作者：飞行部六大队孙瑞林
背景
随着中国经济的腾飞，中国民航也迎来了他蓬勃发展的黄金时代，航空公司运力迅猛增长，而干线机场航线趋于饱和，各大航空公司越来越多的把运力投放在中小机场。我国的中小机场在运行上很有特点并且存在一些实际问题，首先中小机场地理位置上多处于我国西部，北部地区，多数地处高原山地地区，地形复杂，且气候环境相对恶劣。第二，多数中小机场助航设施不足的问题突出，多为单头盲降，常使用类精密或者非精密进近。第三，许多中小机场属于军民合用机场，有军方活动时可能存在各单位协调沟通不畅，指令多变，难以执行标准程序等问题，进一步增大了运行难度，使得中小机场出现CFIT(可控飞行撞地)，以及进近着陆阶段出现问题的概率大大增加。
在航空公司的实际运行中中小机场发生不安全事件的数量居高不下，比如中国民航历史上迄今为止最近的一起空难—8.24伊春空难，就是2010年8月24日河南航空VD8387航班在伊春机场实施VOR/DME进近时发生的。
VSD介绍
基于以上运行环境的要求，山东航空在积极应对和探索如何能够在中小机场提高安全裕度，减少不安全事件的发生，并推出了一系列的措施，其中加强VSD的使用就是其中之一。本文将结合波音公司当初对于VSD的一些设计理念和VSD的功能特性来探讨VSD是如何在实际的运行中增强飞行员的情景意识，增加安全裕度的。
在山航手册中VSD（Vertical Situation Display）的定义就是“垂直状态显示，它是水平MAP的一个补充显示，和水平MAP一起创建了一个飞机在水平和垂直位置的清晰绘图，另外还补充了如GPWS等其他安全特征”。VSD是一个多系统来源的信息的综合显示，整合了可用的系统数据，并用最直观的保证和尽量其他系统一致的符号来显示出来，目的是为了最大限度的提高飞行员在垂直方向上的情景意识。
波音公司在开发VSD功能之前，研究总结了全球距当时近十年来的200余起造成机体损伤或者人员伤亡的严重事故后发现超过半数的严重事故与CFIT或者进近着陆阶段直接相关。而其中又有很多是由于飞行员缺乏垂直方向的情景意识造成的。
传统意义上来讲，飞行机组在下降进近阶段会将从多元的信息和资源融合在一起来建立自己的垂直方向的情景意识的，比如高度表显示的气压高度，垂直速度的显示，FMC的计算信息，进离场的航路点限制高度，航图上标注的地形的位置以及高度，GPWS（增强型近地警告系统）的各种警告信息等等，飞行机组需要高效的把这一些数据在脑海里整合到一起，构思出一个正常的完整的垂直剖面。在实际运行中可能会有各种原因造成飞机偏离这个剖面，如果遇到终端区的雷雨等危险天气，因军事活动造成的高度限制等会加剧状态的复杂程度。当飞行机组需要在较短时间处理这些复杂的诸多事项，或者面临较高的工作负荷时，可能会将一些至关重要的信息遗漏，丢失部分情景意识，导致不安全事件的发生。
波音公司在开发VSD时充分考虑了这一点，用了直观的几何图形展示出了飞机的实际位置，各航路点的限制高度，五边的下降剖面，飞机前方的实际地形以及他们之间相互的位置关系，这也使VSD可以在飞行的所有阶段都可以使用，在起始爬升，下降进近过程使用效果更好，尤其是在低高度离地形相对较近时，可以及时发现与地形的接近率，可以在GPWS系统报警前识别到可能的地形冲突，从而及时调整飞机状态，避免不安全事件的发生。
VSD实际应用
区别于大型机场以精密进近为主要的进近方式，中小机场常运行类精密和非精密进近。我们以类精密的RNP进近为例，探讨VSD如何给飞行员带来帮助。
在实施RNP进近时，首先我们需要严格遵守进场的高度速度限制，并且不能更改数据库的数据。在核实好FMC数据与航图一致后，VSD的高度限制三角符号（图1）可以有一个直观的显示。VSD的设计原则之一就是使用和其他系统相一致的符号显示，比如图1左侧的高度游标和PFD的游标采用了相同的符号设计。如果飞行员在MCP板上调定的目标高度突破了程序的限制，VSD的显示会第一时间给予飞行员视觉反馈引起飞行员的警觉，从而采取相关的措施。在终端区有地形的机场突破高度限制触发地形警告的概率很高，历史上也发生过多起相关的不安全事件。
VSD绘制出了地形的侧方剖面图，这个图形是航路带（图2蓝色虚线以内区域）区域内包含的地形最高点的连线。VSD的航路带正常宽度是飞机两侧各一倍RNP（所需导航精度）的距离，当我们正常实施RNP程序时，需要满足ANP（实际导航精度）<RNP,这就保证VSD的垂直地形显示是足够可靠和有实际参考意义的。但也说明VSD并不能用作一个精准的追踪地形的工具。当飞机转弯时，航路带的边缘会向转弯一侧打开，从而保证了对飞机前方需要的航路点数据以及地形数据的覆盖，保证了可用度、安全裕度。
VSD的地形剖面的颜色与水平MAP是一致的（图3），这也符合了VSD使用的数据及其显示与其他系统一致的设计原则，可以帮助飞行员快速识别风险等级，最大限度的提升飞行员的情景意识。当由于终端区雷雨天气或者各种限制需要偏离既定的进离场航路时，利用MAP和VSD的地形显示可以有效的帮助机组避免CFIT。历史上也同样有多起相关原因引起的触发地形警告的事件发生。
稳定进近是安全着陆的基本因素，很多诸如重着陆，擦机尾，“冲、偏、掉”等不安全事件常常是由于没有构建一个稳定的五边条件造成的。VSD根据FMC下滑数据绘制出了最后进近下滑线。飞机实际位置与下滑线的偏差有了直观的显示，飞行机组可以及时调整下降率保证飞机处在正确的下滑轨迹，或者向正确的轨迹上修正。在RNP进近和非精密进近时对机组监控和保持垂直剖面的能力的提升是非常大的。
稳定进近除了对下滑轨迹，还对速度有要求，图4飞机实际轨迹线上的绿点也可以显示出速度的偏差。机组在决断窗时如果满足不了稳定进近的要求需要果断的实施复飞。在1000英尺和500英尺的决断窗可以分别在仪表和目视条件下提醒机组及时决断。所以说VSD既可以提高机组的飞行能力和飞行精度，又可以在有偏差时提升机组的判断能力和复飞意识，可以避免更大的飞行差错甚至避免一些不可挽回的损失。
总结综上所述，VSD用直观的垂直剖面的绘图，可以做到有效的提升机组垂直方向的情景意识。加强对VSD的使用可以提升稳定进近的水准，增强飞行员对垂直轨迹的监控能力，节省关键阶段的机组精力，从而更好地提升飞行品质。从而减少CFIT，以及可能的重着陆，超速爆胎，“冲、偏、掉”的风险。提高了安全裕度，降低了航空公司的运行成本。尤其在一些地形复杂的中小机场常见的非精密运行中，可以体现更大作用和价值。
VSD有如此诸多的好处，飞行员需要加强对此系统的学习和使用，但是对于飞行员而言还是需要对各个系统都有全面深刻的理解，对于飞行的各种规章限制存有敬畏之心，严格标准程序，充分合理利用各种资源，增强对中小机场特点的研究，提高预先准备的质量，才能做到确保在中小机场的安全运行。
参考文献
1.山东航空公司《飞行标准操作手册》第四版
2.Vertical Situation Display for improved flight safety and reduced operating costs, 波音官网
3.Introduction to the B737-NG VSD, B737MRG.NET
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