关键词:下滑道、PAPI 、TCH、EAH、RDH
作为波音737飞行员,您是否有这样的经历:同样都是沿着ILS下滑道飞行,有时PAPI灯一直显示“两红两白”直到跑道入口,而有的机场低高度PAPI 灯会由“两红两白”逐渐变为“三红一白”,接近跑道入口甚至变成“四红”。为什么会有这种现象呢?是因为这些机场的PAPI灯在低高度不准吗?下面来深入研究一下ILS下滑道和PAPI的关系。
一、ILS下滑道
根据相关规范【MH/T 4003.1-2021】:
下滑信标天线(俗称下滑台)相对于跑道入口的纵向距离(后撤距离)主要由下列因素决定:
a) 下滑角;
b) 基准数据点高度(TCH),应为15 m+3 m;
c) 沿跑道的纵向坡度和下滑反射面的纵向坡度。
当跑道与下滑信标天线场地的地形基本水平时,如图B.3,按以下公式计算:
D = TCH / tanθ
式中:
D——下滑信标天线至跑道入口的后撤距离,单位为米(m);
TCH ——跑道入口高度,单位为米(m);
θ——下滑角,单位为(° )
各机场ILS下滑道比较统一(以最常见的3°下滑角为例),均为穿过基准数据点的一个3°下滑面,该下滑面与跑道平面(假设跑道平面与下滑信标天线场地基本水平)的交点决定了下滑台的安装位置。实际建设中,考虑到下滑信标天线场地与跑道入口的高度差。下滑台后撤距离会有少量差异。例如:
济南遥墙:
01号跑道,RDH(基准数据点高度)=15m,D(下滑台后撤距离)=306m;
19号跑道,RDH=15m,D=303m。
日照山字河:
13号跑道,RDH=15m,D=303m;
31号跑道,RDH=15m,D=298m。
青岛胶东:
16号跑道,RDH=16.5m,D=305m;
17号跑道,RDH=16.5m,D=305m;
34号跑道,RDH=16.5m,D=305m;
35号跑道,RDH=16.5m,D=305m。
大连周水子:
10号跑道:RDH=18m,D=316m,3.3°下滑角;
28号跑道:RDH=15m,D=320m;
可见,典型的3°下滑角的下滑台安装位置在距跑道入口300m左右。各机场相对统一,差别不大。
二、PAPI 精密进近坡度指示系统
PAPI 系统应由4个灯具组成,各灯具的光轴在水平面上的投影应平行于跑道中线,朝向进近中的航空器。全部灯具应易折,并应尽可能地安装在同一水平面上。
PAPI 系统的构造和布置应使进近中的飞行员 :
1) 正在或接近进近坡度时,看到离跑道最近的 2 个灯具为红色,离跑道较远的 2 个灯具为白色 ;
2) 高于进近坡度时,看到离跑道最近的灯具为红色,离跑道最远的 3 个灯具为白色;在高于进近坡度更多时,看到全部灯具均为白色 ;
3) 低于进近坡度时,看到离跑道最近的 3 个灯具为红色,离跑道最远的灯具为白色;在低于进近坡度更多时,看到全部灯具均为红色 。
那么PAPI的进近剖面在跑道入口是多高呢。和ILS下滑道一样总是RDH=15m+3m吗?PAPI的安装位置又怎么确定?和ILS下滑台后撤距离一样吗?
根据民用机场飞行区技术标准【MH5001-2021】:
PAPI安装容差要求:
在安装 PAPI的跑道上装有ILS时,距离D1应能在经常使用跑道的各种飞机的眼—天线高度范围内提供目视和非目视助航信号之间的最佳协调。此距离应等于ILS下滑道有效起端到入口的距离加上一个为补偿各种有关的飞机的眼—天线高度变化的校正因数。此校正因数为这些飞机的眼—天线高度的平均值与进近角的余切的乘积。但距离 D1在任何情况下不应使过入口的轮子净距低于规定的最小轮子净距。校正因数按下式计算。
Δ=EAH均值/tan(θ)
式中:Δ——补偿各种有关的飞机的眼—天线高度变化的校正因数(m);
EAH 均值——预定经常使用本系统飞机的眼-天线高度的平均值(m)。
θ——进近角(°);
【条文说明】 目视和非目视助航信号之间协调指的是在航空器天线跟踪仪表着陆系统信号时, 使用该跑道的航空器的驾驶员眼睛尽可能地保持在“两红两白”的区域上,即驾驶员的眼睛离开“两红两白”的区域尽可能晚。
通俗地讲,各种飞机的飞行员眼睛与下滑道接收天线相对位置不一样,设计PAPI时应考虑到经常使用该跑道的各种飞机的眼-天线高度(EAH)。保证各机型飞行员沿着PAPI目视引导进近时,都能满足安全的入口高度。
对于B737-800,下滑道接收天线安装在雷达罩内上部,距离飞行员眼睛很近。眼-天线高度(EAH)仅为0.34m。
A320neo,EAH=1.81m
A330-300,EAH=2.77m
A350-900,EAH=3.84m
B747-8,EAH=6.37m
由于各机场运行机型差异,导致各机场的PAPI灯安装位置存在差异。一般来说,起降小型飞机较多的支线机场,PAPI安装纵向位置比较靠近ILS下滑台。而大型机场由于起降的大型飞机较多,拉高了EAH均值,PAPI安装位置会比较远离跑道入口(D1较大)。
例如:
日照山字河:
13号跑道,RDH=15m,D(下滑台后撤距离)=303m;D1(PAPI后撤距离)=317m,MEMH(跑道入口最低眼高)=16.2m。
31号跑道,RDH=15m,D=298m;D1=308m,MEMH=15.7m。
PAPI下滑剖面和ILS下滑道基本重合,B737飞机在该机场沿盲降信号进近时,飞行员能始终看到“两红两白”。
济南遥墙:
01号跑道,RDH=15m,D=306m;D1=456m,MEMH=22.5m;
19号跑道,RDH=15m,D=303m;D1=445m,MEMH=22.5m。
青岛胶东:
16号跑道,RDH=16.5m,D=305m;D1=452m,MEMH=21.2m;
17号跑道,RDH=16.5m,D=305m;D1=451.5m,MEMH=21.2m;
34号跑道,RDH=16.5m,D=305m;D1=455m,MEMH=21.2m;
35号跑道,RDH=16.5m,D=305m;D1=448.6m,MEMH=21.2m。
B737这样的小短腿飞机在此类跑道沿ILS下滑道进近时,在某一高度(约300英尺)飞行员的眼睛会离开“两红两白”区域,看到“三红一白”,甚至在接近跑道入口时看到“四红”。
ILS导航天线是飞机的“眼睛”,它跟踪的是盲降信号。飞行员的眼睛看到的是目视参考,是PAPI灯的颜色组合。了解了PAPI和ILS下滑道的这种时而重合、时而平行的关系后,五边看到PAPI的这种正常变化方能不困惑,避免盲目修正。
参考文献:
1.【民用机场飞行区技术标准(MH 5001—2021)】
2.【民用航空通信导航监视台(站)设置场地规范第1部分:导航MH/T 4003. 1—2021】
作者:飞行部十一大队 李明4(第一作者)张聪聪(第二作者)
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