EOSID中指定高度转弯离场的超障评估研究

EOSID中指定高度转弯离场的超障评估研究
王振宇
【摘要】由于国内对指定高度(高)转弯离场EOSID(起飞一发失效应急程序)的超障评估分析没有明确的规范要求,飞机性能分析工作者对于该问题的理解大相径庭.文
章针对该问题进行研究,提出了一个相对保守、切实可行的方法,并结合达州机场2
0号跑道标准仪表离场程序的实例,说明了超障评估分析的具体做法.
【期刊名称】《中国高新技术企业》
【年(卷),期】2014(000)009
【总页数】3页(P17-19)
【关键词】EOSID;指定高度(高)转弯离场;超障分析;保护区
【作者】王振宇
【作者单位】中国民航机场建设集团公司西南分公司,四川双流610202
【正文语种】中文
【中图分类】V351
EOSID是为避开障碍物，提高起飞限重，满足飞机在起飞过程中一发失效安全超
障要求，所制定的不同于标准仪表离场程序的路线和方案。

对于高原和地形复杂机场，制定EOSID，是飞机性能分析的重要组成部分，对保证飞行安全、提高运行
效益意义重大。

目前飞机起飞后的转弯离场方式有两种：一种为指定TP（转弯点）转弯离场，关于这种离场转弯方式的EOSID保护区画设当前的规范较为明确；而
另一种指定高度（高）转弯离场，虽然已经有了一些规范，但在具体操作上还不够
详细，影响了制定一发失效应急程序的安全性。

在《飞机起飞一发失效应急程序和一发失效复飞应急程序制作规范》规定：
开始转弯点应优先选用导航定位点、目视或其他参考定位点。

如果将开始转弯点定义为预先确定的高度值，应该要解释其原因，并评估计算最早/最晚的开始转弯点，相应扩展障碍物保护区。

公共航空运输承运人运行合格审定规则(CCAR-121部)第189条关于涡轮发动机
驱动的飞机的起飞限制有如下要求：
涡轮发动机驱动的飞机不得以大于该飞机飞行手册中所确定的某个重量起飞，在该重量下，预定净起飞飞行轨迹以10.7 米(35 英尺)的余度超越所有障碍物，或者能以一个特定距离侧向避开障碍物。

该特定距离的值为下列两目中规定值的较小值：（1）90米(300 英尺)＋0.125D，其中D 是指飞机离可用起飞距离末端的距离值；（2）对于目视飞行规则飞行，预定航迹的航向变化小于15 度时，为300 米，预定航迹的航向变化大于15度时，为600米；对于仪表飞行规则飞行，预定航迹的航向变化小于15度时，为600米，预定航迹的航向变化大于15度时，为900米（说明：目前国内的起飞-发失效应急程序保护区均使用90m延伸至900m的保
护区对障碍物进行评价，如图1所示）。

同时确定最大重量、最小距离和飞行轨迹时，应当对拟用的跑道、机场的标高、有效跑道坡度和起飞时的环境温度、风的分量进行修正。

飞机起飞后的转弯离场方式分为两种：指定高度（高）转弯离场和指定转弯点（TP）转弯离场。

指定高度（高）转弯离场要求飞机爬升至一个指定的高度（高）后转弯。

由于每种机型的爬升性能不同，受机场海拔高度、大气温度、风向、风速、飞行员操作习惯等因素的影响，爬升梯度也不同，因此飞机爬升至指定高度所飞过的地面距离不同，EOSID转弯航迹比较发散（如图2所示），但是目前确定转弯航迹超障评估保护
区的方法目前尚没有明确的规范。

指定TP（转弯点）转弯离场要求飞机飞至一个指定的地理位置后转弯。

EOSID的转弯航迹比较收敛，确定转弯航迹障碍物保护区的方法已有明确的规范。

（1）起飞重量分析障碍物评估。

根据飞行程序的程序设计梯度（PDG）计算标称航迹，对标称航迹保护区内的障碍物做评估分析，计算起飞重量。

具体方法见《飞机起飞一发失效应急程序和一发失效复飞应急程序制作规范》。

（2）超障评估。

直线段障碍物评估。

根据飞行程序的程序设计梯度（PDG）计算直线段标称航迹长度，对该航迹对应的保护区内的障碍物做超障评估。

转弯段障碍物评估。

首先需要评估最早/最晚TP，进而确定最早/最晚TP对应的标称航迹，据此画出超障评估的航迹保护区。

分别以PDG和20%的爬升梯度计算出标称航迹，然后对最远/近的爬升航迹分别向外扩张900m作为转弯区的保护区，将障碍物投影到最短转弯飞行距离的航迹上对障碍物进行超障评估。

在实际运行中，飞机的爬升梯度不能小于飞行程序的PDG，也不可能超过20%，因此按照这上述爬升梯度计算出的保护区是非常保守的。

在实际工作中，可以使用在本机场运行中性能最好的飞机进行航迹模拟，以该机型模拟出的爬升梯度替代20%进行计算，以减小超障评估的航迹保护区范围。

以达州机场20号跑道标准仪表离场程序为例，如图所示，飞机从达州机场20号跑道起飞后，沿201°磁航迹直线爬升至1000m高度后，分别以三种方式转弯离场：
（1）右转沿240°磁航向切入210°磁航迹加入航线；
（2）右转沿315°磁航向切入254°磁航迹加入航线；
（3）右转回本场全向信标台后加入航线。

其中保护区计算参数：跑道西南端标高：280.7m；指示空速IAS：380km/h；转
弯高度h：1000m；转弯坡度α：15°；最小/最大爬升梯度：4.9%，20%。

其它相关参数计算见表1。

根据参数可以画出达州20号跑道EOSID的保护区，如图4所示：
评估标称航迹保护区内的所有障碍物，使用飞机性能软件计算出起飞重量。

根据计算出的起飞重量，使用飞机性能软件对每条航线逐一进行超障评估，3条离场航线的超障评估保护区如图5所示。

进行超障评估时，除了要考虑标称航迹保护区内的障碍物外，还需要对阴影区内的障碍物进行评估。

如果超障评估后，飞机的净高度与所有障碍物的海拔高度的高度差大于35ft，那么说明EOSID的设计满足规章对飞机起飞离场的超障要求；否则需要重新进行起飞重量分析，对飞机进行减载处理后重新做超障评估，迭代计算至满足规章的超障要求为止。

将起飞重量分析的航迹保护区和超障评估的航迹保护区的加以区分，对障碍物分别进行评估，可以对航路器在起飞时实施不同爬升梯度离场情况下的航迹保护区内的障碍物进行充分评估，在保证当航空器发生起飞一发失效时安全的前提下，有效提高飞机起飞重量，给航空公司带来更好的经济效益。

如果简单地将阴影区内的障碍物拿来做起飞重量分析，很有可能导致起飞重量的严重减载，给航空公司带来不必要的经济效益损失。

《飞机起飞一发失效应急程序和一发失效复飞应急程序制作规范》虽然指出了在制作EOSID时，将开始转弯点定义为预先确定的高度值时，需要评估最早/最晚转弯点，但是并没有说明超障评估的具体做法。

文章抛砖引玉地提出一个切实可行的方法，填补了规范在该部分的空缺，为飞机性能分析工作者提供了理论依据，解决了指定高度转弯离场EOSID超障评估分析的难点。

【相关文献】
[1]飞机起飞一发失效应急程序和一发失效复飞应急程序制作规范.
[2]大型飞机公共航空运输承运人运行合格审定规则（CCAR-121-R4）及相关补充规定.
[3]目视和仪表飞行程序设计规范（MH/T 4023-2007/ICAO Doc 8168:2006）.
[4]中国民航国内航空资料汇编（NAIP）.。