航空知识-飞行计划 fficeffice" />
所谓飞行计划表(Flight Plan Bill)是事先决定好由起飞到降落究竟如何飞行的计划。其实施目的是搭载旅客,运送货物之飞航上,不仅仅要注意安全,而且要照时间表,经济而舒适地飞行。飞行计划表有提交给航管单位的航管飞行计划表,与航空公司为飞航准备或航务管理上所必要之航空公司飞行计划表。
壹、航管飞行计划表
依照航空法规定,航空公司有义务提交航管飞行计划表(ATC flight plan)给航管机关并取得认可。提交飞行之预定计划或必要之信息给航管机关,主要着眼于防止空中撞机,维护飞航安全,确保在紧急事故发生时,能迅速而且适切的展开搜索救援活动之目的。在飞行计划表内,有飞机之国籍编码、登记号码、无线电之呼叫代号、机型、机长姓名、采取仪表飞行或目视飞行方式之区别、起飞地跟起飞时间、巡航高度时之对空速度、使用的通讯设备、替代机场、所装载燃料之可能飞行时间、搭载人数,与其它有关航管、搜索、救难之参考事项。飞行计划表通常由运航签派员(Dispatcher)所制作,经机长同意后,取得航管单位认可方为有效。我们把提交飞行计划表称为「报备」(File),经由管制台给予机长认可则称为「许可」(Clearance)。
贰、航空公司飞行计划表
航空公司飞行计划表(Company Flight Plan)是为找寻最合适之航线,同时确认飞机重量在限制值内的一项表格,通常由航务签派员(Dispatcher)所制作,经机长同意后成立。具体上是依照以下程序作成。首先,先查询所使用之机型,由旅客与货运之订位状况来预算酬载(Pay Load)。
酬载之多少与飞机总重量相关,也影响燃料消耗量。如果其内容包含危险物品或动物时,处理就必须给予特别注意。还要检讨依照气象资料,预计到达时降落机场,或替代机场之预报天候能否安全降落,途中气候如何(有无台风或恶劣气候、风向、风速、喷射气流之位置、强度等),还要依照飞航公告(NOTAM)确认助航设施或通信设施之动作状态,禁止飞行区域之有无等。
综合检讨这些要素,决定飞行时间短而且快适的预定飞行航线,将这航线描到航图上,分成几区,在各区上预测其风向、风速、计算飞行时间及燃料消耗量,反复将这些计算起来,就可算出总飞行时间和总燃料消耗量。飞机之装载燃料之多少,由预计燃料消耗量加上预备燃料来决定。装载燃料加上酬载决定起飞重量,要确认这项数值不得超过起飞许可重量,如果超出就必需卸下部份货物或旅客。
目前几乎所有的飞行计划书都由计算机计算来作成。对于某航线,由事先算出几种路线中选出最合适者来飞行。另外,全世界的航线,都利用位于伦敦的国家气象局以数字元方式发行全球气象数据,来选定时间最短,燃料最省的航线,或者适切飞行时间的航线,以计算机制作能满足任意条件之飞行计划表。
一、签派员
所谓签派员(Dispatcher),是要制作由各机场起飞以及到达目的地为止之飞行计划,再和机长协商,使航机能顺利起飞,以及在飞行中和机长保持密切的联络,传送必要的信息,可说是为飞航安全,在地面上协助机长的专家。签派员要有一定的实务经验,再通过国家举办的技术检定考试,最后还要通过公司的资格审定不可。
在起飞之前,机长和签派员,对公司飞行计划上进行讨论(简报),在安全性及其它事项上彼此同意,签名之后才算定。如果意见不一致时,就采取安全性较高的一方。决定后的飞行计划,会编入航管飞行计划,提交给国土交通省航空交通管制部(以邻国日本为例),管制部将其它提出的飞行计划作比较检讨之后,如确认无碍,就经由该机场的塔台,对机长认可其飞行,飞机就可出发。
二、起飞许可总重
起飞许可总重(AGTOW,Allowable Gross Takeoff Weight)是根据飞行计划所算出,许可飞行起飞重量之最大值,这数值还是下面重量中最小者。
①起飞机场跑道长度、起飞后的上升性能、轮胎的速度限制等条件所许可之最大起飞重量,这个数值会因标高、风、当地气温、发动机出力、襟翼角度等而有所变化。
②因目的地机场跑道长度,气象状态等所决定之降落许可总重,加上预计消耗燃料之重量。
③最大无燃料重量加上装载燃料之重量。
④最大起飞重量。
三、燃料消耗量
燃料消耗量(Fuel Consumption)是指由飞机由发动机启动起飞离地,到降落目的地后发动机停止运转,所消耗燃料之总重量。这重量不只因飞机及发动机性能而异,而且还会因下列因素情况而有所变动。如搭载人数或货物重量(酬载)、到目的地之距离、风向、大气温度、飞行速度、飞行高度、机场拥塞程度(等待降落所需时间)、天候(是否需要回避降落到其它机场)及飞行方式等。
飞机之燃料消耗量多少,不只有油箱总油量表可看,在各油箱亦分别有油表,每具发动机更有流量计。依靠这些,在天候不佳或非常事态发生晚到目的地时,或要变更飞到原目的地以外之机场,或者避难等状况发生时,就能计算出更正确的剩油容量。燃料消耗量对航空运输是相当重要的因素。不考虑前述的条件,单只是比较数值是无意义的。也就是说,不决定依使用目的别之航线距离、风、高度、载运量、飞行速度等前提条件,就无法对燃料消耗有关性能作评价。
然而,谈到在巡航时之经济性,不用燃料消耗量,也可用续航率(Specific Range)来比较其性能。 所谓续航率是指无风状态时,每单位燃料之飞行距离,其数值是真空速除以燃料流量。由这个关系,改变特定的距离或速度飞行时,燃料消耗量和所需时间之变动,不需要一一计算,亦可比较。
参、重量
飞机的重量(Weight),大致分为机体空重、酬载、燃料。这些与飞航的性能、安全性、经济性有密切的关系,以下为各种状态下的重量定义:
一、空重
空重(Empty Weight)是指机体构造,发动机,固定装备,内部装备之合计重量。
二、基本航运重量
基本航运重量(Basic Operation Weight)包括机体空重,加上系统液体(系统内的燃料、滑油、液压油)、紧急装备(救生衣、救生筏)及标准飞航装备(手册或航空日志等)在内。以日航为例,每隔3年要实际测量飞机基本航运重量和重心位置。
三、航运重量
基本上航运重量(Operation Weight)乃是指加上机组员及其行李、旅客服务用品、餐点等重量。但是机组员之人数、餐点食物随航线而有变化。
四、无燃料重量
无燃料重量(Zero Fuel Weight)指航运重量加上酬载。最大无燃料重量(Maximum Zero Fuel Weight)在飞机之结构设计时就已决定,为无装载燃料之最大许可重量。燃料主要是装在主翼之燃料槽与机身内。飞行中之升力与燃料重量之重力相互抵销,作用在翼根的力量,在无装载燃料时最大。因此,翼根之强度,决定了最大无燃料重量,这强度也限制了酬载的装载量。
五、酬载
酬载(Payload),亦即能用来使航空公司增加收入的重量。包括搭载的旅客、货物、邮件等重量,这重量受到许可装载量(ACL)的限制。
六、起飞重量
起飞时飞机总重量,为航运重量加上酬载及装载燃料。起飞重量(Take-off Weight)不得超过许可起飞重量。
最大起飞重量(Maximum Take-off Weight)
此乃依机型而定,为飞机起飞时之最大重量。飞机制造厂必需证明此重量能满足如起飞及爬升性能、稳定性、操纵性、机身强度等各项要求。如波音747-400之最大起飞重量,依航空公司需求及航线性质而有所不同,如以日本为出发地的国际线约为ffice:smarttags" />850000磅(约385吨)、国内线为600000磅(约272吨)。
七、消耗燃料重量
消耗燃料重量(Burn-off Weight)乃指飞机由起飞到降落所用的燃料重量。如波音777在满载时由札幌到东京约900公里之航程,约消耗7.9吨(9900公升)之燃料,每公升只能飞行0.09公里,乘客为389人,也就是说达到每公升约35公里/人的运输量。同样波音747-400在满载时由东京到纽约大约11300公里之航程,约消耗120吨(150000公升)之燃料,每公升只能飞行0.07公里,乘客为266人,运输量为每公升约19公里/人。
飞行距离越长,燃料消耗就越多,在长距离飞行时,为运送最先要被消耗的燃料,需要花费更多的燃料,另者运输量降低,亦与机舱内设置头等舱与商务舱而使舱内座位数减少的缘故。
八、降落重量
降落重量(Landing Weight)为起飞重量减去消耗燃料之重量。降落重量要调整不得超过最大降落重量。
最大降落重量(Maximum Landing Weight)
此乃依机型而定,为允许飞机降落之最大重量。此重量在决定降落装置(起落架)之强度上非常重要。飞机制造厂需提出证明,所制造的飞机的最大降落重量能满足其降落性能,降落后再起飞之上升性能等要求不可。如果起飞后,不知什么原因必须紧急降落时,就必须抛弃燃料,将总重量减到最大着陆重量以下不可。波音747-400在国际线之最大降落重量约为630000磅(286吨)。
九、预备燃料重量
预备燃料重量(Reserve Fuel Weight)是指预备在飞行途中,或因目的地之气候突变,或其它理由使飞机无法在目的地机场降落时,所需追加准备之燃料重量。
十、总预备燃料
总预备燃料(Total Fuel Weight)是指照预定到达目的地机场,在计划上应该还要剩下之燃料重量,由下面几种所构成。
(1)应急燃料
应急燃料(Contingency Fuel)指为补正预估消耗燃料与实际消耗燃料之误差,所装载之补给燃料。一般约为消耗燃料的8~10%。
(2)代替燃料
代替燃料(Alternate Fuel)亦为在无法降落目的地机场时,由目的地机场飞到代替机场降落时所需之燃料。
(3)待命燃料
待命燃料(holding fuel)亦指在代替机场上空待命时所需之燃料。
(4)额外燃料
额外燃料(Extra Fuel)主要是指机长或签派员举出下面理由而追加之补充性,判断能使航运效能提升的燃料。
a.航线上上层风之预报非常不确定,或是前方有坏天气因此有可能需要绕道飞行,或在ATC上预估将受到显著的限制时。
b.目的地或替代机场之气象预报上认为有必要时
c.燃料搭载手续上有必要时。
d.其它。
十一、许可装载量
许可装载量(ACL,Allowable Cabin Load)亦指由起飞许可重量减掉装载燃料重量及航运重量,表示飞行酬载之限度。ACL分为下列2种:
(一)重量限制
因起飞机场跑道长度、标高、气温、风向、飞行路径与气象,目标机场之状况等航运条件,来计算出每个航班之重量限制(Weight Limited ACL)。如波音747-400飞行东京与旧金山间之ACL为135000磅左右。
(二)容积限制
容积限制(Space Limited ACL)亦指与航运条件无关,在客舱全满,货舱亦满载时之最大搭载量。因为ACL以重量计算,以日航为例,乘客重量在国际线一人算160磅(73公斤),国内线算145磅(64公斤),货舱每一立方英呎装载10磅(4.5公斤)货物,用以上数值来计算ACL。747-400容积限制ACL,依客舱座席之配置有所差异,但大概为106090磅(48吨)左右。
十二、着陆许可总重
陆许可总重(Allowable Gross Landing Weight)亦指对预计降落机场所允许最大降落重量。依跑道铺面强度、长度、风向、襟翼角度等条件来决定,但不能超越前述的最大降落重量。
肆、载重平衡
载重平衡(Weight and Balance)是航空公司在各航班飞行前,依实测或计算数值,算定飞机重量及重心位置,为飞航安全,在预先设定的重心位置移动容许范围内,操作其重量配置。飞机重量之数据可利用来作所需燃料、容许搭载量、起飞时之速度之决定、滑行距离之计算、发动机推力之设定、飞行高度之选定。飞机重心位置之数据,可利用来作起飞时水平方向舵角度之设定,及飞行中确认燃料之消耗是否在重心位置移动容许范围内等。
载重平衡一般使用特别的图表(Weight And Balance Manifest)来制作,但日航几乎在所有机场,利用与旅客办理报到(Check In)业务相联机的计算机来计算,又快又准确。
压舱物
压舱物(Ballast)亦指为飞机重心调整用的重物。依酬载(旅客和货物)之重量分配,若还是无法调整重心位置时,就需装载压舱物或配平物(大部份为铅块)调整飞机的重心,使之顺利飞行。
伍、相关用语
一、风因子
风因子(Wind Factor)亦指飞行中飞机的对地速度受到风影响的程度。为真空速减去对地速度之值,在顺风时为正值,逆风时为负值。这是决定飞行航线方向时一项要素。
二、顺风
与飞机进行方向相同风向的风谓之顺风(Tail Wind)。即逆风的相对。
三、重心
指顶起飞机时,其前后左右不偏不倾,保持平衡状态时的支点。这重心(CG,Center Of Gravity)位置,对飞机的安定性、操纵性及强度的考虑上有其重要意义。各种机型都对其重心位置移动容许之范围有相当严格的规定。
四、预计离场(起飞)时间
预计离场(起飞)时间(ETD,Estimated Time of Departure)亦指在班机时刻表所刊载之时间,但因飞机维修或其它理由有时会有所变动。机舱内的清扫、机体的维修、飞机加油、装界卸货、旅客的登机广播都以这时间为目标来进行。ETD及ETA(Estimated Time of Arrival,预计到达时间)都会记陆在飞行计划表上,尔后再联系航管单位。
五、定期机场
定期机场(Regular Aerodrome)亦指定期航空公司被正式许可航线中,定期起降使用的机场。
六、大圈航线
大圈航线(Great Circle Route)是指通过地球中心以平面切开之外圆圈。也就是说在此大圆圈上,连接地球两地点最短之航线。对飞机或船而言,这是最能节省燃料与时间的重要航线。
七、转降
指因目的地机场天候不佳等因素,而转到其它机场降落称为转降(Diversion),但折返原出发机场不在此内。在飞行计划表作成之际,需考虑转降之可能性而决定替代机场,这时就要装载可能飞到该机场所需之燃料。
八、替代机场
航机在气象状态恶化或跑道关闭时,无法降落在原预定之机场,而用以取代降落的机场称为替代机场(Alternate Aerodrome)。
使用仪降飞行时,替代机场必需明示在飞行计划表上。但如飞机装载有巡航速度2小时之备份燃料时,不设定替代机场也可以。
九、技术降落
所谓技术降落(Technical Landing),就是装载了容许最大燃料,依飞机性能还是无法直飞抵目的地机场,就必需在事先预定的机场降落以补充燃料。在这种机场一般是不可以上下旅客或装卸货物。在班次时刻表上,有时会写上该站技术停留(Technical Stop)等字样。
十、预计到场(达)时间
预计到场(达)时间(ETA,Estimated Time of Arrival)指各航班之预定到达时间,将飞机起飞时间,加上飞行计划表所计算出来的飞行时间。这并不是班机时刻表所刊载预计到达之时间。
十一、飞航公告
飞航公告(NOTAM,Notice to Airmen)是民航主管单位为飞航安全,向飞航关系人员所发出的通告。有一定时间性的,也有紧急性的。其内容为有关机场、助航设施、飞航关联业务方式之改变,或像军事演习关系到空中危险等事项。NOTAM有分为以电报发送的一级公告(Class I),还有以电报以外(通常为文书方式)送达的二级公告(Class II)。
十二、飞行时间
飞机起飞时轮胎离地(Lift-off)开始,到降落轮胎触地(Touch Down)为止,称为飞行时间(Flight Time)。每段航班之预定飞行时间,在飞行计划表作成时已算出,作为装载燃料的参考与飞行前准备之用。每次飞行的时间都纪录统计下来,作为航运实绩之记录,飞机就航率等基本统计资料之用。此外,也可利用在维修飞机之计划及成本控管方面。
十三、全段时间
全段时间(Block Time)指由航机由驶出停机坪(Ramp Out) ,到降落目标机场停机(Ramp In)为止之时间。用拖车开始由停机点推出机坪的时间也包括在内。班机时刻表上所写的出发时间到到达时间为Block Time的预定时间。
十四、空中待命
所谓空中待命(Holding),指航机因机场航管拥挤或其它理由,受塔台指示在空中盘旋待命,这时塔台会指示其待命空域、时间及高度。
十五、逆风
指作用在飞机之升力、阻力等空气动力都与空速有关。因此顺风或逆风(Head Wind)在飞机运用上是一项要素。飞机起降时之逆风能提高起飞性能,有助于减短起飞所需跑道长度。但逆风却也使续航性能变差。因此,飞机起降时之风向影响,逆风以实测值的50%,顺风以实测值的150%,算出其对性能的影响,以提高飞航的安全性。
十六、再许可
这种飞行方式是先计划飞原目的地机场更近的机场,飞行途中在某地点确认所剩燃料,如果从该地到原目的地机场为止之飞行计划能够成立,若燃料足够的话,再向原目的地机场继续飞行。
飞行计划中,除计算到目的地机场会使用之燃料以外,也考虑到上层风向等之误差对应,多装载了预备燃料。这项预备燃料在性质上,到机场降落为止都不会用到的机会较多。以长程线而言,有时达20吨之多,结果使旅客及货物的装载量受到限制。
Re-Clearance的飞行方式,如由美国飞东京,先以札幌为最终目的地机场,作成有搭载预备燃料的飞行计划,在飞行途中某地点确认所剩燃料,再作一份由该地点到东京的飞行计划,如果能够确认燃料足够就继续飞到东京,将当初到札幌的Clearance,在飞行中变更成到东京的Clearance,这样的飞航方式称为再许可(Re-Clearance;美国称为Re-Dispatch)。
十七、双发动机延距操作
指双发动机构型的飞机,由可能紧急降落的机场算起,在1具发动机不运转的状态下,超过以巡航速度飞行60分钟距离的飞航方式,谓之双发动机延距操作(ETOPS,Extended-range Twin Operations)。
有3具发动机的商用机,在起飞前要制作飞航计划,万一在巡航中,同时有2具发动机不运转的情况时,也能避开所有障碍物,并在最近的机场紧急降落。另一方面,就没想定万一双发动机飞机在有2具发动机运转时的情况,而代之以由可能紧急降落的机场算起,在1具引发动机不运转的状态下,超过以巡航速度飞行超过60分钟的区域范围就不可飞行。
然而,随着喷射发动机性能的提升,对满足一定条件的航空公司而言,「在1具发动机不运转的状态下,超过以巡航速度飞行60分钟的距离」,是可实行将操作距离的限制予以延长。这样的飞航方式称为ETOPS。在日本飞航关岛、塞班的航线亦采用此种飞航方式。
|