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你所看到的和你没看到的-目视进近 目视盘旋 和起落航线 全集

 隐形的窗户 2021-12-13

  这段时间和一些朋友讨论了有关目视的一些问题。觉得有必要梳理一下这些内容,以冀为近段时间航空公司推进飞行人员基础技能训练提供一个参考。同时,目视也是与管制运行直接相关,探讨一下运行规则,研究操作技巧,明确哪些该做,哪些不该做,该如何做也是这本书的意图。

    先说说本书题目:你所看到的,指的是目前在民航运行领域的各种目视,因为内容过于广泛,初步聚焦于目视进近、目视盘旋和起落航线(目视起落)这几个方面,顺便将其他涉及目视的方面也做一个介绍;你所看不到的,指的是这些目视总会存在各种误解和套错概念。如何去理解这些概念,如何掌握它的运行要求等等。这都是看不见的,也没有一本书能够很明白的说清楚。少了这些看不到的,你看到的只是表象,也就是说很容易糊里糊涂的运行,糊里糊涂的出事。

    既然是专题,文章的篇幅和字数比较多,我尽量不写水文 ,但是干货带来的最难的一点就是解释度不够.我尽量想简明扼要的给大家说清楚。我为了这个动笔,看了大概不少于50万字的材料,也摘了10万字的左右的笔记。为了保证大家的身心健康,做如下建议:后边涉及的规章摘录比较枯燥,建议大家简单浏览,等到需要再回头寻找相关的文献深入研究。

    文章拟分为如下部分供大家各取所需:

1.概念、规章规定和比较结论;以及对目视进近、目视盘旋和起落航线的应用场景的归纳

2.为什么看见的比看不见的困难—从我国目视发展说起

3.美国的目视相关的发展介绍

4.目视间隔的介绍

5.目视进近的介绍和解惑

6.从我的一篇文章说起探讨一下指定轨迹的目视进近

7.如何理解仪表程序最后进近阶段转目视-说说目视航段和目视盘旋

8.起落航线运行运行

目录

第一章、目视进近、目视盘旋和起落航线相关的概念、规章规定和比较结论

一、概念:

二、比较和总结:

三、应用场景:

四、其他概念:

第二章、为什么看见比看不见困难-从我国目视发展说起

一、为什么:

二、怎么办

第三章、美国目视相关的发展介绍

一、美国空域划分

二、美国空中规则历史介绍

三、美国现代目视应用介绍

第四章、目视间隔介绍

一、目视间隔介绍

二、对目视间隔理解

第五章、目视进近介绍和几个问题研究

一、目视进近介绍

二、目视进近的几个困惑寻解

第六章、从我的一篇文章探讨指定轨迹的目视进近

一、写在前面的靶子

二、自言自语

三、国外CVFP和RVFP介绍

四、RNAV VGA

四、CVFP和RVFP疑惑寻解

五、CVFP和RVFP程序设计要点

六、CVFP和RVFP程序夜间运行

第七章、如何理解仪表程序最后进近阶段转目视-说说目视航段和目视盘旋

一、如何从“看不见”到“看得见”

二、目视航段的保护

三、目视盘旋

第八章、与航空俱生的起落航线

一、起落航线简介

二、起落航线的运行方法:

三、起落航线的交通管理:

第一章、目视进近、目视盘旋和起落航线

相关的概念、规章规定和比较结论

开篇之初我虽然更偏向于说明目视进近是什么,和其他两个概念有何区别,但是从航空的历史发展进程来说,起落航线出现在前,目视进近出现在后,所以概念部分按顺序,但在文章章节里倒过来了,先介绍目视间隔、目视进近,再到目视盘旋和起落航线。这一章节的目的在于让大家分清楚这几个概念上有什么不同,用在那里。按照惯例首先上概念部分。

一、概念:

概念是从各个规章进行摘抄出来的,包括CAAC,ICAO和FAA的。

起落航线:

机场起落航线(Aerodrome Traffic Circuit):在机场附近运行的航空器应飞行的航径。(ICAO DOC4444)

TRAFFIC PATTERN:The traffic flow that is prescribed for aircraft landing at, taxiing on, or taking off from an airport. The components of a typical traffic pattern are upwind leg, crosswind leg, downwind leg, base leg, and final approach.

a. Upwind Leg− A flight path parallel to the landing runway in the direction of landing.

b. Crosswind Leg− A flight path at right angles to the landing runway off its upwind end.

c. Downwind Leg− A flight path parallel to the landing runway in the direction opposite to landing. The downwind leg normally extends between the crosswind leg and the base leg.

d. Base Leg− A flight path at right angles to the landing runway off its approach end. The base leg normally extends from the downwind leg to the intersection of the extended runway centerline.

e. Final Approach− A flight path in the direction of landing along the extended runway centerline. The final approach normally extends from the base leg to the runway. An aircraft making a straight-in approach VFR is also considered to be on final approach. (FAA7110.65)

个人翻译稿:为飞机在机场着陆、滑行和起飞而规定的交通流。一个典型的起落航线包括上风边(一边)、侧风边(二边)、下风边(三边)、基线边(四边)和最后进近(五边)。

a.上风边-平行于着陆跑道并与着陆方向一致的飞行航径。

b.侧风边-垂直于着陆跑道上风边的飞行航径。

c.下风边-平行于着陆跑道并向着陆方向相反方向的飞行航径。下风边通常由侧风边延伸至基线边。

d.基线边-垂直于着陆跑道,位于进近远端的飞行航径。基线边通常是从下风边起延伸至跑道中心延长线的交叉点。

e.最后进近-沿跑道中心延长线朝向着陆方向的飞行航径。最后进近通常由基线边开始延伸至跑道。航空器进行VFR直线进近时也被认为是在实施最后进近。(FAA7110.65)

起落航线(TRAFFIC PATTERN):为航空器在机场滑行、起飞或着陆规定的流程.由五个边组成.(CCAR-93)

目视盘旋:

盘旋进近(Circling Approach): 仪表进近程序的延续,是在机场着陆前提供的目视盘旋飞行。(ICAO DOC8168)

目视机动(盘旋)VISUAL MANOEUVRING (CIRCLING):是完成仪表进近后的目视飞行阶段。通过该阶段,使航空器进入直线进近所不适于的跑道着陆位置。(ICAO DOC8168)

盘旋进近(CIRCLING APPROACH):仪表进近程序的延伸.航空器在按照仪表进近程序进近过程中不能直线进近着陆时,在机场上空目视对正跑道的机动飞行.(CCAR-93)

目视进近:

目视进近:当部分或全部仪表进近程序尚未结束时,通过目视参照地标实施仪表飞行规则 (IFR) 的进近。(ICAO DOC4444)

目视进近:采用仪表飞行规则飞行的一种进近。进近期间,部分或全部仪表进近程序没有完成,须通过目视参考地面来完成进近。(ICAO DOC9365)

VISUAL APPROACH [ICAO]: An approach by an IFR flight when either part or all of an instrument approach procedure is not completed and the approach is executed in visual reference to terrain. (FAA AIM)

VISUAL APPROACH: An approach conducted on an instrument flight rules (IFR) flight plan which authorizes the pilot to proceed visually and clear of clouds to the airport. The pilot must, at all times, have either the airport or the preceding aircraft in sight. This approach must be authorized and under the control of the appropriate air traffic control facility. Reported weather at the airport must be: ceiling at or above1,000 feet, and visibility of3miles or greater. (FAA7110.65)

个人翻译稿:执行IFR飞行计划的航空器在得到管制许可后在云外目视飞向机场的一种进近方式。飞行员应始终保持看到机场或者前机。这种进近需得到适当的空中交通管制单位许可和管制。报告机场天气条件应达到:云底高在1000ft或以上,同时能见度在3英里或以上。(FAA7110.65)

CHARTED VISUAL FLIGHT PROCEDURE APPROACH: An approach conducted while operating on an instrument flight rules (IFR) flight plan which authorizes the pilot of an aircraft to proceed visually and clear of clouds to the airport via visual landmarks and other information depicted on a charted visual flight procedure. This approach must be authorized and under the control of the appropriate air traffic control facility. Weather minimums required are depicted on the chart.  (FAA AIM)

个人翻译稿:航图化目视飞行程序进近:执行仪表飞行规则(IFR)飞行计划时,经授权的航空器驾驶员在云外沿目视飞行程序进近图的地标和其他信息飞向机场的一种进近方式。这种进近方式需得到适当的管制单位许可并管制。所需天气最低标准在图上标示。

目视进近(VISUAL APPROACH):当部分或全部仪表进近程序尚未结束时,通过目视参照地标实施仪表飞行规则(IFR)的进近.(CCAR-93)

二、比较和总结:

上面已经将中国民航、ICAO、FAA有关目视进近、目视盘旋和起落航线的定义进行摘录。很多人将这三种概念混淆,可能是因为这些概念里都有个目视的含义或字样吧。例如:有的人做目视进近设计时,使用了指定轨迹目视盘旋的保护区来评价;有的认为起落航线就是目视进近。如何有意义的学习这三种概念呢,我这里简要的从如下几个方面帮助大家进行梳理一下:

(一)区别

1.从规章体系划分来分辨:

规章体系是最好理解概念的工具。在ICAO规章体系中,目视盘旋是在PANS-OPS中;而起落航线、目视进近是在PANS-ATM。也就是说目视盘旋归类于飞行程序;而起落航线、目视进近是归类于空中交通管理的。飞行程序(PANS-OPS)更注重自主的运行规律,寻求一种安全的运行方案;空中交通管理(PANS-ATM)更注重相互的间隔安全和排序功能,带有一定的交通流调节能力。

2.从运行规则来分辨:

我们可以简单分为两类:IFR和VFR运行。起落航线属于VFR;目视进近属于IFR。而目视盘旋如果需要简单就归入IFR的范畴,但实际上应是仪表飞行程序的最后转目视的阶段。

3.从气象条件来分辨:

可按照IMC,VMC两种气象条件分类(当然还会有其他目视方式加入细分,但是本次只说明三种方式的区别,所以分两类)。目视盘旋适用于IMC条件。目视进近和起落航线适用于VMC条件。

4.从适用的运行阶段来分辨:

目视盘旋是接在仪表进近最后进近航段之后的,研究仪表转为目视落地这一阶段。而目视进近可以在进近的任意阶段,例如:起始进近,中间进近或者最后进近。起落航线是构成一个完整的机场交通,包括起飞、爬升和进近等阶段。

(二)总结


目视盘旋

目视进近

起落航线

规章体系

PANS-OPS

PANS-ATM

PANS-ATM

运行规则

 IFR

 IFR

 VFR

气象条件

IMC

VMC

VMC

运行阶段

仪表进近的最后进近阶段

进近的任一阶段

包括起飞到落地的全阶段

从上图可以很简单的区别这几个概念。但是运行不是考试,答出了几个区别就能得满分,实际运行还得落实到“我在那里需要用到?如何用到?”本章节先把“在那里用”说明白。后面章节再抽丝剥茧的将“如何用”说清楚。

三、应用场景:

写作文是时间、地点、人物、干什么。我们如需要好好理解这三种应用,没啥比和大家讨论一些预设场景更好的了。

(一)目视盘旋的场景:

场景1:这是一个典型的目视盘旋应用场景,这也是为什么目视盘旋经常被人俗称反向着陆的原因。跑道一端由于地形影响、导航设施不足等原因不适合进近,但是使用风向合适,因此,利用对向跑道的进近程序进近后,再通过目视盘旋程序向本侧跑道着陆,这样目视盘旋就将仪表进近和跑道使用这两者结合起来了。记忆深刻的是韩国釜山机场,其18号跑道受障碍物影响只适用于目视盘旋。

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图1.1.1目视盘旋应用场景1

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图1.1.1-1韩国AIP 釜山目视盘旋程序

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图1.1.1-2韩国AIP 釜山目视盘旋程序

场景2:这是另一个目视盘旋应用场景。一组窄距平行跑道,其中一条跑道未安装合适的导航设施,可以通过一条跑道ILS或者其他仪表方式引导航空器进近后再向另外一条跑道(落地跑道)机动。例如法国图卢兹的RWY32R公布的指定轨迹的目视盘旋程序,航空器向32L进近后,在大约2海里的位置目视机动转向32R着陆。

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图1.1.2目视盘旋应用场景2

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图1.1.2-1法国AIP-图卢兹指定轨迹的目视盘旋

场景3:这是国内不常见的目视盘旋应用场景。在交叉或者侧向跑道进近,航空器通过合适的导航设施(例如主跑道的ILS)向机场进近,并通过目视盘旋机动向着陆跑道(例如没有导航设施的副跑道或者起飞跑道)。美国有大量的机场属于该情况,该运行场景可以减少机场的资金投入和维护。

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图1.1.3目视盘旋应用场景3

(二)目视进近的场景:

目视进近前面已经分析,属于管制运行程序,除了CVFP/RVFP,一般不需要在航图标示。和目视盘旋相比,目视进近的起始点不局限于最后进近,可以在起始进近阶段就实施。

场景1:这是一种标准的目视进近场景。航空器在雷达引导或仪表飞行程序高度上报告其符合目视进近条件时,脱离飞行程序或者雷达引导,目视向机场进近,并切入ILS下滑道或者使用地标目视落地的方式。该场景使用可以缩短航空器飞行路径,辅以目视间隔,可实现比仪表进近更高的运行效率。还可以由飞行员灵活规划路径,例如规避五边外雷雨等影响。韩国釜山机场公布的目视进近图就是没有指定轨迹。

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图1.2.1目视进近应用场景1

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图1.2.1-1韩国AIP-釜山非指定轨迹目视进近

场景2:这也是另外一种标准的目视进近场景。在一组平行宽距跑道的机场,其中一条跑道实施仪表运行,在另一跑道上实施目视进近,目视进近和仪表进近混合运行。通过目视进近的灵活间隔,提高机场运行效率。

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图1.2.2目视进近应用场景2

场景3:目视进近还可以在窄距平行跑道实现同时运行。在一组窄距平行跑道的机场,其中一条跑道实施仪表运行,在另一跑道上实施目视进近运行。通过保持对向跑道的飞机和本跑道前机的目视,实现在两条跑道的类似仪表同时进近类似的运行方式,提高机场运行效率。旧金山的28L/R的目视进近。

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图1.2.3目视进近应用场景3

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图1.2.3-1美国AIP-旧金山目视进近

场景4:实现居于航图的目视进近。有CVFP和RVFP。这种方式可以固定航空器的轨迹,简化飞行员操作,同时不需要仪表超障保护,减低复杂地形机场的运行难度。后续章节会详细叙述。这种进近方式需在航图进行公布。美国西雅图机场RWY16公布了目视进近。

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图1.2.4目视进近应用场景4

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图1.2.4-1美国AIP-西雅图目视进近

(三)起落航线的场景:

起落航线作为机场交通的标准处理手段,为目视飞行的航空器的在机场周边的起降提供一个运行方法。

场景1:这是一种标准的起落航线场景。航空器可以根据高度和位置通过管制员的安排加入机场任一个边来完成落地。也可以依照起落航线完成起飞或者复飞。飞机从各个方面都能很容易的对跑道取得目视,按照管制员安排的次序完成进近着陆。现在国内航校所在的机场常用,其他运输机场虽然公布了规则,但是使用的很少。

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图1.3.1起落航线应用场景

通过以上几个使用场景,基本上能把涉及目视的三个运行的概念适用范围说明白了。下面是涉及到目视的其他概念,一并附上。在本文成文时,部分机场修改了航图,可能最新的AIP里找不到其中一些图样了。

第二章、为什么看见比看不见困难-从我国目视发展说起

按照常理分析,看得见的东西比看不见的东西好理解吧,看着猪跑总比对一块猪肉想象猪的样子强吧。可是在CAAC航空运行里,仪表运行却比目视运行要受欢迎的多,提及仪表头头是道,目视谈起来寥寥。本章节试图从我国航空发展史来说明为什么我国对目视是如此的陌生。找到了原因,方便我们想想如何补充补充目视的内容。

一、为什么:

(一)大环境因素-在我们目视消失前,也曾经有很长的目视飞行的阶段

国内目视式弱不是先天不足,而是有个很奇怪的历史因由。1980年,依据《国务院、中央军委关于民航管理体制若干问题的决定》,民航局从军方改成国务院直属机构,民航飞行学校和专科学校(说的是民航大和中飞院),列为大专院校序列,并逐步组建几所中等技术学校或技工学校,加速培养民航专业人才。体制改变了,民航局成立之初大多为苏制的航空器,也继续沿用苏式的训练方法。例如我们的一代神机初教6就脱胎于雅克18,为中国民航立下了汗马功劳,直到现在成为美国通用航空运行(目视为主)的奢侈品,比原型还要有名。苏式影响至今存在,例如我们熟悉的“八该一反对”其中穿云一说就是来自苏式的规范,指仪表进近。在民航之初的航图规范里的仪表进近图标注为“穿云图”,因为它形象的说明仪表进近的结果,到现在我和一些老机长聊天中还能找到这些字眼。那个年代强调个人飞行能力的养成,怎样落得更好、怎样落得更难。所以目视在那个阶段是一直和仪表进近混合使用的,很多机组或者管制员是善于使用目视起落这种手段。直到1998年前后,我们在天津管制指挥频道里还是能够听到起落航线:直飞西三边,16号跑道落地。航空器通过起落航线机动后切入ILS落地了。那时候的目视不能说炉火纯青,但是也是比仪表更广泛的存在。但是我们必须看到,那时候对运行规则的研究并非同样炉火纯青,靠个人能力总会出些问题,事故率一直不低。

到了1980年,中美航空活动有了一个蜜月期,1981年,中美民航通航给我们打开了一个新大陆。在随后的几年里,发生了一系列的大事。1983年,中国民航购买了B747,B737,MD82等美国飞机;1985年中国向空客购买的A310到货;民航局和航司分离的改革实施;第一批国内飞行员赴美进行波音飞机驾驶培训。飞机的仪表和能力的先进,也带来一些不恰当的比喻,例如有人认为飞机就是个傻瓜机,结果1993年MD-82的这款傻瓜机在地窝堡机场就给中国民航并不匹配的软环境打了一下脸。但是总体上,中国民航完成了已经完成了硬件上的“脱俄入欧”。到2002年国家民航总局决定全面停飞国内的图-154M,03年新疆航的伊尔86退役。

在改革的大潮流里,每一个人都有他的记忆和见解。这里仅是把时间和事件做一个梳理。1989年民航局进行司局改革。将航行司部分职能调整为飞行标准司;航空工程司改为适航司;修建局改成了机场司;保卫部改成了公安局,从这些名称的改变可以读出浓浓的味道。1989年11月,首次将飞行安全运行涉及的行业管理标准纳入航空安全管理体系,进入了90年代,规范化标准化的呼声越来越高。1995年,第一部民航法施行、1999年121部的实施,完成了我们最接近的西方的飞行标准管理理念的建立,也是此时与国际民航组织ICAO全面接轨。此时,我们的软件上完成了“脱俄入欧”。

软硬件的“脱俄入欧”给我们带来的甜头是显而易见的。1980-1995年中国事故率是3-5次/百万飞行小时,1996—2000年事故率迅速下降至0.65次/百万飞行小时,2001—2005年事故率是0.29次/百万飞行小时。这对于中国民航无疑是福音。但是,这么大的篇幅描述一个西化的过程为什么呢?其实想描述的是西化的过程就是也就近二十多年才形成。原来苏式强调的个人能力,到西式强调规章和管理能力。转化的好处显而易见的,事故率的减低也使中国民航在世界排名稳步向前。但是为啥在这个有利的转化过程中会丢掉了目视呢?

20世纪90年代后,我们引进的基本为欧美系的飞机,飞机的更新迭代过程中,也引进了欧美的训练方式。但是不得不看到,我们越过了欧美充分发展通航或者低空开放的漫长阶段,直接迈进了大飞机时代。我们在引进先进的飞机同时,与之配套的是先进的仪表,更快的速度,所以训练方式也更多的围绕运输飞机的仪表飞行开展。IFR飞行成为现运输航空器驾驶员运行的主流,而VFR飞行更多的是停留在飞行学员或者模拟机练习阶段。目视进近具有丰富的目视飞行元素,对于通航基础雄厚的国家,驾驶员相关理论或者飞行经历已非常丰富;而我国是以运输航空为主的国家,驾驶员对IFR下目视进近的要求不熟悉,缺乏相应的训练,加之我们近年来强调按章操作,驾驶员觉得“飞生不如飞熟”,选择和决策上更偏向仪表。曾经某个机场ILS因校飞关闭,只能执行VOR偏置进近程序,结果就是这样,当天有七个航班由于垂直航迹控制不佳复飞了。仪表的非精密进近程序尚且觉得陌生,更何况让他自己规划路径,没有相关指引来飞目视。某机场实施目视进近,有飞出地形警告,也有偏航的。有些公司的内部政策也给驾驶员带来“怕出错,怕出事”的心理影响。

(二)无源之水难以为继-并不普及的大众航空

航空氛围也是一个重要的因素,民航的发展也是从目视开始,从看得见到看不见,大多数通用航空受限于飞机的能力,只能采用简单仪表,更多的辅助以目视观察。但是胜在通航航空器的价格便宜,一般民众都有能力购买,因此通航的发展水平也代表一个国家航空的群众基础。二战结束后,美国迎来了第一次军转民的高潮,大量的战斗机飞行员和退役的飞机成为民间航空蓬勃发展的基础。直到现在,1万架飞机和50万人参与的飞来者大会等大众航空活动在美国延续了近70年。所以航空小镇不是打造出来了。而是有他的历史缘由的。为了这个转型,美国也提供了大量的政策支持,例如空域设置、计划审批流程等都考虑了通航需求。而国内对通用航空的支持力度在十多年以前,基本为零。记忆中经常去中国通用航空公司的食堂打牙祭。可是到了1997年不再让我们进去了,因为这一个中字头的企业重组了,被东航所兼并,说明了90年代在国内发展通航的举步维艰。二十年前,广东省内就只有三家通航企业,南航珠直、深圳中信海直、白*通航。前面两家都是国字头的企业,也主要从事石油平台、海上救援等运输活动。2002年左右,白*通航已经培训私照,并且为港澳跳伞运动提供条件。但这些都是个例,总体上到了2010年前后,国内的通航并不发达。没有充分的通航基础,大量的飞行学员都是在飞行学院培养,培养完成后由各航空公公司在大飞机上进行职业培训。供给双方都是固定的,培养模式也基本按需定制,由于民航运输机大量引进,所需飞行员缺口增加,飞行员培养多为供给航空公司,无法承接太多的私人驾照培养业务。因此,学员认为其未来都是上大飞机的,不由自主的将自己的方向调整为大飞机所需技能。在供不应求的情况下,1993年西澳航空学院与北京航空航天大学合作,开办了飞行学院,开始招收飞行学员,先在国内学理论,然后送到澳大利亚飞行培训机构完成飞行训练。近年来部分航司已经开始将少数飞行学员送去美国培养。从各方反馈来看,这些人对目视运行的理解更为深刻,主要就是因为国内外的运行土壤不同。与国外相比,几十年的大众航空的发展,我们是无法比拟的。而且,我们的航空前期先定位为运输,到了这几年才逐步的实现通航部分开放,且目前多以航空培训为主。由于疫情影响,航司对飞行员的人才需求的放缓,对这个行业也有一定的冲击。在中国实现一个像私家车一样普及的大众航空市场目前来看还不是太现实。没有深厚的群众基础,想下班开个飞机回家的仅能存于梦想,同样,想每个飞行员都能没事把把杆,飞几个起落,转个场也同样是梦想。

(三)规章层面的引导-从规章发展找出我们为啥缺课了

从1950年颁发的第一本《飞行基本规则》,1990年,根据《飞行基本规则》编写了的2号令《中国民用航空飞行规则》中国民航走出了自己的第一步。从该规章里还是能看到大篇幅的目视飞行、起落航线运行等内容。这也是沿袭苏式规则。

1995年民航法实施;1999年121部实施;到了2004年,以民航总局120号令发布了《一般运行和飞行规则》这就是我们俗称的91部规章,该规章根据ICAO附件2的要求,借鉴了FAA的91部,对《中国民用航空飞行规则》进行了全新的编排,这是一次重要的国际接轨。刚才说了91部和121部是我们运行的重要保障,但是在规章的沿革过程中,我们专注点不一样,最后的效果也不同。我们专注于大飞机的保障,起落航线基本上简化为机场区域内的运行,有人误解现在大飞机不允许做起落航线。

(三)空管对目视的理解-理念比技术更重要

1994年民航总局空管局成立;空管的发展有几个阶段,一个是90年代大力推进的雷达管制。1993年3月16日,民航局发出《关于在北京进近和上海—广州航路进行雷达管制试点的通知》,12月1日在北京实行雷达监控试点。1996年12月30日,北京终端管理区开始实施雷达管制。2000年在几条移交航路上实施雷达管制。在七五到十五期间,基本实现了全国绝大多数地区高空的雷达管制服务和空管所在地机场进近雷达管制服务。雷达管制对空管的发展起到非常巨大的作用。那为什么带来巨大效率提升的雷达管制会对目视运行造成影响?首先,雷达首先是个监视设施,解决了人看的见的问题,原来几百公里外只能靠推算、报告,现在都是演化为一个小点。但是对雷达的剩余价值不能浪费呀,于是产生了雷达管制。通过“看见了”指挥飞机,让飞机向左就向左,让飞机向右就向右,管制员心里踏实。于是中国空管就在雷达管制的大道上狂奔。设备配置还是人员培养,指挥飞机的能力为主要衡量指标。近年来,由于流量的剧增,我们更加相信雷达管制,增加更多的扇区,增加更具能力的管制员以应对增量的压力。在这过程中,无疑中,减少了航空器自主飞行的可能性。不止听到一个飞行员说过,我听引导就成。所以2007年双目试验推行至今,管制单位基本上应用了目视间隔,而对机场容量有着绝对帮助的目视进近,基本上不会用、不想用或者用不好。

国外对目视飞行的管理和运行是一整套体系的。首先是体现在空域规划上。按照美国的相关划分,有多类的空域涉及到目视运行,而且根据相关的运行规则,不单单是仪表运行和目视运行保持仪表间隔这一句话。而是更加细化的混合运行规则和空域规划,并根据实际需求、空域属性、运行特点划定管制空域和非管制空域。对于这种细分,更好的为航空活动服务。这也是为啥飞来者大会能在短短两三天内起落数万架次的飞机。因此,对国内空域的划分方案调整、责任的互担、将管制转变为管理也将是松绑通航运行和航班运行的相生相克,更好的提高效率。

     二、怎么办

上面洋洋洒洒的写了几千字,实际上不是为了目视。而是从整个体系来看,我们需要补一点课。但这补课绝不是说原来体系不正确,而是如何同步将相关的规章和运行层面进一步细化,引导航空从业人员更好的适应多环境运行,保证我们在目视方面走的更好。

(一)建立一个大众航空的好的土壤

(1)细化空域分类

建议引入国外关于E,G空域划分概念。空域的细分可以随航空需求的变化而变化,总体原则就是建立一套适应发展的资源使用法则,通过法则达到资源利用的最大化。所以建立E类空域和G类空域不是单单为了通用航空,而是引导资源的配置方向,将空管保障能力集中于必要的部分,减少空中交通管理难度,提高空中交通管理效率。

(2)适当放开通用航空,建立飞行的土壤

从航空发达国家来看,通用航空就是大众航空的基础。中国不乏相关的爱好者,别的行业都能发展的如火如荼的,就是通用航空还是存在不少的难度。因此,应大力支持通航发展。二十年前,我们还觉得私家车是身份的象征。二十年后多少人都换了几茬车了?同样对通航也是,给他一个环境,一部分人感兴趣(飞行爱好者),一部分变成他的职业(通航从业人员),一部分人变成他的生活(上下班用?哈哈哈),这就是未来通航能否进入千家万户的关键。

(二)配套相应的运行规则

前面说的都是大环境,实际到了目视还得进一步丰富相应的运行规则。我们的CCAR-93部在第五版已经补充了相关内容,如何配合该规章制定相关的操作细则显得尤为重要。FAA从14CFR到7110.65,到相关配套的8260.55、8260.61设计规范,再到知识普及的AIM手册等都能找到相关的内容,从而使目视这件事在各个层级具有可操作性。我们飞行部门和管制部门现在特别注重文字上的引领,如果能够将相关的内容细化出一些指导材料或者单行本,可能对目视运行的推广带来变化。

(三) 空管管制运行体系改革和管制理念的革新

我在民航发展最快的这段黄金时间里,同样,空管的压力也来自迅猛增长的航班量。原来可以为每一个航班都可以提供引导服务;未来也将需要改变,更多的通过规程和管理实现全域的管控。改变雷达管制为主的管制理念,才能促进ATC向ATM转化。孩童时期我们需要更多的呵护,但是成人了我们应该给他更大的自由和规则限制,而不是继续手把手。同样,对于整体运行的管理也是这样。我们应更注重整体交通流的管理,对交通流的安排形成规程化,将操作部分交给飞行员,相信他们都是成熟专业人士,能做好的。同时,可以利用目视进近、配对进近等一些技术手段,将部分责任交给飞行员,因为对于管制员而言,靠一个6秒转一圈的雷达来管理间隔肯定不如飞行员的眼睛管用。通过相互间的密切配合,更好的提高运行效率。同时飞行员也应该有大民航的思维,技术引领,风险共担,有责任有利益。飞行员负责了安全,就该在某个方面优先。例如我们说的在仪表间隔不够时候,鼓励目视进近的航空器在缩小间隔时进入,他可获得了优先落地的权利。

(四) 对飞行员的培养也得与时俱进

事实上,目视对飞行员的技能要求提出更高的要求,需要更多的主动性,预见性。不是一说到目视就是小飞机的专利,一说到目视就和三脱挂钩,而是如何利用好现有运输飞机的能力辅助飞行员的决策。飞行员在把握目视飞行的原则,避免用仪表的思路来飞目视,但是也要充分利用飞机的自动驾驶能力、机载地形数据库能力、导航和定位能力来减低飞行员的操作难度。目前,民航局也在进一步推进驾驶员飞机技术能力的提升,客观上就是提高飞行员作为驾驶舱的管理者,将驾驶舱变得可控。

以上说的多为原则问题,具体涉及每个目视的技术可在后面的章节里进一步阐述。或者我们说“怎么办”这么小的篇幅,更多的也就是传递一个理念。

第三章、美国目视相关的发展介绍

我们想说一个事物很先进,一种情况是指他的技术能力不是一般人或国家能达到了,给你也模仿不来的,例如我们说的发动机材料。还有一种情况就是他的理念很先进,他在上面浸润了好多年,能将概念玩出花来,也能提高生产力。我们有时候更仰慕第一种,但第二种同样伟大。美国的目视发展就是采用了第二种这么一个过程,通过理念的改变,他把“看得到”这一功能想办法用到了极致。

一、美国空域划分

(一)概况

我们为何需要先研究美国空域划分呢。总结其方法论就是:

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一个蛋糕,我们想卖出最好的价钱,一个琢磨方式就是我们切成几份卖,4份,8份还是16份;第二种就是我们在上面添加啥东西才能吸引人,例如加奶油,加水果。同样,空域也有这样的属性。

简单的理解,空域就是一个资源,如何把空域这块蛋糕切好是我们的目标。仪表运行的优势在于全天候,但是所需间隔相对较大,如果将蛋糕都给了仪表,发觉还有很多人吃不上。同样,目视程序或者规则就是能在同样的安全度下提高容量和流量,但是它受天气影响很大,就好像大家吃蛋糕吃的正hi,突然跳出一只猫,把桌子掀翻了,谁也没得吃。仪表和目视两者都是利用资源的方法,我们应该好好研究他们的比例分配。仪表、目视(如还有其他的方式也可以加入切蛋糕的队伍)的占比分配就是空域规划的过程。空域规划将资源按照一定的规律进行分配,然后通过规则和程序定义资源的精细利用。所以我们需要先对美国空域分类进行研究,看其如何与目视规则相配套。

美国空域划分比我国要细化一些,按照航空器复杂程度、空域内运行性质、空域安全水平和国家公众利益等原则划分。见图3.1,这是总结出来的太长版,没有足够耐心,就不点开看了吧。

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图3.1美国空域分类

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图3.1.1美国空域分类示意图

简单来说,美国分为两类空域,其中一类为受民航法规监管的空域,例如民航法规会对这些空域的使用条件、要求,限制等进行明确;还有一类不受民航法规监管的空域,主要包括军事活动区、禁区、限制区等类型。受监管的空域一般划分为A,B,C,D,E,G类空域,A,B,C,D,E类空域属于管制空域;G类空域属于非管制空域。我们说目视,为何需要对空域说了这么多呢?因为空域是基础,做什么类型的运行就是需要完成什么样的空域规划和设计;在什么空域内就应该设计成什么样的使用程序;有什么样的空域和程序就应该在上面部署什么样运行应用。这种对应关系就是我们说的空域概念。举个例子,假设你把A类空域划设到了地面,让长航程、高速度的飞机贴地飞行,这想想都酸爽。估计每次飞完都有那么几个旅客因为心脏病发背过气去。所以航路飞行的航空器用的A类空域都是高高在上。

美国除了A类空域以外,其他的空域类别都支持VFR运行。下表3.2为VFR飞行基础的最低天气标准。

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G类空域可以认为基本上都是纯目视运行,不提供管制服务。E类空域是混合运行空域,在E类空域内运行目视,可以实施更低的要求,例如不再要求双向的通信联络。相比B,C,D空域,E类空域目视的运行要求较低,可提供管制服务,但是也可以不需要管制,满足基本目视最低运行标准就能与同在E类空域的仪表飞行同时飞行。所以E类的空域是管制空域和非管制空域的并存(个人理解,实际条文说的E类是管制空域),仪表与目视并存,明确飞行员管制员各自的责任和交通规则,就能在更低的设备要求下,适应更为复杂运行模式。B,C,D类空域提供管制服务,也支持VFR运行和目视间隔的实施,部分情况下飞行员可以分担管制员的间隔责任。这种细分的空域,就是充分考虑了目视的运行特点,或者是从目视发展起来的,一直保持空域的目视属性。对国家空域系统来说,避免了管制单位的过劳死。这为什么我们说美国一万多个机场,数万架航空器都能运行的很好原因。他的国家空域系统已经适应了仪表和目视的混合,空管系统将主要精力调配于运输航空,而运输航空外的间隙由通用航空填补,IFR运行以外的运行由VFR填补,从而构成了一个庞大的航空帝国。举个例子,就如一瓶子石头里,可以加入沙子,填满沙子后还可以往里加上水,加满水后还能撒进去一把盐融化,美国的运输航空就是石头,通用航空就是沙子,而未来无人航空器和城市空中交通就是水和盐。这样,对空域系统的容量和流量最大化带来显而易见的好处。

二、美国空中规则历史介绍

有个说法叫做FAA的规章是用鲜血写出来的。看看美国空中规则的历史确实如此。我们可以分为几个阶段,一个是自由飞行时代,此时的主要各国在加强对空中活动的监管,防止出现非经批准的航空活动。此阶段为1940年以前(自己划分的,受限于水平,可能有偏差)。1940-1960年,尤其二战结束后,军转民技术的大量应用,更多更好的飞行仪表投用,促进航空运行标准化,大大改善了航空安全运行水平。也如我前面阐述的我国发展一样,对于先进的仪表飞行引入,我们对飞行快和准有着更多的渴求,目视开始为仪表让路,无论空域和航路规划也好,更多的趋向于保障更高更快的仪表飞行。此阶段,空中规则的改变更多的在大型机场和区域鼓励使用仪表,减少目视。大峡谷撞机事件等促进了高高度空域实现纯 IFR 运行规则的制定和实施。1960-1970年代,一方面面临仪表飞行的需求和流量的压力,混合的IFR和VFR运行由于规则上未能完全保障安全,单靠飞行员个人能力,容易出现了大量的不安全事件,军民航运行模式和间隔在此也是当局需要考虑的问题。美国在此阶段,在目视和取消目视间不断的摇摆。但是流量的压力在繁忙机场还是给管制员带来了压力。在如今,我们可能也面临了美国上世界中同样的难题,他山之石,值得我们好好思考美国这个时代。1970-1990年,航空器发展更为先进,为先进航空器配置更合理的资源,在此进行空域的划分研究,终端区内的运行规则的研究,这些都为现行的运行奠定了基础。在此时代,雷达管制的应用也是一个重要的标志。同时,在繁忙终端区对目视飞行的管控也体现了当局对安全和效率的考量。1990年至今,此时代已经建立了成熟的空中交通管理能力,也能同时兼顾仪表和目视。同时目视运行的需求不单单是通航飞机、小飞机的专利。而是思考如何利用目视规则提高大型机场的运行效率,此阶段大飞机实施各种目视进近或者配对进近也变成可能。这是个与时俱进的时代。

图片是总结美国空中规则的发展史,花费了很多的精力去总结,具体内容见图片。图片未包含93年以后的发展情况,因为这是下一节要写的美国现代目视各种应用阶段,在此就不重复了。

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图3.2美国空中规则演变历史

三、美国现代目视应用介绍

历史使人不可能踏进同一条河。目视也是,我们的观念不能仅停留在目视是小飞机!通航飞机!低级飞机的运行。美国现在管制规则7110.65中专门有目视的章节,在此结合各项实例说明。想强调一个问题,美国目视发展很长阶段,所以他的规章可能包括了各个时期有关目视的内容。我们如果引进,并非全盘引进,而是根据我们的飞机或安航空运行具体状况分析、吸收和应用。不能以为别人的裹脚布也以为是时尚围巾。

下图是我的介绍思路:

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图3.3.1美国目视应用介绍思路

下面介绍立足于展示国内没有用到的,有很多运行模式,需要运行规范等配合,也需要飞行员良好的培训作为底子,所以不是一个概念拿来就可用,我们应更好的联系技术产生背景,对技术的优劣进行分析评估,最后才落地。适合才是最好的。文章的目的就是打开一扇窗,大家共同看看外面的世界,所有介绍且多以关键词方式提出,不对每个规则详细介绍,仅进行总结和点评。

(一)VFR-ON-TOP(云上目视飞行)

挺多词语在国内没有使用,所以有些根据自己的意思翻译或者直接看英文意会,这个运行模式也是。有两种情况可以解释这种运行模式:

1.使用仪表飞行规则飞行计划的飞行员申请,管制员可以允许一架航空器保持“云上目视飞行”。其好处就是不需要保持仪表间隔,但是需要遵守管制员给的许可。

2.管制员可以指挥航空器爬升至云、烟、雾或其他气象的上方,然后保持“云上目视飞行”。

VFR-ON-TOP不是VFR-OVER-THE-TOP, VFR-OVER-THE-TOP是在云顶上执行VFR飞行,而VFR-ON-TOP有几个关键词: IFR计划的飞行;VMC的条件;我们可以设想这样一个场景:VFR-ON-TOP执行的是仪表飞行计划,可能飞行由于颠簸、积冰等需要改变高度,但是仪表高度被占用了,但是当时满足VMC条件,于是你申请做VFR-ON-TOP,规避间隔、规划一个较短的路线或者改变高度层来规避影响。

“云上目视飞行”并不是要求一定在云顶上飞行,可以在云顶上,也可以在云底下,或者离云一定的水平间隔运行。但是不低于MEA、或MOCA、或MVA、或MIA(最低仪表高度)等最低限制。

“云上目视飞行”可以减少天气的影响,但是需要遵守有关目视的基本间隔要求,并在18000ft以下飞行。使用的高度层为半数高度层。

磁航向0—179°:使用奇数为千位的高度加500英尺,如3500/5500。

磁航向180—359°:使用偶数为千位的高度加500英尺,如4500/8500。

(二)SVFR(特殊目视飞行规则)

仅限在B类、C类、D类或E类空域的水平边界内低于平均海平面10000英尺的区域内实施。由飞行员提出申请,经空管部门许可,在天气条件低于基本VFR最小值时允许SVFR运行。SVFR 的优先权一般在 IFR 之后。SVFR可以利用目视间隔。

一般情况下,固定翼飞机要求能见度不小于1英里,无云。

SVFR应用场景,飞行过程中,能保持对地面能见,由机组申请,管制批准后可以低于基本目视规则规定的最低运行标准运行。例如海上救援。该规则的使用是在保障基本运行安全前提下,尽量降低运行标准,提高可用性。

该模式在国内不大被接受,虽然我们93部里有明确的写法,但是国内没配套用法。我猜主要障碍就是“责任”。美国的目视飞行,我们实际上把责任交给了飞行员,他在把控自己的飞机,也对自己的生命负责,所以管制员没道理不相信他,他说看到了就是看到了。国内有时候,我们很纠结他说了他离云1英里,他又没尺子,他怎么确定不是0.99英里呢。这就是我们说的立场不同,看同一个事物也不同。

(三)进近

1.目视进近(后续章节专门介绍)在这里仅是说一下关键词:IFR,VMC,能见机场或前机。

2. CONTACT APPROACH

在这里保留英文,有翻译为联系进近,有翻译为能见进近。最简单的总结,满足不了前述目视进近看不见跑道的要求,但是天气条件很好,CONTACT APPROACH正合适,它就是解决这个问题的。

自翻译定义:能见进近-获得空中交通管制许可,执行IFR飞行计划的航空器预计到达目的地机场是可以一直保持在云外,能见度不低1英里的条件下,可以偏离仪表进近程序,通过目视地面为参考飞向目的地机场的进近方式。这种进近方式仅在驾驶员主动申请,且目的地机场报告地面能见度不小于1英里时方可许可实施。

关键词:IFR计划;飞行员申请(不允许管制员主动要求);机场公布仪表程序;无云,1英里能见度,并预计到机场天气都是适合的。

CONTACT APPROACH和目视进近放到一起研究可能更合适,在这里先提出一些关键点。和目视进近关键区别是CONTACT APPROACH不需要目视机场,且运行条件和标准比目视进近要低。但是我们同样需要识别自由是建立在风险上的:能见进近同样没有复飞航段设计的,必然需要飞行员提前预见和规划路线。管制员需要负责仪表进近和能见飞机的间隔,并为其预留一定的机动空间。能见进近的标准比目视进近要求低,也就是对飞行员要求更高,他安全裕度更小。

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