关于RNP APCH进近程序的分析与探讨

文摘   2025-01-13 14:21   北京  


关于RNP APCH进近程序
的分析与探讨



——西藏航空 谷斐 崔虎 钱顼




摘  要

RNP APCH进近程序,是目前国内除盲降进近程序以外使用机会最多的进近程序。本文以空客A320系列机型和霍尼韦尔公司导航数据库为例,围绕RNP APCH相关概念、FDP及其限制高度的识别等问题进行探讨,重点分析了宜昌机场14号RNP APCH进近程序,提出了操作建议和相关安全注意事项。


随着空中导航技术的发展,国内大力推广应用PBN飞行程序,RNP APCH进近程序,在越来越多的机场普及使用。由于机载数据库提供商以及FMS版本的不同,对于同样的飞行程序,各公司机载数据库编码存在一定的差异,从而导致飞行方法各不相同。即使同一公司的机组,对此类进近程序的执行方法也存在差异。如果机组未能正确理解飞行程序和机载数据库编码特征,以及两者之间的差异,可能会造成无法正确截获、偏离下滑剖面、突破限制高度等不利于飞行安全的情况。




相关概念解析


RNP APCH:所需导航性能进近,属于PBN进近程序的一种。在推进PBN运行的过程中,我国侧重于基于气压导航的垂直引导进近程序。目前,国内大部分RNP APCH运行包括LNAV/VNAV和LNAV两种运行最低标准。LNAV/VNAV是具备水平引导和气压垂直引导的类精密进近,其最低标准使用DA/H,有温度限制,超过限制不允许使用。LNAV是只有水平引导的非精密进近,必须使用CDFA技术执行,最低标准使用MDA/H,并在公布的MDA/H之上增加一个附加高度作为DDA。


最后下降点(FDP):带编码FPA的FMS航段开始的航路点,是程序中位于FAF或其之前的一个点,恒定垂直飞行轨迹在这个点开始确立。在使用FINAL APP引导的进近中,需要根据FMS航段确定该点的位置。


最后进近定位点(FAF):相对于越障面(OCS)而定义的越障位置,是一个由导航设备确定的固定的点。在非精密进近中,从该点开始保持规定的下滑梯度,可以确保飞机处于正确的下滑剖面上直至落地。


FINAL APP模式:一种水平和垂直管理的进近引导模式,可引导飞机从FDP按照指定的FPA角度下降到MAPt。空客标准操作程序明确,使用FINAL APP引导的进近,建议当TO航路点是FDP时,预位FINAL APP模式。满足以下条件时FINAL APP模式接通:①NAV或APP NAV接通;②FINAL模式预位;③FMS预测可用;④进近航段已激活;⑤飞机在FMS剖面截获区域内:水平距FDP±1.5NM,高度高于FDP限制高度250ft以内;⑥飞机切入垂直飞行航迹的下降航段。如果过早预位APPR,FINAL APP模式可能接通,其管理速度和高度在FDP前可能不正确。




程序标识



图一


(一)航图程序标识。

根据CAAC旧版航图程序的命名规则,RNP APCH进近图通常标注为RNAV(GNSS) RWY XX(XX表示跑道号码,下文同)。在ICAO修订了标准航行服务程序(DOC 8168)后,按照新版航图程序命名规则实施计划,从2022年12月1日起,将统一使用新的航图名称及标识。新版RNP APCH进近图标注为RNP RWY XX,过渡期内允许新旧两种标识并存。


(二)导航数据库程序标识。

空客A319/320机型机载导航数据库中,RNP APCH进近程序标识为RNV XX。


图二




FDP及其限制高度的识别


实际航班运行中,如何确定FDP,保持什么高度通过FDP并截获下滑剖面,是正确执行RNP APCH程序比较关键的问题。


(一)手册说明与机载导航数据库编码特征。

从FDP的定义可以看出,它是导航数据库定义的一个点,而不是航图定义的点。所以FDP不一定要与FAF重合,FDP的位置必须通过机载导航数据库中设定的FPA编码航段来识别,而不应根据航图识别。

空客FCTM手册指出,从FDP开始,必须通过交叉检查进近航图、MCDU和ND上的以下要素:FPA航段识别、FDP/VIP点位置、限制高度、复飞点。用来检查水平和垂直剖面。由于航图与FMGC可能存在差异,手册举例说明了三种情况来帮助识别FDP,并指出可能还有其它不同的情况。其中,第一种情况FDP与FAF相同,第二和第三种情况FDP与FAF不同。

目前,笔者所在公司使用的机载导航数据库由霍尼韦尔公司制作提供,在RNP APCH程序编码上有以下特点:①当FAF前一航段中间进近航段为平飞航段时,通常FDP与航图FAF的位置与限制高度相同;②当FAF前一航段航段为下降航段时,通常情况下FDP与航图FAF的位置不同。FPA编码会从FAF向前继续延伸一个航段至FAF前一航路点,该航路点为FDP。这种类型的下降剖面编码存在两种情况:一是当FAF前航路点限制高度为at XXX时,FPA向上延伸至该点限制高度水平面,FDP编码高度等于该限制高度;二是当FAF前航路点限制高度为above XXX时,FPA向上延伸至该航路点,FDP编码高度是根据FPA角度、FDP与FAF的距离进行编码计算得出。


(二)宜昌机场14号RNP APCH进近程序分析。

近期不少机组反馈,在使用宜昌机场14号RNP APCH程序进近时,接到管制员“按程序下降”指令后,选择目标高度3000英尺或2300英尺管理下降,发现飞机在YC604前会下降至3760英尺左右的一个限制高度并截获。由于该限制高度在航图中并不存在,这种情况让人有些意外。有些机组人工选择下降率继续下降到3000英尺,在YC604之前或之后预位FINAL APP模式,飞机可以截获下降剖面。有些机组会在通过YC604后选择2300英尺继续管理下降,飞机并没有转入下降,这也让人意外。于是继续选择下降率下降,并预位FINAL APP模式,截获FINAL APP模式后,飞机竟然由下降转入上升,这种现象让人难以理解。


图三 进近程序平面图


图四 进近程序剖面图


这些让人费解的现象背后,究竟是什么原因和逻辑?下面结合航图和机载导航数据库具体分析一下。

首先,选择14号RNP APCH进近后,MCDU计划页面如图五所示。绿色框部分代表FPA编码航段,由此可以判断FDP为YC604。

对照航图和ND检查水平与垂直剖面。垂直修正页面显示YC604限制高度为+3000英尺,YC602限制高度为2300英尺,均与航图一致。检查ND显示的水平与垂直剖面也与航图一致。





图五


这里需要特别注意MCDU计划页面YC604的预测高度,显示为3760英尺(红色框部分)。由于中间进近航段为下降航段,且航图IF点YC604限制高度为“Above 3000英尺”,数据库FPA编码向上延伸至YC604,得出3760英尺的编码限制高度。这个高度是航图中没有的。在管理下降时,YC604前只能下降到3760英尺的限制高度改平。在YC604前预位FINAL APP模式,飞机将在YC604

截获下降剖面,之后以3°下滑角下降到MAPt,如图六所示。


图六


如果人工干预继续下降到3000ft通过YC604,那么截获下降剖面位置(虚拟截获点)将会在YC604与YC602之间,下降剖面如下图所示。


图七


如果在YC604后选择2300英尺管理下降,由于在虚拟截获点之前编码限制高度为3000英尺,飞机会保持3000英尺直到虚拟截获点。如果在YC604人工干预下降到2300英尺,并预位FINAL APP模式,由于此时飞机实际剖面低于数据库下降剖面,就可能出现截获FINAL APP模式后飞机由下降转入上升的情况。

以上分析了宜昌机场14号RNP APCH程序识别FDP及其限制高度的方法,了解了导航数据库编码特点。综合航图、导航数据库及管制指挥等因素,建议机组在执行该程序时,得到塔台管制员按程序下降高度的指令后,选择FDP点高度(3000英尺),使用管理下降的方式,按照导航数据库水平与垂直剖面管理飞行,在FDP(YC604)前保持高度3760英尺,并预位FINAL APP模式,在YC604可正常截获FINAL APP模式。若管制指挥在YC604前下降到900米加入RNP程序,机组可按指令下降到900米,在YC604前预位FINAL APP模式,后续也可以正常截获。两种方式已在实际航班运行中进行验证。




安全注意事项


国内绝大部分机场,通常主用盲降进近程序,使用RNP APCH程序的机会比较少。由于各机场RNP APCH进近程序设计各有特点,机载导航数据库编码各不相同,在实际运行中执行此类进近程序,存在一定的安全风险,需要机组引起高度重视。


(一)认真学习和熟悉起降机场航行通告和通播信息,提前掌握机场使用跑道和进近方式。对于无通播信息和进近管制的机场,建议着陆前提前联系机场塔台获知使用跑道和进近方式。在机场盲降程序不可用时,避免因惯性思维选错和飞错进近程序。


(二)使用RNP APCH进近程序时,对照航图和机载导航数据库,正确识别FDP及其编码限制高度,检查校对水平与垂直剖面。若导航数据库下降剖面与航图不一致,在管制允许的前提下,建议选择FDP限制高度并使用管理下降方式,按照导航数据库剖面下降,在TO航路点为FDP点时,预位FINAL APP模式,并监控飞机截获情况。


(三)若按管制指令下降,须注意遵守航图程序高度限制,防止突破程序高度和越障高度,进而触发地形警告。若飞机未按机组预期剖面下降,机组可以进行合理的干预,但任何情况下都不可突破程序限制高度。


(四)使用Baro-VNAV的RNP APCH进近程序,其下降剖面受温度影响明显,对无温度补偿的航空器都有温度限制,通常该温度限制主要针对低温,防止突破越障高度。同时,在夏季高温天气时,对高温引起下降剖面过高的影响也要引起重视,防止低高度修正剖面方法不当触发地形警告,或高剖面情况下不正确的拉平动作造成重着陆或平飘距离远等情况。


(五)使用FINAL APP模式进近时,从FDP至MAPt,指引一直提供水平和垂直的管理引导。在DA/H以下,仍可保持指引接通,但目视必须作为主要参考。通过MAPt后,水平与垂直剖面引导失效,指引从FINAL APP转换到HDG V/S模式。机组必须在不晚于MAPt或AP最低使用高度(以先到者为准)断开AP。因此,对于MAPt在跑道入口的程序,可以保持指引接通直至落地,除非指引不可靠或没有被跟随。对于MAPt不在跑道入口的程序,在MAPt后应关闭指引,使用小鸟作为飞行参考,并按要求调整着陆航迹。


(六)如果在最后下降点(FDP)后显示TOO STEEP PATH(航迹过陡),不要使用FINAL APP引导进近,使用NAV FPA进近是允许的。


(七)如果进近过程中雷达引导,清理计划时防止误删除FDP,并确认以飞机实际高度及管制指令允许飞机飞过垂直剖面的截获区域。


——本文源自《飞行员》杂志2024年第5期 总第127期




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