高原機場起飛性能研究

張云蒙

【摘 要】航空運輸是指以航空器進行經營性的客貨運輸的航空活動，這種航空活動是現代社會綜合交通體系中的重要組成部分，與鐵路、公路、水路和管道運輸共同組成了國家的交通運輸系統，具有安全、快捷、舒適、高效益等特點。航空運輸體系主要包括飛機、機場、空中交通管理系統和航線四個基本組成部分。

【關鍵詞】高原機場；起飛；性能

飛機是航空運輸的主要運載工具。機場提供飛機起飛、著陸、停駐、維護、補充給養和組織飛行保障活動的場所，也是旅客和貨物運輸的起點、終點和中轉點。航線是航空運輸的線路。而空中交通管制是對航空器的空中活動進行管理和控制的業務，包括空中交通管制業務，飛行情報和告警業務，它的任務是：防止航空器相撞，防止機場及其附近空域內的航空器同障礙物相撞，維護空中交通秩序，保障空中交通暢通，保證飛行安全和提高飛行效率。

西南部高原機場和航線的飛行性能分析及管理問題尤其突出，也是確保航空公司安全運行和經濟效益的前提。為此航空公司必須對執行中國西部地區高原機場及航線飛行的飛機性能作嚴格的限制和要求并進行科學規范的管理。針對中國西部地區高原機場及航線的特點對機場及航線運行安全性和經濟性的分析及其管理策略作一些探討。

一、起飛性能介紹

（一）起飛性能概述

飛機性能包括起飛性能、爬升和下降性能、續航性能和進場著陸性能。其中起飛性能主要是根據機場、氣象和飛機的具體情況確定允許的最大起飛重量，以便在此重量范圍內，安排具體航線所需的燃油和可能的客、貨載運量，并給出相應的起飛速度V1、vR和V2值，以保證在飛行安全的前提下，取得更好的經濟效益。起飛性能主要討論起飛航跡中各段的性能。起飛航跡是從靜止點（1s機起飛滑跑開始點）到下列兩點中的較高者：飛機起飛過程中高于起飛表面1500英尺（450米）或完成從起飛到航路構形的轉變，并達到起飛最后階段規定的速度和爬升梯度的點。起飛航跡由起飛和起飛飛行航跡兩部分組成，前者是從起飛開始點到飛機飛到高于起飛表面35英尺（10.7米），并達到起飛安全速度V2的航跡，后者則是從起飛的終點到起飛航跡的終點。

（二）起飛性能研究的必要性

起飛性能是飛行性能研究中的主要內容之一，飛機的一次飛行任務中，起飛過程只不過占1%～2%的時間，然而卻是飛機從地面運輸車輛狀態轉變為飛行器的一個復雜過程，是飛行任務的一個關鍵階段。近十幾年來的統計資料表明，起飛過程發生的事故占全部事故的10%以上，是航空安全事故的多發階段。起飛過程受到的約束限制和影響幽素很多，如機場場地長度、爬升梯度、超越障礙物、輪胎速度、剎車能量、起飛速度和結構強度等方面的限制，以及飛機、機場和氣象等方面許多因素的影響。這些都有可能限制飛機的最大起飛重量.從而限制飛機裝載客、貨的能力，降低經濟性。

（三）高原機場起飛性能分析

對于高原機場 除了按規范要求進行起飛和著陸性能分析外結合西部地區高原機場跑道較、環境差、海拔高、氣候復雜多變、起降性能差等特點。

飛機起飛性能涉及到飛行安全，高原機場的特殊性對飛機的起飛提出了更高的性能要求。

（1）在高原機場飛機起飛時，高海拔造成空氣稀薄，溫度較平原低，這些因素對飛機的發動機性能影響很大，同樣轉速的發動機提供的最大推力較平原機場起飛時下降很多。

（2）在高原機場的周圍，多是海拔很高的山峰，飛機起飛過程需要越過這些障礙物。當飛機需要轉彎或受到側風的影響時，飛行航跡會有所改變，飛機的高度會有損失，從而帶來飛行安全問題。

（3）高原環境不僅溫度低，空氣密度小，同時還存在如突然結冰、風切變和跑道遭受污染等特殊情況的影響。

（4）飛機機艙的可能出現突然釋壓問題。

（5）飛機飛行過程，雖然大部分時間處于正常工作狀態，但如果飛行過程中任何時刻出現一臺發動機失效，將會對飛行安全構成巨大威脅。對于一發失效問題是航空公司不得不考慮的重大問題。

二、高原機場運行特點及基礎

民用運輸機的高原機場和高原航線運營問題，在全球范圍內來講，只有少數幾個典型地區會涉及。這些地區包括：南美、中亞和中國。我國地域遼闊，地形復雜，山地眾多，海拔500m 以上的面積占全國總面積的84%，海拔1500m的高原面積占全國總面積的1/3。在所有這些區域中，青藏高原無疑是運行環境最為惡劣的地區。它不但是全球海拔最高的地區，還面臨著機場分布極度稀少，以及導航臺數量缺乏和導航信號質量低下的問題。除此之外，我國還有眾多地形環境復雜、凈空條件很差的機場。如何在這樣的環境下，滿足相關法規的運行要求，保障飛行安全，一直是中國民航界極度關心的問題。

目前，在國內民航界，一般定義機場標高大于1500m 的機場為高原機場，標高大于2560m 的機場為高高原機場。高原機場及航線運行中，會涉及很多低海拔地區運行所沒有的新問題。這些問題涉及法規認證、操作程序、飛行性能、飛行安全等諸多領域。

（一）高原機場運行特點

中國西部的機場多數為高原山區機場，運行區域海拔比較高。如昌都邦達機場的標高為334m（14219ft），是迄今為止世界上最高的民用機場。

凈空環境差，起飛離場和著陸下滑進近梯度大。如九寨/黃龍機場建于一連續山腰上，海拔3448m，50km 半徑內有高山57 座，機場東南東7km 處紅星巖5003m，東南25km 處岷山主峰5588m，其離場程序要求的上升梯度達到5.7%，儀表進近下滑道達到3.3°。

氣象條件復雜，低云、能見度低，多雷暴、陣性風和風切變。以青藏高原為例，群山重疊，峭壁高聳，地形動力亂流十分顯著；并且高原上空空氣稀薄，太陽輻射強，氣溫變化大，熱力亂流強，二者常結合在一起，形成強烈亂流。如成都—拉薩高原航線，冬春季節的高空風速高達300km/h，遇到嚴重風切變，劇烈的顛簸可以把人拋離座位。