夏季运行高温对类精密及非精密进近带来的风险

文摘   2024-09-27 10:23   北京  


夏季运行高温
对类精密及非精密进近带来的风险



——东航上海飞行部 任炫昱



时值盛夏,烈日炎炎。随着人类社会的发展,对环境的改变日愈明显。有人预测今年将是“史上最热夏天”,无论真假与否,这类论调的频繁出现确实从侧面说明了夏季越来越热,高温的日子越来越多。本文意从一个不正常航班的角度出发,剖析高温对类精密以及非精密进近的影响,探讨相关风险点并提出应对措施。




案例
01


某年8月,某航班执行浦东-万州航班,万州天气报告CAVOK,使用29号RNAV进近。由于受顺风影响,该航班进近时五边剖面偏高,飞机进跑道前机组修正过量导致触发了SINK RATE警告(场压高度74英尺),机组执行复飞(最低场压高度30英尺)。

机组复飞后再次使用29号VOR进近,五边顺风再次造成剖面偏高,至场压高度155英尺再次复飞。

随后塔台建议机组使用11号LOC进近,进近过程中,又因短五边地形陡升,场压高度180英尺时触发TERRAIN近地警戒,机组再次复飞。最后使用29号ILS进近落地。




剖析成因
02


纵观整个事件,三次进近的失败都对应了相应的成因,分别是:顺风影响加之修正过量,顺风影响,地形陡升。看完这些成因,心中难免会有疑问,成熟机组执行航班时,会多次因为顺风影响、操纵过量导致三次复飞吗?就算第一次非精密进近时因顺风导致复飞,再次进近时也该有所准备才对。人不知理定有祸,事出反常必有妖。下面列出当年的天气信息:


图一 天气信息汇总

可以看到,整个八月的最高温度都在36°左右徘徊。这样的高温环境下,对于进近会有什么影响呢?

低温对于飞行高度的影响在《运行手册》中有明确规定,即低温在条件满足时需要对高度进行修正。从ICAO DOC.8168文件以及民航局飞标司相应8168卷Ⅰ的通告AC-91-FS-2015-27中,我们可以检索到关于温度的修正公式以及描述。对低温进行修正的原因在于,温度低,实际气压高度低,导致超障余度的减小,离障碍物更近;而高温时实际气压高度更高,超障余度更大更安全,但高度高也带来其他风险,即下降梯度的增加。我们可以按照8168文件中温度修正公式来对当时高温条件下的几次进近,做下降梯度的计算。


图二 8168温度计算公式


使用当日气温条件,29号跑道RNP APCH以及VOR DME进近,根据公式计算得出下降角度为3.21°,11号LOC DME根据公式计算得出下降角度为3.53°。

使用我司低温修正计算器也可以得出图三相同的结果:


图三 低温修正计算器结果


由此可见,当天的高温环境下,万州29号RNP和VOR进近的下滑角由3°增大到了3.21°,11号LOC进近的下滑角由3.3°增大到了3.53°。在类精密进近程序设计时,下降角设计应在2.5°到3.5°之间,2.5°对应了程序低温限制,3.5°对应了高温限制。但由于大部分程序基础下降角是3°,所以3.5°的高温限制一般在50摄氏度左右,现实中并不能达到,因此不会标注高温限制。万州机场11号RNP进近,由于设计下滑角是3.3°,其实在航图上已经标注了高温限制为29摄氏度,这说明温度29摄氏度时11号的下滑角已经达到3.5°了,遗憾的是,这个信息不会在非精密进近图中标注,只存在于类精密进近图。当月最高气温是39摄氏度,如果正好在最高气温那天做非精密进近,11号的下滑角将达到3.6°,是极为陡峭的最后进近下滑角。

回到案例上来看,在初次进近时,29号RNP的下滑角由于高温达到3.21°,加上文中叙述的顺风影响,150Kt基础下降率为850英尺/分钟,如果修正量稍大,会很容易进入触发SINK RATE的下降率阈限。而第二次进近时使用VOR,虽然没有触发警告,但是如果对高温影响没有预期,仍然按照正常3°下滑角进近,在仪表阶段以3°下滑角下降,每到高度检查点都会发现偏高;在目视以后使用3°下滑角的基础下降率去飞3.21°的下滑角,加上顺风影响,最后必然会越飞越高,难以落地。


图四 SINK RATE触发逻辑


第三次尝试进近使用11号LOC DME进近,基础下滑角为3.3°,修正后为3.51°,虽然这次没有顺风影响,但基础的下降率将达到950英尺/分钟。由于TERRAIN警告触发逻辑是根据无线电高度表的地形接近率来触发,只要地形有瞬间超过1000英尺/分钟的抬升率,叠加大下滑角,即会触发警告。此例中,万州11号跑道头恰好是抬升地形。


图五 TERRAIN 警告触发逻辑


图六 万州11 号跑道地形




风险解读
03


各个航司都非常重视控制CFIT的风险,对冬季低温运行进行了大量宣贯和考核学习。低温环境会导致减小与障碍物间高度裕度的结果,已然深入人心,但是高温带来的低空大下降率风险,却没有得到应有的重视。虽然大部分机场的基础下滑角度皆为3°,高温带来的高度变化有限,但是在面临叠加因素多的情况下,高温时进近带来的风险,将迅速被放大。结合案例和现状,总结出以下几点主要风险:

1. 机组面对高温时,没有手册程序支持高温修正计算;

2. 高温导致非精密进近剖面高,机组不掌握剖面高多少,不知道进近时的高温限制在哪里;

3. 高温导致类/非精密进近时剖面高,飞机保持大能量下降,会造成不稳定进近或其他地形风险;

4. 高温导致升降速度表同样不准确,小的表显实际却是更大的升降率,增加机组的操纵难度和粗猛度。




应对措施
04


夏季运行时高温很常见,在条件不允许执行精密进近时,执行类精密和非精密进近受到温度影响导致剖面较高的情况,需要引起机组足够的警惕。为增强机组对高温影响的认识,明确如何计算高温情况下飞行轨迹的改变,提醒机组高温与其他因素叠加将会带来的CFIT风险,提出以下几点建议:

1. 高温时执行非精密程序,可以参考机场类精密进近图的温度限制,如果非精密和类精密进近的设计下滑角相同,那么高温限制是可以直接参考的,这意味着在这个高温下非精密进近的下滑角,也会达到3.5°以上;

2. 可以使用航司提供的低温修正软件来检查高温对梯度的影响, 算出修正值然后使用原FAF高度,加上修正值即可算出下降梯度。如果实际下滑角超过3.5°,且不能申请执行精密进近,那么简令中应该明确基础下降率,对大下降率有心理预期,并且防止低高度粗猛操纵。极端情况下,高原、高温、地形、顺风叠加,也许备降才是更好的选择;

3. 现实情况是ICAO DOC 8168、DOC 4444文件只支持低温高度修正,高温修正的计算只作为机组决策和实际操纵的参考,不能因此向管制员要求飞行高度的向下修正。



——本文源自《飞行员》杂志2024年第4期 总第126期





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