以說飛行員在決斷高度60米時(shí)根本看不清跑道或跑道標(biāo)識(shí)，也無法憑肉眼判斷飛機(jī)的離地高度與下降率，強(qiáng)行進(jìn)近是直接危及飛行安全的行為，會(huì)面臨嚴(yán)厲的處罰。近年來，中國(guó)民航已經(jīng)嚴(yán)厲處罰多起超標(biāo)準(zhǔn)落地的機(jī)長(zhǎng)，終身禁止其商業(yè)飛行。因此，任何一個(gè)機(jī)長(zhǎng)都不會(huì)頂著“高壓線”以身試法。
降低飛機(jī)在一個(gè)機(jī)場(chǎng)的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，可以通過三種途徑：增加飛行員訓(xùn)練以降低航班機(jī)長(zhǎng)的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)、改造機(jī)場(chǎng)設(shè)施以降低機(jī)場(chǎng)的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)、更換飛機(jī)機(jī)載導(dǎo)航設(shè)備以降低飛機(jī)本身的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。這三種途徑對(duì)目前的中國(guó)民航而言，都需要花費(fèi)巨大的成本。首先增加飛行員訓(xùn)練和更換飛機(jī)導(dǎo)航設(shè)備都會(huì)明顯提高航空公司的運(yùn)行成本，而且這兩項(xiàng)工作都是持續(xù)性的，不但繁雜的訓(xùn)練會(huì)減少飛行員的出勤率，而且頻繁的設(shè)備維護(hù)也會(huì)降低飛機(jī)的利用率。其次最重要，也最難實(shí)現(xiàn)的就是機(jī)場(chǎng)的改造和維護(hù)，對(duì)跑道道面的燈光加裝造成的停航施工本身就嚴(yán)重影響一個(gè)大城市所有市民的出行，而且后期對(duì)導(dǎo)航信號(hào)精度的維護(hù)更是周期短而復(fù)雜，牽扯機(jī)場(chǎng)及校驗(yàn)部門大部分的工作時(shí)間和精力。再加上，一個(gè)機(jī)場(chǎng)的低能見天數(shù)并不是很多，拿廣州白云機(jī)場(chǎng)來說，一年之中機(jī)場(chǎng)能見度小于550米的天數(shù)還不到10天，對(duì)機(jī)場(chǎng)大規(guī)模的改裝和維護(hù)是極大的資金浪費(fèi)。
隨著民用航空科技的飛速發(fā)展，世界民航領(lǐng)域應(yīng)用了一種全新的飛行工具——平視顯示器HUD，該設(shè)備在80年代剛出現(xiàn)時(shí)，被稱為“穿霧器”，簡(jiǎn)直可以說是秒殺霧霾的神器。借助這種設(shè)備，飛行員可以在無須低頭看傳統(tǒng)儀表的情況下即可全盤掌握飛機(jī)的飛行狀態(tài)，實(shí)時(shí)保持良好的情景意識(shí)，從而促進(jìn)飛行安全。HGS是美國(guó)羅克韋爾·柯林斯公司生產(chǎn)的一種在整個(gè)ILS進(jìn)近直至著陸過程中提供飛行指引的平視顯示器，在民航的飛行史上第一次實(shí)現(xiàn)了由姿態(tài)指引轉(zhuǎn)變?yōu)檐壽E指引。
由于HUD飛行對(duì)安全的優(yōu)越性，國(guó)際民航組織也在運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)上予以支持，專門提出了使用HUD可以進(jìn)行特殊批準(zhǔn)的I類運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)和特殊批準(zhǔn)的II類運(yùn)行的概念。中國(guó)民航局也在2010年發(fā)布咨詢通告《使用平視顯示器實(shí)施Ⅱ類或低于標(biāo)準(zhǔn)Ⅰ類運(yùn)行的評(píng)估和批準(zhǔn)程序》（AC-91-FS-2010-03R1），明確提出了HUD降低標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行的概念，對(duì)傳統(tǒng)意義上的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)而言是一個(gè)劃時(shí)代的進(jìn)步。
新運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)指出，裝備HUD的飛機(jī)在滿足相應(yīng)要求的情況下，飛行員經(jīng)過HUD訓(xùn)練，可以直接獲得II類運(yùn)行資格，在最低標(biāo)準(zhǔn)為RVR550米的I類機(jī)場(chǎng)可以執(zhí)行RVR450米的標(biāo)準(zhǔn)，在II類機(jī)場(chǎng)執(zhí)行RVR350米的標(biāo)準(zhǔn)；更有利的是，在機(jī)場(chǎng)無須做任何改造的情況下可以在I類機(jī)場(chǎng)執(zhí)行II類標(biāo)準(zhǔn)。
使用HGS降低運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)直接帶來經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，也大大降低了機(jī)場(chǎng)改造和運(yùn)行成本，我們可以通過以下數(shù)據(jù)說明。假定某一機(jī)場(chǎng)只有一條跑道，改造一條標(biāo)準(zhǔn)的I類跑道需要從以下方面入手：重新設(shè)計(jì)復(fù)飛階段等飛行程序、改造燈光通導(dǎo)系統(tǒng)、增加II類道面標(biāo)示、建立地面低能見運(yùn)行程序、定期進(jìn)行低能見程序演練等II類能力保持、更嚴(yán)格的II類標(biāo)準(zhǔn)ILS定期校驗(yàn)、飛行員傳統(tǒng)II類訓(xùn)練和經(jīng)歷保持、傳統(tǒng)II類機(jī)載設(shè)備維護(hù)等共8個(gè)方面。
經(jīng)權(quán)威機(jī)構(gòu)計(jì)算，當(dāng)一個(gè)機(jī)場(chǎng)改造完畢，開始II類運(yùn)行前至少要先期投入2600萬元人民幣，而且這還不包括機(jī)場(chǎng)因改造停航所造成的隱性成本。相比之下，如果飛機(jī)安裝了HGS設(shè)備，那么對(duì)機(jī)場(chǎng)本身來說無須增加任何硬件改造投入，只需要增加簡(jiǎn)易地面能見運(yùn)行程序和重新評(píng)估復(fù)飛程序，飛行員訓(xùn)練也是例行復(fù)訓(xùn)中加入HGS內(nèi)容，無須增加總復(fù)訓(xùn)時(shí)間，而且機(jī)載HUD設(shè)備也是只需要例行維護(hù)即可。使用HGS降低標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行前，加上購買HGS設(shè)備費(fèi)用，總投入不超過400萬元人民幣，而且HGS設(shè)備并不會(huì)局限于某一具體機(jī)場(chǎng)，任何經(jīng)過評(píng)估的機(jī)場(chǎng)都可以直接使用公布的HUD運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于應(yīng)對(duì)低能見度天氣而言，這無疑是一種是一勞永逸、事半功倍的上上之選。
HGS的工作原理比較簡(jiǎn)單，仍然使用機(jī)場(chǎng)的ILS的導(dǎo)航信號(hào)，使用相應(yīng)的模式，飛機(jī)進(jìn)近至離地高度500英尺時(shí)HGS會(huì)啟用自主進(jìn)近監(jiān)控功能；在進(jìn)近下降至200英尺時(shí)，開始比較并逐漸使用HGS計(jì)算機(jī)根據(jù)200英尺高度以上的實(shí)際下滑軌跡計(jì)算的“趨勢(shì)延伸下劃線”；當(dāng)原始信號(hào)在低高度由于干擾不再可靠時(shí)，HGS會(huì)使用自身推算的下滑數(shù)據(jù)而不再使用機(jī)場(chǎng)實(shí)際的ILS的下滑信號(hào)，飛機(jī)進(jìn)跑道后根據(jù)飛機(jī)的無線電高度完成自主拉平指引的計(jì)算并顯示。
由于機(jī)場(chǎng)的ILS信號(hào)不受霧霾的影響，HGS的正常工作也就不會(huì)受到影響，從而飛行員就可以借助計(jì)算機(jī)計(jì)算的拉平指引完成著陸。這對(duì)我國(guó)霧霾天氣嚴(yán)重的華北地區(qū)尤為重要，南方地區(qū)由于霧霾天氣相對(duì)較少，即使在下雨的情況下能見度仍然很好。但在霧霾嚴(yán)重的地區(qū)下雨時(shí)，對(duì)本來就因?yàn)橄掠昕床磺迮艿赖娘w行員來說無疑是雪上加霜，但借助HUD設(shè)備，飛行員完全可以實(shí)現(xiàn)安全可靠的進(jìn)近。
山東航空公司在2005年就選用HGS作為機(jī)載必需飛行設(shè)備，并使用HGS實(shí)施飛行運(yùn)行。HUD的運(yùn)行是使用裝備HGS的飛機(jī)在符合中國(guó)民用航空局或國(guó)際民航組織（ICAO）要求的條件下實(shí)施飛行運(yùn)作，包括使用HGS設(shè)備進(jìn)行起飛、爬升、巡航、下降和進(jìn)近等階段的飛行操作。借助HGS的不同工作模式，可以用來進(jìn)行I/II/III類精密進(jìn)近和其他非精密儀表進(jìn)近和目視進(jìn)近。截至2014年12月，山東航空公司已經(jīng)在68架波音737NG飛機(jī)上安裝了型號(hào)為HGS 4000型的HUD設(shè)備。
山東航空公司目前已經(jīng)獲得特殊批準(zhǔn)的I類運(yùn)行資格和標(biāo)準(zhǔn)的II類運(yùn)行資格，即在公布HUD標(biāo)準(zhǔn)的I類機(jī)場(chǎng)實(shí)施RVR450/DH45米的運(yùn)行，和在標(biāo)準(zhǔn)II類機(jī)場(chǎng)實(shí)施RVR300米/DH30米的標(biāo)準(zhǔn)；山航還可以在濟(jì)南青島兩個(gè)機(jī)場(chǎng)執(zhí)行RVR200米起飛的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。山航即將獲得的是在濟(jì)南和青島進(jìn)行特殊批準(zhǔn)的II類運(yùn)行，即RVR350米和DH30米的最低落地標(biāo)準(zhǔn)。
借助HUD的安全特性和降低標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行優(yōu)勢(shì)，山東航空公司目前不但大幅提高了安全水平，而且提高了航班的正點(diǎn)率，多次避免了航班的備降或延誤。對(duì)本航班廣大旅客來講不但避免了因備降造成的不便，航空公司也因此減少了經(jīng)濟(jì)損失。
【本文作者為山東航空公司飛行部孟令光。孟令光是山東航空公司波音737機(jī)長(zhǎng)教員。自2009年起深度參與中國(guó)民航關(guān)于HUD 的相關(guān)法律法規(guī)的編寫，親自擔(dān)任機(jī)長(zhǎng)執(zhí)行使用HUD進(jìn)行HUD II 類、特殊I類，HUD RVR200米起飛等驗(yàn)證試飛工作。】
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