低能見度條件下飛行事故分析及運行控制研究

張 序，劉雪濤，周 川，鄧 豪，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，成都 610202;2.中國國際航空股份有限公司 培訓(xùn)部西南分部，成都 610202;)

0 引言

天氣的變化使得飛機在低能見度條件下發(fā)生事故，對機上人員和物品構(gòu)成重大威脅，給航空公司帶來巨大的損失。針對天氣方面因素對航班安全的影響，吳華新等［1］從積雪和污染跑道方面分析了對航班安全運行的影響，翟洪巖［2］和張序［3］針對雷暴天氣和飛行安全之間的關(guān)系進行了研究，張序等［4］詳細分析了低空風(fēng)切變對飛行安全的影響，同時張序［5］對飛機積冰在飛行中的影響進行了研究，但是在低能見度對航空安全的研究還偏少一些，本研究就是針對低能見度或者低云在跑道上對飛行員造成的影響方面進行的部分研究。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，污染的加重，霧霾等天氣產(chǎn)生的低能見度頻繁的在各大城市各大機場出現(xiàn)，這對飛行員來說更是一大挑戰(zhàn);因此，面對低能見度條件，怎樣預(yù)防和減少事故的發(fā)生是很迫切同時又是很現(xiàn)實的問題，當(dāng)前絕大部分航空公司飛行事故的起因在于人為失誤，機組成員的駕駛技術(shù)、配合，危險情況的決策能力，對飛行安全都有著至關(guān)重要的影響。尤其在低能見度下事故頻發(fā)，這對飛行人員的各個方面的能力提出了更高，更嚴(yán)的要求。

雖然現(xiàn)代民用航空飛機的性能不斷提升，地面保障服務(wù)不斷完善，但是飛機主要是在空中運行的，各類氣象條件都會對其產(chǎn)生影響;因此，天氣成為目前航空活動的最主要制約因素，尤其是能見度較低的情況下，飛行員自身決策能力以及危險情況的處置能力更是直接關(guān)系到飛行的安全與否，提高飛行員駕駛技術(shù)，決策能力，對危險情況的處置能力，對預(yù)防以及減少飛行事故起著積極正面的作用。

1 能見度與飛行之間的關(guān)系

1.1 低能見度如何影響飛行

能見度的好壞與飛行活動是否能正常運行是息息相關(guān)的，當(dāng)機場存在低能見度天氣現(xiàn)象時，會嚴(yán)重影響飛機的起飛和著陸，處置不當(dāng)就會危及到飛行的安全。當(dāng)航線上存在低能見度天氣時，會影響地標(biāo)領(lǐng)航，飛行員看不清地面，不能判斷所在位置，使飛行員心理受到影響從而導(dǎo)致操作錯、忘或者遺漏，很容易導(dǎo)致飛過跑道或者飛錯跑道，降落不到規(guī)定的位置而導(dǎo)致事故發(fā)生。同時，在低能見度下飛行時易產(chǎn)生一系列的飛行錯覺，如果飛行員不能及時察覺并修正，很可能給飛行安全帶來巨大的隱患。

機場的開放和關(guān)閉在很大程度上也受能見度影響，在地面導(dǎo)航設(shè)備不完善的機場，能見度低于0.8 km 時就要關(guān)閉。國際民航組織還規(guī)定了飛機入場的3 類最低標(biāo)準(zhǔn)，見表1。

表1 飛機入場的3 類最低標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Three kinds of minimum standards for aircraft admission m

1.2 低能見度下的主要飛行方式——儀表飛行

儀表飛行就是飛行員按照飛機上裝載的儀表來操縱飛機，根據(jù)儀表的指示判定飛機的狀態(tài)、推測飛機位置的飛行。儀表飛行技術(shù)是低能見度下、夜間飛行以及海上飛行等無法根據(jù)目視導(dǎo)航確定位置時主要的飛行方式［6］。

在能見度極低，無法目視導(dǎo)航的情況下，飛行員依靠飛機上的各種儀表來控制飛機的飛行，以前被稱為盲目飛行。這種飛行，飛行員不能像目視一樣直觀感覺飛行姿態(tài)，而且只能從一種儀表上讀出飛行姿態(tài)的一種參數(shù)，因此飛行員就要熟知各種儀表的位置及其指示特點，合理分配注意力。飛行中應(yīng)使用細微、柔和的動作來及時、正確的修正產(chǎn)生的誤差。相對目視飛行，儀表飛行更容易疲勞。儀表飛行最早開始于1929年，之后，隨著儀表設(shè)備的不斷完善和飛行范圍的擴大，儀表飛行就成了飛行員必備的駕駛技術(shù)。

隨著航空儀表系統(tǒng)的發(fā)展，儀表體系越來越完善，很大程度上保證了飛行的安全，在低能見度的情況下依靠儀表飛行可以最大限度的避免飛行事故的發(fā)生。同時儀表飛行提供了在各種低能見度下飛行的可能，依靠儀表，可以在目視完全無法建立參考的情況下依然準(zhǔn)確、安全的飛行，為飛行提供了更多的可能性，同時也減少了人為因素產(chǎn)生的誤差，使飛行路線更精準(zhǔn)，使飛行更安全。

2 低能見度條件下的事故解析

2.1 釜山空難

國航的波音767-200ER 型客機在當(dāng)?shù)貢r間2002-4-15 8∶37，從北京首都國際機場起飛。2 h 左右到達韓國的釜山金海國際機場，當(dāng)時機場的天氣狀況并不好，有降水和大霧。韓國時間11∶20，金海國際機場管制員指示國航129 號航班降落到36L 跑道，可是飛機在嘗試降落后因能見度太低而選擇復(fù)飛。后來飛機又嘗試反向進近到18R 跑道，可是機長當(dāng)時正在關(guān)心機場的惡劣天氣，以及塔臺的混亂通話，而沒有及時修正飛機的高度，當(dāng)機長發(fā)現(xiàn)高度過低時，已經(jīng)來不及復(fù)飛。最后，飛機于11∶40 在機場附近的山上墜毀［7］?？梢钥闯觯摽针y是發(fā)生在飛機的進近階段，發(fā)生這次空難的主要原因我們可以通過人為和自然因素去分析。首先，天氣情況并不理想，有降水和大霧，能見度就變得很低，甚至低于波音767 飛機反向著陸的條件，能見度如此低的情況下，飛行員的操作難度急劇增加，同時因為不能建立有效的目視參考，飛行員就容易產(chǎn)生緊張等負面情緒，一定程度上干擾了飛行員的決策能力。

再者，管制員指揮不當(dāng)，在航班起飛的提前2 h，北京機場空中交通服務(wù)室就已經(jīng)發(fā)出該航班的飛行計劃，但釜山機場管制員一直到飛機要求降落時仍然在詢問航班的機型。當(dāng)時在釜山機場的塔臺管制員樸俊永只是一名見習(xí)管制員，甚至其執(zhí)照都并不齊全，也不了解波音767 的特性，在進近階段錯誤的要求飛機降低高度。而且機場方面也沒有將天氣狀況及時的告知飛行員，僅僅11 min，釜山機場發(fā)出了3 次天氣變更通知，但其中兩次管制員并沒有告知飛行員，由此可見，管制員自身可能并不知道天氣已經(jīng)變化，反而盲目指揮飛機在不安全情況下反向著陸。按照規(guī)定，飛機降落時塔臺人員必須目視監(jiān)控飛機的降落狀況，給予正確的引導(dǎo)，但是釜山機場塔臺管制員在給予飛機著陸許可后，已經(jīng)看不到飛機的位置，這說明當(dāng)時的天氣條件已經(jīng)不允許安全降落。而且機場的雷達和助航燈光系統(tǒng)都存在問題。

2.2 伊春空難

2010-8-24 20∶50，河南航空8387 號班機從哈爾濱太平國際機場起飛飛往伊春機場。機上共有91 名乘客與5 名機組人員;21∶36，河南航空8387 號航班在距離跑道頭約690 m 處失事。飛機沖出跑道斷裂，后起火爆炸［8］。

伊春機場位于山谷中，當(dāng)晚機場地面附近相對濕度已經(jīng)達到90%，隨著夜晚氣溫下降，形成輻射冷卻降溫，水汽快速凝結(jié)，且地面風(fēng)很小，不利于水汽擴散，這就具備了形成輻射霧的條件。21∶00 伊春機場能見度為8 km，22∶00 能見度減少到1 km，23∶00 能見度減少到0.6 km?？梢姡S著氣溫降低，輻射霧逐漸加重，能見度急劇下降。

伊春機場不具備儀表著陸系統(tǒng)，只有非精密進近程序，機場運行細則明確規(guī)定，30 跑道的進近程序最低能見度為2.8 km，而且根據(jù)河南航空有關(guān)規(guī)定，第一次執(zhí)行伊春機場飛行任務(wù)的機長，其最低能見度標(biāo)準(zhǔn)提高到3.6 km，事發(fā)時伊春機場管制人員通告機組的能見度為2.8 km，而機長也是第一次飛伊春機場，可見，能見度已經(jīng)低于標(biāo)準(zhǔn)，然而機組還在盲目進近，直到越過最后進近定位點，仍然無法建立目視參考的情況下，機組并未選擇復(fù)飛，而是繼續(xù)下降高度，在飛機撞地前出現(xiàn)無線電高度語音提示，然而機組仍舊沒有采取復(fù)飛措施，繼續(xù)下降高度嘗試著陸，直至飛機墜毀。

同時機組經(jīng)驗不足，搭配不合理，成員之間明顯的協(xié)調(diào)配合不到位，缺少必要的溝通交流，這就增加了風(fēng)險系數(shù)。在機長詢問副駕駛高度是否合適時，雖然飛機已經(jīng)低于標(biāo)準(zhǔn)高度，但副駕駛?cè)耘f告知機長高度剛好，甚至無線電高度語音提示出現(xiàn)時，雖然依舊不能建立必要的目視參考，但是機組成員竟然無一人提出應(yīng)該中斷進近立即復(fù)飛，這就說明機組間缺少必要的溝通交流，不能在突發(fā)情況下相互提醒，相互監(jiān)督，從而來減少人為差錯。

2.3 事故反思

每一個事故都是由一條事故鏈連接的，只要打破其中任意一環(huán)，都能防止最后悲劇的發(fā)生?？梢姡诿科鹗鹿实某梢蚶?，人為因素都是很重要的，機長的一個錯誤決定很可能導(dǎo)致整架飛機機毀人亡，要減小事故的發(fā)生率，就要減少各種事故癥候和不安全行為。及時獲取飛行中的不安全數(shù)據(jù)，通過分析和研究，吸取其中的教訓(xùn)，就是一個減少事故發(fā)生的手段。

作為機組成員，是否能夠認真對待每一次的飛行任務(wù)，是否能嚴(yán)格要求自己，在整個飛行階段做到認真、仔細，并時刻按照程序來飛行，這些都是關(guān)乎飛行安全的事情，不容許有任何的懈怠，只有減少了飛行員在飛行中所犯的錯誤，才能減少事故發(fā)生的概率。

再者，飛行簽派人員也應(yīng)當(dāng)嚴(yán)守規(guī)章規(guī)定，嚴(yán)把放行標(biāo)準(zhǔn)，做好運行監(jiān)控，在天氣發(fā)生突變的情況下及時通過各種方式告知到機組，做好航班的地面決策支持，及時向飛行員通報其應(yīng)當(dāng)知道的一切必要信息，盡量減少因信息延誤造成的不安全事件。

在飛行中，尤其是在能見度不足的情況下，飛行員更應(yīng)該加強與塔臺間的溝通交流，在異常情況發(fā)生的第一時間就應(yīng)該通知塔臺，塔臺人員在飛機異常時，應(yīng)及時給予飛行員最大幫助，同時幫助飛行員穩(wěn)定心態(tài)，提醒飛行員按照規(guī)章飛行，從而減少因飛行員的負面情緒而做出的錯誤決定［9］。

3 簽派放行案例分析及注意事項

造成低能見度影響的主要天氣因素就是低云和大霧(霧霾)兩種天氣，以具備這兩種天氣的典型機場攀枝花機場為例，對該天氣情況下的航班運行控制進行分析，本研究的標(biāo)本航班為國航西南分公司2014-11-7 CA4461(成都—攀枝花)航班，以該標(biāo)本分析在低能見度發(fā)生情況下航班運行控制的流程和處置關(guān)鍵點。

3.1 航班基本信息

航班號:CA4461

航 線:成都—攀枝花

機尾號:B6037

機 型:A319-115

班表起飛:8∶25(北京時間)

班表落地:9∶45(北京時間)

基礎(chǔ)數(shù)據(jù):見表2。

表2 CA4461 航班(成都—攀枝花)放行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)Table 2 Basic dispatching data of CA4461 (Chengdu to Pan Zhihua)kg

3.2 攀枝花機場氣象特點

2～5月多季節(jié)性偏西大風(fēng)，伴有短時風(fēng)切變，最大風(fēng)速40 m/s。6～9月為雨季，雷雨、低云、多變霧天氣都集中在這期間。雷雨以7月份最多，出現(xiàn)在北京時間12∶00 至夜間，持續(xù)時間6～30 min，以西方和西南方向最多。低云和多變霧導(dǎo)致能見度短時間內(nèi)時好時壞的波動天氣多出現(xiàn)于早晨至北京時間14∶00 時，每年有2～3 天全天云霧不散天氣。10月～翌年1月，天氣晴朗少云，能見度好，是攀枝花飛行的黃金季節(jié)。

攀枝花機場的落地標(biāo)準(zhǔn)如下表3 所示。

3.3 初始放行情況

根據(jù)國航航班簽派放行的規(guī)定航班需要提前2.5 h 進行，航班需要在6∶30 前完成，氣象評估是航班運行的重要因素之一，該航班為1 h 左右的短程航線，該航班的放行參照6∶00 的天氣實況報文進行簽派放行評估，針對該機場為特殊復(fù)雜機場，適當(dāng)參考機場預(yù)報。

表3 攀枝花機場落地標(biāo)準(zhǔn)Table 3 Landing criterion for Pan Zhihua airport m

11月7日6∶00 攀枝花機場天氣實況如下:

METAR ZUZH 062200Z 20001MPS 9999 FEW011 SCT021 OVC050 11/10 Q1019 NOSIG

攀枝花機場天氣預(yù)報如下:

TAF ZUZH 062202Z 070009 18004MPS 9999 FEW011 SCT023 TX19/08Z TN12/00Z TEMPO 0004 4000 BR PRFG FEW/// SCT008 BKN023

考慮到攀枝花機場目前處于雨水較多的季節(jié)，外加晝夜溫差大的特點，當(dāng)天攀枝花機場日出時間在7:30 左右，因攀枝花機場位于連續(xù)的山頂上，跑道兩端凈空較好，但因受到溫度上升的影響，山澗的云有可能會逐步抬升而影響到跑道，形成低云，因此該份預(yù)報準(zhǔn)確度較高［10］。

在考慮到攀枝花機場為不提供加油服務(wù)機場的情況，根據(jù)攜帶“往返油”的原則，簽派員決定航班以“11 140 kg 的起飛油量，成都機場作為航班備降機場”的方案完成初始的航班放行。放行數(shù)據(jù)如表4 所示。

放行簽派員在完成簽派資料準(zhǔn)備后給機組做好放行講解，和機長共同簽字完成航班簽派放行，機組進場開始做飛行前準(zhǔn)備。

3.4 持續(xù)運行控制

簽派放行只是簽派員工作的一部分，持續(xù)的運行控制才是航班安全的堅實防線，運行控制席位簽派員根據(jù)攀枝花機場天氣預(yù)報和輻射霧、低云形成的原因，在航班準(zhǔn)備過程中對攀枝花機場天氣情況開始了持續(xù)的監(jiān)控。

表4 CA4461(成都-攀枝花)航班初始放行數(shù)據(jù)Table 4 Initial flight dispatching data of CA4461(ZUUU-ZUZH)

8∶00，攀枝花機場開始出現(xiàn)低云影響，實況報文如下:

METAR ZUZH 070000Z 9999 SCT007 BKN023 11/11 Q1021 NOSIG

考慮到目前攀枝花機場水汽飽和度高，靜風(fēng)等條件評估輻射霧主要出現(xiàn)在晴朗、微風(fēng)、近地面、水汽比較充沛的夜間或早晨，可以考慮在該情況下可能會出現(xiàn)能見度持續(xù)轉(zhuǎn)差，簽派員此時可以和攀枝花機場氣象和管制部門聯(lián)系，了解能見度變化的情況和低云所處的位置及對飛機進近過程可能造成的影響，建議機組推遲起飛時間，等待天氣穩(wěn)定。

9∶00，攀枝花機場惡化，實況報文如下:

METAR ZUZH 070100 00000MPS 3200 BR PRFG FEW/// SCT007 BKN023 11/11 Q1022 NOSIG

預(yù)報報文如下:

TAF ZUZH 070102Z 070312 18004MPS 3200 BR PRFG FEW005 SCT011 BKN023 TX19/08Z TN12/03Z BECMG 0405 7000 FEW011 SCT023

由該2 份報文可以分析出，天氣狀況還有可能持續(xù)惡化，攀枝花機場主要受到低云和大霧造成的低能見度影響，風(fēng)速沒有實質(zhì)的變化，特別是在11∶00(距報告時間還有2 h 左右)可能出現(xiàn)最低溫度，此時可能出現(xiàn)最惡劣的天氣狀況，轉(zhuǎn)好時間可能較長，需要機組和放行簽派員持續(xù)關(guān)注天氣的趨勢。經(jīng)驗證，11∶00 攀枝花機場出現(xiàn)惡劣天氣，實況報文如下:

METAR ZUZH 070300Z VRB01MPS 3000 BR PRFG FEW/// SCT006 BKN043 13/12 Q1023 NOSIG

大量的低云處于跑道附近，對航班的安全運行影響極大，天氣好轉(zhuǎn)需要等待氣溫回升14∶00，攀枝花機場溫度回升，實況報文如下:

METAR ZUZH 070600Z 14002MPS 120V180 9999 SCT020 16/12 Q1020 NOSIG

低云和低能見影響消除，航班重新開始起飛準(zhǔn)備，于15∶12(延誤7 h)在成都機場起飛，持續(xù)的運行控制保證了航班運行的安全。

4 結(jié)論

從以往的案例和實際的運行控制過程中可以看出，在惡劣天氣，尤其是低能見度下所發(fā)生的飛行事故，雖然存在一定的自然因素，但最導(dǎo)致空難發(fā)生的最主要原因還是來自于人。目前，我國民航安全水平已經(jīng)取得長遠的進步，與歐美先進國家的差距大大地縮短。尤其是近幾年民航改革的不斷加深，中國民航實現(xiàn)了持續(xù)、快速和平穩(wěn)發(fā)展，不但成為全球第二大航空運輸國，并當(dāng)選國際民航組織一類理事國，而且當(dāng)前安全運行已突破1 000 萬飛行小時，創(chuàng)下新的歷史紀(jì)錄。

然而，應(yīng)清醒地認識到，中國的民航業(yè)正處于加速發(fā)展階段，而且隨著民航需求量的日益增長，航空運輸業(yè)屬于不安全的快速發(fā)展，安全保障若不能同步發(fā)展，則事故或者不安全事件的發(fā)生率必然會增加。因此，在航空事業(yè)發(fā)展的同時，應(yīng)注意地面安全保障的同步發(fā)展。尤其是近年來低能見度天氣的頻繁出現(xiàn)，而在低能見度下的進近和著陸大都是依靠儀表飛行，這就要求地面設(shè)備要跟進航空業(yè)的發(fā)展，從以往的事故中總結(jié)經(jīng)驗，尋找漏洞，不斷完善機場的地面導(dǎo)航設(shè)備和空中機載設(shè)備，盡量減少因設(shè)備誤差所帶來的不可預(yù)計的嚴(yán)重后果。

而且正因為航空活動與天氣情況的息息相關(guān)，我們就更應(yīng)該注意在不利天氣條件下的飛行事故，認真分析造成事故的各方面因素。其中自然因素不可改變的，只能是提前預(yù)告天氣的變化。而人為因素所導(dǎo)致的差錯卻是可以減少的。本研究的目的正是希望通過對以往低能見度下案例的分析來發(fā)掘其中導(dǎo)致事故的人為因素，以期在以后的飛行中可以盡量避免在低能見度下因人為差錯而導(dǎo)致的飛行事故。

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