客机驾驶探秘5.4 仪表进近图

结合仪表进近图来简单总结一下仪表进近程序,以东京国际机场ILS Z RWY34R(CAT II类)程序为例。

进近(Approach)是指飞机下降时对准跑道飞行的过程。在进近阶段,要使飞机调整高度,对准跑道,从而避开地面障碍物,飞行员必须要注意力高度集中才能准确操作,因此进近是有着严格的标准和操作规程的。上面的 "ILS Z RWY34R(CAT II类)"就是指进入东京国际机场34R号跑道时的第一个(Z,第二个以Y命名,第三个为X命名)仪表进近程序名。

根据机场在最后的进近航段是否提供垂直方向上的下滑引导,进近程序又可以分为精密进近和非精密进近2大类。用于精密进近引导的导航设施有仪表着陆系统ILS(Instrument Landing System,俗称盲降系统),微波着陆系统MLS和精密进近雷达PAR,而非精密进近设备包括VOR, NDB, LOC,GPS等。ILS应该是知名度较高的自动着陆系统了,因此本节介绍的 ILS Zulu RWY34R(CAT II类)进近图就使用精密进近ILS程序为例。
进近阶段一般包括起始(从起始进近定位点IAF到中间进近定位点IF,从进场到进近的过渡,根据导航设备使飞机转向到跑道方向),中间(中间进近定位点IF到最后进近定位点FAF,航迹保持与跑道方向一致,平飞,调整速度姿态使飞机能够平稳地进入最后进近),最后进近(从最后进近定位点FAF到复飞点,沿着陆航迹下降,对准跑道中心,下降至决断高度)和复飞几个阶段。

仪表进近图是仪表进近程序的直观图形表示,图中包括了信息栏,平面图,剖面图,着陆最低标准等内容。


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先看最上部的信息栏,这里提供了飞行员所需要的通信频率。

第一项TOKYO APP东京进近管制的频率一共有6个,119.1-119.4-119.7-126.5-236.8-261.2MHz,具体需要使用哪个频率要看进场时空管的分配。

第二项是导航设备的频率信息,仪表着陆系统ILS-LOC导航台的频率108.9MHz,后面的ITC为32R号跑道的识别号码,后面还标出了它的摩尔斯码,飞机上的导航设备捕捉到电波的同时,飞行员还需要监听摩尔斯码,以确定调谐频率是否正确。
LOC(航向台Localizer的缩写)是ILS的一个子系统,可以为飞机提供水平方向上的引导,使飞机能够正确飞行在跑道中心线的延长线上。ILS-LOC导航台的频率108.9MHz。
GP(下滑台,Glide Path的缩写,有时也叫Glide Slope)是ILS的另一个子系统,提供了垂直方向上的引导,以使飞机能够以正确的坡度降落下来。ILS-GP的频率是329.3MHz。
另外,航向台和下滑台的载波频率是配对的,这样只要一次选择就能将两台接收机调谐好。
最下面的CH-26x是ILS-DME测距仪的代码。测距仪也是一个装备在机场内的装置,能够提供给飞行员一个以海里为单位的飞机距离跑道的直线距离(即斜距)。

第三项是塔台空中管制用频率,这里有5个,124.35-118.1-118.575-118.725-118.8MHz,具体使用哪个也需要进近管制的联系,一般来说每个频率都对应一条跑道一般不会变更。

第四项是在5.1节 下降准备中提到的ATIS广播频率,这里是128.8MHz。

接下来看平面图这部分。平面图一般提供了进近程序的地图,包括地形地貌,导航设施信息,航迹信息,各种定位点等等。

首先平面图中央的灰色部分是指东京湾,而东京国际机场位于图中的左上方,以机场为圆心的圆弧线表明了机场塔台管制区的范围。上面的图有些小,可能看不太清楚,可以点击这里看大图。图的左上角处有TOWER 1148的字样,这应该是著名的景点东京塔的标识吧,它的标高为1148英尺。

ILS仪表着陆系统的航道在图中用带有羽状短线的大箭头来表示,非常醒目,其方向顺着进近方向,指向机场跑道头。箭头处的IM字样表明了内指点标IM的位置,内指点标表明了邻近跑道入口的位置,"D0.3 ITC"意味着这里距离ITC测距仪的距离为0.3海里。指点标也是一种地面导航设施,包括有外指点标OM(Outer Marker),中指点标MM(Middle Marker)和内指点标IM(Inner Marker),提供飞机相对跑道入口的粗略的距离信息,在平面图中以枣核形标示出来。

平面图中右下侧给出了最低扇区高度信息MSA,以指向机场内HME VOR为中心,把空域分为多个扇区,分别公布各空域的MSA。MSA提供给飞行员在起飞离场和进场降落时的一个最低安全高度。360度~180度扇区为6300英尺,180度~270度上去为3100英尺,270度~360度扇区为2500英尺。本图中3个扇区可以看到机场西侧的扇区最低高度明显比东部要高,因为机场西边就是东京市内,而东部是东京湾海上,障碍物当然西部要比东部多得多,所以安全高度也要高得多。

平面图中用粗实线绘出进近航迹,其中起始进近定位点IAF(Initial Approach Fix)作为航迹的起点,在上面平面图的中下部可以找到3个,即CREAM,SINGO和ARLON定位点。图中每个定位点处都标出其经纬度和最低安全高度信息,在这里的高度为4000英尺,因此下落过程中,飞行员要操纵在飞到IAF时,把飞机降低高度到4000英尺或以上高度。SINGO IAF处还标出来距离该定位点离ITC测距仪的距离,"D20.3 ITC"表明此处距离机场20.3海里。

复飞航迹使用带末端箭头的虚线绘出。可以看到上图中左上方沿跑道方向并转至15度方位角,"to KASGA"的航迹即为复飞航线。

在航迹线中还标出了磁航线角信息,比如从CREAM到CLOAK定位点之间的航迹为247度磁航向,从CLOAK到CAMEL定位点的航迹为307度磁航向,从ARLON到CAMEL定位点为006度磁航向,从SINGO到CAMEL为337度。同时在磁航线角下面还用小号字体标出了真航线角,在数值后面由大写字母T注明,如从CREAM到CLOAK定位点之间的航迹为240度真航向等等。

航线角上方还提供了各个定位点间的距离信息,比如从CREAM到CLOAK定位点之间为3.8海里,从CLOAK到CAMEL之间为3海里,从ARLON到CAMEL为1.9海里,从SINGO到CAMEL为2.5海里。

进近过程中另外两个重要的地位点是中间进近定位点IF(Intermediate Fix)和最后进近定位点Final Approach Fix (FAF)。从不同方向飞来的飞机经过不同的IAF调整航向,汇集到中间进近定位点IF处后,继续飞行至FAF,然后飞机进入最后的沿ILS下滑道降落的过程。

平面图右侧的NOTE中有使用该进近程序的注意事项,一个是使用CREAM和ARLON起始进近定位点的飞机必须装备有区域导航或者DME/IRU/GUSS等导航设备,一个是必须事先得到雷达引导。

图中左下方还标明了速度限制的信息,距离ITC测距仪10海里(约为18公里)处时的速度限制为180节(约为330公里/小时),距离5海里(约为9公里)处的限制为160节(约为300公里/小时)。

下面介绍进近图中的剖面图部分。剖面图用立体图直观地表示了进近程序的飞行航迹,一般包括了下降航迹,各种空域定位点,推荐的下降高度以及复飞图标。

上图的下降航迹从右向左以带箭头的粗实线表现出从中间进近定位点IF CAMEL开始飞向FAF CACAO,到下降至内指点标IM的过程。IF处的推荐飞行高度为4000英尺,距离ITC为17.8海里(距离跑道入口处17.6海里)。

从IF到FAF飞机以337度磁航向保持平飞,到达距离ITC测据点12.1 海里(距离跑道入口处11.9海里)处的最后进近定位点FAF(非精密进近程序的FAF在图中用Maltese Cross马耳他叉标志出来,但是精密进近程序的最后进近航段的起点叫做最后进近点FAP,其位置一般不在图中标注任何符号)时开始下降,垂直导航下降线终止于内指点标IM,图中标出了垂直导航下滑角为3.0度,磁航向337度。

复飞点是仪表进近程序中未能取得所需目视参考,必须开始实施复飞的位置,复飞航迹在图中用带有箭头的虚线表示。在精密进近程序中,复飞点是飞机沿下滑道下降到决断高度对应的位置。而对于非精密进近程序,复飞点是在一个导航台或者用距导航台的距离来表示。执行复飞时需要维持磁航向337度爬升至800英尺后,右转切入HME VOR导航台15度/SYE VOR导航台195度径向线并爬升至4000英尺,在KASGA定位点加入等待程序,等待程序信息在平面图中右上部标注出来。


剖面图下面是着陆最低标准表格,给出飞机进近时必须达到的着陆标准,作为转入目视进近着陆的限制条件。最低标准包括最低高度和最低能见度(VIS,Visibility)或者跑道视程(RVR, Runway Visual Range),精密进近的最低高度为决断高度(DA,Decision Altitude)和决断高(DH, Decision Height),而非精密进近的最低高度为最低下降高度(MDA, Minimum Descent Altitude)和最低下降高(MDH, Minimum Descent Height)。在天气情况不佳、ILS进近最后阶段看不清道面的情况下仍强行降落,往往导致重大飞行事故的发生,因此飞行员要严格遵守每个进近程序的着陆最低标准,如在通过决断高度之前还未建立进近所需的目视参考 ,必须在决断高度上进行复飞(Go Around)。

决断高度DA以平均海平面(mean sea level)为基准,而决断高DH是以跑道的入口标高(threshold elevation)为基准的。DH用于ILS CAT II以上的精密进近,也就是DH在200ft以下的情况,此时应该使用无线电高度计而不是气压高度计。

可以看到在这里对于直线进近着陆时,第二类ILS的DA为120英尺,DH为100英尺,无线电高度RA(Radio Altitude)为100英尺,RVR为350米,而第一类来说DA为220英尺,DH为200英尺,RVR为550米。对于目视盘旋着陆来说,MDA为730英尺,MDH为709英尺,能见度根据航空器分类不同,A和B类为1600米,C类为2400米,D类为3200米。

现代客机上的飞行数据库内都有完整的进场和进近数据,飞行员只要在CDU中把需要的机场进场程序,进近程序和跑道选择好,就可以在CDU中的航路页面看到被更新的至降落跑道的所有航路信息了。

最后作为参考信息,把盲降等级和航空器等级定义抄录如下:
仪表着陆系统根据精密度分为几个等级,







等级决断高跑道视程
第一类仪表降落系统(CAT Ⅰ) 200英呎以上550米以上或能见度800米以上
第二类仪表降落系统(CAT Ⅱ) 100英呎以上且低于200英呎350米以上
第三A类仪表降落系统(CAT ⅢA)低于100英呎或无决断高 200米以上
第三B类仪表降落系统(CAT ⅢB)低于50英呎或无决断高 75米以上且低于200米
第三C类仪表降落系统(CAT ⅢC)无决断高无跑道视程限制


航空器的进近速度直接影响着实施仪表进近程序的各种机动飞行所需的空域和能见度。为了给具体仪表进近程序提供航空器操纵可能性的标准化基础,根据航空器在最大允许着陆重量的着陆形态,按照航空器在跑道入口时的速度Vat,ICAO将航空器分为五类:
●A类 指示空速小于169km/h;
●B类 指示空速为169km/h或以上,但小于224km/h;
●C类 指示空速为224km/h或以上,但小于261km/h;
●D类 指示空速为261km/h或以上,但小于307km/h;
●E类 指示空速为307km/h或以上,但小于391km/h。

关于航空器等级分类,我把国际民航组织的Doc 8168 OPS/611 Aircraft Operations中的说明部分贴出来供大家参考。
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