航班量持續(xù)增長(zhǎng)、繁忙機(jī)場(chǎng)容量趨于飽和、航班正常率下降……隨著中國(guó)民航快速發(fā)展，日益增長(zhǎng)的航班量與資源保障能力不強(qiáng)的矛盾更加凸顯。這些年，推廣應(yīng)用PBN（基于性能的導(dǎo)航）、ADS-B（廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視）、HUD（平視顯示器）等航行新技術(shù)，向新技術(shù)要安全、要效率、要效益，成為中國(guó)民航提升運(yùn)行安全品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展的重要舉措。
PBN，讓飛行“隨心所欲”
在民航推廣應(yīng)用的航行新技術(shù)中，PBN應(yīng)用在我國(guó)算是較早的。上世紀(jì)90年代，國(guó)際民航組織提出了RNP（所需導(dǎo)航性能）的概念，現(xiàn)屬于PBN一種運(yùn)行規(guī)范。為了與國(guó)際接軌，1998年，我國(guó)在西部地區(qū)建立了第一條FANS航路（按現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)為RNP4航路），并于2001年正式投入運(yùn)行，極大地縮短了我國(guó)南部地區(qū)及東南亞國(guó)家到歐洲的飛行距離，增強(qiáng)了我國(guó)偏遠(yuǎn)山區(qū)的空管保障能力。
“PBN在我國(guó)真正落地生根是在2003年。”民航局飛標(biāo)司相關(guān)負(fù)責(zé)人說。2003年，為了開展RNAV（區(qū)域?qū)Ш剑┑膽?yīng)用研究，中國(guó)民航在天津機(jī)場(chǎng)設(shè)計(jì)了RNAV進(jìn)離場(chǎng)程序，并驗(yàn)證試飛成功。
PBN包括RNAV和RNP兩種導(dǎo)航規(guī)范。RNAV可以充分利用機(jī)載設(shè)備的性能，使航空器在導(dǎo)航信號(hào)覆蓋范圍之內(nèi)，或在機(jī)載導(dǎo)航設(shè)備的工作能力范圍之內(nèi)，或二者組合，沿任意期望的路徑飛行。“RNP可以認(rèn)為是高級(jí)的RNAV，增強(qiáng)了自主監(jiān)視和告警功能。”民航局飛標(biāo)司相關(guān)負(fù)責(zé)人說。
據(jù)了解，2005年4月，一架波音757-200飛機(jī)在地形復(fù)雜、氣候多變的高高原機(jī)場(chǎng)——拉薩貢嘎機(jī)場(chǎng)——應(yīng)用RNP程序試飛成功，并于2006年投入實(shí)際應(yīng)用，RNP大大降低了拉薩機(jī)場(chǎng)運(yùn)行對(duì)天氣的依賴性，而且提高了空域使用效率。
“盡管RNP程序最早在拉薩機(jī)場(chǎng)驗(yàn)證試飛，但真正運(yùn)用價(jià)值最大的是在西藏林芝機(jī)場(chǎng)”。民航業(yè)內(nèi)人士表示，林芝機(jī)場(chǎng)是高高原機(jī)場(chǎng)，是中國(guó)民航唯一沒有傳統(tǒng)導(dǎo)航而只有RNP程序的機(jī)場(chǎng)。自2006年RNP飛行程序試飛成功，林芝機(jī)場(chǎng)實(shí)現(xiàn)了順利通航，且運(yùn)行8年多以來(lái)，航班正常率相當(dāng)高，航空公司的收益非常可觀。
而正是在2005年拉薩機(jī)場(chǎng)RNP驗(yàn)證試飛成功后，RNP應(yīng)用在中國(guó)駛?cè)肓丝燔壍馈Ｌ貏e是2010年8月，在三亞國(guó)際機(jī)場(chǎng)RNPAPCH（RNP進(jìn)近）程序?qū)嵉仳?yàn)證試飛后，RNPAPCH程序像雨后春筍般出現(xiàn)在我國(guó)大多數(shù)運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)上。
“RNP自動(dòng)化程度非常高，操作起來(lái)十分簡(jiǎn)單，減輕了機(jī)組負(fù)擔(dān)，極大地提高了飛行安全性。”東航機(jī)長(zhǎng)姚學(xué)路說，“由于RNP使用衛(wèi)星導(dǎo)航，不需要在地面建設(shè)導(dǎo)航設(shè)施，也減少了機(jī)場(chǎng)基礎(chǔ)設(shè)施投入和降低了維護(hù)成本。”
截至2014年底，我國(guó)東部繁忙陸地、西部偏遠(yuǎn)山區(qū)及南海地區(qū)空域內(nèi)共有20條航路實(shí)施了PBN運(yùn)行。我國(guó)已有145座機(jī)場(chǎng)具備PBN飛行程序。其中，19座機(jī)場(chǎng)只具備RNAV程序，109座機(jī)場(chǎng)具備RNPAPCH程序，17座機(jī)場(chǎng)具備RNPAR（要求特殊授權(quán)的RNP進(jìn)近）程序。同時(shí)，66座機(jī)場(chǎng)全面實(shí)施了PBN運(yùn)行，大多數(shù)運(yùn)輸航空公司已具有RNPAPCH運(yùn)行資格。
“可以說，中國(guó)民航PBN的推廣、應(yīng)用速度快，目前已走在世界前列。”民航局飛標(biāo)司相關(guān)負(fù)責(zé)人說。
而根據(jù)2009年民航局制定的《中國(guó)民航PBN實(shí)施路線圖》，我國(guó)民航到2016年實(shí)現(xiàn)PBN程序的全面運(yùn)用；到2025年，航路、終端區(qū)和進(jìn)近等所有飛行階段以PBN運(yùn)行為主，逐步從混合運(yùn)行過渡到完全的PBN運(yùn)行。
“PBN新技術(shù)的應(yīng)用和推廣仍然任重而道遠(yuǎn)。”民航局飛標(biāo)司相關(guān)負(fù)責(zé)人說。
據(jù)了解，目前仍有40多座機(jī)場(chǎng)需要制作PBN程序，而這些機(jī)場(chǎng)航班量小，財(cái)政上存在一定困難，很難拿出經(jīng)費(fèi)進(jìn)行PBN程序設(shè)計(jì)和試飛。為了促進(jìn)PBN推廣應(yīng)用，民航局也曾多次對(duì)航空公司RNP機(jī)載設(shè)備加以改裝，并對(duì)機(jī)場(chǎng)飛行程序升級(jí)進(jìn)行補(bǔ)貼。
另外，目前PBN和傳統(tǒng)程序混合運(yùn)行給管制人員也帶來(lái)了一定的難度，這也導(dǎo)致了部分管制部門對(duì)PBN運(yùn)行存在一些抵觸情緒。“不過，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，PBN新技術(shù)減輕了飛行員和管制員的工作負(fù)荷，提高了民航安全運(yùn)行水平和航班正常率。”民航業(yè)內(nèi)人士說。
ADS-B，讓“眼睛”更明亮
作為保障民航飛行安全和航班正常的全新技術(shù)，廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視（ADS-B）近年來(lái)也是中國(guó)民航力推的新技術(shù)之一。
自2006年中國(guó)民航飛行學(xué)院引進(jìn)ADS-B，對(duì)訓(xùn)練飛機(jī)實(shí)施ADS-B監(jiān)視運(yùn)行起，截至2014年底，我國(guó)已經(jīng)在成都—拉薩航路和三亞情報(bào)區(qū)L642、M771航路先后實(shí)施ADS-B運(yùn)行，在成都—九寨航路完成ADS-B應(yīng)用的評(píng)估和試驗(yàn)工作。
據(jù)了解，ADS-B是支撐新一代民航空管運(yùn)行模式的核心技術(shù)，主要依靠機(jī)載電子設(shè)備和地面設(shè)施來(lái)精確監(jiān)視飛機(jī)的位置、高度、速度等數(shù)據(jù)，其監(jiān)視技術(shù)的核心是高精度衛(wèi)星導(dǎo)航，完全區(qū)別于一次監(jiān)視雷達(dá)和二次監(jiān)視雷達(dá)。
“ADS-B對(duì)保障民航飛行安全具有十分重要的作用，也是民航提高航班運(yùn)行效率與航班正常率的一項(xiàng)重要手段。”民航業(yè)內(nèi)人士說。
以2011年5月18日零時(shí)起實(shí)施ADS-B實(shí)驗(yàn)運(yùn)行的成都—拉薩航路為例，至2013年9月1日，該航路管制放行間隔已由最初的航路水平間隔無(wú)論高度層均為10分鐘縮短為不同高度層雙向5分鐘。同樣，ADS-B自2011年6月應(yīng)用在三亞情報(bào)區(qū)L642和M771航路上以來(lái)，充分彌補(bǔ)了我國(guó)南海地區(qū)雷達(dá)監(jiān)視能力不足，有力保障了該區(qū)域的空管運(yùn)行。
“ADS-B不僅能夠提高管制員和飛行員的運(yùn)行態(tài)勢(shì)感知能力，讓管制員和飛行員的眼睛更‘明亮’，還能夠?yàn)闄C(jī)場(chǎng)地面滑行的航空器、機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面運(yùn)行的車輛提供監(jiān)視服務(wù)。”一位民航業(yè)內(nèi)人士說。
對(duì)于ADS-B在未來(lái)的應(yīng)用，中國(guó)民航也有自己的規(guī)劃。據(jù)了解，ADS-B將在無(wú)雷達(dá)覆蓋的地區(qū)實(shí)施較小間隔，而且可望在部分地區(qū)取代雷達(dá)成為管制員正確實(shí)施空中指揮的關(guān)鍵手段。
然而，與PBN新技術(shù)應(yīng)用一樣，ADS-B新技術(shù)在其推廣和應(yīng)用的過程中也存在一些困難。比如，目前ADS-B實(shí)施主要是由民航局空管局負(fù)責(zé)。而工程項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)涉及185座中小機(jī)場(chǎng)和通航機(jī)場(chǎng)，不屬于民航空管系統(tǒng)自有建設(shè)地點(diǎn)，民航局空管局存在一定的協(xié)調(diào)難度。
HUD，讓“視”界更清晰
HUD是將地面導(dǎo)航和飛行信息集成顯示在平視顯示器上，駕駛員保持平視狀態(tài)就可以看到飛行儀表指示和導(dǎo)航數(shù)據(jù)，跟隨HUD指引飛行。
“HUD可以強(qiáng)化機(jī)組情景意識(shí)，降低機(jī)場(chǎng)最低運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，提高航班正常性和運(yùn)行安全水平。”民航局飛標(biāo)司相關(guān)負(fù)責(zé)人說。
近年來(lái)，HUD也是國(guó)際民航組織力推的一項(xiàng)技術(shù)。中國(guó)民航HUD應(yīng)用始于10年前。2005年，山東航空公司在一架飛機(jī)上安裝了HUD設(shè)備，并展開應(yīng)用試點(diǎn)工作；2010年，山航獲準(zhǔn)在青島機(jī)場(chǎng)實(shí)施HUD特殊Ι類運(yùn)行，著陸最低標(biāo)準(zhǔn)為DH45/RVR450米；2014年，山航又獲準(zhǔn)在濟(jì)南、青島機(jī)場(chǎng)使用HUD實(shí)施RVR200米起飛；2015年，山航在HUD應(yīng)用上“更上一層樓”，獲準(zhǔn)在青島機(jī)場(chǎng)實(shí)施HUD特殊Π類運(yùn)行，著陸最低標(biāo)準(zhǔn)為DH30/RVR350米。這一系列舉措，使山航在低能見度天氣下航班正常性得到了可靠保障，成為了中國(guó)民航HUD應(yīng)用的“領(lǐng)頭羊”。
航空公司的積極嘗試，也堅(jiān)定了中國(guó)民航應(yīng)用HUD的決心。為加快推動(dòng)HUD應(yīng)用，2012年7月，民航局下發(fā)了《飛機(jī)平視顯示器發(fā)展應(yīng)用路線圖》，提出了推動(dòng)HUD應(yīng)用的發(fā)展目標(biāo)、政策和標(biāo)準(zhǔn)，以及相應(yīng)的適航和運(yùn)行批準(zhǔn)指南。
在該路線圖的指導(dǎo)下，截至2014年底，包括山航、東航、南航、海航、廈航在內(nèi)的5家航空公司的142架在役運(yùn)輸飛機(jī)安裝了HUD設(shè)備。北京首都機(jī)場(chǎng)、上海虹橋機(jī)場(chǎng)、上海浦東機(jī)場(chǎng)、廣州白云機(jī)場(chǎng)等14座機(jī)場(chǎng)已經(jīng)具備了HUD特殊I類運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，部分跑道著陸最低標(biāo)準(zhǔn)由原來(lái)的DH60/RVR550米下降到DH45/RVR450米。
“今年的主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)30%的運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)公布HUD運(yùn)行最低標(biāo)準(zhǔn)，10%的運(yùn)輸飛機(jī)上安裝HUD設(shè)備的目標(biāo)。”民航局飛標(biāo)司相關(guān)負(fù)責(zé)人表示。
然而，在HUD推廣應(yīng)用方面，也同樣面臨著資金方面的難題。根據(jù)民航局對(duì)航空公司飛機(jī)HUD加改裝計(jì)劃進(jìn)行的全面調(diào)研，計(jì)劃加改裝的150余架飛機(jī)及供飛行員訓(xùn)練的模擬機(jī)，總共花費(fèi)將達(dá)數(shù)億元。除此之外，60座機(jī)場(chǎng)的HUD特殊I類運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)飛行程序的制定、評(píng)估和試飛，同樣需要花費(fèi)數(shù)千萬(wàn)元。
實(shí)際上，在2014年，民航局已經(jīng)開始著手研究HUD機(jī)載設(shè)備加改裝補(bǔ)貼模式，大致的想法是參照RNP補(bǔ)貼模式：按照50%的比例給予航空公司補(bǔ)貼；機(jī)場(chǎng)公布HUD運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，按照100%予以全額補(bǔ)助。“補(bǔ)貼力度相當(dāng)大。”民航業(yè)內(nèi)人士指出。
“從民航局近年來(lái)的一系列舉措可以看出，中國(guó)民航應(yīng)用新技術(shù)的決心是非常堅(jiān)定的。機(jī)場(chǎng)和航空公司還是應(yīng)化‘被動(dòng)’為‘主動(dòng)’，著眼長(zhǎng)遠(yuǎn)，盡早謀劃、迅速行動(dòng)。”民航業(yè)內(nèi)人士分析說。
據(jù)了解，為進(jìn)一步與國(guó)際接軌，推動(dòng)中國(guó)民航飛行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)變，切實(shí)提高運(yùn)行效率和效益，2014年底，民航局成立了局領(lǐng)導(dǎo)牽頭的航行新技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展工作委員會(huì)，并于2015年1月召開了第一次會(huì)議，進(jìn)一步明確了PBN、ADS-B、HUD等航行新技術(shù)應(yīng)用推廣的目標(biāo)和方向。
“從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，PBN、ADS-B、HUD等航行新技術(shù)對(duì)于民航提高安全裕度和航班正常率效果顯著，也是國(guó)際民航發(fā)展的大勢(shì)所趨”。民航局飛標(biāo)司相關(guān)負(fù)責(zé)人說，新事物的發(fā)展并不是一帆風(fēng)順的，作為一個(gè)系統(tǒng)工程，在航行新技術(shù)推廣應(yīng)用中存在的一些難題還需要航空公司、機(jī)場(chǎng)、空管等共同面對(duì)和解決。