“邦達—拉薩”航線一發(fā)失效飄降和客艙釋壓緊急下降程序設(shè)計與研究

張 序，徐菡悅，郝 帥

（1.中國國際航空股份有限公司運行控制中心西南分控中心,四川 成都 6 1 0 2 0 2；2.中國民航飛行學(xué)院 航空運行專業(yè)技術(shù)及人才培養(yǎng)研究所,四川 廣漢 6 1 8 3 0 7）

由昌都/邦達機場（IATA：BPX，ICAO：ZUBD，簡稱：邦達機場）飛往拉薩/貢嘎機場（IATA：LXA，ICAO：ZULS，簡稱：拉薩機場）的航線航路安全高度超過4300m，屬于高原航線，因高原航線的航路備降場偏少，所涉及機場條件復(fù)雜，要充分考慮各種對飛行不利的因素，從最困難、最復(fù)雜和最有利于飛行安全的角度來制定相應(yīng)的規(guī)則。通過對高原機場間對飛的高原航線完成一發(fā)失效飄降和客艙釋壓緊急下降研究，有利于填補該領(lǐng)域的研究空白。

1.“邦達—拉薩”往返航線的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

成拉復(fù)線空域調(diào)整方案于2018年3月1日0時正式實施[1]，涉及到B213航線的部分航段得到優(yōu)化，航線的可用高度層增多，管制可調(diào)配空間提升，飛行安全性得到保障，與之同時變化的就是往返航線的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。依據(jù)中國民航公布的航行資料匯編數(shù)據(jù)，“邦達—拉薩”的飛行航路為“ZUBD DCT DCH H87 PARGU B213 LXA DCT ZULS”，回程“拉薩—邦達”的飛行航路數(shù)據(jù)則為“ZULS DCT LXA W500 DM W9 DCH DCT ZUBD”，如圖1所示。

圖1 “邦達—拉薩”往返航線航路圖

2.航線一發(fā)失效飄降和客艙釋壓緊急下降程序設(shè)計

一發(fā)失效飄降程序和座艙釋壓緊急下降程序是高原航線或高原機場運行過程中各航空承運人必須考慮的工作之一[2]?？紤]到航空器在航路飛行中可能出現(xiàn)發(fā)動機失效的情況，在該情況下發(fā)動機推力無法維持飛機正常巡航所需，航空器將下降到一個適當(dāng)?shù)母叨缺阌诤娇掌髌斤w情況的保持，我國西部區(qū)域有涉及拉薩、邦達等數(shù)十條高原航線最低安全高度超過5000m，一發(fā)失效飄降程序和座艙釋壓緊急下降程序的設(shè)計在同類的高原航線的運行具有積極的推廣作用。

2.1程序設(shè)計的法規(guī)要求

針對一發(fā)失效飄降程序和座艙釋壓緊急下降程序民航局出臺了相關(guān)的法規(guī)條款作了明確規(guī)定，如《運輸類飛機適航標(biāo)準(zhǔn)》（簡稱：CCAR-25-R2）第123條對出現(xiàn)一發(fā)失效后爬升梯度做出明確規(guī)定[3]，《大型飛機公共航空運輸承運人運行合格審定規(guī)則》（簡稱：CCAR-121-R4）第121.191條對一發(fā)失效后航路飛行軌跡數(shù)據(jù)提出了要求[4]，CCAR-121-R4第121.329條對渦輪發(fā)動機飛機用于生命保障的旅客供氧做出規(guī)定，CCAR-121-R4第121.333條對應(yīng)急下降的供氧情況提出限制，由此可見，飛行安全和旅客生命是第一位的。

2.2程序設(shè)計方法和步驟

飄降供氧程序是在飛行區(qū)域內(nèi)地形和可用備降場的基礎(chǔ)上基于飛機飄降供氧能力來制作的，如CCAR-121-R4第329條定義飛機可以在無供氧條件下飛行30min，裝備化學(xué)氧氣發(fā)生器的非高原機型可以利用這個供氧豁免來執(zhí)行一些較短的高原航線[5]。制定一發(fā)失效飄降程序和座艙釋壓緊急下降程序步驟包括確定航路安全高度選擇合適可用備降場，制作飛行計劃、確定供氧設(shè)備、準(zhǔn)備性能圖表和軟件，選擇決策點完成一發(fā)失效飄降分析，由航路安全高度完成座艙釋壓緊急下降剖面，完成相關(guān)程序的制定、會審、報批和應(yīng)用。

2.3程序計算條件

“邦達—拉薩”往返航線一發(fā)失效飄降和座艙釋壓緊急下降飛往的機場分別為拉薩機場或者成都/雙流機場（IATA：CTU，ICAO：ZUUU，簡稱：成都機場），設(shè)計一發(fā)失效飄降和座艙釋壓緊急下降相關(guān)程序時的計算條件如表1所示。

依據(jù)高原機場簽派放行的相關(guān)規(guī)定，針對座艙釋壓緊急下降，定義的飛機初始飛行高度在35100ft，飛機的氧氣瓶壓力滿足不低于1650psi，緊急下降采用最大馬赫操縱速度（Maximum Mach Operating Speed，簡稱MMO），巡航過程速度為最大操縱速度（Maximum Operating Speed，簡稱VMO），飛往拉薩機場方向要求飛機緊急下降到24000ft，飛往成都機場方向要求飛機緊急下降到21000ft。

表1 一發(fā)失效飄降和座艙釋壓緊急下降計算條件

2.4 座艙釋壓緊急下降程序設(shè)計

在旅客供氧方面，研究航線使用的是氧氣瓶供氧系統(tǒng)，該供氧系統(tǒng)的氧氣儲存在貨艙內(nèi)安裝的氧氣瓶內(nèi)，發(fā)生客艙釋壓后，氧氣面罩會自動放出，拉下氧氣面罩后氧氣自動流出，供氧時間取決于氧氣瓶的數(shù)量、氧氣瓶的壓力、氧氣面罩使用數(shù)量、客艙壓力高度等因素[6-7]。

設(shè)計本航線的座艙釋壓緊急下降程序共包括以下七個步驟：第一步，完成基于1:1000000地圖確定航路障礙物數(shù)據(jù)和航路最低安全高度。根據(jù)CCAR-121-R4中第121.673條的規(guī)定，確定待分析航段及逃離航段所涉及的地形圖后完成地形圖拼接。根據(jù)民航局公布的航路數(shù)據(jù)中提供的航路點經(jīng)緯度在地形圖上標(biāo)出航路點位置，并以航路點為圓心，25000m為半徑作圓。將相鄰航路點連接繪制出航段，以25000m的垂直距離在航段兩側(cè)作平行線，平行線與航路點的圓相切，從而繪制出整個航段的障礙物保護區(qū)。在相鄰的兩個航路點之間依據(jù)山谷的位置將其分成若干小段，挑選出其中的關(guān)鍵障礙物。在每一小段（兩個山谷之間）讀取最高障礙物，并確定障礙物至基準(zhǔn)點的距離和海拔高度。第二步明確研究所需的氧氣面罩?jǐn)?shù)量。以標(biāo)本空客319-115機型為例，旅客座位128個，客艙乘務(wù)員座位6個，根據(jù)CCAR-25-R2第1447(C)條款的規(guī)定，氧氣面罩的總數(shù)至少要超出座位數(shù)的10%，氧氣面罩?jǐn)?shù)量為：客艙旅客座位總數(shù)×110%+客艙乘務(wù)員座位數(shù)。因此空客319-115機型按照147個氧氣面罩展開分析計算。第三步氧氣瓶壓力計算，空客319-115機型氧氣系統(tǒng)安裝了6個氧氣瓶，在標(biāo)準(zhǔn)條件下氧氣瓶最大瓶壓1850psi可提供的氧氣量為116.9ft3，可供旅客和客艙乘務(wù)員使用的氧氣量為105ft3。

氧氣量=1850psi×1600psi/1850psi -5.97ft3=105ft3×0.8649-5.97ft3=84.84 ft3=2402L

6個氧氣瓶可提供14412L氧氣。

第四步定義出氧氣面罩流率。依據(jù)空客319-115機型的氧氣供氧形式，在不同的座艙高度需要完成不同的供氧流率，可以滿足不同的旅客人數(shù)的供氧需求，氧氣瓶供氧氧氣面罩流率見表2。

表2 氧氣瓶供氧氧氣面罩流率

1 4 0 0 0 0.5 2 3 2 4 0 0 0 1.9 3 4 3 4 0 0 0 3.2 1 9 1 5 0 0 0 0.7 1 8 2 5 0 0 0 2.0 7 4 3 5 0 0 0 3.3 2 2 1 6 0 0 0 0.8 4 9 2 6 0 0 0 2.2 2 7 3 6 0 0 0 3.4 2 7 1 7 0 0 0 0.9 6 2 2 7 0 0 0 2.3 6 7 3 7 0 0 0 3.5 2 4 1 8 0 0 0 1.0 7 1 2 8 0 0 0 2.5 0 2 3 8 0 0 0 3.6 1 8 1 9 0 0 0 1.1 7 8 2 9 0 0 0 2.6 3 2 3 9 0 0 0 3.7 0 7

第五步依據(jù)航路最低安全高度確定關(guān)鍵點至備降場的最大氧氣剖面。以兩個客艙釋壓的備降場確定出兩個關(guān)鍵點，命名為A和B，其中關(guān)鍵點A是飛機在該點發(fā)生客艙釋壓后，機載氧氣剛好維持飛機飛往成都機場，同理，關(guān)鍵點B則是剛好飛往拉薩機場的最遠(yuǎn)點。第六步確定客艙釋壓決斷點，考慮確定在關(guān)鍵點A至B間的中點為決斷點。第七步定義機組操作程序，并在此基礎(chǔ)上確定的空客319-115 機型“邦達—拉薩”往返段客艙釋壓緊急下降剖面示意圖如圖2所示，相關(guān)機組操作如表3所示。

圖2 空客319-115 機型成都/崇州(CZH)-DCH-拉薩(LXA)往返段客艙釋壓緊急下降剖面示意圖（北線：經(jīng)B213）

表3 “邦達（DCH）—拉薩（LXA）”往返段座艙釋壓緊急下降程序程序

2.5 一發(fā)失效飄降程序設(shè)計

通過1:1000000地圖確定該航路障礙物數(shù)據(jù)和航路最低安全高度，完成包括飛行高度、航路高空風(fēng)、航路溫度、航路走向、假設(shè)的發(fā)動機失效點位置等在內(nèi)的相關(guān)參數(shù)設(shè)定。第二步在使用SITA公司提供的軟件完成計算機飛行計劃，獲取在發(fā)動機失效點的飛機重量后，確定失效點飛機重量。第三步基于飛行高度。航路高空風(fēng)、航路溫度，失效點飛機重量，空調(diào)開，防冰關(guān)等條件確定飄降凈航跡。第四步確定關(guān)鍵點位置，類似客艙釋壓關(guān)鍵點的確定方式，關(guān)鍵點A和關(guān)鍵點B分別是發(fā)動機一發(fā)失效后返回成都機場或拉薩機場，并且飛機的凈航跡正好能夠滿足越障的要求。最后確定的空客319-115 機型“邦達—拉薩”往返段一發(fā)失效飄降剖面示意圖如圖3所示，相 關(guān)機組操作如表4所示。

圖3 空客319-115 機型“邦達（DCH）—拉薩（LXA）”往返段一發(fā)失效飄降剖面示意圖

表4 空客319-115 機型 “邦達（DCH）—拉薩（LXA）”往返段一發(fā)失效飄降程序

由以上的研究可知，當(dāng)飛機在航線飛行過程中發(fā)生一發(fā)失效飄降和客艙釋壓緊急下降情況，通過對航線關(guān)鍵點的確定，能達到安全飛行的目的，繪制的機組操作示意圖便于機組使用和操作。

3.運行控制的注意事項

3.1 關(guān)注周邊可用備降場的選擇

青藏高原大量機場投入使用，但因地形的影響，造成很多機場不提供加油服務(wù)，如簽派放行“邦達—拉薩”航線時，距離拉薩機場98nm的日喀則/和平機場（IATA：RKZ，ICAO：ZURK，簡稱：日喀則機場）、375nm的邦達機場、416nm的玉樹/巴塘機場（IATA：YUS，ICAO：ZLYS，簡稱：玉樹機場）雖然都比之前的考慮的成都機場近很多，但是均因為不提供正常加油服務(wù)，對后續(xù)的航班恢復(fù)造成很大的影響。

3.2 關(guān)注氧氣壓力的放行要求

《中國國際航空股份有限公司特殊運行手冊》（簡稱：《特殊運行手冊》）對氧氣瓶的壓力做了明確的規(guī)定，低于該壓力極限將不能放行航班，特別是在高原機場過站期間要做好氧氣瓶壓力的檢查，嚴(yán)格落實相關(guān)的放行標(biāo)準(zhǔn)。

4.結(jié)論

本文依據(jù)民航局相關(guān)規(guī)章的規(guī)定，結(jié)合“邦達—拉薩”航線的地形特點完成一發(fā)失效飄降和客艙釋壓緊急下降程序的設(shè)計，定義了在航線決斷點前后發(fā)生特情之后機組的操作程序，提出運行保障過程中的注意事項，達到了高原航線飛行安全的目的。

高原航線的運行是航空公司在一般運行的基礎(chǔ)上考慮地形復(fù)雜、性能衰減、氣象多變等困難并執(zhí)行相關(guān)政策后做出的運行控制，對藏區(qū)航班的安全飛行具有積極意義，下一階段，課題組將引入所需導(dǎo)航性能（Required Navigation Performance，簡稱RNP），對高原航線的運行進行研究，以期對相關(guān)機場的安全、平穩(wěn)運行提供指導(dǎo)。