航班量持續(xù)增長、繁忙機場容量趨于飽和、航班正常率下降……隨著中國民航快速發(fā)展,日益增長的航班量與資源保障能力不強的矛盾更加凸顯。這些年,推廣應用PBN(基于性能的導航)、ADS-B(廣播式自動相關監(jiān)視)、HUD(平視顯示器)等航行新技術,向新技術要安全、要效率、要效益,成為中國民航提升運行安全品質,實現跨越式發(fā)展的重要舉措。
PBN,讓飛行“隨心所欲”
在民航推廣應用的航行新技術中,PBN應用在我國算是較早的。上世紀90年代,國際民航組織提出了RNP(所需導航性能)的概念,現屬于PBN一種運行規(guī)范。為了與國際接軌,1998年,我國在西部地區(qū)建立了第一條FANS航路(按現標準為RNP4航路),并于2001年正式投入運行,極大地縮短了我國南部地區(qū)及東南亞國家到歐洲的飛行距離,增強了我國偏遠山區(qū)的空管保障能力。
“PBN在我國真正落地生根是在2003年?!泵窈骄诛w標司相關負責人說。2003年,為了開展RNAV(區(qū)域導航)的應用研究,中國民航在天津機場設計了RNAV進離場程序,并驗證試飛成功。
PBN包括RNAV和RNP兩種導航規(guī)范。RNAV可以充分利用機載設備的性能,使航空器在導航信號覆蓋范圍之內,或在機載導航設備的工作能力范圍之內,或二者組合,沿任意期望的路徑飛行?!癛NP可以認為是高級的RNAV,增強了自主監(jiān)視和告警功能?!泵窈骄诛w標司相關負責人說。
據了解,2005年4月,一架波音757-200飛機在地形復雜、氣候多變的高高原機場——拉薩貢嘎機場——應用RNP程序試飛成功,并于2006年投入實際應用,RNP大大降低了拉薩機場運行對天氣的依賴性,而且提高了空域使用效率。
“盡管RNP程序最早在拉薩機場驗證試飛,但真正運用價值最大的是在西藏林芝機場”。民航業(yè)內人士表示,林芝機場是高高原機場,是中國民航唯一沒有傳統導航而只有RNP程序的機場。自2006年RNP飛行程序試飛成功,林芝機場實現了順利通航,且運行8年多以來,航班正常率相當高,航空公司的收益非常可觀。
而正是在2005年拉薩機場RNP驗證試飛成功后,RNP應用在中國駛入了快軌道。特別是2010年8月,在三亞國際機場RNPAPCH(RNP進近)程序實地驗證試飛后,RNPAPCH程序像雨后春筍般出現在我國大多數運輸機場上。
“RNP自動化程度非常高,操作起來十分簡單,減輕了機組負擔,極大地提高了飛行安全性?!睎|航機長姚學路說,“由于RNP使用衛(wèi)星導航,不需要在地面建設導航設施,也減少了機場基礎設施投入和降低了維護成本?!?
截至2014年底,我國東部繁忙陸地、西部偏遠山區(qū)及南海地區(qū)空域內共有20條航路實施了PBN運行。我國已有145座機場具備PBN飛行程序。其中,19座機場只具備RNAV程序,109座機場具備RNPAPCH程序,17座機場具備RNPAR(要求特殊授權的RNP進近)程序。同時,66座機場全面實施了PBN運行,大多數運輸航空公司已具有RNPAPCH運行資格。
“可以說,中國民航PBN的推廣、應用速度快,目前已走在世界前列?!泵窈骄诛w標司相關負責人說。
而根據2009年民航局制定的《中國民航PBN實施路線圖》,我國民航到2016年實現PBN程序的全面運用;到2025年,航路、終端區(qū)和進近等所有飛行階段以PBN運行為主,逐步從混合運行過渡到完全的PBN運行。
“PBN新技術的應用和推廣仍然任重而道遠。”民航局飛標司相關負責人說。
據了解,目前仍有40多座機場需要制作PBN程序,而這些機場航班量小,財政上存在一定困難,很難拿出經費進行PBN程序設計和試飛。為了促進PBN推廣應用,民航局也曾多次對航空公司RNP機載設備加以改裝,并對機場飛行程序升級進行補貼。
另外,目前PBN和傳統程序混合運行給管制人員也帶來了一定的難度,這也導致了部分管制部門對PBN運行存在一些抵觸情緒?!安贿^,從長遠看,PBN新技術減輕了飛行員和管制員的工作負荷,提高了民航安全運行水平和航班正常率?!泵窈綐I(yè)內人士說。
ADS-B,讓“眼睛”更明亮
作為保障民航飛行安全和航班正常的全新技術,廣播式自動相關監(jiān)視(ADS-B)近年來也是中國民航力推的新技術之一。
自2006年中國民航飛行學院引進ADS-B,對訓練飛機實施ADS-B監(jiān)視運行起,截至2014年底,我國已經在成都—拉薩航路和三亞情報區(qū)L642、M771航路先后實施ADS-B運行,在成都—九寨航路完成ADS-B應用的評估和試驗工作。
據了解,ADS-B是支撐新一代民航空管運行模式的核心技術,主要依靠機載電子設備和地面設施來精確監(jiān)視飛機的位置、高度、速度等數據,其監(jiān)視技術的核心是高精度衛(wèi)星導航,完全區(qū)別于一次監(jiān)視雷達和二次監(jiān)視雷達。
“ADS-B對保障民航飛行安全具有十分重要的作用,也是民航提高航班運行效率與航班正常率的一項重要手段?!泵窈綐I(yè)內人士說。
以2011年5月18日零時起實施ADS-B實驗運行的成都—拉薩航路為例,至2013年9月1日,該航路管制放行間隔已由最初的航路水平間隔無論高度層均為10分鐘縮短為不同高度層雙向5分鐘。同樣,ADS-B自2011年6月應用在三亞情報區(qū)L642和M771航路上以來,充分彌補了我國南海地區(qū)雷達監(jiān)視能力不足,有力保障了該區(qū)域的空管運行。
“ADS-B不僅能夠提高管制員和飛行員的運行態(tài)勢感知能力,讓管制員和飛行員的眼睛更‘明亮’,還能夠為機場地面滑行的航空器、機場場面運行的車輛提供監(jiān)視服務?!币晃幻窈綐I(yè)內人士說。
對于ADS-B在未來的應用,中國民航也有自己的規(guī)劃。據了解,ADS-B將在無雷達覆蓋的地區(qū)實施較小間隔,而且可望在部分地區(qū)取代雷達成為管制員正確實施空中指揮的關鍵手段。
然而,與PBN新技術應用一樣,ADS-B新技術在其推廣和應用的過程中也存在一些困難。比如,目前ADS-B實施主要是由民航局空管局負責。而工程項目建設地點涉及185座中小機場和通航機場,不屬于民航空管系統自有建設地點,民航局空管局存在一定的協調難度。
HUD,讓“視”界更清晰
HUD是將地面導航和飛行信息集成顯示在平視顯示器上,駕駛員保持平視狀態(tài)就可以看到飛行儀表指示和導航數據,跟隨HUD指引飛行。
“HUD可以強化機組情景意識,降低機場最低運行標準,提高航班正常性和運行安全水平?!泵窈骄诛w標司相關負責人說。
近年來,HUD也是國際民航組織力推的一項技術。中國民航HUD應用始于10年前。2005年,山東航空公司在一架飛機上安裝了HUD設備,并展開應用試點工作;2010年,山航獲準在青島機場實施HUD特殊Ι類運行,著陸最低標準為DH45/RVR450米;2014年,山航又獲準在濟南、青島機場使用HUD實施RVR200米起飛;2015年,山航在HUD應用上“更上一層樓”,獲準在青島機場實施HUD特殊Π類運行,著陸最低標準為DH30/RVR350米。這一系列舉措,使山航在低能見度天氣下航班正常性得到了可靠保障,成為了中國民航HUD應用的“領頭羊”。
航空公司的積極嘗試,也堅定了中國民航應用HUD的決心。為加快推動HUD應用,2012年7月,民航局下發(fā)了《飛機平視顯示器發(fā)展應用路線圖》,提出了推動HUD應用的發(fā)展目標、政策和標準,以及相應的適航和運行批準指南。
在該路線圖的指導下,截至2014年底,包括山航、東航、南航、海航、廈航在內的5家航空公司的142架在役運輸飛機安裝了HUD設備。北京首都機場、上海虹橋機場、上海浦東機場、廣州白云機場等14座機場已經具備了HUD特殊I類運行標準,部分跑道著陸最低標準由原來的DH60/RVR550米下降到DH45/RVR450米。
“今年的主要任務是實現30%的運輸機場公布HUD運行最低標準,10%的運輸飛機上安裝HUD設備的目標?!泵窈骄诛w標司相關負責人表示。
然而,在HUD推廣應用方面,也同樣面臨著資金方面的難題。根據民航局對航空公司飛機HUD加改裝計劃進行的全面調研,計劃加改裝的150余架飛機及供飛行員訓練的模擬機,總共花費將達數億元。除此之外,60座機場的HUD特殊I類運行標準飛行程序的制定、評估和試飛,同樣需要花費數千萬元。
實際上,在2014年,民航局已經開始著手研究HUD機載設備加改裝補貼模式,大致的想法是參照RNP補貼模式:按照50%的比例給予航空公司補貼;機場公布HUD運行標準,按照100%予以全額補助?!把a貼力度相當大。”民航業(yè)內人士指出。
“從民航局近年來的一系列舉措可以看出,中國民航應用新技術的決心是非常堅定的。機場和航空公司還是應化‘被動’為‘主動’,著眼長遠,盡早謀劃、迅速行動。”民航業(yè)內人士分析說。
據了解,為進一步與國際接軌,推動中國民航飛行運行方式的轉變,切實提高運行效率和效益,2014年底,民航局成立了局領導牽頭的航行新技術應用與發(fā)展工作委員會,并于2015年1月召開了第一次會議,進一步明確了PBN、ADS-B、HUD等航行新技術應用推廣的目標和方向。
“從長遠來看,PBN、ADS-B、HUD等航行新技術對于民航提高安全裕度和航班正常率效果顯著,也是國際民航發(fā)展的大勢所趨”。民航局飛標司相關負責人說,新事物的發(fā)展并不是一帆風順的,作為一個系統工程,在航行新技術推廣應用中存在的一些難題還需要航空公司、機場、空管等共同面對和解決。