第十二章 极地与高原机场运行.doc

第十二章 极地与高原机场运行第一节 极地飞行和极地航线的相关概念极地运行是指使用穿越极地区域航路的航班运行，北极区域为北纬78度00分以北的区域。1926年5月9日，美国人伯得和贝内特驾驶福克F.VIIA-3M三发单翼机，从挪威斯匹次比尔根群岛出发，穿越北冰洋上空，成功飞越北极点后安全返回。1929年11月28日，伯得等四人机组驾驶一架“福特4-AT”三发飞机，从南极州边缘的小阿美利加基地出发，飞临南极后返回，往返飞行18小时59分钟。伯得成为世界上第一个飞越过地球两极的人。1926年5月11日，欧洲飞行探险家开始由罗马至阿拉斯加的飞行尝试，因天气原因未达目的地。1937年，俄罗斯飞行员第一次实现了由莫斯科经北极飞抵安克雷奇。1954年北欧航空公司（SAS ）使用DC-6B型客机开通了哥本哈根经极地飞至美国西海岸城市洛杉矶（CPH-SFJ-LAX）航线。欧亚之间的极地飞行历史超过40年。1957年斯堪的那维亚航空公司（SAS）使用DC-6B机型开通了哥本哈根-安克雷奇-东京航线（CPH-ANC-NRT）。1983年芬兰航空公司（Finnair）使用DC-10机型开通了赫尔辛基-东京航线(HEL-NRT)。现行的北极航路POLAR 1、2、3、4是从多年的极地飞行经验基础上发展起来的。九十年代初，俄罗斯开放了部分领空和军用机场，为北极航路的开通创造了有利的条件。1993年出现了POLAR 1、2、3、4，1998年7月国泰航空公司进行了第一次验证飞行。2001年2月1日北极航路正式对外开放，2001年3月1日完成了首次B777的ETOPS运行。目前，跨越极地的商业运行已有40余年的历史。一、我国民用航空公司在此领域的现状时间 航空公司 机型 性质 起始目的机场2001年5月30日 中国东方航空公司 A340 验证飞行 芝加哥-上海2001年7月15日 中国南方航空公司 B777 验证飞行 纽约-北京2002年8月19日 中国国际航空公司 B747 验证飞行 纽约-北京2002年9月27日 中国国际航空公司 B747 正常航班 北京-纽约-北京二、其他国家航空公司在此领域的现状美国联合航空公司、美国西北航空公司、美国大陆航空公司、国泰航空公司、UPS等航空公司使用北极航线开通了北美至亚洲的定期航班，每周有300多个航班穿梭往来于欧洲和美国西海岸，300多个航班经俄罗斯境内穿梭往来于欧亚之间。截止至2007年2月，正在执行极地航线的航空公司如下：美联航 芝加哥 香港、北京、东京、上海、大阪 纽约（JFK） 东京 盛顿（IAD） 东京美大陆 纽瓦克 香港、北京、东京中国国际 纽约（JFK） 北京中太平洋 纽约（JFK） 香港新加坡 纽瓦克 新加坡加拿大航空 多伦多 香港、北京、上海、首尔、东京美西北航 底特律 东京国泰 纽约（JFK） 曼谷美利坚航 芝加哥 上海大韩 首尔 纽约日本航空公司、日本全日空、UPS、FedEx、达美、中国东方航空即将加入极地航线运行。第二节极地飞行的限制因素和复杂性一、北极地区航路概况航路 航迹代号 航路点 纵向间隔 可用飞行高度A218 N LISKI 20 min 96,106,116mB244 P FRENK 20 min 96,106,116mG212 Q YUREE 20 min 86, 96,106,116mG583 R MARCC 20 min 96,106mB480/G490 P2 DEVID 25 min 310,350,390ftG491 P3 RAMEL 20 min 320,340,380ftG494 P4 ORVIT 20 min 320,340,380ft其中的最小纵向间隔对于加拿大Nav，安克雷奇ARTCC和俄罗斯从30公里到20分钟不等，极地航线的管制由安克雷奇ARTCC，Reykjavik, Murmansk, Magadan和Edmonton ACC共同承担，安克雷奇ARTCC要求一个10分钟的额外流量限制，俄罗斯在雷达管制下要求30公里的纵向间隔，在程序管制下要求10分钟的纵向间隔。二、POLAR1-4航路概况北极地区的航路形成于1993年，验证飞行从1998年7月开始，共进行了650多次。先期推出了4条北极航线，从白令海峡向北依次为POLAR4、3、2、1。POLAR1：由印度北部穿越诺里尔斯克，直飞北极圈；主要服务于北美西部城市至印巴航线。POLAR2：由蒙古乌兰巴托经伊尔库茨克及布拉茨克抵北极圈；主要服务于北美东部和中部城市至马来西亚、新加坡、泰国和印尼。POLAR3：自北京经蒙古地区绕季克西抵北极圈；主要服务于北美中部、东部城市至中国、中国香港、中国台湾和菲律宾。POLAR4：由北京起穿越雅库茨克，直达北极圈外围地带；主要服务于北美中东部城市至中国、中国香港、中国台湾、韩国和许多交叉航路。北极地区航路简图见图12-1。1.中国境内航段截至2006年，我国拥有总共7个出入极地航线位置点，它们是：中国与俄罗斯之间：ARGUK，GOPTO，SIMLI，TELOK。中国与蒙古之间：INTIK，MORIT，POLHO。考虑到上海浦东机场和使用POLAR4航路，中国正在着手研究开辟一条新的转换航线来缩短飞行距离，同时评估国内现时可用的航线来为国际飞行服务。中国要求进出这7个位置点的航班在离场前的1个小时提供详细的飞行计划给相关管制单位。2.俄罗斯航段的劣势（1）飞越俄罗斯所需导航费用比非俄罗斯航段高；（2）运营者倾向于使用北太平洋航线来避免进入俄罗斯空域；（3）节省下来的飞行时间和油量与飞越俄罗斯所需的导航费用相抵；（4）基于可选航段和可使用的高度层，俄罗斯航段容量有限；图12-1北极地区航路简图。（5）由于使用RVSM，北太平洋航段拥有更多有效的飞行高度层，例如，多数俄罗斯航段只有三个可用高度层，9600，10600和11600米,而北太平洋航段则有近10个RVSM高度层（200 220 240 260 280 300 320 330 340 350 360 370 380 390 400 410）；（6）没有为POLAR1运行和从东部进入安克雷奇飞行情报区的航迹咨询服务；（7）从俄罗斯东部经极地航线的航班逐年增加，将导致流量管理；（8）配额限制和对货机进入的限制；（9）由于员工方面的问题，周六北美离场的航班将不能使用POLAR4航路，改航的航班将消耗额外的飞行时间和油量；3.安克雷奇航段（1）“P”和“Q”被视为一条单独的航段，距FRENK 349NM的B244和距YUREE 347NM的G212，在UHMA汇聚进入G212，这就限制了进入俄罗斯远东航班容量；（2）使用马赫数飞行时，进入俄罗斯远东的最小纵向间隔为10分钟，POLAR2航段为15分钟。由于不同航空器的速度限制，使用马赫数飞行可能会影响航班容量；例如，767-300巡航速度为0.80，而747-400为0.85，这将极大影响纵向间隔的使用；（3）俄罗斯境内使用米制，额外增加了转换高度单位制的工作量；（4）高频通讯的不稳定将影响地-空-地的联系，而地面俄罗斯-安克雷奇-Edmonton管制中心的联系也会由于电话或数据传递方面的问题而受到影响；第三节极地航线的特点一、低温燃油管理在极地航线飞行时，飞机运行环境的特殊性，要求使用特定的燃油，而且要求在处理燃油时进行严格控制。低温燃油管理问题对于极地飞行是非常重要的，不论是在飞行前准备阶段，还是在飞行过程中。世界范围内，目前广泛使用的航空燃油是煤油，型号有JET-A、JET-A1等，我国生产的航空煤油有RP-1和RP-2。煤油是一种碳氢化合物，通常会含有一些水份和蜡质。含蜡量随燃油的牌号而不同。在常温与正常的燃油管理情况下，水份与蜡是不会出现问题的。但是，在喷气飞机的特殊运行环境下，有可能出现问题。如果低温性能不好，在低温条件下，燃料流动缓慢，煤油中所含的水份或液态杂质会冻结，出现烃结晶与冰结晶堵塞油路，影响正常供油，如果温度继续下降，在接近燃油冰点时，蜡质会呈固体状并将燃油滤堵塞，严重时会造成供油中断，发生飞行事故。航空煤油结晶点一般要求在-40-60以下。表12-2为目前常用燃油标准冰点和最低使用温度数据。表12-2燃油标准冰点和最低使用温度燃油型号冰点温度最低使用温度备注JET-A-40-37JET-A1-47-44JP-4-58-55JP-5-46-43JET-B-50-473#-50-47由于上述原因，喷气飞机均有燃油加温装置，以便于飞机在燃油温度低于水的冰点飞行。同时，还需要限定飞机在燃油温度高于其冰点的条件下飞行。1.燃油冰点测试程序从每年的5月1日零时(UTC)起至10月31日24时(UTC)使用燃油的标准冰点。在此期间根据气象预报航路大气温度低于-65(含)，必须采用实测燃油冰点代替燃油标准冰点。从每年11月1日零时(UTC)起至次年4月30日24时(UTC)，必须采用实测冰点。具体测试程序如下：（1）在每年11月1日（含）至次年4月30日（含）的低温燃油冰点测试程序：A.由公司测试人员将第一个油样实测燃油冰点值通过传真和电话在航班起飞前报飞行签派员。B.起飞后2小时内飞行签派员向飞行机组报告全部实测燃油冰点中最高的一个。C.飞行签派员收到第一个油样实测燃油冰点报告后换算为静温SAT后与计算机飞行计划进行比较检查计划中给出的航路温度SAT是否低于实测的燃油冰点，如低于应重新制作计算机飞行计划。D.在重新制作计算机飞行计划时，可适当改变飞行高度或调整飞行速度。E.如改变高度或调整飞行速度均不能使计划中的航路温度SAT高于燃油实际冰点TAT，可以选择其他北极航路或备份航路。(2)在每年5月1日(含)至10月31日(含)的低温燃油冰点测试程序：A.检查所选最佳北极航路的计算机飞行计划中航路温度SAT是否达到或低于-65度如果达到或低于-65度立即通知地面代理测量燃油实际冰点。B由地面代理将第一个油样实测燃油冰点通过传真和电话在起飞前1小时20分钟报飞行签派员。C.起飞后2小时内飞行签派员向飞行机组报告全部实测燃油冰点中最高的一个。D.飞行签派员收到第一个油样燃油冰点报告经换算为SAT后与计算机飞行计划进行比较检查计划中给出的航路温度SAT是否低于实测的燃油冰点，如低于应重新制作计算机飞行计划。E.在重新制作计算机飞行计划时，可适当改变飞行高度或调整飞行速度。F.如改变高度或调整飞行速度均不能使计划中的航路温度SAT高于燃油实际冰点TAT，可以选择其他北极航路或备份航路。如在航班起飞前飞行签派员得不到实际的燃油冰点且航路温度低于-65度可选择备份航路。如果实测燃油冰点低于-47，则本次航班冰点值取-47。二、极地航线导航特点由于地球磁场收敛于地磁北极和南极，这样地磁场在极区具有两个特点,一是磁倾角很大，磁场水平分量很小，使磁罗盘不能正确测量磁航向；二是磁经线迅速收敛磁差变化很大。同时，由于地磁场本身的不稳定性及地磁风暴、宇宙射线等的影响，地球的磁极实际上不是一个确定的位置, 经常会出现少量的漂移，这种现象越靠近北极点表现得越明显，这就造成了罗盘定向的误差，甚至不能正确定向。磁不可靠区（AMU）所覆盖的范围，如果使用了飞机导航系统中的“延展磁差”选项，其范围包含所有北纬82以北地区和经度位于西经80和 130之间，北纬70以北地区(这是个类似钥匙孔型的磁不可靠区);如果未使用“延展磁差”选项，则其范围包含所有北纬73以北地区。在磁不可靠区域不能使用磁航向导航，飞行计划必须使用真航迹和真航向。1.卫星导航从理论上讲，卫星导航在全球任何地点、任何时间都可以使用。但是由于卫星分布原因，在两极和高纬度地区、高仰角的部分区域可能出现卫星覆盖空洞，这将可能使接受到的卫星几何分布不理想，导航精度有所降低，特别在飞机进近机动飞行时影响更大。在实际使用中，北纬88以北地区GPS受接受信号影响短时不工作。2.惯性导航惯性导航INS是一种自主式的导航方法，可以在包括极地地区在内的任何地方使用，但它存在积累误差，正常工作时需要采用其他导航方式（VOR、GPS等）校正。在极地区域由于没有其他导航方法校正，长时间飞行将产生较大误差。 极地飞行过程中的导航必须严格按照规定的程序进行，同时必须安装VHF、GPS、INS导航设备和飞行管理计算机FMC。3.极地导航注意事项在北纬70或73以北磁不可靠区，真航向是基本的导航方式，其他地区则仍然使用磁航向。一般情况下，FMC采用VHF（主用）和GPS（辅用）对INS校正，任一海洋地区或没有VHF导航台的边远地区，FMC采用GPS对INS校正，保证了导航的准确性和连续性。但在北纬88.5以北地区，GPS受接受信号影响可能短时不工作，因此，应提前对INS校正，以减少积累误差。在北纬88以南地区GPS又恢复正常工作。一般地区飞行时，FMC同时使用三台机载INS复合导航。但是三台INS数值不可能完全一样，进入极区的时间就不一样；同时在极区，经纬线极度收敛，三台INS数值可能差别较大，因此进入极区后FMC将转为单台INS工作。飞行管理计算机FMC根据上述多传感器的导航数据，自动按区域导航方式计算最佳航线，保证飞机按大圆航线飞行，这就从根本上解决了极区磁差很大、经纬线极度收敛、导航计算困难的问题。中国民航实际飞行中，只要按规程操作都能保证导航要求。飞越极点时，罗盘指针将产生旋转，旋转幅度取决于飞机离极点的距离，航向改变时，红紫色的航迹可能会变成锯齿状。直接飞越极点时，LNAV不能过渡至下一航段，LNAV可能产生短暂的横滚，在极点的航路点转弯时，航迹可能不能显示出转弯，LNAV在南极作计划转弯时，可能朝相反方向转。另外需要注意的是：气压式高度表由于极区极度低温带来的多指误差；某些在近地警告系统EGPWS地形数据库中未包括的地区，将在电子地图显示屏上用品红色点显示；气象雷达发射的无线电波束由于极区冰面的镜面反射可能为气象目标判读带来影响等。 4.极地航线导航程序要点当飞机接近加拿大北方管制区的南部边界地区时，开始无法检测到准确可靠的地球磁场数据。机组必须确定FMC所提供的飞行计划所显示的导航数据使用真航线和真航迹。机组在使用自动定向仪ADF或VHF全向信标台时应特别小心，因为在使用这些设备时，采用何种参考系（真或磁航线）将影响到导航数据的显示方式。即使VOR台提供的径向方位是以VOR台为基准，但方位数据也同时可以用真航向或磁航向来表达。由于不同地区或机场可能有不同的规定，机组同时也应准备好按要求使用海压或场压高度、英制或公制高度单位。如果在向北飞行的过程中发现GPS系统数据始终不发生变化，则表明GPS已经无法正常接受卫星信号。此时FMC导航系统显示的飞行位置和速度值将逐渐采用IRU测定值。当机载计算机指示的飞机位置进入北纬84以北地区后，在（控制显示组件CDU）上将显示SPLIT IRS OPERATION信息。FMC导航功能将逐渐改变FMC的位置计算方法，从三套IRS工作方式转换到单套IRS工作方式，这样可以防止位置数据出现突变。这个转换过程完成以后，FMC显示的位置数据将与单台IRU显示的位置数据相同。每台FMC自主选择对应的有效IRU位置。左座FMC选择IRU的顺序为左/中/右，右座FMC选择IRU的顺序为右/中/左。每台IRU显示的位置数据将与另两套设备的数据进行对比，FMC选择彼此最近的两组数据。当飞机重新进入北纬83.5和南纬83.5之间的地区后，FMC将逐渐重新回到三台IRS共同工作的导航方式。即使GPS工作正常，在从北纬88.5向极点飞行的过程中应停止使用该设备。如果飞机进入有北纬88向南飞行的过程，此时可以重新使用GPS提供的导航数据修正值。极地飞行中机组应首选FMS的水平导航模式LNAV，并使用自动驾驶仪。FMS将按区域导航方式计算航路，保证最佳航线飞行。在使用LNAV模式时，应将该航向选择开关调至NORM（正常）位置。在极区飞行过程中如果飞机进入了IRS无法计算磁航向数据的地区，系统将自动切换到真航向。如果设定系统为LNAV以外的其他方式，那么航向选择开关应调在TRUE位置，使用真航向进行导航。在使用真航向参考系的模式下，由机组输入的所有方位信息将被系统假定为使用真航向方式表达。当飞机飞越北极点时，机载设备所指示的飞行航向和飞行航迹，将迅速发生180偏转。如果在极区附近设定系统在HDGSEL或HOLD模式下工作，当出现上述情况时机组应该迅速调整航向以反映上述变动。否则，自动驾驶将出人意料地自动操作飞机转弯三、极地航线的通信1.高频通信北极地区常年冰雪覆盖，对流层高度与中纬度相比比较低，对流层顶高度平均只有89km（赤道地区1618km），而在极地航路上飞行的飞机其巡航高度大多在对流层以上平流层内飞行，所以宇宙辐射对飞行影响较大。北极是太阳黑子活跃区域，太阳风粒子不能穿越地球磁场，而只能通过极尖区进入地球磁尾。当太阳活动发生剧烈变化时，常引起地球磁层亚暴。于是这些带点粒子被加速，并沿磁力线运动，从极区向地球注入。所以进入极区的宇宙线通量大大高于其他地区。北极地区由于人类活动和太阳风暴造成的臭氧层减弱或臭氧空洞对阳光的过滤作用有所削弱，所以太阳的周期性活动对电磁波的干扰作用在这一地区表现的特别明显。上述原因造成电离层扰动，影响电离层状的稳定，从而引起无线电通信不稳或中断及地球磁场的紊乱。在极地航班飞行中当机组使用常规的HF设备与管制部门进行地空通信时，往往会出现信号质量下降，自动跳频，以及较严重的噪声和衰减现象。当太阳的周期活动表现的特别强烈的时候，高频通信设备甚至会完全失效。中国东方航空公司在试飞中就遇到了在北纬83附近飞机大约有15分钟左右的时间未能同ATC建立通信，在飞越极地区域时与公司总部签派联系没有成功。南方航空公司在试飞中也有半小时与公司控制中心联络不通等。2.卫星通信受到的影响当前民航卫星通信SATCOM都是利用位于赤道上空的国际静止通信卫星进行信息交换，但在北纬82以北地区往往会出现通信困难。造成这一现象的原因是受地球表面曲率的影响，在北纬82以北地区存在卫星信号覆盖盲区，位于赤道上空静止轨道上的通讯卫星发出的信号无法顺利地传送到极区范围内的接受设备供其使用，同样极区发射的信号也无法被卫星顺利捕获。3.极地航线通信特点极地飞行过程中的通信必须严格按照航路图中指定的程序进行，必须同时准备VHF和HF设备和卫星通信SATCOM设备，在与ATC交换信息过程中应使用标准ICAO航行术语。在北纬82以北地区，HF是基本的通信手段，卫星通信SATCOM设备往往无法正常使用，但可以作为备份设备。短波依靠电离层反射工作，通信的质量随时都受电离层特性的影响。电离层的高度和电子浓度在白天和晚上，冬天和夏天各有不同，对短波的传播产生不同影响。一般来说白天需要用较高频率，晚上则需要用较低频率，同样，夏天所需频率较高，冬天则要求频率较低。电离层本身还受到太阳耀斑、磁暴以及核爆炸等因素的影响而使电子密度严重的扰乱，导致可用频率发生漂移，产生噪音或衰减，从而使HF话音通信质量变差，在北极地区影响尤为严重。为了充分发挥电离层对短波通信的正面效应，各国在不同地区设置了电离层观测站，将电离层的各种参数提供各使用单位，以便各单位计算并预测最佳频率和波长。所以首先应根据电离层参数选择最佳频率；通信时若遇到严重干扰，可更换频率、改换边带或AM制式或通过与ATC的通信中转电报与公司联系；考虑到短波通信可能的不稳定性，应提前进行通信联络等。随着计算机与通信的结合，在短波通信中开发成功了自适应选频技术，可以使用计算机存储的程序作到自动搜索、自动探测信道质量、自动更换频道等，从而使短波通信的质量有了进一步的提高。数据链通信与语音通信相比具有更强的抗干扰能力、稳定性和通信质量。目前飞越北极航线的飞机都已安装VHF和卫星通信数据链。在没有VHF数据链台站的大陆地区和北纬82以南地区，在语音通信困难时，可以使用数据链通信。正在发展的FANS系统HF数据链的可靠性大大超过了传统的HF语音通信设备，应该努力选用HF数据链通信。基于数据链的自动相关监视（ADS）将是北极地区数据通信的发展方向。它将为极区地空通信、航行管制带来巨大好处。由于宇宙辐射对无线电通信有巨大影响，根据有关规定，在地磁风暴等级可能达到或超过G4级，太阳辐射可能达到或超过S3级，或无线电失效可能达到或超过R3级，都不能采用极地航路飞行。4.极地航线通信程序要点可使用以下通信手段：（1）HF话音和/或（2）HF数据链，和/或（3）卫星通信话音，和/或（4）卫星通信数据链以从北美洲出发的极地航班为例，在飞行的起始阶段机组与加拿大管制中心进行正常的VHF通讯。随着飞机逐渐向北飞行，该航班将先后陆续移交给埃德蒙顿管制中心和北冰洋无线电管制区进行指挥。北冰洋无线电管制区主要使用HF频段工作，但同时也设有几个VHF遥控站。其覆盖范围同时包括了加拿大北方飞行情报区和俄罗斯飞行情报区。机组在第一次向北冰洋无线电管制区报告时使用VHF。在首次报告时，机组应申请主用和备用频率，并完成无线电选择呼叫（SELCAL）检查。北冰洋无线电管制区负责在飞机与航空公司签派部门之间传递信息。在进入俄罗斯空域之前应提前与俄罗斯ATC部门联系。相应的通信程序和位置应在航班起飞前由航空公司与俄罗斯民航管理部门和交通管制部门负责协调。在VHF范围没有覆盖到的地方可以使用HF设备通信。俄罗斯空中管制中心通常使用两套频率，其中高频用于白天，低频用于夜间。在进入极区之前，航空公司应为机组提供最新的航路气象与备降场信息，以使机组获得实施安全有效飞行所需的信息。航空公司可以使用HF和SATCOM数据链为机组通报上述航行情报信息。当HF信号出现强烈干扰和失真时，机组可以请求选择调幅（AM）模式或要求地面管制员更换上或下边带进行通信。可以通过/mm/wf.html网站检测在北极区域的高频通信效果。它对应当时的UTC时刻和高频频谱，以从深蓝色到白色水印表示高频通信效果的状态。预报太阳活动的网站：（1）NOAA Space Weather /SWN/（2）HF propagation/propagation/solar/solarindex.html（3）HF General Provider四、极地航线的宇宙辐射1宇宙辐射：即电离辐射，是来自银河系的高能粒子在进入地球大气层时和大气中的各种原子碰撞，产生次级辐射，主要由质子、中子、电子和光子组成。周期为11年的太阳活动是导致宇宙辐射的主要原因。2辐射效应：就是辐射损伤，包括对材料和人员的损伤，总辐射损害指各种辐射长期积累的总效应。通过电离作用和原子位移作用，使材料的分子结构产生缺陷。高能电磁辐射或粒子辐射穿入人体细胞，使细胞的分子电离，损害了细胞的正常功能。对细胞最严重的危害是其DNA受到损伤，DNA是细胞的“心脏”，包含所有产生新细胞的结构。3对DNA的辐射损伤有两种方式：（1）间接方式：当人体中水分子吸收辐射而电离时，形成具有高度活性的自由基，这些自由基可损坏DNA分子；（2）直接方式：辐射与DNA分子碰撞，使其电离或直接损坏。 当人体受到一定剂量的辐射后，会患辐射病，其主要症状包括：严重灼伤、不能生育、肿瘤和其他组织的损伤。严重损伤可导致快速（几天-几周）死亡。DNA的变异可遗传后代。受损细胞能否修复取决于DNA受损类型。4辐射剂量：辐射剂量的单位是拉德（rad），各类辐射在1克任何物质中被吸收的能量若为10-5焦耳（J），辐射剂量即为1rad。由于辐射的生物效应不同，从生物剂量概念出发，建立了辐射剂量当量。剂量当量的单位有雷姆（rem）和希沃特（SV），1SV100rem。不同辐射剂量当量水平对人体的影响分别是：0.02mSV，相当于X光体检。1000mSV会患辐射病，2500mSV将导致女性不育，3500mSV将导致男性不育，4000mSV将有致命损害。中国民用航空医学研究室对国内19条航线和国际2条航线进行辐射剂量的测定（19921995年），结果表明辐射剂量随飞行高度、飞行时间和地磁纬度的增加而增加。国内航线为2.853.11mSV/1000小时，国际长航线最高剂量达12.22mSV/1000小时5.宇宙辐射的危害（1）影响人的健康，特别是飞行人员，恶性肿瘤、染色体损伤和脂质的氧化损伤发生的机率明显高于普通人群；（2）影响地球的磁场和电离层；（3）影响通讯、电子导航设备、卫星，甚至电力传输。6.宇宙辐射的标准（1）国际通用的辐射计量单位为mSv(毫希沃特)。（2）国际放射防护委员会（ICRP）公布的安全标准为：100mSv/5年、50mSv/任一年、20mSv/1年（3）中国国家标准为：5年平均不超过10mSv/1000小时7.宇宙辐射的监控根据ICRP的统计，北极航线的年平均辐射量为7-8.64mSv；根据中国民用航空医学研究室1992-1995年针对中国航空公司进行的宇宙辐射剂量测定，国内航线为2.85-3.11mSv，国际航线最高剂量达12.22mSv；根据美国三角航空公司的统计：（1）纽约至东京航线，平均飞行时间13小时，飞行人员每班受到的最大辐射剂量为0.99mSv；（2）纽约至东京航线，年飞行时间950小时，飞行人员受到的最大辐射剂量为7mSv；上述统计结果表明，一般情况下飞行人员受到宇宙辐射剂量均不会超过ICRP和中国规定的标准。拟采取下列保护措施：（1）签派放行中严格执行国航宇宙辐射最低标准中对S项的规定。（2）合理安排机组，安排飞行计划时，充分考虑极地飞行的特点，高纬度、低纬度轮换飞行。（3）不安排怀孕的机组成员执行极地航路飞行。（4）极地飞行的空中餐食，配备高营养、高蛋白的食物，以及抗辐射食物（如黑色食品：黑米、黑芝麻等），另外多饮绿茶对抗辐射也有一定作用。8.宇宙气象分级按照美国国家海洋和大气局（NOAA）的规定，主要由太阳活动引起的对地球环境的影响可以归纳为：种 类弱 分级 强计量地磁风暴Geomagnetic StormsG1 - G5行星磁场变化K系数（地面监测站监测）太阳辐射风暴Solar Radiation StormsS1 - S5质子流（GOES卫星监测）无线电失效Radio BlackoutsR1 - R5X射线流量（GOES卫星监测）9.通过网站监控太阳活动/SWN/ Space Weather Now/today.html todays Space Weather网站中可以找到关于G、S、R项的每个级别对HF无线电通信和航空人员健康影响的具体说明。在Space Weather Now网页上，实时更新并显示有G、R、S各项当时的等级情况，为Extreme、Severe、Strong、Moderate、Minor，分别对应规定的5、4、3、2、1级。其具体的数据记录曲线在Todays Space Weather网页上可以找到，R项对应的是图“GOES Xray Flux”，S项对应的是图“Proton Flux”，G项对应的是图“Estimated Kp”。这是我们监控太阳活动的主要依据。另外，在Space Weather Now网页上还显示有太阳风和最新警告和咨询通告等信息，在Todays Space Weather网页上还显示有3天的宇宙辐射预报。10.定制预报邮件通过NOAA可以定宇宙辐射预报到指定的e-mail邮箱中。目前我国已定了两种，一种是wwv-list，每3小时更新一次，可以提供对过去24小时的摘要说明和对未来24小时的预报；另一种是advisory-list，在每周二发布一次通报，提供对过去7天的的摘要说明和对未来7天的预报，同时提供对宇宙辐射重大事件的报告。第四节极地航线飞行预案和放行程序一、备降救援计划所有进行极地飞行的航空公司必须提交救援计划，一旦出现备降就可启动该计划，救援计划应解决在备降机场旅客和机组的安全与照顾问题，还应包括从该机场撤离旅客和机组的计划。1.在首次申请极地航路飞行时，航空公司应演示启动和实施救援计划的能力，有两个选择：（1）在首次商业飞行前，模拟备降至备降机场；（2）在专门的无旅客验证飞行时，模拟备降至备降机场。作为年度审查的一部分，航空公司必须保持救援计划的准确性和完整性。2.制定备降救援计划应考虑的因素（1）通知航空公司管理人员、飞行人员和旅客服务小组；（2）通知代理人，代理人将通过当地相应的代理机构协调飞机和旅客要求；（3）运行中心启动救援计划；（4）与代理机构协调，以满足旅客的所有需要：A.临时签证B.往返机场和酒店的交通C.住宿D.行李，送往住宿地E.食品F.电话（5）通知家庭成员；（6）为家庭成员提供最新的消息；（7）保护飞机安全；（8）启动救援程序。二、航路备降（改航）条件北极航路上可以使用的备降机场保障条件有限(特别是医疗条件)，飞行机组在飞越北极航路时，只有客舱、货舱、发动机失火和机体损坏无法继续安全飞行，才能飞往就近的可用备降机场备降。当机上人员出现突发急病危及生命安全时，未进入俄罗斯空域，可返回纽约或改航安克雷奇；已经进入俄罗斯空域则应继续飞往目的地机场。在飞机预计飞越北纬75度之前，北极航路运行条件影响航班运行安全时，改航安克雷奇。三、航班备降中的工作程序当飞机发生火情或机体损坏，无法继续安全飞行时，飞行机组按飞行机组应急程序手册中规定的程序操作，并使用卫星电话或其他通信手段与总部运控中心联系，通报飞机情况和紧急备降决定。公司运行中心飞行签派员接到飞机准备紧急备降的信息后，立即将飞机情况和机长备降决定通知运行主任，报告公司总值班经理。主任飞行签派员立即指定一名飞行签派员与飞机飞行机组保持联系，掌握飞机状况，另指派一名飞行签派员专门负责备降救援准备工作。负责备降准备工作的飞行签派员，执行下列工作：A. 计算飞机位置与各航路备降机场的距离；B. 收集备降区域内紧急备降机场和航路的天气资料，包括实况和预报，确定是否适航；C. 收集备降区域内紧急备降机场和航路的航行通告，确定有无影响飞行安全的因素；D. 查阅备降代理公司的通报，了解备降机场设备情况，确定能否保证飞机安全降落和备降救援飞机能否安全起降；E. 根据以上条件，确定备降机场优先顺序，然后向机长通报；F. 收到机长通报后，立即通过电话通知备降代理公司，由其通知备降机场准备备降所需的地面设备，包括：消防车、拖车、拖把、客梯车、旅客摆渡车、装卸行李的平台车等车辆；G. 同备降代理公司和备降机场代理保持联系，了解备降准备情况，督促其按时完成备降机场地面准备工作。代理公司在准备就绪后通知公司运行中心；H. 收到代理公司的报告后通知负责地空联系的飞行签派员，由其通知飞行机组；I. 根据飞行机组选择的备降机场制作飞机到备降机场的改航计划和新的签派放行单，通过ACARS发给飞行中的机长。四、航班备降后的工作程序飞机在备降机场落地后，飞行签派员尽快利用卫星电话或其他通信手段与飞行机组联系，了解飞机状况，是否已脱离跑道，是否已停放到安全位置，各种车辆和设备是否到位，旅客撤离情况，需要公司提供的协助，在旅客全部撤离飞机后，飞行机组再次使用机上通信设备，向公司运行中心通报情况。负责备降准备的飞行签派员与备降代理和备降机场的代理公司保持联系，了解飞机状况，旅客和飞行机组的撤离情况、安置情况、旅客和飞行机组的健康状况等，并要求备降机场代理公司提供飞行机组在备降机场的联系电话。负责备降准备的飞行签派员尽快将飞行机组和乘务组在备降机场的联系电话通报应急指挥中心以便直接联系。五、签派放行标准由于极地飞行的特殊性，在放行时除按正常放行所考虑问题以外，应考虑以下问题：1.地磁风暴等级可能会达到或超过G4时，采用非极地航路飞行；2.太阳辐射等级可能会达到或超过S3时，采用非极地航路飞行；3.无线电失效等级可能会达到或超过R3时，采用非极地航路飞行。4.MEL（1）FQIS（包括油箱温度指示系统）（2）APU-双发飞机（包括电气供应）（3）自动油门系统（4）为满足有效的通信能力要求，飞行机组依靠的通信系统（5）MEL对180分钟ETOPS运行的限制5.特殊设备（1）两套防寒服（2）加装后的医疗箱6.航空公司培训（1）QFE/QNH和米制/英制（2）燃油防冻的训练训练要求：机务、签派、和飞行机组（3）针对特定航线的天气和飞机系统限制训练（4）维修控制：为签派和飞行机组提供飞机系统能力信息，以协助机长作备降决定（5）机组使用防寒服的训练六、训练大纲1程序手册（1）燃油低温程序（2）QFE/米制高度测量（3）低温高度修正（4）俄罗斯ATM程序（5）ETOPS程序（6）FMC极地飞行（7）限制和规范2批准的机场3Jeppesen航图（1）空中交通管制-俄罗斯，中国和蒙古（2）应急-俄罗斯，中国和蒙古4目的地机场（1）区域和机场图（2）天气（3）通信：极地定位图（4）最新临时更改：NOTAMS（5）飞行前计划A.签派B.二次放行/二次放行计划C.OAT/燃油温度/燃油冰点5.驾驶舱准备（1）极地安全设备（2）飞行前FMS（3）ATC通信6.公司通信（1）SATCOM（2）远程运行控制7.加拿大军用航空器通信系统8.磁不可靠区域（1）加拿大（2）俄罗斯（3）导航设施9.极地区域FMC/自动驾驶仪性能10.备降机场/紧急机场11.非正常运行（1）燃油低温（2）飞行高度层的紧急改变（俄罗斯）（3）紧急机场12.搜索与救援（1）阿拉斯加和北极西部区域（2）加拿大（3）俄罗斯(4)旅客救援计划(5)航路备降机场联络七、签派监控工作程序航班起飞前30分钟，运行中心作好监控准备，收集北极航路相关的运行资料和放行资料，了解运行条件。1天气资料包括：北极航路的备降机场、覆盖整个航路最新的重要天气预报、高空风图、高空温度图（特别注意低温区）。2航行通告：覆盖整个航班航路和北极区域航路备降场的航行通告。3放行资料：航班放行文件。4准备北极航路运行情况监控表。5了解公司选择的北极航路备降机场的地面保障设备情况（从代理公司获取），并根据天气资料结合代理公司提供的机场设备保障情况，制定俄罗斯区域航路备降机场的使用优先顺序。6从指定网站和预定邮箱中提取宇宙辐射等级信息的预报，了解宇宙辐射影响的程度。7计算航班预计飞越北纬75度圈和北纬82度圈的时间。8了解公司运行中心通讯设备状况，并登陆指定网站监控北极地区使用HF频率通信的状态。公司运行中心在航班计划起飞时刻前30分钟开始监控航班动态，如超过航班计划时刻30分钟未收到有关信息，应及时了解航班延误原因。通过ACARS电报、MVT电报确认航班起飞，公司运行中心开始航班的飞行监控工作。在航班飞行中做以下几项监控工作：1在整个航班监控过程中，运行中心密切监控北极运行的各项关键条件：航班起飞后监控天气变化情况（特别是航路备降场和北极低温区域的变化）；以SITA航行通告为主，空管局提供航行通告为辅，监控航班起飞后有关航行通告的最新变化；监控航班起飞后宇宙辐射等级的变化，如上述条件可能对航班安全运行造成影响，运行中心通过ACARS电报、SATCOM或HF话音通报飞行机组，协助飞行机组采取必要措施（在北纬82度以南区域，以地空数据链ACARS为主要通信手段，对于不便于英文文字表达的情况以卫星电话通信为主用手段，HF语音通信作为备份手段；在北纬82度以北区域，HF语音通信有可能是唯一的通信手段）。飞行签派员在监控过程中，依据天气、航行通告、代理公司提供的备降机场设备情况，对航路备降机场优先使用顺序进行适当的调整。2在航班起飞后，通过发送位置触发电报设置每15分钟机载ACARS自动下传位置报（ADS）包括：高度、温度、油量、飞机状况。运行中心使用公司全程飞行监控系统对航班飞行情况进行监控，如发现30分钟未接收到ACARS电报，运行中心同飞行机组建立联系，了解运行情况，并记录在北极航路运行情况监控表中。3在航班预计飞越北纬75度之前30分钟，运行中心将收集的最新北极航路运行信息包括：航路备降场天气、航行通告、宇宙辐射等资料和在指定网站中获取的高频最佳使用频率，利用ACARS上行电报通报给飞行机组，其中航路备降场天气是应飞行机组要求再发送，运行中心发现北极航路运行条件影响航班正常运行，立即与飞行机组联系，建议飞行机组改航安克雷奇，由飞行机组最终决断是否继续执行北极航路。如飞行机组决定改航，运行中心制做改航计划和签派放行单并通知飞行机组。4航班进入北纬82度以北区域后，运行中心继续监控北极航路机场、天气情况、宇宙辐射等级的变化，如影响飞行安全利用高频通信手段或ARCTIC RADIO中转信息同飞行机组保持联络，提供北极航路运行变化信息。飞行机组通过ARCTIC RADIO向ATS报告的飞行数据将通过AFTN电报转发运行中心。5航班飞离北极区域，穿越北纬80度时，飞行机组应与运行中心建立ACARS数据联系，通报航班情况(飞机剩油或者其他不正常情况)，运行中心将飞行必要信息和备降机场的情况通报飞行机组，飞行机组将电台选择公司高频电台的频率保持选呼长守，运行中心在航班进入公司高频电台信号覆盖范围后应使用此方式与飞行机组保持联系随时通报不正常情况。6北极航路航班飞行油量监控，运行中心在航班起飞后，根据签派放行资料中的计算机飞行计划使用公司全程飞行监控系统对航班油量的变化进行监控，当航班计划油量与实际油量累积相差值较大（该点所剩油量，不能满足航路10%机动油的规定），联系飞行机组，了解情况，协助飞行机组进行处置并记录在北极航路运行情况监控表中。第五节 高原机场运行我国国土幅员辽阔，高原和山区占了很大的比例。近年来，我国在建和拟建的高原机场数量逐渐增多，同时越来越多的航空公司已经加入或申请加入高原机场运行。但是，高原机场及高原航线有一定的特殊性，要求较高，保证的难度较大。为此高原机场飞行要根据机场特殊性、安全运行管理、飞行技术管理、工程维修管理、运行控制管理等方面积极研究和实践，制定安全运行管理规程，科学组织训练，合理安排航班生产，在确保飞行安全的基础上，努力提高经济效益。一、定义1. 一般高原机场：海拔高度在1500米（4922英尺）及以上，但低于2438米（8000英尺）的机场。2.高高原机场：海拔高度在2438米（8000英尺）及以上的机场。高原机场包括一般高原机场和高高原机场两类。在中国民航确认的高原机场中，其中的11个为一般高原机场，分别是：丽江（2243米）西宁（2179）、大理（2155米）、攀枝花（1980米）、兰州（1947米）、昭通（1935米）、临沧（1869米）、昆明（1895米）、保山（1663米）、西昌（1558）、嘉峪关（1559），6个为高高原机场，分别是：昌都（4334）、拉萨（3570米）、九寨（3448米）、迪庆（3287米）、林芝（2948）、格尔木（2841）。二、高原机场的特点及对飞行的影响 高原机场海拨高，空气密度和大气压力小，地形复杂，太阳辐射和向背阳地形受热不均匀，这些因素导致高原机场运行有如下特点： 1.相同的起飞、着陆重量，飞机的真空速要比平原都大得多，在高原机场运行，发动机的推力明显减小，这两个不利因素叠加在一起，使飞机在高原机场起飞及着陆距离显著增加。 2.高原机场发动机推力减小，空气动力变差，飞机的机动能力降低，飞机的爬升和越障能力变差，飞机空中加速、减速所需距离增长，转弯半径增大。 3.高原机场海拨高，由于高空风通常很大，接近地面的空气因太阳照射导致向阳和背阴方向的受热不均匀，加上地形对风的阻挡、加速、使得高原机场经常出现大风，风速、风向变化也很大，极易形成乱流、颠簸和风切变。 4.高原机场昼夜温差大，气