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平稳接地
达里尔·史蒂芬森(Daryl Stephenson)
Commercial Airplanes and Phantom Works engineers are developing a technology for smooth and tailored airplane landings at congested airports that promises considerable cost savings for the airlines. 在繁忙的终端空域很难高效地操控进场飞机,这一点并非只有飞行员和空中交通管制员才能理解。 随着空中交通的增加,管制员必须经常指挥飞机飞离机场,进入等待航线,直到他们能够着陆。结果,这些飞机需要消耗更多燃油,航班晚点,噪声增加。 在上述情境中,飞机是在没有事先进行进场轨迹计划的条件下进场。随着飞行员与管制员之间来回进行语音通信,以修正航线和确保正确的进近,他们的进近航线近似于矢量下降图。此时,机组人员无法利用机载的用于自动平稳进近的飞机内置技术。 波音鬼怪工程部和民用飞机集团的工程师,与政府机构、航空公司、导航服务提供商及其他宇航公司一起合作,提出名为“定制进场”的这种新型空中交通管理理念。 ![]() 定制进场理念融合了地面的空中交通管制设施中的新型自动化技术与机载数据链技术,以便有效地提前制订进近计划,为飞机着陆接地提供更高效的航线。在最近的定制进场试验中,专家间采用了具备洛克希德·马丁(Lockheed Martin)公司开发的美国联邦航空局海洋21自动化系统,并装配了FANS-1/A空-地综合数据链系统的波音飞机。装配了FANS-1/A的空客飞机同样能适用定制进场理念。 当距离目的地大约140英里时,飞机开始准备下降。此时,FANS-1/A数据链路在空中交通管制设施与进近飞机的驾驶舱之间建立了四维飞行剖面图(三维空间与时间)。 飞行机组使用自动加载功能将剖面图传输至飞机的飞行管理计算机(FMS),供机组人员评审。一旦飞行机组接受该剖面图,并确认按照剖面图中的航迹飞行,FMS将非常精确地按照给定的轨迹飞行,直到着陆接地。与矢量下降进近不同的是,该剖面图给出了高效、可预测的连续下降轨迹,在飞机从巡航高度下降至几乎接地的过程中,飞机发动机可在几乎怠速的条件下运行。 由于数据链系统向地面的空中交通管制设施传输诸如飞机位置、意图和天气之类的信息,飞机机组与管制员之间几乎不需要进行语音通信。采用这种进近方式,不仅能减少燃油消耗、排放和降低噪声,而且能减轻飞行员和管制员的工作负荷。 “定制进场项目的一个重要主题是从飞机的现有能力与地面系统的新兴能力中挖掘更多价值,”鬼怪工程部高级空中交通管制空-地通信主管工程师罗布·米德(Rob Mead)说。“利用能运行定制进场程序的、与地面工具相连的数据链路,我们会尽力让飞机充分利用内置的自动化技术,按照设计的航迹飞行。我们认为,这样能提高飞行运作的效率,而航空公司与机场都不必投入大量的改造资金。” 最近在澳大利亚、荷兰以及旧金山国际机场进行的定制进场试验表明,定制进场理念能让飞机在进近着陆过程中节省大量燃油。每次飞行可节省燃油400-800磅或60-120加仑。 ![]() “在全面实施定制进场程序之后,对于每架飞往主要机场的飞机,航空公司每年可节省燃油费100,000美元,”米德说。“定制进场的真正优势是在拥塞空域的运作,这取决于每一空域的特点。” 定制进场试验已经进行了两年多,实践证明它能增加空域容量,并维护航空公司航班时刻表的准确度。该试验在全世界的三大地区进行,以确保“我们具备全球性解决方案,能满足区域性需求,”米德说。第一套试验于2004年在澳大利亚的悉尼和墨尔本机场进行。 最近的一套试验于2006年中期在旧金山进行,美国联合航空公司由777-200飞机执飞的17个航班参与了试验。波音与位于加州墨菲特菲尔德(Moffett Field)的美国国家航空航天局艾姆斯研究中心(Ames Research Center)共同进行了这些试验。 波音民用飞机集团负责787飞行机组运作的高级工程师布莱德·科内尔,领导了2004年在澳大利亚进行的试验。他认为,不同的试验中采用了不同的环境、技术与合作伙伴,这让定制进场理念更接近现实。“我们正在增加复杂性,提高稳健性,并且寻求更多能够理解和提升该技术的合作伙伴。”他说:“我们正全力加速根本性变革,为民用航空的未来增长打开市场。只要你愿意协助我们完成这项使命,我们都表示欢迎。” 米德说,波音下一步将在拥塞的环境中演示定制进场方法的工作方式,它是波音与美国国家航空航天局后续合作项目的一部分。“我们希望在更拥塞的区域进行试验,最好是在内陆地区,以便我们能够更多地使用美国国内的数据链路,并对地面自动化技术进行升级,以应对拥塞条件下的运作,”他说。 “就技术本身而言,目前定制进场技术已经可用,”米德说。“航空公司将很快就能节省大量的成本。” |