“用不用输入 T. O SHIFT” 这是个老问题了,在 A320 上可能大多数人都清楚,但对 A350 来说答案是否一样呢?下面尽可能地梳理了一下与之相关的内容,主要涉及起飞性能页面 T. OSHIFT,ANF 数据库中的 RUNWAY SHIFT,以及 OIS 起飞和着陆性能页面的跑道长度修改三部分内容。
1. FMS 性能页面的 T. O SHIFT
1.1 定义与输入位置
T. O SHIFT 就是跑道入口与飞机开始滑跑时位置之间的距离。[注1]
一般来说,如果从其他道口而非跑道头进跑道起飞,那 shift 就是该道口与跑道头的距离,在航图中都可以查到。
T. O SHIFT 输入框在 A320、A330 和 A350 的起飞性能页面都有:
A320:
A330:
A350:
1.2 用途 1:起飞位置更新
在设置了起飞推力时,FMS 会使用跑道入口的坐标来更新飞机的 FM 位置。当飞机不从跑道头起飞时,输入 TO SHIFT 会告诉飞机现在位置与跑道头的距离,以便 FMS 计算更准确的位置。 这个功能叫做 takeoff update,是 position update 功能的一种。[注2]
但是 takeoff update 在绝大部分时候都不可用,或者确切地说都不需要。
因为现在的飞机基本上使用的 FM 位置都是 IR 和 GPS 的混合位置,也就是 GPIRS 位置,在卫星的完好性和精确性能够保障的前提下,GPIRS 是非常准确的。所以只要 GPS/NAV PRIMARY 是可用的,position update (包括 takeoff update)是被抑制的。
但当卫星完好性丢失,也就是出现 GPS/NAV PRMIRY LOST 之后,FM 位置则会使用 IRS/RADIO,甚至 MIX IRS 位置。此时 takeoff update 功能可用,如果不从跑道头起飞,就需要输入相关道口的 TO SHIFT。[注3]
另外还有一种情况,就是一些很老的没有 GPS 的飞机,也需要输入 T.O SHIFT。不过这种飞机公司已经早就没有了。
1.3 用途 2:TOS 的起飞距离检查
A320、A330 和 A350 都有 TOS ( Takeoff Surveillance function) 功能。TOS 能够检查机组在 FMS 页面输入的数据是否一致,且是否匹配起飞所需的所需的性能数据。一般来说,如果输入的时候有问题,会在 FMS 信息区域显示提醒。
检查内容包括三个机型都有的 ZFW 检查,起飞速度检查,以及 A350 独有的起飞距离检查和飞机位置检查。这里仅对起飞距离检查做说明。
FMS 计算跑道可用长度和离地距离。如果离地距离超过起飞可用跑道长度,FMS 信息区域显示 T. O RWY TOO SHORT CHECK TOW & T. O DATA 提示。当进行构型测试或者设置起飞推力时,则会触发 T. O RWY TOO SHORT 警告。
注意这里的离地距离,Liftoff Distance 是指从松刹车到主轮离地的距离,不是经常提到的 TOD。TOD 不仅包含地面距离,根据单发双发以及干湿跑道,还包含一部分空中距离:
[注4]
需要注意的是,一些用于计算距离的参数,在设置起飞推力之前, FMS 只能使用预计值,一旦设置了起飞推力,则尽量使用实际数据。 包括构型、防冰状态、预计重量、计划中的跑道、输入的 takeoff shift 等等。比如设置推力前,FMS 使用主计划中的跑道在导航数据库中的长度,以及性能页面输入的 takeoff shift。而在设置推力后,使用 Airport Navigation Function (ANF) 探测到的当前跑道在导航数据库中的长度,以及根据 ADIRS 提供的实际位置所计算出的 takeoff shift。
所以,输入 T. O SHIFT 能够让 TOS 在设置起飞推力之前就给出更准确的提示。
但其实正常情况下不太可能出现离地距离超过跑道可用距离的情况,因为这样在 OIS 的起飞性能计算时就不会通过。目前我个人能想到的可能有以下几种情况:
第一,OIS 中所选跑道长于 FMS 主计划中的跑道。
假设 OIS 中所选跑道 A 的长度是 4000 米,对应的离地距离是 2000 米,而 FMS 主计划的起飞跑道 B 长度只有 1800 米。此时 FMS 根据 OIS 算出的 V1/VR/V2 以及输入的 ZFW 等数据计算出的离地距离也应该在 2000 米左右,与 OIS 一致,但这就超过了 1800 米,FMS 信息区域显示 T. O RWY TOO SHORT CHECK TOW & T. O DATA。
第二,从错误的道口进跑道导致实际 T. O SHFIT 大于输入值。
假设主计划起飞跑道 A 长度为 4000 米,预计离地距离 2000 米。ATC 要求从倒数第二个道口进跑道,SHIFT 是 400 米,OIS 重新计算性能数据并正确输入 FMS,FMS 性能页面也正确输入 400 米的 SHIFT,到此为止都没有问题,也不会有提示。但是由于能见度差等其他原因,机组错误使用了靠近跑道中圈的道口进了跑道,导致剩余距离只有 1800 米。那么在设置了起飞推力之后,FMS 根据 ANF 探测到的跑道在导航数据库里的实际长度,和 ADIRS 探测到的实际位置,计算出的可用跑道长度,即剩余的 1800 米,小于了预计的离地距离 2000米,此时就会触发 ECAM T. O RWY TOO SHORT 警告。
除此之外,有一个很可能被怀疑的原因,就是 “FMS 输入了更大的 ZFW” 。但这其实这不太可能触发起飞距离检查的提示,下面做一下解释。
由于离地距离与起飞重量成平方关系,理论上来讲,假设离地距离是跑道长度的一半(一般都在中圈左右抬轮),只有误输入的值大于了正确值的 倍,算出的离地距离才会大于等于跑道长度。
但是,一般我们的干操作重量是 142 吨,相当于完全没有商载的最小 ZFW 就是 142 吨, 吨。但 FCOM LIM 章节中的最大 ZFW 为 195.7 吨。也就是说,如果想输入一个导致计算出超过跑道长度的 ZFW,那首先就会触发 TOS 的 ZFW 检查,FMS 信息区域会提示 ENTRY OUT OF RANGE。所以,这种情况几乎不会发生。
再次强调,就算用于起飞距离检查,FMS 性能页面 T. O SHIFT 的输入值也只被用于起飞推力之前的 FMS 提示。设置起飞推力之后,FMS 计算使用的就是实际位置数据,与输入值无关。
2 ANF 中的 RUNWAY SHIFT
2.1 ANF 中 SHIFT 的用途与注意事项
关于跑道 SHIFT,除了起飞性能页面有,在 A350 的 ANF 设置页面也有,两者容易混淆。
ANF 数据库与 FMS 导航数据库是独立。简单来说,ANF 是一个锦上添花的设计,除了能在 ND 上显示机场图这个显而易见的实用功能,还能为 ROW/ROP 和 BTV 功能提供跑道数据。
在 ND 的 ANF 设置界面,能够修改跑道入口和停止端的 SHIFT。这可以在 NOTAM 中有涉及跑道入口内移、施工等临时影响跑道长度时进行修改。 一般来说,只有临时的在航图上和 FMS 导航数据库里没有体现的长度变化才需要输入 SHIFT,如果是在航图上有标注的长期变化则在 ANF 和 FMS 数据库中应该是已经修改过的,不需要再次输入 SHIFT。这就需要首先检查 ANF 数据库,也就是对比 ND 左上角的 LDA 与航图上的 LDA 区别。
这一点在温哥华机场就有体现。机场图 10-9 上 08L/26R 的长度是 2930m,但在 ANF 数据中 08L 的 LDA 是 2810m。
这是因为 26R 那一端有入口内移(displaced threshold),在航图上可以看到标志。所以 2930m 并不是 LDA,而内移导致的距离变化在 10-9A 图上就有说明:
可以看到 10-9A 图上的 LDA 与 ANF 上的 LDA 是一致的。也就是说,ANF 数据库中的 LDA 是已经修正过入口内移的,不需要再输入 SHIFT。
当遇到临时的跑道长度调整时,正确输入 ANF 跑道 shift 可以保证 ROW/ROP 和 BTV 计算的准确性。这一点在 FCTM AS-BTV B BTV OPERATION 中也有说明:
2.2 ANF 与起飞性能页面的 SHIFT 区别
总结来说,ANF 设置页面的 shift 是修改 ANF 数据库中跑道本身的可用距离,影响的是与着陆相关的 ROW/ROP 和 BTV。而起飞性能页面的 shift 是修改进跑道道口与跑道头之间的距离,影响的是与起飞相关的 TOS。两者相互之间没有关联。
在 “1.3.3 起飞距离检查” 中的描述可能会让人产生误解:
而在设置推力后,使用 Airport Navigation Function (ANF) 探测到的当前跑道在导航数据库中的长度,以及根据 ADIRS 提供的实际位置所计算出的 takeoff shift。
这里虽然使用哪条跑道是 ANF 根据实际位置探测到的,但是跑道长度仍然是导航数据库里,而不是 ANF 数据库里的。所以 ANF 中设置的 SHIFT 对 TOS 没有影响。
手册原文说得就比较复杂:
下面假设一个场景来说明两者的应用及区别:
成都起飞使用 02L 跑道,临时施工导致 02L 末端(20R 入口)内移 400m,同时 A1 道口维修,飞机必须从 A2 进跑道起飞。因为是临时的修改,导航数据库中 02L 的长度没有修改,仍然是 3600m。
依据 SOP,在驾驶舱初始准备时,需要检查 ANF 数据库。注意这里只要检查数据库,没有要求修改跑道 SHIFT,因为 ROW/ROP 和 BTV 与起飞无关。
在计算起飞性能时,OIS 中 02L 长度仍然是 3600 m,由于 02L 末端内移了 400m,所以需要在驾驶舱准备时,起飞性能页面需要输入 T. O SHIFT 400m,这是为了 TOS 检查。
飞机从 A2 进跑道正常起飞,离地后一名旅客不幸心脏病发作,需要立即返场落地。在做进近准备的时候,考虑到 02L 末端有临时的跑道内移会影响着陆距离,需要在 OIS 里重新计算着陆性能。
继续进近准备,在设置 ROW/ROP 的时候,就需要输入 RUNWAY SHIFT,threshold shift 400m。因为会影响 ROW/ROP 和 BTV 计算。
最终,经过重新计算的着陆性能和 ROW/ROP 评估都没有影响,飞机正常落地,使用 BTV 自动刹车并脱离跑道。
3 OIS 性能计算中的跑道长度
不管是起飞还是着陆性能,可用的跑道距离都是必不可少的一个参数。所以不管是从非跑道头的道口起飞,还是跑道两端内移带来的 TODA 或是 LDA 的减少,都需要在计算起飞或是着陆性能的时候正确输入。
3.1 TAKEOFF SHIFT
如果不从跑道头起飞,OIS 中并没有输入 T. O SHIFT 的地方,而是直接选择相应道口。好处是可以自动调用了减少后的跑道长度,避免输入错误的风险。
需要注意的是,这个列表是公司性能室根据 Jeppesen 提供的数据选择性加载的,并不包含所有道口。所以在某些机场,如果管制员问能否从 XX 道口进跑道起飞,可能出现 OIS 列表里没有这个道口的情况。
这个时候,就可以先在航图信息中查找该道口对应的起飞距离,然后使用下面的修改 RUNWAY SHIFT 的方式来计算。如果航图上也找不到对应的距离,就不能从该道口起飞。(当然,进去再到跑道头 180 掉头也不是不行,但这需要各方面条件满足)
3.2 跑道长度修改
如果存在临时的跑道内移,除了在 ANF 中要设置相应端的 SHIFT 之外,在 OIS 计算起飞或着陆性能的时候也需要正确输入。与 3.1 TAKEOFF SHIFT 不同,跑道内移无法选择,只能输入。
点击机场名称右侧的 “Info” 按钮,可以看到详细详细的跑道数据:
点击下方 “Modify RWY” 按钮,即可修改相关数据:
4 总结
起飞性能页面的 T. O SHIFT 只与起飞有关,如果不从跑道头起飞,则需要输入。一是可以确保在 NAV PRIMARY LOST 时的起飞位置更新,二是可以确保 TOS 提供更准确的起飞距离检查。
ANF 的 RUNWAY SHIFT 只与落地有关,如果有临时的跑道两端内移,则需要在进近准备时输入,以便 ROW/ROP 和 BTV 计算时使用正确的跑道可用长度。
OIS 性能计算页面中的 T. O SHIFT 和跑道长度与起飞落地都有关系 ,都必须准确输入以计算对应性能。既可以修改不从跑道头起飞的 T. O SHIFT,也可以修改临时的跑道两段内移,方法有所不同。
5 衍生问题
在查阅资料的时候,发现关于跑道长度、可用距离等有一些令人疑惑的地方,比如一端入口內移是否影响另一端着陆距离在各机场并不相同,以及 FAA 定义的 Runway Safety Area (RSA) 对跑道距离的影响并没有直接标注在航图上,从而导致 TORA/LDA 和所见到的跑道距离不符(温哥华机场就存在这个问题,但不影响各种计算)。
这些问题有些是法规和理论的原因,有些则很可能是当地机场执行的原因。我想再搜集一些资料,在后续的文章中做进一步阐述。
也希望这篇文章能抛砖引玉,如果大家有相关的问题都可以留言,我会尽所能去寻找答案。可能直接回复,也可能结合到下一篇文章统一解释。谢谢大家。
注释:
[注1]: A350 FCOM DSC-22-FMS-20-20-20 T. O SHIFT ENTRY FIELD
[注2]: A320 FCOM DSC-22_20-20-10 G TAKEOFF UPDATE
[注3]: A320 关于抑制的描述在 FCOM DSC-22_20-20-10 E FM POSITION 的 Note 中有说明。A350 则是在 FCOM DSC-22-FMS-20-20-20 T. O SHIFT ENTRY FIELD 的描述中说到:如果导航模式不是 IRS/GNSS,则会使用起飞更新。导航模式不是 IRS/GNSS,也就是 NAV PRIMARY LOST。所以尽管表达方式有不同,但意思是一样的。
[注4]: 《掌握飞机的性能》3.1.2 起飞距离(TOD)