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高原机场与平原机场的差异性研究刘奕强

发表时间：2020/1/8 来源：《科技新时代》2019年11期作者：刘奕强

[导读] 民用航空通常会把机场分为两大类：1，高原机场。2，平原机场。在高原机场和平原机场的区分线上一般是为海拔1500米的高度范围。

刘奕强
        民航新疆空中交通管理局新疆乌鲁木齐 830016

        摘要
        民用航空通常会把机场分为两大类：1，高原机场。2，平原机场。在高原机场和平原机场的区分线上一般是为海拔1500米的高度范围。而在高原机场这个概念里，我们又可以把它划分为高原机场和一般高原机场两种。高原机场管制难度大，体现在很多方面，本文将从环境气候、飞行性能的差异性分析来对比高原机场与平原机场的管制特点，呈现出高原机场的重点和难点，基于讨论的结果进行课题研究。
        关键词环境天气；飞行性能；空管措施

         引言
        在整个世界排名来说，我们国家是整个世界上高海拔机场最多的国家，而且由于经济和政治的不断提升和发展，使得很多高海拔机场的数量还是在不断的增加和发展，而且增长速度也是在很快速的发展。在高原机场的建立和运营中，由于地势条件以及环境相对比较复杂，天气也经常出现多变的复杂天气，在运营成本上来说是比较高的，所以高原机场也成为了目前民航安全运营上的主要安全的风险所在。航空业应该立足于全行业的安全和稳定的持续性出发，并对整个行业的安全发展的稳定性的角度来看待问题和分析问题，要充分认识和意识到高空机场的工作和安全的重要性和危险性。所以我们需要建立一套完善的，精细的，系统的，科学的航空上的交通管理政策和方针，不但要提高航空的运营效益和质量，同时也要保障航空的安全效益。

        一环境与飞行天气对比
        高空机场海拔，低空气密度和大气压力下，地形，地形太阳辐射和所述背面雄性加热不均匀，高空风通常很强。由于太阳的照射，地面附近的空气在阳光和阴影的方向上不均匀。此外，地形阻挡和加速了风，这使得高原机场经常有大风。风速和风向变化大，极易形成湍流、湍流和风切变。高原机场日温差大，天气复杂多变，时差明显，具有区域性和地域性特征。不同的高原机场具有不同的特点，如浮尘、沙尘、雷暴、暴风雪、厚厚的积云、雷暴云、低云、浓雾、低能见度、积冰、低温等，对飞行十分不利，对飞行安全构成极大的威胁，对飞行的正常运行有很大的影响。
        平原机场一般多以晴空乱流，高空颠簸，盆地区域云量多，空气湿度大，密度大，昼夜温差小。局部平原地区（例如广州、南京、福建等）会有阵雨，沿海城市有暴风雨天气。太阳辐射不均匀也导致云的特性发生改变。北部平原地区（例如北京、石家庄、天津等）会有雾霾天气，能见度低导致飞行困难。

        二飞行性能的差异
        在相同的起飞条件下，着陆的重量前提下，我们的普通飞机比真空飞机要大很多很多。如果在高海拔的机场进行起飞和降落的时候，发动机的推力是有明显的下降趋势的。这两个因素加在一起来算的话，我们的飞机在起飞和着陆在高原机场的距离比平原机场的距离明显要增加。在高原机场操作的时候，发动机的推力是降低的，飞机的机动性会减弱，气动力上也会变差。这样也就使得飞机的爬升和越障碍的能力也会有所减弱，飞机在空中加速所需要的时间就会增加，所需的距离也会增加。

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高原机场由于地形地势的原因都是属于相对来说比较复杂的机场，地形复杂。机场周边净空条件较差，导航设施设置困难，导致飞机起降和复飞操作困难。中国大多数高空机场都需要准备一种特殊的单代立交桥程序.此外，现有的机动高原机场和空域机动小高度，空气的航空器部署更加困难。高原机场因为地形地势的影响以及反射的作用，无线电会受到很多的干扰和阻碍。在地面的通信信号上也是相对来说比较弱的。机场的高频信号的覆盖范围也是比较小的，而且通常并不稳定。仪表着陆系统（ILS）在某些方向上会产生假信号。

        三高原机场空管措施研究
        基于前文中对两种不同地形机场的对比，针对高原机场的一些管制措施也将进入我们的研究范围。只有不断地通过研究和论证新的管制方案，才能有利于进行高原机场的管制指挥工作，尽早实现高原机场手段的多样化，为一线管制员降低工作负荷，保障飞行安全。
        3.1空中交通管理系统的网络化运营
        在中国高原机场进入高速建设与投入使用的新时代，航空业正面临着诸多挑战，国家空域系统面临巨大压力。而其他因素（尤其是人员设备限制和复杂天气影响）虽已摆脱了最差状况，但又会很快成为亟待解决的问题。针对高原机场管制难度的挑战，民航局也在做出最大的努力来保障高原机场管制的安全性。
        改变的方法之一是完全整合空中交通系统。而整合的关键是以网络为中心，这是我国目前还不具备的一种变革方式，而国外发达国家，例如美国联邦航空局正在进行空管系统网络化运营的改革。
        网络能把所有用户和系统服务提供商联系起来，从而提高协同决策和战略规划能力。在做出决定时系统的用户之间能够达成更广泛的共识，并恢复系统混乱后快。因为飞行员、控制器、气象学家和航空公司的运营商从同一个公共信息网络获取信息，他们将得到相同的态势感知，并且他们也可以输入信息到网络中，以确保每个人都能获得并使用及时更新的信息在他们的工作中。网络化运营在实施战术间隔，流量管理，航空公司运营以及系统安全等方面都能够广泛使用。这种网络化的管理运营是目前国内高原机场迫切需要的，由于天气的复杂性和其它影响因素使得高原机场管制员在信息获取和资源共享都受到了巨大的限制，而实现空管系统网络管理后，无疑能够为管制员获取气象信息，飞行动态提供了最有利有效的保障。目前国内还未针对此变革措施进行研究投入，一是需要获得技术的支持和人才的投入，二是要克服高原机场复杂地地形气候带来的阻碍，希望未来在对高原机场进行空管系统改革时能够将此方案提上日程，以此解决高原机场管制难的问题。
        3.2 AIMS系统设备的运用
        AIMS数据中心是一个中央数据库，主要存储系统数据，并为用户提供相应的数据库服务。它是后台服务的核心。在此过程中，每个客户端通过内部网络与中央数据库连接，获得相应的数据，实现系统的正常运行。在此过程中，网络可靠性是首要要求。在系统网络设计中，可以采用冗余线路和冗余设备来提高网络的可靠性。通过分析系统，并且被划分为几个模块，如一个用户模块，后台服务模块，系统维护模块，反馈模块。
        而对比平原机场，高原机场虽然每日的航班流量要较少一些，但从6月中旬起，雷暴天气下的管制会成为大部分高原机场的管制高峰期，复杂的天气条件也为管制员带来了巨大的管制压力，这就需要空管中心各运营部门投入大量的工作人员来应对高峰期。针对AIMS系统的设计和应用，最终的目标是保证航空运行和服务水平的提高，从而解决目前交通量大、控制压力大的问题。这种系统非常适合于缓解雷暴高峰期下管制人员的管制压力。目前，西宁机场的AIMS系统设备已经进入调试运营。

        小结
        高原空气稀薄，飞机的空速比平原大得多，发动机推力明显降低。起飞和着陆的距离增加。飞行员必须准确控制着陆过程中的着陆速度、角度和刹车力。平原若遇雷雨，绕行即能避免险情，高原航线航路周边山峰林立，扰动气流和空中颠簸频繁，地面风场复杂，山地云系特殊，太阳辐射较强以及雷暴和冰雹较多都造成了航空运行的困难。针对特殊的高原机场气象环境，也有着不一样的管制方法来应对航空运行中气象带来的变化，保障飞行安全。
        参考文献
        [1]章澄昌.飞行气象学[M].北京：气象出版社，2000，（249pp）.
        [2]吴劲松.浅析高原机场及航线的飞机性能管理[J].中国民航学院学报，2005，23:10-16.