非精密进近:如何规避CFIT风险?
写在开头
文章转自《中国民航报》,欢迎大家阅读、评论和转发。
我国民航几乎平均每天要引进一架飞机,千万级机场日趋饱和,许多航线航班要往中小机场、边远机场、复杂机场转移。而这些机场由于基础薄弱,导航设施设备简陋,大多以非精密进近的导航方式保障航班运营。有的甚至连起码的导航数据库都没有,每次都需要手动设置航路点进近。
非精密进近安全一直是飞行运行安全的重中之重。统计数据表明,进近着陆阶段所用时间只占整个飞行过程的4%,但在此期间发生的事故却占到了49%。而其中非精密进近的运行,发生危险的概率是精密进近的7倍以上。其与排在世界民航七大安全风险之首的可控飞行撞地(CFIT)的相关度较高。在非精密进近中,机组究竟要如何规避CFIT风险呢?
存在CFIT风险的原因
有研究发现,5年中喷气式飞机发生的50%的CFIT事故与非精密进近有关。非精密进近存在CFIT风险,主要有三个方面的原因。
一是传统非精密进近仅有水平引导而缺少垂直引导。这要求机组在进近过程中始终有下滑剖面的概念,且须多次根据航图校对高度,计算高距比,因而增加了机组的负荷,分散了机组注意力。如果再缺乏有效的沟通和驾驶舱资源管理,非精密进近就存在向下突破高度限制的可能并引发可控飞行撞地风险,尤其是在天气复杂或者飞机带有故障时。
从水平方向上看,我国大多数机场的全向信标(VOR)设备都装在跑道侧方,使用的也是VOR航道偏置程序,进近航道始终与跑道延长线存在夹角。随着飞行高度下降,偏差修正的难度也会逐渐加大。在一些程序夹角较大的机场,机组在看见跑道后须及时修正方向。而无向信标(NDB)设备虽然大多数安装于跑道延长线上,但由于其精度不高,信号不大稳定,且部分机场存在不与测距仪(DME)合装的情况,需要人工计时来计算距离,机组承担的领航压力陡增。
二是自动飞行应用程度低,导致飞行员工作压力增加。在传统非精密进近中,自动驾驶在水平方向上使用航向道方式(VLOC方式)截获航道进近。而垂直方向往往使用垂直速率方式控制高度,且在接近最后进近点(FAF)前,由于程序要求、管制员指令、高度限制和天气影响等,往往需要机组多次对自动驾驶方式进行干预。在接近最后下降航径时,机组还需要完成调速,构建着陆形态,完成检查单,校对频率、航道、最低下降高度等动作。此时,若没有一个合理而有效的规划,机组容易忙中出错,或引发管道效应。而在转入下降之后,飞机容易高于或低于计划的下滑航径,造成后续进近的风险累积,最终影响机组关键时刻的决断。
三是低高度进近容易不稳定。机组在脱开自动驾驶后,往往要在第一时间判断高度是否合适,而在能见度低下时可能发生误判,加大后续操纵的难度。在实际运行中,尤其是带有一定侧风进近时,一旦目视跑道,机组容易盲目调机头对正跑道,导致飞机偏向下风。若机组缺乏有效训练,仅盯着跑道操纵飞机,忽视对仪表的监控,容易导致低空大坡度、大下降率等类似丢失飞行状态的不稳定进近。而一旦接近边缘天气且不能有效目视跑道,由于注意力过度集中、外界干扰因素多,机组思维判断能力下降,动作分配混乱,甚至出现错位判断和危险动作。因此,在降水天气、污染湿滑道面条件下,偏出跑道、跑道外接地的风险明显增加。
提高垂直控制的准确性
非精密进近难在平日飞行用得少、监控量大、人工操纵多。笔者认为,应该从训练角度提高机组在这方面的能力。在年度复训中,可适当增加模拟机非精密进近训练的科目和时长,使机组在非精密进近中会飞程序,会飞操纵,会作决断。尤其在非标准的雷达引导条件下切入非精密进近的训练和增加干扰度的训练,能更有效地增强机组的情景意识。
凡事预则立,不预则废。机组要明确进近方式方法、各处限制高度及如何复飞,提高飞行简令的有效度。在进近过程中要时刻提醒“4W”(即飞机在哪里、飞机应该在哪里、飞机要飞向哪里、如何才能让飞机飞到那里),明确目的地机场周边的天气、地形分布、障碍物位置、扇区安全高度等,从容应对日趋繁忙的运行环境、非常用机场备降以及管制的非常规指挥等情况。
随着陆基导航向星基导航过渡,不少机场自2016年起开始推行基于性能的导航(PBN)程序,加上我国NAIP普遍采用WGS84坐标数据,使非精密进近的垂直引导有了新的途径。
近年来,业界发生了多起非精密进近严重低于进近剖面的不安全事件。我们知道,盲降进近的剖面是一个物理剖面,只要机组在规定的指点标、定位点检查飞行高度便可确认剖面是否正确,并按照信号指引进近。非精密进近的检查点要密集、频繁得多。其难点在于如何飞出规定的进近剖面,保证安全的越障裕度。而在使用类精密的RNP进近过程中,和盲降类似,只要机组确认机场温度符合要求并完成一系列相应的检查,就可以确认进近垂直导航提供的剖面正确,从而按照垂直轨迹的引导飞行。这无疑大大降低了机组工作量。
最后进近航段的最小越障高度为75米,而低于高度限制点高度的飞行会与下方的障碍物距离过近,相撞风险加大。严格遵守高度限制点的规定和连续下降最后进近(CDFA)剖面数据,是保证越障安全与稳定进近的关键。对于非精密进近,机组可以在天气良好时进行剖面控制的训练,使用垂直速率方式人工调整剖面、监控剖面,提高机组的非精密进近能力。但在能见度不好、边缘天气时,使用垂直导航执行非精密进近,由垂直导航控制下滑航径,机组可以将精力放在监控剖面和寻找跑道、机动对正跑道等重点工作上,有效保障非精密进近的稳定性和安全性。
推广连续下降最后进近技术
连续下降最后进近(CDFA)是一种与稳定进近相关的飞行技术,可提高飞行员情景意识并减少工作负荷。机组在执行CDFA飞行程序时应关注以下两点。
一是方向控制。要做好最后机动对正飞行的准备。在预先准备时,根据航图数据,如果飞机当时轨迹正常,在特定决断高度(DDA)前建立目视参考,机组对于跑道位置在哪里、跑道与当前航迹偏差多少度、如何修正坡度对正跑道等问题要做到心中有预案。因为操纵习惯和思维是存在惯性的,机组不提前想明白并做好充分的简令准备,在目视跑道后容易出现修正不及时或修正过量的情况,甚至出现不稳定进近。此外,航道与下滑引导的实际位置可能存在偏差。这是非精密运行存在的正常现象,通常会有半个到一个跑道的偏差。积累在相关机场的运行经验可以有效减少这种偏差带来的影响。如果在陌生机场实施非精密进近,机组应该提前做好多种运行模式的准备。
二是垂直轨迹控制。在飞行前准备阶段,机组要仔细研究航图,明确进近航道附近是否存在障碍物,以及进近过程中的高度限制点。对于天气预报和天气实况报要仔细研究,全面分析那些可能影响进近的天气情况,考虑实际可能发生的情况并做好预案,如跑道是否向阳、低高度是否降水等。在CDFA运行中,操纵飞行员与监控飞行员必须交叉检查剖面数据和强制高度限制点数据。在进近过程中,机组应使用各自独立的数据监控剖面,落实交叉检查、标准喊话。操纵飞行员在完成简令时应就进近剖面数据、预期的下降率、预期的飞机状态向监控飞行员进行详细说明,确保每一个机组成员都明确进近过程的要点,并询问是否存在疑问或错误。
机组在进近过程中如何控制垂直剖面的精力分配?笔者认为,必须遵守最后进近点高度限制点的规定,宁高勿低。由于CDFA剖面只公布最后进近点到最低下降高度(MDA)之前的数据,机组要对决断高度后进跑道端的剖面数据有一个预期。在建立目视参考后,监控飞行员继续监控飞机,确保飞机不低于规定的垂直剖面。同时,机组要充分利用进近灯光的引导作用,以此作为参考控制下滑线的高度,在接近决断高度前稳定下降率,飞出稳定的符合要求的剖面。
(作者单位:厦门航空)