延程運行飛行計劃

摘要：文章首先對延程運行（ETOPS）的最新要求的相關術語進行了解釋，然后結合實例給出了ETOPS臨界燃油的制定過程及注意事項，為航空公司實施延程運行提供參考。

關鍵詞：ETOPS 飛行計劃 臨界燃油

中圖分類號：V328 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）01（b）-0-02

隨著交通運輸的發展，國家之間的頻繁往來加快了洲際航行的發展。但這些洲際航線大部分需要跨越大西洋或太平洋等無人煙地區，這些航路上可供備降的機場較少，如果出現一發不工作情況，飛機需要備降在合適的機場[1]。以往航空公司多選擇靠近海岸線的飛行路線，但路程較遠，耗油量大，成本高，由此，FAA提出了延程運行（ETOPS）概念，通過批準ETOPS運行，可以實現跨洋直飛，節省公司大量的運營成本，提高簽派可靠性。現在延程運行已經成功應用了20多年，經證明是一種安全的運行方式。國內實施ETOPS運行的航空公司越來越多，開辟的ETOPS航線也不斷增加，但通過調研發現，在ETOPS運行的實施過程中，還存在一些問題，尤其在CCAR-121R4中，對ETOPS運行進行了比較多的修訂，有些概念比較模糊，導致不同航空公司的相關人員的理解也不同。該文從ETOPS運行的相關術語、ETOPS燃油計劃的制定以及ETOPS運行的監控三個方面對延程運行加以闡述，為提高延程運行的安全性和經濟性奠定基礎。

1 ETOPS運行的相關術語解釋

由于在CCAR-121R4中，對ETOPS運行進行了比較多的修訂，有些術語沒有給出詳細的解釋，導致不同人員在理解上存在偏差，為了使相關的教學人員和運行人員能更好地理解并實施ETOPS運行，該文將CCAR-121R4中進行了重大修訂和難以理解的術語加以解釋。

首先，ETOPS運行，以前稱為雙發飛機延程運行，但CCAR121R4中修訂為延程運行，是指飛機的運行航路上至少有一點到合適機場的距離超過60 min飛行（以雙發渦輪為動力的飛機）或超過180 min飛行（以兩臺以上渦輪發動機為動力的飛機）的運行。在確定航程時，假設飛機在標準條件下靜止大氣中以經批準的一臺發動機不工作時的巡航速度飛行。

第二，對合適機場的概念進行重新定義，刪除了可用機場的概念。新版本的定義中，包括了對民用開放的可用的軍用機場。另外，對合適機場的氣象要求的關注時間段是從最早到達到最晚到達之間，少了前后各一小時的要求。

第三，在延程運行備降機場的救援與消防服務要求中，如果延程運行時間超過180分鐘，每個指定的延程運行備降機場應當能夠提供等效于或高于國際民航組織規定的第4類救援和消防服務（RFFS）的要求。此外，飛機還應當保持在距能夠提供等效于或高于國際民航組織規定的第7類救援和消防服務（RFFS）的合適機場的“一定距離”內，以便能在依據其延程運行批準的改航時間內飛抵該合適機場。注意該處的“一定距離”可以理解為在計劃航路的整個延程運行航段上的任何一點在最大改航時間圈內有合適的RFFS7類機場可用，但該機場不一定是選擇的航路備降場。

第四，雙重維修（Dual Maintenance），或者稱為相同維修，多重維修，和同時維修，是指對相同或相似的延程運行關鍵系統實施的維修。“相同的”延程運行關鍵系統中進行的雙重維修是指在同一次例行維修或非例行維修時，對相同的但是獨立的延程運行關鍵系統的相同部件進行的維修。例如，在過站期間對空調系統的兩個空氣循環機（或類似的裝置）進行維護。“相似的”延程運行關鍵系統的雙重維修特指在同一次維修中，對兩個發動機中發動機驅動部件所實施的維修。例如，1號發動機整體驅動發電機（IDG）和2號發動機驅動泵（EDP）的更換。

第五，在防冰所需燃油的要求中，預報結冰期的概念比較模糊，尤其是結冰的預報不是很可靠時，各個航空公司對此的理解也不太一樣。但從飛機容易結冰的溫度范圍考慮，可以根據可用的天氣預報，在經批準的一臺發動機失效的巡航速度條件下，總溫低于+10 ℃，或者外界大氣溫度介于-20和0 ℃之間，并且相對濕度高于55%，符合上述條件的飛行時間都應認為是預報結冰期。預報結冰期間的十分之一時間段內，計算機身結冰對燃油消耗的影響（包括無保護表面的結冰以及這個期間發動機和機翼防冰裝置的燃油消耗）。

2 ETOPS燃油計劃的制定

ETOPS放行燃油要求為標準燃油計劃和ETOPS燃油計劃兩者中的較高值。ETOPS燃油計劃包含兩部分，一部分是從起飛機場到關鍵點CP的標準燃油，一部分是從CP到航路備降場的燃油，即臨界燃油儲備。

臨界燃油的計算過程大致分為以下六步：1）確定參考重量；2）選擇一發失效速度；

3）根據改航時間確定最佳改航高度和改航距離；4）確定航路備降場；5）計算等時點ETP和關鍵點CP；6）計算臨界燃油。

在計算臨界燃油的過程中需要特別注意以下幾點：

（1）參考重量的選取

參考重量是指在開航前用來確定改航距離的重量，一般采取保守的觀點取為結構強度限制的最大起飛重量，但實際上參考重量越大，對應的改航距離也越大，從這點來看，參考重量取最大值是不保守的，因此，建議取飛機按結構限重起飛在到達第一個延程運行進入點時的重量作為參考重量。

（2）一發失效速度的選取按照CCAR121的要求可以在最小機動速度和最大取證使用速度內取任意值。根據實際的航線要求，在選擇該速度時需要考慮到三個方面，即油耗、改航距離和越障能力。例如對于越洋航線來說，不存在越障的要求，只對改航距離要求比較高，那么就可以選擇VMO（最大操縱速度）；如果航線上備降場較少，起飛燃油可能會受到臨界燃油的限制，這時的一發失效速度一般選擇LRC巡航速度。值得注意的是一發失效速度一旦選定以后，在確定改航距離、計算等時點和計算臨界燃油時都必須使用該速度。

（3）航路備降場除了滿足合適備降場的要求外，還需要滿足天氣標準和救援消防要求。在實際運行中，航路備降場應該是在開辟新航線時確定的。開航確定航路備降場時，一般要考慮備降場與航線的距離、備降場的地面保障能力、備降場的年均天氣狀況和開放時間等。需要說明的是按照最新的CCAR121R4的要求航路備降場的關注時間段是從最早到達到最晚到達之間，少了前后各一小時的要求，這樣的調整無疑是增加了安全的風險，但對于航空公司的經濟性卻有提高，因為有些宵禁的機場剛好可以作為航路備降場，這對于部分歐美航線來說很重要。另外，由于日常運行中去航路備降場的機會是非常小的，即使需要備降，機長也有權臨時更改備降場，所以把備降場的關注時間段減小也可以理解。值得注意的是最后一個航路備降場離目的地越遠越好，因為航路備降場離目的地機場越近或者說直接選目的地機場作為最后一個航路備降場，起飛燃油需要越多，主要是受臨界燃油限制。

（4）等時點的計算相對比較復雜，純手工計算是比較困難的，航空公司一般都要借助于計算機飛行計劃軟件，該文利用MATLAB編制了一個程序，可以方便快速地確定等時點。

（5）在進行ETOPS臨界燃油計算時需要考慮到以下因素的影響：a）在預期的整個飛行軌跡一發失效的巡航高度上，以及進近與著陸過程中，現行的預報風和其他天氣條件；b）使用防冰系統的需要，以及由于在飛機無防冰表面積冰而造成的性能損失；c）使用輔助動力裝置的需要；d）飛機增壓和空調的喪失，飛機下降到符合氧氣要求的高度上；e）復飛后的再次進近和著陸；f）導航精度要求；g）已知的任何空中交通管制限制。

下面以A320執行廣州至塞班航線為例，說明ETOPS臨界燃油的計算方法。

第一步，根據A320-231飛行機組操作手冊中的表格確定飛機的結構限重為73500 kg，以該重量起飛1 h后的重量大概為70000 kg。

第二步，根據飛行機組操作手冊中的數據選擇一發失效速度為320節，兼顧到燃油消耗和改航距離，本例選擇了一個比最大速度稍小一點的速度。

第三步，假設ETOPS最大改航時間為120 min，則根據飛行機組操作手冊中的表格可確定出最佳改航高度為FL160、最大改航距離為802海里。

第四步，在航路附近選擇備降場，這時需要綜合分析航路附近備降場的地面保障能力、開放時間等，這些信息一般由情報人員給出，然后由性能工程師進行分析，確定出航路備降場，本例選擇某航空公司常用的備降場PGUM（關島機場）和RCTP（臺北桃園機場）。

第五步，根據編制的程序計算等時點ETP坐標為N16246E131480（假設到關島機場為逆風13kt，到桃園機場為逆風5kt）。等時點的計算方法為1）分別以兩個備降場為圓心，以改航距離為半徑畫圓；2）確定兩個圓的公共弦；3）公共弦與航線的交點即為無風等時點；4）根據風對等時點進行修正。如果有航圖，也可以通過航圖作業獲得等時點的坐標，這是最方便最直接的

方法。

第六步，計算臨界燃油。首先計算等時點到航路備降場的改航距離：ETP—PGUM為775海里，ETP—RCTP距離為788海里；然后根據改航距離、飛機重量、風向風速查表分別得到一發失效+座艙失壓、座艙失壓兩種情況下的臨界燃油分別為7300 kg和7250 kg，最后臨界燃油取最大值為7300 kg。需要注意這些性能圖表中的臨界燃油沒有考慮飛機防冰系統的使用、結冰和性能衰減的影響。

3 ETOPS的運行監控

為了保證ETOPS運行的安全性，除了制定詳細準確的飛行計劃外，更重要的是進行運行監控[2]。對ETOPS運行的監控主要包括以下三個方面：

（1）天氣狀況的監控

飛行過程中，飛行機組應通過各種方式，加強對延程運行備降機場、目的地機場以及目的地備降機場天氣的監控。飛越ETOPS進入點（EEP）、進入ETOPS 航段后，即使所選延程運行備降機場的天氣狀況降至低于正常的機場最低天氣標準，仍可按照計劃航路繼續飛行。

（2）燃油監控

飛行機組應在計算機飛行計劃中記錄飛越航路點的飛行時間和消耗燃油等數據。通常到達巡航高度層后，進行第一次燃油檢查/記錄，之后結合飛越的航路點每30 min左右檢查/記錄一次。每隔1 h左右，飛行機組應將實際消耗燃油和指示的剩余燃油相加，其結果與停機坪燃油進行比較，同時，監控剩余燃油的合理分布。

（3）導航監控

由于最低導航性能要求以及不同的所需導航性能對機載導航設備、飛機導航精度以及飛行程序都有不同的要求，所以要求飛行機組應根據機型、運行區域的導航性能要求，實施導航管理，監控飛機的導航設備、導航精度等，及時發現不正常狀況。

4 結語

ETOPS的運行為公司提高了經濟效益，但更應該提高安全水平。這就要求航空公司制定精確的飛行計劃，同時強化機組與簽派員的聯系，強調通信系統的可用性，加強機組和簽派員的監控能力，并通過靈活選擇備降機場，提高飛行安全水平。

參考文獻

[1]高宇，李楠.延程運行的發展與運用[J].中國民用航空，2011（12）：24-26.

[2]劉曉明，余江.延程飛行的維護[J].中國民航飛行學院學報，2000（2）：21-22.