关于高低温修正的一些文章和思考

1. 背景

之前在后台收到一条消息:"关于 fls 温度补偿功能,350有没有高温补偿呢?翻了手册通篇好像只有讲低温补偿"。所以最近又阅读了一些关于温度修正的文章,有一些思考想再聊一聊。本文不会详细讲解温度修正,只是介绍几篇优秀的文章,以及其中对我来说最有启发的点。

这几篇文章分别是:

  1. 《一篇文章让你彻底搞懂低温修正这点事》—— 伊壹
  2. 《低温修正批判》—— Ubuntu330
  3. 《低温 RNP》—— Ubuntu330
  4. 《我在两广修低温》—— Ubuntu330
  5. 《精华干货总结:关于低温修正拾遗》—— 陈建国
  6. 《浅析高温天气下的进近⻛险》—— 李晋

其中第 1 篇文章介绍了低温修正的绝大部分原理、影响和方法。第 2~4 篇文章逐步探讨了低温修正中几乎没有人提及的 20% MOC 和能见度问题,得出了几乎不需要修正低温的结论。第 5 篇文章是对第 2 篇的总结,可以交叉阅读便于理解。第 6 篇文章是少有的讨论高温对进近影响的文章,一些观点有实用价值。

2. 《一篇文章让你彻底搞懂低温修正这点事》

这是一篇基础且全面的文章,能解决绝大部分低温修正相关的疑惑。如果看不懂则说明基础不牢,就需要回去仔细阅读 FCTM 中关于低温修正的详细讲解: FCTM PR-NP-SP-10-10-1 Cold Weather Operations and Icing Conditions 章节。

基础原理之外,一些值得关注的点包括:

  1. 具备温度补偿功能的航空器,目前主流机型基本都不具备这个功能。
  2. 各种资料不怎么提及高温修正的原因,一是因为高温导致的结果是真实高度偏高,虽然对运行有一定影响,但并没有地形风险,二是在大部分平原机场,要达到需要高温修正的情况几乎不存在。
  3. 低温修正,尤其是平飞中的修正,一定要先获得管制员的批准。
  4. 相较于飞行员计算来修正,更好的做法是在程序设计上留够裕度,规避掉低温对高度的风险。

 

3. Ubuntu330 三篇文章及陈建国的总结

这三篇文章分别在 2022 年到 2023 年间发表于 Ubuntu330 同名公众号,相信业内人士大多关注并阅读过,也引起了广发的讨论。个人觉得后两篇说得要比第一篇清楚一些,第一篇内容丰富,但部分观点表述和解释不够充分,评论中和各种群里讨论也比较多,所以陈建国机长也发表了相关总结文章。

《低温修正批判》没有过多介绍基本原理,而是提出了一些大家不怎么能想到的细节问题,得出结论是绝大部分情况中,都不需要机组进行低温修正。《低温 RNP》对 RNP 进近进行了补充探讨,结论是,在温度限制之内飞行,不需要低温修正。《我在两广修低温》这对 20% MOC 问题进行了深入论证,结论是连 SDF 都几乎不需要修正。

下面仅列出个人觉得比较有启发的几个问题,强烈建议去仔细阅读三篇原文,一定会受益匪浅

 

3.1. 低温的标准应该是基于机场 ISA 标准温度的,而不是固定的 0℃ 或者 -10 ℃。

空客 FCTM 中提到的是

When the temperature goes below -10°C, the flight crew must correct the target altitudes (provided by the ATC)

但这里并没有提及机场标高。Ubuntu330 在文章举例一个例子:

北上广机场的标准温度接近 15 °C ,兰州则是 2.3°C ,拉萨就是 -8.2°C 了,也就是说,对广州来讲,10°C 就算低温,确定有高度损失的⻛险。而对于拉萨,0°C 算高温,实际高度会高于表指高度。

 

3.2. 修正量超过 MOC(最小超障余度) 的 20%,才需要修正

作者提到 DOC 8168 中的"远低于 ISA,才必须调整最低安全高度",以及“修正量超过 MOC 的 20%,就必须做修正”这两个要求。也就是说,在绝大部分情况下,低温导致的高度损失都不会超过 20% 的 MOC。

这是导致大部分情况下都不需要进行低温修正的重要原因,也是其他相关文章中都没怎么提到的,我认为是这几篇文章的核心价值。

对这一点,作者以华北各机场数据进行了论证,FAF 高度损失超过 20% MOC 的低温门限温度情况几乎不可能出现。而 MDA 的门限温度这有可能出现。

 

3.3. ILS 的 DA 修不修正影响不大

这个结论是很好理解的,因为 ILS 是始终在物理波束的下滑道上,不存在地形风险。而且 DA 一般是真高 200ft,低温修正量非常小。举个极端例子,哈尔滨冬季,-25 摄氏度(ISA -40),ILS 的决断高度是真高 200ft。按照公式 “修正量 = 4 × delta ISA × Height (ft)/1000 ” 计算,ILS 的修正量只有 32ft。这基本上就是冬天在哈尔滨或者乌鲁木齐这种最冷的地方能修正的最大值了。

但我之前只是从主观上认为这个高度的损失对 ILS 来说几乎没有影响,没有理论依据。作者在文中和评论中提到,最低高度设置的意义就是保证复飞不会存在撞地风险,而 ILS 在任何高度,甚至接地后都是可以复飞的(爬升梯度可能会有要求),所以其实不管是飞行员操纵还是复飞航道保护区设计上都是考虑了接地复飞的,并不存在安全风险。我认为这个从第一性原理出发的理解是非常有道理的。

另外作者还提到:

如果担心决断高度延迟(极端低温会有 20 米左右),公司可以这么处理:-20 度以下, DA+50ft,万能数字,不用⻜行员去算。

关于这个 50ft 的来源,也有读者在评论中提出疑问,作者做了以下解释:

20 米大概是 66 英尺,50 英尺+30 英尺裕度=80 英尺,66 英尺& #60 ;80,证明完毕。

猜测中间的“& #60 ;80”是输入错误,应该是 66 英尺<80 英尺。另外其中的 30ft 裕度来源没有说明。假设这个数值是正确的,那么 DA+50ft 的方法确实方便实用。

 

3.4. 能见度好的时候没有必要修正 MDA

这是一个我从未想到过的问题。反思一下,就是自己思考问题还是没有充分从实际出发。

如上文所说,最低高度设置的意义就是保证复飞不会存在撞地风险,而能见度好的时候,根本不需要到 MDA 就可以做出继续进近的决定,那修不修正那几十英尺的 MDA 完全没有任何影响。

沿用上文哈尔滨例子中的极端条件,如果执行 VOR/DME 进近,MDA 是真高 400ft。按照公式 “修正量 = 4 × delta ISA × Height (ft)/1000 ” 计算只有 64ft。

也就是说,能见度要低到高度差 64ft 才能看到跑道时,这个修正才有意义。能见度如此差+极限低温+非精密进近,这本身就是一个概率极小的事件。

当然,概率低并不代表不用管理风险。作者的建议是,最好由公司运控部门对公司运行的所有机场进行排查,如果存在低于门限温度的情况,由运控统一计算和要求。

3.5. 高温修正可能造成违规

作者认为:

ILS 的 DA,在低温时属于可修可不修,高温时千万不能修,因为会涉嫌违章运行。

这也是没有想到的问一个问题。但作者在文中和评论中解释地都不是太清楚,当然也可能是我没有理解透彻。

按照我的理解,这个不仅对于 ILS,对非精密也是一样的。因为高温修正会减小高度表的数值,但对违规的判断依据应该就是高度表的数值,而不会根据温度来修正。如果高温修正了 50ft,高度表上 MDA 就是 350ft+机场标高。如果能见度差导致真的下到了这个高度,从数据上看那就是穿越了航图的 MDA,就违规了。

 

3.6. RNP 进近温度限制范围已经考虑了低温情况

《低温批判修正》中讨论了 ILS 和传统非精密进近中 DA/MDA 修正的问题,《低温 RNP》则对 RNP 类精密进近做了补充。

这篇文章非常清晰易懂,这里就只引用一些结论:

​所以,“无温度补偿的航空器,运行温度范围为-30°C 至 50°C(Baro-VNAV)”的意思是: 1、在这个温度区间,可以正常⻜LNAV/VNAV 程序,并不需要低温修正。 2、低于这个温度区间的(很罕⻅),已不可能设计 VNAV 程序,只允许 LNAV 程序,并且需要进行低温修正。 3、高于这个区间的,则需要特殊程序。 4、其他非精密进近程序没有 VNAV,自然也就不需要标温度限制。

 

3.7. SDF 也不需要低温修正

《我在两广修低温》回答了读者在前两篇文章中的疑惑,解释了在 SDF 点低温时为什么几乎不会穿越 MOC。

其本质原因就是 SDF 的定位容差导致了其实际 MOC 计算是一个斜面,而不是上面简图中突然的高度变化。所以只有在极端温度下才有可能会穿越这个斜面。

这真的是需要非常了解规章才能做出的解释,佩服佩服。

 

4. 《浅析高温天气下的进近风险》

这篇文章对高温的影响进行了原理介绍和案例分析,结论就是,高温虽然不会像低温那样造成地形风险,但是由于导致了实际高度偏高,会对进近能量造成影响,主要体现在下列几种情况:

  1. 直飞五边下滑道截获点,由于实际高度偏高,容易截获不了下滑道。
  2. 高原机场,标准 ISA 本身就高,相较平原机场更容易出现高温影响
  3. 特殊地形机场导致的下滑道偏陡的特殊批准程序(VPA>3.5°),如果高温就会更陡,更难处理。

整体来说就是在高温天气情况下,进近能量管理要有意识留够裕度,尽量平飞去截获下滑道。

这个事儿就很微妙,属于知道了就基本不会有问题,不知道就算出了问题也不知道为啥。所以这篇文章还是有价值的。

5. 总结

这几篇文章读完,就无需再看其他低温修正的文章了。

另外,回到本文开头,对于高温修正的疑惑,个人理解和上述文章中的观点总结如下:

  1. 相对于 ISA 温度,同等偏差的高温天气出现概率远小于低温天气
  2. 高温天气不会造成地形风险,危险比低温小很多
  3. 在 DA/MDA 修正高温很可能带来违规风险
  4. 高温主要造成能量偏高,进近中正常留够裕度即可规避风险

所以,由于风险很小,就没有专门的高温修正了。

 

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