新航路缓解空中交通拥挤(华尔街日报报道)
[May-12-2009]
美国的航空公司和FAA正在逐步执行一个新的导航系统,该系统已被证明能够减少因天气原因造成的延误,缩短飞行时间并减少给地面造成的噪音污染。
"所需导航性能"或称RNP已经在中国、澳大利亚、加拿大和阿拉斯加的部分地区使用。美国的航空公司和美国联邦航空局正在将其扩展到美国的主要机场。例如:美国西南航空公司将在明年使其所有的飞机和飞行员准备就绪。华盛顿的里根国家机场已经有RNP程序了。
美国的计划是首先解决最拥挤的城市,从纽约和芝加哥开始。“我们将从最需要之处着手”FAA负责新一代空中交通现代化的高级副总裁Victoria Cox说道。
RNP是一种精密导航。使用两种不同的标准导航设备,最新一代的波音和空客喷气机具备沿着所需航径飞行,偏离不超过飞机的翼展。RNP航路利用飞机设备的优势,建立非常精确的飞行航径,偏离时机载计算机会给出飞行员告警。不需要诸如雷达和仪表着陆系统等的地基设备。飞机的自动驾驶能够在给定的几秒钟时间内把飞机飞到精确的位置上。
专家说:因为在不景气情况下许多老旧飞机已经退役,所以美国一半以上的机队设备已经到位。
使用RNP后,无论天气好坏,飞机都能够以相同的准点率在拥挤机场着陆,减少了由于低云、雨或雾的原因造成的延误。使用现有的导航系统,当天气不好时,许多机场的运力下降,航班不得不等待备份。以旧金山机场为例,天气好的时候,每小时可有60架次飞机着陆,但是当低云时,到港率下降到每小时27到36架次,这是FAA的报道。
RNP能够通过缩短进近距离,并让飞机的发动机在慢车状态下持续下降,而不是通过不断的加减油门并改平高度的方法,从而降低油耗、减少毗邻的噪音并缩短飞行时间。通过精确地提供飞机间隔,RNP还能够在不需要修剪新跑道的情况下,每小时增加起降次数。
准备就绪
"现在已经不再是评估和测试阶段了。该发明的都已经发明了。"位于美国华盛顿州肯特市的Naverus公司首席技术官及公司联合创始人Steve Fulton先生说道。该公司为航空公司和空中交通管制机构设计并实施RNP。
阿拉斯加航空公司早在15年前就已经蕴育了这种想法,当时是想找到一种方法能够在任何天气条件下,在阿拉斯加朱诺机场起飞和着陆。通常情况下,当云挡住附近的山脉时,不得不延误或取消航班,这令航空公司和旅客感到很沮丧。
阿拉斯加航空公司隶属于阿拉斯加航空集团,曾与FAA和波音公司一道使用RNP设计飞往机场的曲线航路,使飞机更靠近山脉飞行,虽然飞行员有时候看不到。在此之前,传统仪表着陆系统要求飞机保持直线飞行几英里。RNP系统于1996年投入使用,从那以后,在欧洲、美国以及其它地方,RNP便成为现代化空中交通管理计划的基础。
边远地区
Naverus公司是由几名阿拉斯加航空公司的飞行员和工程师创建的,Fulton先生便是其中之一。该公司为加拿大的Westjet航空公司建立了进近程序,与澳大利亚的空管系统一道工作并为中国边远地区的不具备现有仪表着陆系统或雷达的机场建立了精密进近程序。
Fulton先生认为,纽约的拉瓜迪亚机场是美国很多国内航班延误的缘由,与当时朱诺机场受到的约束相似。不同的是,不象朱诺机场受山的影响,拉瓜迪亚机场主要的障碍是来自其它机场的飞机-纽约肯尼迪机场和新泽西的纽瓦克机场。在那里建立RNP程序可有助于在恶劣天气下,使飞机更快地进出纽约这三个机场并避免延误。
FAA 推动现代化进程的努力受到延迟和项目失败的影响,但是FAA说他们正在迎头赶上。RNP程序作为FAA新一代现代化计划的基石,已经在一些机场使用并且可用的会越来越多。基于卫星的导航航路,又称RNAV虽不如RNP精确,但是已经在达拉斯、亚特兰大和其它主要机场使用,提高了这些枢纽航站每小时的进离场数量。自从过去几年RNAV逐步实施以来,亚特兰大每小时增加了12架次,FAA说。
FAA上周发布了一项提议,重新构架芝加哥O'Hare(奥黑尔)和Midway(中途)机场的航路以解决两个机场之间的冲突。重新设计后,可以为中途机场建立RNP程序,这样在恶劣天气下,当通常一个机场的航班必需等待另一个机场的交通时,美西南和其它航空公司可以使用RNP程序减少延误。
"这为旅客带来的变化是巨大的。"FAA空管机构副总裁 Nancy Kalinowski如是说。
出行者最终收益最大,FAA必须在主要机场重新设计其空管系统,而航空公司必须使用新的导航计算机升级其旧飞机并为所有飞行员提供RNP技术的培训。
据美西南飞行运行高级总监Jeff Martin介绍,该公司将支付1.75亿美元启用新飞机上尚未使用的系统、使用新的航电设备改装老的波音737-300飞机并培训飞行员在其服务的每个机场使用RNP。美西南说,到2010年10月,所有飞行员都将完成相关培训,飞机设备到位并可在任何航班上使用RNP。
新旧混合
美国的最大障碍就是新旧系统的混合,毕竟还有一些飞机不得不依赖于地基无线电系统进行仪表着陆。在几年的时间里,一些飞机可能还需要使用旧技术飞行,而其它飞机采用新的系统。这是一项巨大的复杂工程,Naverus公司首席市场官员Dottie Hall 女士将此形象地比喻成如同把全国的固定电话服务改成手机服务一样。
Naverus 公司说澳大利亚的布里斯班机场处理的交通量与圣地亚哥相似,涉及26家不同的航空公司,但是成功地完成了混合交通,这可作为美国一个很好的样本。RNP于2007年开始在布里斯班运行,澳大利亚空管局对其影响进行了分析,过去18个月,进港航路平均缩短了10.7海里,为航空公司节省了350,000加仑燃油。
在 Naverus的努力下,美西南于今年三月在达拉斯到休斯敦进行了演示飞行,发现可节省燃油6%。“如果把这个数字带到整个机队,一年就是9000万加仑燃油”Martin先生说道。航空公司和Naverus为美西南的基地――达拉斯的Love Field 机场设计了RNP程序,而且已经上报FAA以获得批准。
与Naverus一道使用阿拉斯加航空公司波音 737-800模拟机飞RNP程序说明了能够给出行者带来的好处。
避免颠簸
使用传统进近方式从北面飞往西雅图时,飞机通常在三边时飞过机场,然后再转回来加入排队等待落地的队列。飞机一点点下降,需要增大推力来几次改平高度。有时候还需要使用机翼上方的“减速板”扰乱气流,使机舱产生晃动-不得已而为之。
"这种颠簸也会产生费用的"Naverus首席技术咨询顾问并公司创始人之一 Hal Andersen先生说道。
使用RNP后,在下降开始之前,每次进港的飞机都获得一个分配的确切时间,飞机的计算机在考虑从重量到顶风等不同因素后计划一个最佳的下降。自动驾驶将飞机飞到RNP所需的精度――飞行员不能“手飞”RNP进近。飞机以慢车推力滑翔,在靠近跑道端进行一个大转弯,然后对准着陆。飞行员在合适点放出襟翼、放轮并落地。
传统的下降和进近需要33分钟40秒,消耗367加仑燃油。RNP进近时间缩短9分钟,并且只消耗1/3的燃油。
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