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I级导航和II级导航究竟是个啥

3系飞行员  · 公众号  ·  · 2022-07-26 21:29

正文



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知道I级导航和II级导航这俩概念的人,大概率是在翻运行规范时看到的,它们所在的章节(B部)平时也不怎么被关注。


倒不是因为不重要,而是B部主要是规范运行区域和方式,日常运行中不太可能出现到航班放行前才发现不能在这个区域运行的情况。


就像你不会等到了高速入口的时候,才发现你规划的路线上有一段高速,而你骑着自行车上不去。


至于I级导航和II级导航的区别就更没什么人关注了,同样打个比方:


你开车的时候从来不会关心走的到底是国道、省道还是县道一样,但这三种道路又的的确确有区别。


作为运行人员,弄没弄清楚这俩概念,其实对平时工作没啥影响。不过,如果你还搞培训带徒弟,弄清楚这俩概念倒是会让你避免一些尴尬时刻。

一、规章定义

国内规章中关于I、II级导航的内容极少,绝大部分集中在121部运行规范中。不少人试图钻进运行规范搞懂I、II级导航,但最后很少有人能笑着走出来。


在运行规范A0003《定义和缩写》中I、II级导航的定义是这样的:

看完这两段定义你会发现,这里的每一个字你都认识,就是不知道说了些什么。本来看这个是为了解决问题的,结果看完之后问题更多了:


什么是国际民航组织规定的标准航路导航设施?什么是服务区?什么是MEA GAP?什么是使用无关的导航设施的I级导航运行?


尤其是II级导航的定义,整个一段话就表达了一个意思:不是I级导航的,就是II级导航。不得不说这是只有逻辑鬼才才能想出来的定义。


但这个也不能怪局方,因为FAA原文就是这么定义的,我们只是搬运了一下。不同的是,除了定义之外,FAA还发布了各种法令、通告和规范性文件来解释和指导I、II级导航的应用,而这部分内容,国内民航没有搬运。


没有搬运也是有原因的,随着星基导航技术越来越成熟,I、II级导航的边界趋于模糊,不少应用已经不适用于现在的运行,即便是FAA自己的规章,I、II级导航的内容也是在不断修订中逐渐减少。


因此才出现了国内规章中这种通过定义来解释定义的情况。


郭冬临在小品里说:用谎言去验证谎言得到的还是谎言。同样,用定义去解释定义得到的还是定义,还有一头雾水的我们自己。


要想搞清楚I、II级导航还得从它们的诞生背景和分级原理入手。

二、背景和原理

其实最初定义I、II级导航的初衷并不复杂,相对于航空飞行导航的最初目的只是为了确保飞机能够按照预期的路径飞行,随着行业发展,体量增加,导航的目的在此基础上,逐渐发展为能够满足空中交通管理的要求,以确保大量飞机能够在空域中高效运行。


不同飞机在不同区域飞行的导航性能也不同,显然不能使用同一种空中交通管理的标准,否则就会出现原本可以高效运行的区域牺牲了效率,原本不能高效运行的区域牺牲了安全。


因此就有必要将这些区域根据导航性能高低进行分类, 让高效的保持高效,让低效的守住安全,这是导航分级的最根本目的。


在星基导航还没有在民航广泛成熟应用的时候,最靠谱和最精确的导航方式是地基导航,就是依靠那些我们熟知的地面导航设备:VOR、VOR/DME和NDB来完成飞机的导航定位。


前面定义中所说的 “国际民航组织规定的标准航路导航设施”(ICAO standard ground-based NAVAIDs) ,在这个时期就是指VOR、VOR/DME和NDB这三种导航设备。


而能被这些导航设备信号稳定覆盖的空间区域就叫做 服务区(OSV:operational service volume)


在服务区里,使用仪表飞行规则(IFR)的飞机可以依靠这些地面导航设施获取精确的定位,导航性能能够达到较高的空中交通管理要求,保持较小的飞行间隔。


也就是说,飞机在服务区里飞行,就好像汽车在高速上行驶一样。相比其它区域,服务区里的运行可靠性和效率要高得多,而 在这里面的运行就被称为I级导航。


而在服务区之外的区域,没有地基导航设备信号覆盖,或者信号强度不够,是无法为飞机提供稳定的导航定位信息的,这类区域主要有两种:


一种是由于被障碍物遮挡的原因,理论上可以被信号覆盖的区域却出现信号盲区,或者是导航设施倒锥形信号区域间叠加之间中下部出现的信号空白区域,这些区域就是前面定义中提到的 MEA GAP。


MEA GAP特点是范围小,它的大小与高度变化相关,在这里面飞行最多也不会超过一个小时。


MEA GAP虽然不在服务区里,但它在服务区的水平覆盖范围内,并且在I级导航的航路上,可以很快进入服务区,所以在MEA GAP里飞行仍然属于I级导航,这就是前面定义中提到的 使用无关的导航设施的I级导航运行。


另外一种,是指那些因为无法安装地面导航设施而导致没有导航信号覆盖的区域,这些区域通常是指洋区(Oceanic)和偏远地区(Remote)。


在这些区域里,由于导航性能较低,空管无法像I级导航运行一样准确地定位和监控飞机,为了保证飞行安全,飞机飞行必须配备更大的间隔,并采取必要的补充导航措施。 在这些区域里的运行,就叫II级导航。


FAA最早对I、II级导航的定义是在1994年的洋区运行咨询通告中提出来的:

虽然从定义上看,II级导航只是指I级导航之外的运行,描述比较简单。但从实际运行来看,I级导航的理解和应用远没有II级导航复杂,这里花一些篇幅来详细说说II级导航。


在II级导航区域内运行的导航方式主要有三种:


推测领航(dead reckoning)、长航程导航系统(LRNS)和领航员领航(flight navigator)。


推测领航是通过仪表指示和导航设备测定的地速,来推算飞机位置,确定应飞的航向。


长航程导航系统主要是指惯导、奥米茄、罗兰C和GPS,别看都是系统,但准确度都不咋样:


惯导有累积误差,随着飞行时间增加导航精度会越来越差;奥米茄和罗兰C作为地面长航程导航设备,作用范围在上千公里,准确度令人感动;当时的GPS精度也跟现在没法比。


领航员领航主要依靠绘图和推测计算的方式进行领航,准确度受人为因素影响较大。


在这些区域运行的主要问题就是定位精度差,导航误差大。针对这些问题,FAA建立一系列程序和规则,来确保飞行导航的准确度。


首先,FAA根据II级导航飞行距离和时间的长短,制定了不同等级的补充导航措施。


比如,对于飞行距离较短,时间在1小时以内的II级导航运行,可以跟在MEA GAP里飞行一样,不需要补充导航措施或程序,只需要机组接受过相应训练即可。


对于距离较长的,除了机组要进行必要的训练外,飞行前要进行惯导校准,误差修正。此外,根据不同的飞机类别和飞行距离,飞行时还要求进行航迹绘图和计算,以确保飞行航迹始终与预期一致。


其次,FAA对II级导航涉及的区域进行了划分,并且发布咨询通告针对不同运行区域制定相应的指导建议。


比如洋区和偏远地区运行(OCEANIC, INTERNATIONAL, AND REMOTE OPERATIONS),北太平洋运行(NORTH PACIFIC OCEANIC OPERATIONS),西大西洋及加勒比区域运行(WATRS/CARIBBEAN OPERATIONS)以及墨西哥湾运行(GULF OF MEXICO OPERATIONS)等等。


最后,FAA制定了II级导航运行的机组训练大纲,这个就不多说了,是针对特殊运行的常规套路,懂的都懂。


以上就是I、II级导航最初分级的背景和原理,总结下来就是一句话:







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