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珠海航展热议低空开放 实际操作仍是难题

http://www.sina.com.cn  2010年12月05日 05:57  新京报

  近期,“开放低空”被炒得很热,越来越多的中国人摩拳擦掌地要开着自己的飞机翱翔蓝天,同时各大媒体也纷纷报道“开放低空”所遇到的困难。那么,“开放低空”的难点又在哪里呢?带着这个问题,记者采访了某空域评估技术支持单位的空域管理总工程师邓茂。邓茂介绍说,“开放低空”本质上还是一个空域管理的问题。

  1 民航 在天空中“挖隧道”

  当我们仰望天空时,我们可能从来没有想过,天空——也就是地球的大气层是一个有形的空间,就像一块蛋糕一样,你可以用各种方法“切割”它。你可以把它竖着切成块,可以横着切成片,甚至可以在里面钻洞。而各种飞机要飞行,就都需要在指定的活动区域进行,这个区域要大到不致与别的飞机相撞——这就好比是各种飞机各切下一块“天空蛋糕”来。空域管理所做的实际上就是这种“分蛋糕”的工作,如何把蛋糕分好就成了大问题。

  先从最简单的任务说起。民航班机的飞行路径相对固定,它走的是一种叫“航路”的路径。航路就相当于在天空中钻出的一个个“隧道”,飞机在这些“隧道”里飞,通常不允许离开航路。不过,在这个“隧道”来回飞行的可不止一架飞机,就像在马路上跑着很多汽车,每辆汽车之间有一定的距离一样,飞机和飞机也要保持一定距离。邓茂说,拿垂直间隔为例,以前我国曾经规定高空飞机垂直间隔2000米,现在技术进步了,这个间隔缩小到了300米。美国的规定则是1000英尺。之所以要规定300米的间隔,是因为飞机自身的高度显示有误差,天空的气流也会对飞机有所影响。

  那么,民航班机是如何知道自己的位置呢?邓茂说,飞机上有各种导航设备和仪表,飞行人员可以据此判断自己的位置。那么,地面上如何监控空中的飞机呢?地面有监控设备,各种雷达都可以探测到飞机的位置,也可以通报给飞机。飞机可以通过地面导航站发出的信号来得知自己的位置。这种导航台就像海上航行用的灯塔指引着飞机飞向目的地。然而受到地形的限制,地面的导航站信号覆盖的范围很有限,同时建设一个导航台所需要的成本也比较高昂,所以飞机只能依据有限的导航台组成的信号覆盖区域进行飞行。其实,谁都知道两点间直线最短,航班并没有高山大河阻挡,但往往并不飞直线,其中最主要的原因就是以往这种“导航站”形成的固定航路。现在民航的发展趋势是所谓的“基于性能的导航”(PBN),它可以通过飞机自带的GPS导航仪等装置来实现导航,从而最大限度地降低对地面设备的依赖,从而实现更灵活的飞行。

  2 管制 设置空中“限制区”

  我们已经知道民用航班的航路是在天空中挖了若干条“隧道”,那么军用航空又是另外一种样子。邓茂说,战斗机通常不飞固定航路,比如进行格斗训练,那就一会儿上一会儿下的,不一定飞到哪儿了。所以空军“切”出来的就是一整块空域。这个空域有点像一个“箱子”,战斗机在其中可以根据需要任意飞行。不过这个“箱子”不一定是正方形,可能是上大下小的蘑菇形,或者是其他的形状,而且也不是固定的,而是临时划定的。空军“切”下来的这么一块,在某种程度上就成为民航飞机不能随意飞入的空中禁区。

  虽然航班基本上按照预定航路或者航线飞行,但执行航班任务的飞机仍需地面指挥,尤其是在几条航路交汇的地方和机场。对航班飞机进行临时指挥的人叫“空中交通管制员”。每个空中交通管制员管理一个空域的若干架飞机,他们的面前有一个大屏幕,上面显示着各架飞机的航路航线。问题在于,飞机的航线是三维的,而显示屏是二维的,高度如何表示?邓茂说,在屏幕上,每一个图标代表一架飞机,上面有一组数字,分别代表飞机的代码(飞机型号等基本信息)、高度、速度等。管制员是技术性很强的工作,既需要知识,也需要经验。不同水平的管制员指挥飞机数量差别很大。管制员工作起来非常紧张,一旦出错后果不堪设想。

  2002年7月1日,一架图-154客机同一架波音757商用大型运输机在德国锡格马林根市上空相撞,机上71人全部丧生。这个事故的原因就是航空管制员失误,具体原因是两架飞机航路重叠,它们自身带的防撞系统让A飞机上升,B飞机下降,而航空管制员给出了相反的命令,两条命令相互矛盾,造成相撞。

  邓茂说,应当强调的一种观念:天空是一种有限的资源,应当科学开发利用。以往我国对天空的利用与管理是粗放的,未来要搞精细化。实际上,现在我国民航能够飞行的区域在天空中占的比例还不够大,随着航班逐年增加,越来越不够用了。所以国家需要理顺法律法规,使用更先进的技术手段,让天空资源的利用能够最大化。比如说,前面说过空军会划定某个空域在一段时间内归自己使用。虽然空军飞机会在这个“箱子”里活动,但飞机毕竟不是量子,不会在任何时间都充满整个区域空间,空军训练飞行结束了,“箱子”的空间也就被释放了。如果把这些区域让民航飞机使用,天空资源的利用率就会大大增加。再比如说,把以前折线的航路有条件的改成直的,不但能缩短飞行时间,而且还能减少碳排放量。

  3 低空 和高空很不同

  邓茂说,“开放低空”这个语境下的“低空”指的是3000米以下的天空。其实以往“低空”也不是不能飞,而是需要严格的审批,任何一次飞行都需事前审批,审批周期长,手续多。未来“开放低空”,就是要简化手续,让飞机在低空的飞行更加自由。在国务院、中央军委今年8月19日颁布的《关于深化我国低空空域管理改革的意见》中指出,2011年在沈阳、广州飞行管制区进行深化试点,具体方法之一就是简化低空空域使用的工作程序。

  邓茂说,低空空域和高中空域一样,也是需要善加利用的资源,但它和高空高域有很多不同。首先,低空障碍物很多,对飞行安全造成很大威胁。邓茂说,像北京、上海这样大城市的警用直升机空中巡逻还在逐步探索当中,民间直升机飞行危险性更高;其次,地面的人员和财产受低空飞机的威胁比高空飞机更大;第三,低空也是航班起飞降落的密集区;第四,因为障碍物阻挡,低空存在雷达盲区,地面不容易掌握飞行器的状态。

  4 前景 “开放低空”路还长

  各类大型民航客机一般都在高空飞行。一提起“低空”,人们想到的一般都是小飞机和直升机。这些飞机往往飞不了那么高,比如非常畅销的小飞机“塞斯纳172”升限是4110米,一般都在3000米以下飞行;而最大的客机“A380”的升限是13100米。

  所以,“开放低空”最关键的难点在于,它处理的对象不是航空公司的“波音”和“空客”,而相当一部分是私人拥有的,未来数量可能变得极其庞大的小飞机。邓茂表示,他在美国机场看到的情形是,飞机一架接着一架起飞降落,“就像小蜜蜂似的”。这么多飞机对空中管理提出了严峻的考验。低空飞机往往不走固定的航线,靠目视规避其他的飞机,管理方法和航班也大不相同。这么多的飞机,需要相应的机场、航管站、后勤保养设施等等,无疑是一个大工程。再有,通用航空的飞机多了,难免会误入军事禁区,到时如何处置,总不能直接用防空导弹轰下来吧!在美国,各种空域使用信息都可以在网上查询到,就连军用机场附近的空域今天是否使用都可以查到。同时,地面空中交通管制人员也会用无线电控制小飞机飞行员防止误闯军事禁区,并引导他们飞回正确的航线。但我国现在还做不到这一点,一个重要原因是我们空域使用情况信息化程度还有很大差距。

  总之,“开放低空”在我国面临很多问题,最主要的问题是空域管理体制、使用规则很不完善。其实,低空和高空是不能割裂的,它们都是一个空域管理,有效利用天空资源的问题。“开放低空现在被炒得很热,其实里面还有通用飞机制造这样一个巨大的航空制造产业链条,也有航空俱乐部的利益推手”,邓茂说,“现在的当务之急还是先把高空的资源用好,真正‘开放低空’还有太长的路要走”。

  

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