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整明白这几张图,ETOPS油量从此不再是问题!

 隐形的窗户 2021-12-20

一、普通运行所需油量

这里说的普通运行不是官方说法,是我自己起的名字,指那些除了ETOPS、极地运行、二次放行以外的运行。

实施这类运行的航班在飞行过程中所需油量变化规律如下图所示:

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从图上看,飞机从起飞机场飞往目的地机场时,随着飞行距离的增加,所需油量变化就像蓝色线段表示的那样,在起飞机场是最大值,飞行过程中则在不断减少。

当飞机到达目的地之后,所需油量达到最低值,这个值也就是落地剩油,正常情况下里面包括了备降油量,最后储备燃油以及一些其它的剩余油量,所以蓝线的最低点不会为0。

大家读这张图应该没有任何难度,但它属于基础知识,后面的内容要跟它结合起来分析,所以把它放在这里先混个眼熟。

二、ETOPS备降所需油量

这部分我们以下面这个ETOPS运行图示为例来分析油量变化。

图中a、b、c三点分别为航路上距离ETOPS备降场最近的点;ETP1和ETP2为两个等时点;EEP和EXP为进入点和退出点。

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另外需要注意的是,这次油量分析我们只考虑航路上飞机飞往ETOPS备降场的所需油量,不考虑返航或飞往目的地机场的所需油量。

这个角度有点特别,所以我们得转换一下思维来分析。

不过也没有那么难,其实只需要掌握好飞机在图中a、b、c、ETP1、ETP2、EEP和EXP这七个点时的相对油量变化,基本就可以画出所需油量的变化图。

下面我们一步一步来分析:

首先要明确我们只分析飞机在EEP到EXP之间的飞往ETOPS备降场所需油量的变化,因为在这个区间之外的部分不存在飞往ETOPS备降场的可能。

接下来我们先看从EEP飞往ETP1的所需油量变化,飞机在EEP位置时它的ETOPS备降场为A机场,由于此时飞机刚进ETOPS运行区域不久,距离A机场较远,所需油量也就比较高。

飞机在从EEP飞往a点的过程中,与A机场的距离会越来越近,飞往A机场的所需油量也会逐渐降低,并会在a点处达到最低值。

这个过程中,飞机飞往ETOPS备降机场所需油量变化应该是一条下降的曲线。

当飞机飞过a点继续向ETP1飞行时,此时距离A机场又越来越远,飞往A机场所需油量又会逐渐增加,并在ETP1处达到最高值。

这个过程中,飞机飞往ETOPS备降机场所需油量变化是一条上升的曲线。

综合这两部分我们可以知道,从EEP到ETP1的这段飞行,飞机飞往ETOPS备降场所需油量的变化大致呈一个“U”型曲线。

我们接着分析后面的航段:

当飞机过了ETP1继续向前飞行时,虽然它距离A机场还是越来越远,但是它距离B机场却越来越近,而且按照规章要求,过了ETP1之后,对于这个飞机来说,ETOPS备降机场就已经变为B机场了。

因此,飞机在ETP1到ETP2之间的飞往ETOPS备降场所需油量变化跟EEP到ETP1之间的油量变化是一样的,也是一个“U”型曲线。

按照这个规律,无论之后有多少个ETOPS备降场,飞机飞往ETOPS备降机场所需油量变化都是一个接一个的“U”型曲线。

因此在前面的ETOPS运行示例中,飞机飞往ETOPS备降机场所需油量的变化就是下面这个样子:

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接下来我们探讨一下图中曲线的上下限,也就是飞机飞往ETOPS备降场所需油量的最大值和最小值。

最大值很好找,理论上就是ETOPS最大改航时间对应的油量。不同的的ETOPS运行,最大改航时间可以是90分钟、120分钟、180分钟甚至240分钟等等。

因为在计算飞往ETOPS备降场所需油量时,飞机一定是在该备降场的ETOPS圈内,所以飞往备降场的时间小于最大改航时间,因此在速度一致的情况下,飞往ETOPS备降场所需油量也就小于最大改航时间对应的油量。

至于最小值其实在规章中可以找到答案,最小值对应的就是飞机在最近点飞往ETOPS备降场所需的油量。

理论上,最近点距ETOPS备降场的距离可以为0,也就是备降场位于航路上的情况。

但这并不代表所需油量的最小值就是0,因为规章中规定,即便是在最理想的情况下,飞往ETOPS备降场的油量除了航路耗油,还有一个15分钟的等待油量。

所以曲线的最小值应该是飞机保持在1500英尺高度上飞行15分钟的等待油量。

把飞往ETOPS备降场所需油量的最大值和最小值也体现在油量变化图上后,应该是这样的:

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如果我们再往深探究一下,大家会发现我们在计算所需油量最大最小值时总是强调“理论上”,那么实际运行中,所需油量的曲线有没有可能突破我们算出来的那个最大和最小值?

先说最大值能不能突破,其实如果我们能把另一个问题搞清楚,这个问题也就迎刃而解了。

真正做过ETOPS飞行计划的朋友可能遇到过这样的情况:计算机计划中的实际改航时间居然大于ETOPS最大改航时间。

其实问题出在了ETOPS备降场的定义上,规章中的最大改航时间是在标准大气静风条件下算出来的,而计算机计划中的改航时间却考虑了实际风温影响。

当遇到航路逆风的时候,实际改航时间就有可能大于规定的最大改航时间。因此,如果拿一份实际的飞行计划数据来绘图的话,图中的曲线有可能会突破最大值。

至于最小值,起码在计划阶段是不可能突破的,也就是说即便备降场就在航路的正下方,那么ETOPS备降油量中也得必须包含15分钟等待油量。

事实上别说突破这个最小值了,连达到都不可能,因为从航路降到1500英尺也需要油量。

三、ETOPS运行所需油量

前面两部分我们用曲线图展示了普通运行以及ETOPS备降所需油量的变化规律,如果把这两张图结合起来就能反映出整个ETOPS运行的所需油量变化。

也就是说,从所需油量的角度出发,如果机载油量同时可以满足飞往目的地机场和各ETOPS备降场的需求,那么这个油量就能满足飞机实施ETOPS运行的要求。

在图形上体现出来就是黑色曲线始终位于蓝色线段的下方,就像下图这样:

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说的通俗一点,这种情况其实就是如果按照普通运行的所需油量给飞机加油,即便是在实施ETOPS运行,机载油量也能够满足任意阶段备降至ETOPS备降场的需求。

当然,我们还可能遇到下图中表示的情况:

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根据前面解释的原理,这张图表明如果按照普通运行给飞机加油,那么蓝色线段与黑色曲线相交的部分就意味着此时飞机的机载剩油无法满足飞往ETOPS备降场的需求。

放在实际运行中理解,就是在蓝色线段与黑色曲线相交部分的飞行阶段,飞机上的机载剩油可以满足飞往目的地机场,但无法满足飞往ETOPS备降场所需的油量。

这显然不符合规章要求,因此对于这种情况,通常会补一部分油量,这部分油量对飞机飞往目的地机场没什么意义,它的作用是让飞机能够满足飞往ETOPS备降场所需的油量。

增加的油量就是图中绿色线段表示的部分,这部分油量我们在计算机飞行计划中经常可以见到,不同公司的叫法可能不一样,但表示的都是一个东西。

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而图中棕色线段表示油量之所以可以满足ETOPS运行,其实也是因为它确保了黑色曲线始终位于棕色线段的下方。

出现蓝色线段与黑色曲线相交的原因其实就是ETOPS机场选择不合理,导致飞机从等时点飞往ETOPS备降场的距离大于飞往目的地机场的距离。

也就是说出现了某一时刻飞机的机载油量可以满足飞往目的地机场却不能满足飞往ETOPS备降场的情况,因而才需要增加一些油量。

结束语

看到这里,有的朋友可能琢磨过味了,这篇文章三部分连起来其实就是ETOPS飞行计划油量的计算原理。

概括起来主要分为三步:

第一步是不考虑ETOPS备降场,只计算出从起飞机场到目的地机场的所需油量;

第二步是只计算飞机在航路各位置飞往各ETOPS备降场的所需油量;

最后一步是确保第一步计算出来的油量可以覆盖第二步计算出来的油量,如果不能覆盖就通过增加油量来覆盖,从而得出整个ETOPS运行的所需油量。

原理说起来简单,但很多人理解起来比较费劲,希望通过这篇文章的讲解能让大家对ETOPS油量问题有个更加透彻的理解。

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