武筱
摘 要:山地“航母型機(jī)場”在不同程度上容易出現(xiàn)航空器接收下滑信號不穩(wěn)定現(xiàn)象,可能誘發(fā)復(fù)飛并影響機(jī)場運(yùn)行,本文以云南滄源佤山機(jī)場實(shí)際情況為例,通過下滑信標(biāo)設(shè)備原理與滄源機(jī)場數(shù)年來開展的相關(guān)工作為依據(jù),從場地、設(shè)備、地貌、電磁環(huán)境、航空器、氣象條件等方面,對山地“航母型機(jī)場”航空器接收下滑信號不穩(wěn)定現(xiàn)象原因進(jìn)行了較為系統(tǒng)的分析與排查,希望為后續(xù)的研究方向與航班保障提供一定的幫助。
關(guān)鍵詞:航母型機(jī)場;下滑信號;不穩(wěn)定
1 研究背景與意義
云南滄源佤山機(jī)場自投產(chǎn)校驗(yàn)以來,一直存在有航空器接收下滑信號不穩(wěn)定情況,對機(jī)場的運(yùn)行造成了一定影響,滄源源佤山機(jī)場建設(shè)有美國Selex2100下滑信標(biāo)(M型天線)設(shè)備1套,在下滑信標(biāo)投產(chǎn)校驗(yàn)報告中,機(jī)長備注項(xiàng)明確:“儀表著陸系統(tǒng)下滑道使用自動駕駛儀跟蹤下滑信號進(jìn)近時,距DME(IYU/108.7)1.0海里以內(nèi)會有明顯上下起伏現(xiàn)象,建議機(jī)組斷開自動駕駛儀,采用目視進(jìn)近方法?!?/p>
經(jīng)過多方溝通得知,山地“航母型機(jī)場”在不同程度上均易出現(xiàn)類似現(xiàn)象。滄源機(jī)場海拔1 839.6米,建立于山頭,具備有全國最高的助航燈光鐵塔,在主降端短五邊方向上存在斷崖式地形,1.5海里內(nèi)高差達(dá)到800米,屬于典型的“航母型機(jī)場”。
本文希望通過多方面的原因分析,縮小造成山地“航母型機(jī)場”航空器接收下滑信號不穩(wěn)定現(xiàn)象原因范圍,為進(jìn)一步確定原因提供研究方向。
2 原因分析與查找
航空器接收到的下滑信號是基于空間的,根據(jù)下滑信標(biāo)工作原理可知,下滑信號從天線發(fā)射后,有一部分直接進(jìn)入空間傳輸,另一部分需要經(jīng)過保護(hù)區(qū)地面反射。對于航空器,理想狀態(tài)下,下滑道應(yīng)該是一條直線,但實(shí)際情況下由于下滑信號是在空間中進(jìn)行合成的,且本身為模擬信號,因此實(shí)際的下滑信號校驗(yàn)圖紙中也可以看出,正常的下滑道是在允許門限范圍內(nèi)繞直線移動的曲線。根據(jù)以上原理,導(dǎo)致航空器接收下滑信號不穩(wěn)定現(xiàn)象原因有保護(hù)區(qū)場地、下滑信標(biāo)設(shè)備、機(jī)場地形地貌、電磁環(huán)境、航空器接收等方面。
2.1 保護(hù)區(qū)場地排查
在2017年出現(xiàn)航班因下滑信號抖動復(fù)飛的情況后,機(jī)場立即組織了保護(hù)區(qū)排查,結(jié)合相關(guān)規(guī)章要求,未發(fā)現(xiàn)異常情況,保護(hù)區(qū)地形無重大改變、無異物且草高較低。結(jié)合投產(chǎn)校驗(yàn)報告,投產(chǎn)校驗(yàn)時保護(hù)區(qū)平整度處于良好狀態(tài),且滿足規(guī)范要求,但報告中仍然提及該現(xiàn)象,可基本排除保護(hù)區(qū)異常原因?qū)е碌拇爽F(xiàn)象。
2.2 設(shè)備原因排查
通過分析機(jī)場通航后的設(shè)備維護(hù)記錄及參數(shù)記錄,滄源機(jī)場下滑信標(biāo)無重大故障,且航空器報告下滑信號不穩(wěn)定時,地面設(shè)備監(jiān)控器及近場監(jiān)控參數(shù)均正常且無跳變現(xiàn)象。隨后機(jī)場邀請了第三方專家到現(xiàn)場對設(shè)備進(jìn)行全面檢查,亦未發(fā)現(xiàn)異常情況。為了進(jìn)一步排除設(shè)備原因,2019年2月云南機(jī)場集團(tuán)協(xié)調(diào)調(diào)撥了昆明長水機(jī)場更新替換下的NORMAC 7000B下滑設(shè)備至滄源機(jī)場。滄源機(jī)場在飛行校驗(yàn)前邀請多方專家及技術(shù)人員在現(xiàn)有Selex下滑設(shè)備旁臨時安裝并調(diào)試了NORMAC 7000B下滑設(shè)備,進(jìn)行特殊校驗(yàn)對比。校驗(yàn)結(jié)論為使用NORMAC 7000B下滑設(shè)備時,信號抖動情況有所改善,但仍然存在。考慮到試驗(yàn)樣本較少,且原有Selex下滑設(shè)備大部分情況下信號也較為穩(wěn)定,同時NORMAC 7000B下滑設(shè)備也在一定程度上存在信號不穩(wěn)定情況,因此形成了非設(shè)備原因?qū)е孪禄盘柌环€(wěn)定現(xiàn)象的共識。
2.3 機(jī)場地貌及電磁環(huán)境排查
2017年11月,在民航西南地區(qū)管理局的協(xié)調(diào)幫助下中航二所專家到滄源機(jī)場現(xiàn)場查勘,幫助機(jī)場查找下滑信號不穩(wěn)定原因。之后中航二所專家根據(jù)機(jī)場周邊地形對滄源佤山機(jī)場下滑臺進(jìn)行了模擬仿真建模分析,分析報告結(jié)論顯示,下滑信號不穩(wěn)定現(xiàn)象與機(jī)場保護(hù)區(qū)及周邊地形無關(guān)。
2019年,滄源機(jī)場協(xié)調(diào)臨滄市無線電管理辦公室對下滑保護(hù)區(qū)及主降端進(jìn)近航路區(qū)域開展了電磁環(huán)境排查,排查報告結(jié)論顯示,排查過程中未發(fā)現(xiàn)會對機(jī)場下滑信號造成有害影響的干擾信號。
2.4 航空器接收排查
針對該現(xiàn)象,滄源機(jī)場在2017年8月協(xié)調(diào)飛行校驗(yàn)中心開產(chǎn)了定期校驗(yàn)及特殊校驗(yàn)。校驗(yàn)過程中,校飛機(jī)組報告:“經(jīng)過數(shù)次調(diào)整,起伏現(xiàn)象仍無法取得明顯改善后,機(jī)組斷開無線電高度表,采用氣壓高度表進(jìn)行測試,在斷開無線電高度表后,下滑道抖動現(xiàn)象消失,下滑道整體態(tài)勢平穩(wěn),結(jié)構(gòu)良好?!苯?jīng)過此次校驗(yàn),引出了航空器“無線電高度表”介入儀表計(jì)算,由于機(jī)場短五邊特殊的斷崖地形,導(dǎo)致航空器進(jìn)近時無線電高度表所測量的航空器距地高度極快減小,與正常的下滑道下降率形成邏輯沖突并相互修正,從而引起了航空器儀表上顯示下滑信號不穩(wěn)定的現(xiàn)象。通過與校飛機(jī)組的溝通得知,對于較小的下滑信號抖動,過量的修正可能導(dǎo)致飛機(jī)無法修正到合適的位置,導(dǎo)致飛機(jī)出現(xiàn)反復(fù)修正,最終使飛機(jī)遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離下滑道,而進(jìn)近后期自動駕駛系統(tǒng)的增益及敏感性均會減低,飛機(jī)又無法修正到下滑道上,并且“航母”地形機(jī)場多次出現(xiàn)有類似現(xiàn)象,存在一定的共性。
但由于“無線電高度表”為航空器必備設(shè)備,內(nèi)在邏輯算法獲取困難,且執(zhí)飛滄源機(jī)場的航班中僅有少量航班報告下滑不穩(wěn)定情況,故不能斷定機(jī)載設(shè)備邏輯沖突是導(dǎo)致航空器接收下滑信號不穩(wěn)定的直接原因。
2.5 氣象原因排查
眾所周知,甚高頻無線電信號基本不受除雷電外的天氣環(huán)境干擾,而下滑信標(biāo)工作在甚高頻頻段上,理應(yīng)不受氣象條件影響。但是在航班及設(shè)備保障工作中,發(fā)現(xiàn)在天氣條件復(fù)雜的時候,機(jī)組反映下滑道不穩(wěn)定情況頻率會明顯增加,且所報告的不穩(wěn)定位置幅度也有細(xì)節(jié)上的出入。初步判斷,機(jī)場地形及保護(hù)區(qū)正常無變化屬于定量,設(shè)備運(yùn)行、維護(hù)正常也屬于定量,但是抖動的位置及距離存在變化屬于變量,因此懷疑下滑信號抖動還存在其他原因。
之后自2019年6月開始,滄源機(jī)場對每個航班使用下滑的情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(內(nèi)容包括抖動情況、位置、距離及當(dāng)時的天氣情況等),統(tǒng)計(jì)航班共758架次,其中,用盲降進(jìn)近的有505架次,占總架次的66.62%,反應(yīng)下滑抖動的有225架次,占總架次的29.68%。根據(jù)統(tǒng)計(jì),下滑抖動距離多集中在0.5 NM至2 NM之間,占總數(shù)的84.4%。關(guān)于天氣情況,在使用盲降的航班中,西北風(fēng)時反映抖動的概率明顯大于其余風(fēng)向,且隨著風(fēng)速的增大,反映抖動的概率逐步增高,隨著云高的增高,反映抖動的概率逐步降低。在風(fēng)速大于6 m/s的情況下反映下滑信號不穩(wěn)定的航班達(dá)到了使用盲降航班總數(shù)的80%,在云高低于90 m的情況下反映下滑信號不穩(wěn)定的航班達(dá)到了使用盲降航班總數(shù)的70%。
可以看出,機(jī)組反映下滑信號不穩(wěn)定的頻率與風(fēng)向、風(fēng)速、云高呈現(xiàn)出明顯的規(guī)律相關(guān)。通過與多位機(jī)組溝通,判斷在復(fù)雜天氣原因下,航空器容易受到氣流影響,導(dǎo)致飛行姿態(tài)難以掌控,而氣候條件導(dǎo)致的飛行姿態(tài)變化與下滑信號本身在合理門限范圍內(nèi)的抖動相互疊加,導(dǎo)致了航空器出現(xiàn)明顯的偏離下滑道的情況。
同時山地“航母型”機(jī)場由于特殊地形原因,在特定風(fēng)向的前置條件下,風(fēng)速較大時,容易在主降端五邊形成山地波現(xiàn)象。山地波中的下沉氣流也將直接影響到飛機(jī)的姿態(tài)或性能變化。
3 結(jié)論
經(jīng)過逐條排查,基本確定滄源機(jī)場航空器接收下滑信號不穩(wěn)定現(xiàn)象的發(fā)生與設(shè)備、場地及電磁環(huán)境無關(guān),但與機(jī)場氣象條件存在一定的相關(guān)性。由于下滑信號并不受氣象條件影響,結(jié)合飛行校驗(yàn)中的“無線電高度表”試驗(yàn),可以看出,導(dǎo)致航空器接收下滑信號不穩(wěn)定現(xiàn)象的原因更多的與航空器飛行姿態(tài)呈現(xiàn)出較高的相關(guān)性,而并非單一原因?qū)е隆L貏e考慮到山地波存在的可能性,在后續(xù)的原因分析與研究方向上,應(yīng)重點(diǎn)考慮氣象條件對航空器姿態(tài)造成的影響。
參考文獻(xiàn):
[1]倪育德,盧丹,王穎,等.導(dǎo)航原理與系統(tǒng)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2015
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