用新技术降低偏出跑道的风险

背景

我们前面介绍过，“偏出跑道”（runway excursion）类型的不安全事件现在已经成为目前世界民航届面对的首要安全风险。

根据IATA（国际航空运输协会）的统计，2017年全球发生的所有航空事故中，偏出跑道类型占比最高，共有17起。并且在2013-2017年的5年周期里，偏出跑道类型的事故占比也是最高的，共76起。

▲注：按照IATA的分类定义，“偏出跑道”（runway excursion）包括起飞/着陆冲出跑道、起飞/着陆偏离跑道、偏离滑行道。

虽然从致死率（fatality risk）指标来看，偏出跑道事件/事故并不高，但是每一起事件/事故造成的公众影响、运行影响和航空公司声誉影响都是不容忽视的。因此，在全球范围内，偏出跑道应该成为最值得我们关注的安全风险。

进入2018年以来，偏出跑道的事件依然频发，目前看，再次高居事件发生率榜首的可能性非常大。

点击查看↓↓近期发生的偏出跑道事件

致因

根据IATA的分析，在偏出跑道类别的事故中，

最常见的潜在问题是：

• 监管监督（45％）

• SMS（42％），和

• 飞行运行培训和检查（22％）。
  

最常见的威胁因素（诱因）包括：

• 天气（45％），

• 机场设施（32％），

• 风和风切变（25％），和

• 受污染的跑道表面（25％）。 
  

由此产生的飞行机组错误是：

• 人工操纵（38％），

• 遵守SOP（32％），和

• 标准喊话（12％）。 

最常见的可恢复的不期望的飞机状态是：

• 长平飘/着陆弹跳/重着陆/偏离中心线/带交叉角着陆（43％），

• 速度或横向/垂直航径偏差（18％），和

• 不稳定进近后继续着陆（13％）。

解决方案之——新技术 

从偏出跑道事件已知致因来分析，我们的解决方案已经很清晰：

• 加强管理——监督监管+SMS；

• 改善运行环境——提高运行支持，包括及时预警、改善进近灯光/跑道灯光/道面条件，等；

• 加强培训——明确风险，针对性训练，避免不期望的飞机状态出现。

限于篇幅，这些部分本文不多展开。

那么，还有没有更立竿见影的解决方案呢？

事实上，这个利器已经在我们身边，它就是HUD。

HUD能够成为破解风险的利刃，根本原因在于它可以极大概率地减少前述那些不期望的飞机状态发生的几率。

之所以HUD能够减少不期望的飞机状态的发生，是因为HUD有如下基本特点：

 1、增强飞行员情景意识 

HUD最大特点是将飞行数据和外界视景有机融合在一起，让飞行员不必来回切换视线就可以掌握两方面的视觉需求。

这个特点，可以有效增强飞行员情景意识，减少风险。

 2、提高五边进近的精确性 

对于五边，HUD飞行精度的提高得益于以下几个方面：

① 更大的显示范围和显示符号。HUD显示屏离飞行员更近，指引目标符号更大，更容易精确跟踪；

② HUD的指引精度（灵敏度）更高。以波音737机型上配备的柯林斯（Collins）的HUD为例，对于ILS进近，其水平方向的指引精度（灵敏度）是传统仪表的6倍，垂直方向是传统的8倍；

③ 提供推力偏差指示，并与速度偏差指示集中放置，更利于飞行员控制速度。

真实效果如何？

据说国内机型种类最齐全的航司在月度QAR分析会时，最轻松的总是787机型——其着陆阶段的风险事件长期为0。而HUD在787机型上为标配。

我们再来看看用HUD飞737的模拟机经典科目——单发无指引时的表现。

这张图所展示的五边数据控制表现，相信老司机都会懂。

 3、短五边以及接地端信号精度提升 

一些厂家比如美国罗克韦尔•柯林斯国际公司(Rockwell Collins)专门为ILS进近设计了一个AIII模式，进一步提高了短五边和接地端的信号稳定性和精度。AIII模式会在五边持续比对ILS信号和飞机轨迹数据，在140英尺AGL以下完全使用HGS计算机生成的信号，避免了因为地形/侵入物体等带来的ILS信号干扰问题。

 4、起飞/接地后持续提供方向指引和停止性能信息 

HUD在起飞阶段（Collins的HUD的AIII模式还可以在接地阶段）持续为飞行员提供方向指引、以及停止性能/剩余跑道长度信息，进一步降低了偏出跑道（包括冲出跑道）的风险。

 HUD对于偏出跑道的效果 

如何证明HUD对防止冲偏出跑道的实际效果？

最好的证明应该是将安装HUD的飞机组和没有安装HUD的飞机组的冲偏出跑道发生率做一个对比。

然而，很可惜，我们暂时没能获得这样的数据对比。

不过我们可以从另外的视角得到一些启示。

首先，我们来看看下图，这是今年以来世界范围内冲偏出跑道的总结。

我们可以看到，今年所有的冲/偏出跑道事件中，没有一架飞机安装了HUD设备，或者说他们都没有在起飞/落地过程中使用HUD。

其次，我们很少听说公务机发生冲偏出跑道的事件。

实际上，公务机飞行员由于起落较少（练习机会较少）、且经常需要在不熟悉机场落地，其发生起飞/落地偏差事件的可能性应该要高于常年飞起落的航空公司飞行员。

然而，事实却是公务机飞行员出现起飞/落地事件非常少，这种反差之间存在什么样的逻辑？

一个事实是，公务机上HUD设备基本是标配，不少为了进一步提高了安全裕度，还安装有EVS/SVS等更先进设备。

从以上两个角度，可以间接证明HUD设备在防止偏出跑道方面的实际作用。

 结语

和历史上精密进近方法（ILS）的出现代替非精密进近（VOR、NDB等）一样，新技术的普及总是能够明显提高进近/着陆的安全裕度——一如我们今天推广HUD应用和RNP进近方法的目的。

在我们获得新技术的好处的同时，我们也必然需要承担它们带来的风险。就像我们飞惯了ILS后对VOR、NDB就难免生疏一样。

但是这些附加风险并不是我们拒绝新技术的理由。

一方面这些风险完全可以通过训练得以控制，另一方面，如果我们在新技术的好处/不使用新技术的风险、与使用新技术带来的附加风险之间权衡，选择其实是非常明确的。

新技术也有局限性，前面介绍的HUD的很多特点都是在ILS环境下产生作用的，那么非精密进近、特别是能见度边缘情况下的非精密进近呢？

还是要向新技术要答案，那就是EVS/SVS——请听下回分解。

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