淺談空客RunwaySense 技術(shù)

張 帥，趙趕超

（中國民用航空飛行學(xué)院，四川 德陽 618307）

根據(jù)當(dāng)前民用航空事故統(tǒng)計分析，飛機在有積水或雪的跑道上沖出跑道的風(fēng)險是干跑道的8 倍，而且有75%的著陸偏出或沖出跑道事故的間接原因是跑道條件本身和/或結(jié)合不利的側(cè)風(fēng)，18%的著陸事故的直接原因是跑道道面有積水、融雪、雪或冰[1]。因此，污染跑道運行的安全問題成為各大航空公司和制造商研究的重點。

當(dāng)前各國規(guī)章對污染跑道的運行問題都作出一定要求，中國民航局飛行標(biāo)準(zhǔn)司于2009 年下發(fā)了《航空承運人濕跑道和污染跑道運行管理規(guī)定》的咨詢通告，該咨詢通告中對相關(guān)定義進行了明確，并且為航空公司在濕跑道和污染跑道的運行和管理提供實施指南[2]。

1 跑道狀況測量

跑道狀況的及時測量和報告是污染跑道運行的必要條件。目前跑道狀況的測量方法可以分為三類：直接觀測法、地面摩擦力測量法、飛行員的剎車效應(yīng)報告。

直接觀測法通常是由專業(yè)的機場工作人員使用，使用該方法需要工作人員用肉眼直接觀察跑道表面污染物的類型與深度。由于整個跑道的污染物類型與深度并不相同，因此只通過直接觀測而得到的跑道狀況存在很大弊端，而且在一些降雨、積雪或積冰等頻發(fā)的機場，跑道狀況的時效性很難得到保證。

地面摩擦力測量法是跑道摩擦測量車對跑道摩擦力進行測量的方法。該方法是一種定量的測量方法，可以對跑道部分和某點進行摩擦測量。但是由于摩擦測量車和航空器滑行以及制動之間沒有較大關(guān)聯(lián)性，因此所測數(shù)據(jù)同樣缺乏可靠性。

剎車效應(yīng)報告是飛行員在剎車過程中對航空器制動性能的評估。剎車效應(yīng)可以分為好、好到中、中、中到差、差和無等6 個等級，分別對應(yīng)于6 種不同的跑道狀況代碼，飛行員負責(zé)提供準(zhǔn)確的剎車效應(yīng)報告。法規(guī)要求飛行員在要求時或飛行員評估的剎車效應(yīng)比當(dāng)前公布的剎車效應(yīng)報告更差時，必須向空中交通管制員發(fā)送自己的剎車效應(yīng)報告。

不同的飛行員剎車效應(yīng)報告對應(yīng)不同的跑道狀況代碼，如表1 所示，機場承運人負責(zé)對當(dāng)前跑道狀況進行準(zhǔn)確測量以及確定出對應(yīng)的跑道狀況代碼，發(fā)布當(dāng)前情況下跑道狀況報告。跑道狀況報告分為兩個部分：航空器性能計算部分和情景意識部分。航空公司和飛行機組會根據(jù)發(fā)布的跑道狀況報告進行著陸性能評估。

2 RunwaySense 技術(shù)簡介

RunwaySense技術(shù)是由空客及其子公司NAVBLUE在解決航空器在濕滑和污染跑道上著陸等安全問題的基礎(chǔ)上而研發(fā)一種新型技術(shù)。該技術(shù)將剎車效應(yīng)作為主要的測量指標(biāo)，它將著陸航空器作為跑道狀況測量傳感器。在著陸過程中，該傳感器會收集所有剎車數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過計算得出剎車效應(yīng)報告。剎車效應(yīng)報告通過不同的途徑發(fā)送給機場承運人、空中交通管制員以及航空公司，具體情況如圖1 所示。即將著陸航空器可以從空中交通管制員和機場獲取最新的跑道狀況報告，加強著陸性能評估結(jié)果的準(zhǔn)確性，提高飛行安全和生產(chǎn)效益。

3 RunwaySense 技術(shù)工作原理

RunwaySense 技術(shù)通過機載軟件和網(wǎng)絡(luò)平臺協(xié)同工作。機載軟件是剎車效應(yīng)計算軟件，剎車效應(yīng)計算軟件是空客公司研發(fā)的一項新型軟件，航空器在著陸之后，該軟件通過航空器在減速滑跑過程中的各項數(shù)據(jù)來確定航空器的剎車效應(yīng)等級，計算的剎車效應(yīng)等級可以與航空器著陸性能進行對比，確定航空器著陸過程中所需的減速力具體是由空氣阻力、反推力還是機輪剎車阻力來提供。同時，通過將實際剎車性能與不同跑道狀況下的剎車性能進行對比，可以找到最接近的跑道狀況，該跑道狀況就可以視為實際跑道狀況。此外，在確定跑道狀況后，機載導(dǎo)航系統(tǒng)的GPS 數(shù)據(jù)也能夠確定出航空器在跑道上的具體位置，確定跑道上不同位置點的表面狀況，得出跑道不同部分的跑道狀況。

航空器安全著陸之后，飛行員可以在多功能控制顯示組件頁面中查看跑道狀態(tài)的詳細信息，如圖2 所示。如果飛行員認為跑道更光滑，或者所得的剎車效應(yīng)報告與ATS（空中交通服務(wù)）發(fā)布的不一致或更差時，飛行員可以將自己的剎車效應(yīng)報告發(fā)送給ATS 和機場承運人。該頁面的信息可以提供給飛行員更多的著陸信息，并且可以鞏固飛行員對跑道剎車效應(yīng)的評估結(jié)果。

圖2 多功能控制顯示組件頁面信息

4 RunwaySense 技術(shù)網(wǎng)絡(luò)平臺

NAVBLUE 構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)平臺是為用戶提供實時分享剎車效應(yīng)報告的平臺，該平臺收集的信息可以發(fā)送給NAVBLUE，平臺也可以分析和處理相關(guān)數(shù)據(jù)。該平臺會根據(jù)航空器的著陸時間對相關(guān)信息進行排序，具體情況如表2所示。機場承運人可以在該平臺上展示所有跑道狀況信息，并發(fā)布跑道剎車效應(yīng)報告的趨勢。

表2 某機場網(wǎng)絡(luò)平臺上發(fā)布的跑道剎車效應(yīng)報告

該平臺可以幫助航空公司查看所需機場的跑道狀況信息，并提供實時剎車效應(yīng)報告，幫助航空用戶對跑道表面狀況變化趨勢做出更好的判斷。有利于避免發(fā)生危險情況，加強公司的風(fēng)險管控，還能查看公司在不常運行的機場跑道的表面狀況。

機場可以根據(jù)該平臺發(fā)布關(guān)于跑道表面狀況的實時信息來優(yōu)化跑道的清潔和關(guān)閉時機，合理安排跑道滑行區(qū)域除冰劑的使用。空中交通管制員也可以通過該平臺了解當(dāng)前跑道狀況，并在濕滑狀況和跑道關(guān)閉情況下加強與機場溝通。

由于RunwaySense 技術(shù)僅依靠機載軟件，因此只有裝配機載軟件的航空器才有可能實現(xiàn)RunwaySense 技術(shù)的安全效益。并且該網(wǎng)絡(luò)平臺在使用過程中，需要有大量的剎車效應(yīng)報告發(fā)送至NAVBLUE 和網(wǎng)絡(luò)平臺，網(wǎng)絡(luò)平臺可以通過獲取的信息的數(shù)量，提高平臺數(shù)據(jù)的可靠性。

5 技術(shù)優(yōu)點

航空器減速過程中所需減速力的組成部分相對復(fù)雜，正常運行時飛行員很難判斷航空器機輪剎車阻力在總阻力中的占比，而且判斷結(jié)果會受到飛行員主觀性的影響。RunwaySense 技術(shù)將航空器作為一個剎車效應(yīng)測量傳感器，可以使測量環(huán)境更加接近真實的飛行狀況，減少測量過程存在的人為誤差以及飛行員的工作負荷。

RunwaySense 技術(shù)得到的剎車效應(yīng)報告可以發(fā)送給機場，幫助機場對跑道狀況進行實時監(jiān)控，確定跑道狀況的評估的準(zhǔn)確時機，加強機場對跑道狀況代碼的升級或降級，防止當(dāng)前剎車效應(yīng)報告和跑道狀況代碼不一致。

對于航空器制造商而言，該技術(shù)可以為客戶提供安全性較強的問題解決方案，幫助航空公司完成航線網(wǎng)絡(luò)和濕滑跑道安全運行以及完善整個航空安全網(wǎng)絡(luò)。

即將著陸的航空器可以通過網(wǎng)絡(luò)平臺、空中交通管制員或機場處及時了解當(dāng)前的跑道狀況，對著陸性能進行準(zhǔn)確評估，保證航空器安全著陸。