淺析山地“航母型機場”航空器接收下滑信號不穩定現象原因

武筱

摘 要：山地“航母型機場”在不同程度上容易出現航空器接收下滑信號不穩定現象，可能誘發復飛并影響機場運行，本文以云南滄源佤山機場實際情況為例，通過下滑信標設備原理與滄源機場數年來開展的相關工作為依據，從場地、設備、地貌、電磁環境、航空器、氣象條件等方面，對山地“航母型機場”航空器接收下滑信號不穩定現象原因進行了較為系統的分析與排查，希望為后續的研究方向與航班保障提供一定的幫助。

關鍵詞：航母型機場;下滑信號;不穩定

1 研究背景與意義

云南滄源佤山機場自投產校驗以來，一直存在有航空器接收下滑信號不穩定情況，對機場的運行造成了一定影響，滄源源佤山機場建設有美國Selex2100下滑信標（M型天線）設備1套，在下滑信標投產校驗報告中，機長備注項明確：“儀表著陸系統下滑道使用自動駕駛儀跟蹤下滑信號進近時，距DME（IYU/108.7）1.0海里以內會有明顯上下起伏現象，建議機組斷開自動駕駛儀，采用目視進近方法。”

經過多方溝通得知，山地“航母型機場”在不同程度上均易出現類似現象。滄源機場海拔1 839.6米，建立于山頭，具備有全國最高的助航燈光鐵塔，在主降端短五邊方向上存在斷崖式地形，1.5海里內高差達到800米，屬于典型的“航母型機場”。

本文希望通過多方面的原因分析，縮小造成山地“航母型機場”航空器接收下滑信號不穩定現象原因范圍，為進一步確定原因提供研究方向。

2 原因分析與查找

航空器接收到的下滑信號是基于空間的，根據下滑信標工作原理可知，下滑信號從天線發射后，有一部分直接進入空間傳輸，另一部分需要經過保護區地面反射。對于航空器，理想狀態下，下滑道應該是一條直線，但實際情況下由于下滑信號是在空間中進行合成的，且本身為模擬信號，因此實際的下滑信號校驗圖紙中也可以看出，正常的下滑道是在允許門限范圍內繞直線移動的曲線。根據以上原理，導致航空器接收下滑信號不穩定現象原因有保護區場地、下滑信標設備、機場地形地貌、電磁環境、航空器接收等方面。

2.1 保護區場地排查

在2017年出現航班因下滑信號抖動復飛的情況后，機場立即組織了保護區排查，結合相關規章要求，未發現異常情況，保護區地形無重大改變、無異物且草高較低。結合投產校驗報告，投產校驗時保護區平整度處于良好狀態，且滿足規范要求，但報告中仍然提及該現象，可基本排除保護區異常原因導致的此現象。

2.2 設備原因排查

通過分析機場通航后的設備維護記錄及參數記錄，滄源機場下滑信標無重大故障，且航空器報告下滑信號不穩定時，地面設備監控器及近場監控參數均正常且無跳變現象。隨后機場邀請了第三方專家到現場對設備進行全面檢查，亦未發現異常情況。為了進一步排除設備原因，2019年2月云南機場集團協調調撥了昆明長水機場更新替換下的NORMAC 7000B下滑設備至滄源機場。滄源機場在飛行校驗前邀請多方專家及技術人員在現有Selex下滑設備旁臨時安裝并調試了NORMAC 7000B下滑設備，進行特殊校驗對比。校驗結論為使用NORMAC 7000B下滑設備時，信號抖動情況有所改善，但仍然存在。考慮到試驗樣本較少，且原有Selex下滑設備大部分情況下信號也較為穩定，同時NORMAC 7000B下滑設備也在一定程度上存在信號不穩定情況，因此形成了非設備原因導致下滑信號不穩定現象的共識。

2.3 機場地貌及電磁環境排查

2017年11月，在民航西南地區管理局的協調幫助下中航二所專家到滄源機場現場查勘，幫助機場查找下滑信號不穩定原因。之后中航二所專家根據機場周邊地形對滄源佤山機場下滑臺進行了模擬仿真建模分析，分析報告結論顯示，下滑信號不穩定現象與機場保護區及周邊地形無關。

2019年，滄源機場協調臨滄市無線電管理辦公室對下滑保護區及主降端進近航路區域開展了電磁環境排查，排查報告結論顯示，排查過程中未發現會對機場下滑信號造成有害影響的干擾信號。

2.4 航空器接收排查

針對該現象，滄源機場在2017年8月協調飛行校驗中心開產了定期校驗及特殊校驗。校驗過程中，校飛機組報告：“經過數次調整，起伏現象仍無法取得明顯改善后，機組斷開無線電高度表，采用氣壓高度表進行測試，在斷開無線電高度表后，下滑道抖動現象消失，下滑道整體態勢平穩，結構良好。”經過此次校驗，引出了航空器“無線電高度表”介入儀表計算，由于機場短五邊特殊的斷崖地形，導致航空器進近時無線電高度表所測量的航空器距地高度極快減小，與正常的下滑道下降率形成邏輯沖突并相互修正，從而引起了航空器儀表上顯示下滑信號不穩定的現象。通過與校飛機組的溝通得知，對于較小的下滑信號抖動，過量的修正可能導致飛機無法修正到合適的位置，導致飛機出現反復修正，最終使飛機遠遠偏離下滑道，而進近后期自動駕駛系統的增益及敏感性均會減低，飛機又無法修正到下滑道上，并且“航母”地形機場多次出現有類似現象，存在一定的共性。

但由于“無線電高度表”為航空器必備設備，內在邏輯算法獲取困難，且執飛滄源機場的航班中僅有少量航班報告下滑不穩定情況，故不能斷定機載設備邏輯沖突是導致航空器接收下滑信號不穩定的直接原因。

2.5 氣象原因排查

眾所周知，甚高頻無線電信號基本不受除雷電外的天氣環境干擾，而下滑信標工作在甚高頻頻段上，理應不受氣象條件影響。但是在航班及設備保障工作中，發現在天氣條件復雜的時候，機組反映下滑道不穩定情況頻率會明顯增加，且所報告的不穩定位置幅度也有細節上的出入。初步判斷，機場地形及保護區正常無變化屬于定量，設備運行、維護正常也屬于定量，但是抖動的位置及距離存在變化屬于變量，因此懷疑下滑信號抖動還存在其他原因。

之后自2019年6月開始，滄源機場對每個航班使用下滑的情況進行統計（內容包括抖動情況、位置、距離及當時的天氣情況等），統計航班共758架次，其中，用盲降進近的有505架次，占總架次的66.62%，反應下滑抖動的有225架次，占總架次的29.68%。根據統計，下滑抖動距離多集中在0.5 NM至2 NM之間，占總數的84.4%。關于天氣情況，在使用盲降的航班中，西北風時反映抖動的概率明顯大于其余風向，且隨著風速的增大，反映抖動的概率逐步增高，隨著云高的增高，反映抖動的概率逐步降低。在風速大于6 m/s的情況下反映下滑信號不穩定的航班達到了使用盲降航班總數的80%，在云高低于90 m的情況下反映下滑信號不穩定的航班達到了使用盲降航班總數的70%。

可以看出，機組反映下滑信號不穩定的頻率與風向、風速、云高呈現出明顯的規律相關。通過與多位機組溝通，判斷在復雜天氣原因下，航空器容易受到氣流影響，導致飛行姿態難以掌控，而氣候條件導致的飛行姿態變化與下滑信號本身在合理門限范圍內的抖動相互疊加，導致了航空器出現明顯的偏離下滑道的情況。

同時山地“航母型”機場由于特殊地形原因，在特定風向的前置條件下，風速較大時，容易在主降端五邊形成山地波現象。山地波中的下沉氣流也將直接影響到飛機的姿態或性能變化。

3 結論

經過逐條排查，基本確定滄源機場航空器接收下滑信號不穩定現象的發生與設備、場地及電磁環境無關，但與機場氣象條件存在一定的相關性。由于下滑信號并不受氣象條件影響，結合飛行校驗中的“無線電高度表”試驗，可以看出，導致航空器接收下滑信號不穩定現象的原因更多的與航空器飛行姿態呈現出較高的相關性，而并非單一原因導致。特別考慮到山地波存在的可能性，在后續的原因分析與研究方向上，應重點考慮氣象條件對航空器姿態造成的影響。

參考文獻：

[1]倪育德，盧丹，王穎，等.導航原理與系統[M].北京：清華大學出版社，2015

[2]靳龔.航母型機場飛機儀表著陸系統自駕進近異常抖動分析[J].中國民用航空，2019（6）：51-53.