第6章 航空運輸安全技術及其管理

第6章航空運輸安全技術及其管理第一節(jié)航空運輸概述第二節(jié)航空交通安全技術及其管理第一節(jié)航空運輸概述一、航空運輸?shù)奶攸c

航空運輸是使用航空器運送人員、貨物的一種運輸方式。目前用于航空運輸?shù)暮娇掌髦饕秋w機，其次為直升機。以飛機為主的航空運輸，開始于20世紀20年代初期。1）速度快這是航空運輸?shù)淖畲筇攸c和優(yōu)勢。常見的噴氣式飛機，其經(jīng)濟巡航速度大都為850-900km/h左右，比火車、汽車快5-10倍，比輪船快20-30倍。距離越長，航空運輸能夠節(jié)省的時間越多，快速的優(yōu)勢則表現(xiàn)得越突出。航空運輸特別適用：中長距離的旅客運輸；時效性、季節(jié)性強的報刊、郵件運輸及節(jié)令性商品；精密、貴重貨物；易腐爛、變質(zhì)的鮮活商品運輸；搶險、救急品的運輸?shù)取?/p>

2）機動性大飛機在空中運行，受航線條件限制的程度比火車、汽車、輪船小得多，可跨越地理障礙（如河流、村莊等）將任何兩地連接起來，可定期或不定期飛行。航空運輸?shù)倪@一優(yōu)點使其成為執(zhí)行救援、急救等緊急任務中必不可少的手段。

對于地面條件惡劣、交通不便的內(nèi)陸地區(qū)非常合適，有利于當?shù)刭Y源的外銷，促進當?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展。3）舒適、安全噴氣式客機的巡航高度一般在10000m左右，飛行不受低空氣流的影響?，F(xiàn)代民航客機平穩(wěn)舒適，且客艙寬敞、噪音小，機內(nèi)有供膳、視聽等設施，旅客乘坐的舒適程度較高。隨著科技進步和對民航客機適航性嚴格的要求，航空運輸?shù)陌踩员纫酝汛蟠蟮靥岣摺?/p>

4）基本建設周期短、投資少發(fā)展航空運輸?shù)脑O備條件是添置飛機和修建機場。這與修建鐵路和公路相比，建設周期短、占地少、投資省、收效快。據(jù)計算，在相距1000km的兩個城市間建立交通線，若載客能力相同，修建鐵路的投資是開辟航線的1.6倍，鐵路建設周期一般為5-7年，而開辟航線只需2年。

航空運輸?shù)闹饕秉c：飛機機艙容積和載重量都比較小，運載成本和運價明顯比地面運輸要高；飛機飛行往往要受氣象條件限制，因而影響其正常、準點性；此外，航空運輸速度快的優(yōu)點在短途運輸中難以顯示。

二、航空運輸?shù)牡匚缓妥饔煤娇者\輸?shù)陌l(fā)展，帶動和促進制造業(yè)、運輸業(yè)、旅游業(yè)、服務業(yè)等多個經(jīng)濟領域的發(fā)展。1）是交通運輸體系的一個重要組成部分航空運輸?shù)膬?yōu)勢表現(xiàn)為長距離運輸，特別適合國際、洲際間旅客的運輸。航空運輸與其他運輸方式分工協(xié)作、相輔相成，共同滿足社會發(fā)展對交通運輸提出的新需求。2）促進了全球經(jīng)濟的發(fā)展和文化的交流航空運輸本身是一個國家經(jīng)濟領域的一個重要組成部分，除了其自身的經(jīng)濟效益外，還帶動了一批相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，如旅游業(yè)、服務業(yè)等。

3）航空運輸帶動了飛機制造業(yè)及相關產(chǎn)業(yè)和技術的發(fā)展國際航空運輸業(yè)的不斷發(fā)展，使幾個主要飛機制造商，如波音公司、空客公司多年來保持了長盛不衰的發(fā)展勢頭，也給相關設備的生產(chǎn)廠商提供了廣闊商機。航空技術屬于高新技術領域，航空運輸?shù)陌l(fā)展促進了更安全舒適的新型民航客機機型不斷出現(xiàn)，也使空中交通管理、通信、導航和氣象等航行保障系統(tǒng)的技術不斷得到提升和完善。第二節(jié)航空交通安全技術及其管理

一、航空交通安全技術航空運輸安全技術主要包括飛行安全及支持保障技術、空中交通安全監(jiān)控技術兩部分。1．飛行安全及支持保障技術就航空器的航空安全操作而言，飛行安全技術包括小速度飛行安全技術、大速度飛行安全技術、地面滑跑與近地飛行安全技術、非對稱動力飛行安全技術、高原飛行安全技術、高溫機場飛行安全技術、特種天氣條件下飛行安全技術、其他特殊條件（如地震救災）下飛行安全技術等，這都主要依賴于航空器的適航性和飛行員的駕駛操作技能。為航空器的航行安全提供陸基支持保障的技術包括通信、導航和監(jiān)控技術。2．空中交通安全監(jiān)控技術空中交通管理的任務：有效地維護和促進空中交通安全、維護空中交通秩序、保障空中交通暢通。空中交通安全監(jiān)控技術的內(nèi)容主要包括：空中交通管制、空中交通流量管理和空域管理?？罩薪煌ü苤剖强罩薪煌ü芾淼闹饕獌?nèi)容，具體包括空中交通服務管制、飛行情報服務和告警服務等?？罩薪煌ǚ展苤频娜蝿帐牵悍乐购娇掌髋c航空器相撞、在機動區(qū)內(nèi)航空器與障礙物相撞、維護和加快空中交通的有序流動。二、航空安全事故及其管理1．突發(fā)航空安全事故分類1）飛機重大事故飛機在使用中，由于技術操作、人為破壞、設備失靈、遭受自然災害突然侵襲等原因，造成飛機被嚴重毀壞或機上人員重大傷亡的事件。2）飛機緊急迫降由于飛機在空中發(fā)生嚴重設備故障、失效，飛機著火無法在空中熄滅，或燃油泄漏，機上所載航油已經(jīng)耗盡，無法飛行至最近的機場或飛機內(nèi)發(fā)現(xiàn)無法處置的炸彈、危險品及其他險情，為保證飛機和機上人員的生命安全，使機上人員及時逃生或減少損失，飛機必須在短時間內(nèi)采取非正常降落方式落地的事件。

3）飛機被劫持飛機在地面停留或空中飛行期間，遭到恐怖分子、犯罪嫌疑人、精神病患者用武器、爆炸物或其他兇器、危險物品，以暴力或其他方式脅迫飛行機組改變所飛行的原定航線、降落機場；或以暴力方式挾持機上所載人員，要求飛機飛往預定降落機場以外的其它境內(nèi)外機場降落；或以暴力侵害機上旅客、機組人員的生命安全，致使機組人員、機上旅客生命傷亡；或以報復國家、社會，故意制造事端為目的，用飛機當作炸彈來襲擊地面要害部位、重要設施。4）飛機上發(fā)現(xiàn)爆炸物或接到炸彈威脅的信息機上所載人員或地面人員，因為政治或個人原因?qū)⒈ㄎ锲穾У斤w機；或機組在飛行中接到有炸彈威脅信息；或以其他方式警告航空公司經(jīng)營人，某一正在飛行中的飛機上裝有足以造成毀壞飛機設備的事件，以此來滿足其政治、經(jīng)濟目的與要求。2．飛機安全事故分類1）飛機空中解體事故。是指由于飛機使用中超過設計載荷、結構強度不夠?qū)е嘛w機結構破壞而發(fā)生解體的事故。

2）飛機失火事故。分為飛行中失火（高空失火）、毀機失火（失事墜地失火）、地面失火（維修或停發(fā)過程中失火）三類。3）飛機操縱系統(tǒng)事故4）飛機動力裝置事故5）飛機爆炸事故6）飛機雷擊事故7）飛機斷電事故8）雙機相撞事故9）鳥撞事故3．航空安全監(jiān)控與監(jiān)測技術1）近地警告系統(tǒng)近地警告系統(tǒng)（GPWS）的主要功用：避免飛機與地面相撞，當飛機與地面危險接近時給機組提供相應的警告提示，以增加飛機安全性。現(xiàn)有大部分民航客機上都安裝有近地警告系統(tǒng)。近地警告系統(tǒng)主要由近地警告計算機、警告燈和控制板組成。其核心是近地警告計算機。該計算機中存儲了各種警告方式的極限數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)與其它系統(tǒng)輸送來的飛機實際狀態(tài)數(shù)據(jù)進行比較，如來自無線電高度表的高度信號；來自大氣數(shù)據(jù)計算機的氣壓高度和變化率；來自慣導（導航設備）的慣性垂直速度等等。如果這些數(shù)據(jù)超出了某一種警告方式的極限值，近地警告計算機就輸出相應的語音和燈光警告信號，警告飛行員目前飛機存在危險狀態(tài)，直到采取了適當?shù)拇胧┒撾x了不安全狀態(tài)后燈光和語音警告信號才被終止。

近地警告系統(tǒng)能有效的避免飛機撞地事故的發(fā)生，但是經(jīng)過時間和實踐論證，它也存在一些缺陷和不足，事故數(shù)據(jù)顯示近地警告系統(tǒng)仍有許多需要改進的地方：缺陷1：由于它的高度參數(shù)主要依賴于無線電表，而無線電高度不能反映飛機前方的地形情況，所以當飛機飛向上升坡度很大的地形時，如前方突然出現(xiàn)峭壁或陡峭的懸崖，近地警告系統(tǒng)則無法及時發(fā)出告警信號。缺陷2：近地警告系統(tǒng)存在不報警的情況，當飛機起落架和襟翼均在著陸形態(tài)，并以正常速率下降時，此時GPWS認為飛機將降落在機場，為避免干擾，將抑制警告。改進型：增強型近地警告系統(tǒng)（EGPWS）。

2）空中交通警戒與防碰撞系統(tǒng)空中交通警戒與防撞系統(tǒng)是不依賴于地面空中交通管制系統(tǒng)為飛機提供防撞保護的機載設備。防撞系統(tǒng)可顯示飛機周圍的情況，有效地輔助飛機駕駛員主動搜尋和目視發(fā)現(xiàn)可能的空中交通沖突，并在需要時提供語音告警，同時幫助駕駛員以適當機動方式躲避危險，這些都有助于避免災難性事故的發(fā)生。飛機上的防撞系統(tǒng)，美國航空體系稱為空中交通預警與防撞系統(tǒng)（TrafficAlertandCollisionAvoidanceSystem，簡稱TCAS）；歐洲航空體系稱為機載防撞系統(tǒng)（AirborneCollisionAvoidanceSystem，簡稱ACAS），兩者實際上的含義、功能是一致的。

TCAS使用的天線包括一部安裝在飛機頂部的定向天線和一部安裝在飛機底部的全向發(fā)射與接收天線，用于獲取TCAS飛機周圍航空器目標的方位信息，并將這些信息傳送到TCAS計算機，由TCAS計算機來協(xié)調(diào)執(zhí)行空域的監(jiān)視，闖入和自身航空器的跟蹤，威脅的探測和判定，咨詢信息的產(chǎn)生等任務。當發(fā)現(xiàn)在警戒范圍內(nèi)有闖入的航空器時，TCAS系統(tǒng)通過交通警戒（TA）顯示、決策信息（RA）顯示和語音警告三種方式向飛機飛行員進行提示。交通警戒（TA）顯示描述附近的其他航空器相對于TCAS飛機的位置，用以幫助飛行員目視發(fā)現(xiàn)闖入的航空器；決策信息（RA）顯示則是一個標準的垂直速度指示器（VSI），用以指示為保持與威脅航空器的安全間距所必須的垂直速率，飛機上通常有兩個RA顯示，分別供機長和副駕駛使用；語音警告用于補充顯示交通和決策信息。飛機飛行員根據(jù)這些顯示和警告信息，選擇最優(yōu)的避讓行為，調(diào)整和保持飛機的垂直速率，避免發(fā)生碰撞事故。應當注意的是，除非飛行員用肉眼看到了闖入者，否則不得僅僅根據(jù)TA顯示的信息做出避讓操作。

3．飛行記錄器（黑匣子）“黑匣子”是飛機專用的電子記錄設備之一，名為航空飛行記錄器。里面裝有飛行數(shù)據(jù)記錄器和艙聲錄音器，飛機各機械部位和電子儀器儀表都裝有傳感器與之相連。它能把飛機停止工作或失事墜毀前半小時的有關技術參數(shù)和駕駛艙內(nèi)的聲音記錄下來，需要時把所記錄的參數(shù)重新放出來，供飛行實驗、事故分析之用。黑匣子具有極強的抗火、耐壓、耐沖擊振動、耐海水（或煤油）浸泡、抗磁干擾等能力，即便飛機已完全損壞，黑匣子里的記錄數(shù)據(jù)也能完好保存。黑匣子的功用：為空難事故調(diào)查人員提供證據(jù)，以幫助其了解事故的真相。世界上所有的空難原因都是通過黑匣子找出來的。黑匣子是飛機上的一種飛行數(shù)據(jù)記錄儀。它能將飛機的高度、速度、航向、爬升率、下降率、加速情況、耗油量、起落架放收、格林尼治時間，還有飛機系統(tǒng)工作狀況和發(fā)動機工作參數(shù)等飛行參數(shù)都記錄下來。另一種是座艙話音記錄儀，是一個無線電通話記錄器，可以記錄飛機上的各種通話。包括飛行員與地面指揮機構的通話，正、副駕駛員之間的對話，機長、空中小姐對乘客的講話，威脅、爆炸、發(fā)動機聲音異常，以及駕駛艙內(nèi)各種聲音等。黑匣子其實并不是黑色的，為了便于人們搜尋，它被涂上了鮮艷的火紅色，也許是人們覺得它里面存儲的東西對飛機事故的鑒定意義重大吧，實在是太神秘了，所以使用了這樣一個同樣神秘的名字——“黑匣子”。

4）空港環(huán)境監(jiān)控與監(jiān)測系統(tǒng)

空港在保障飛行安全方面主要有以下6方面的職能：保障飛行安全；保障空防安全；保障航站——站坪空防安全；應急救援；生產(chǎn)運行（電、水、暖、冷）保障；指揮協(xié)調(diào)。以上6個方面稱為機場安全保障的6個系統(tǒng)。為了保障空港安全，需要對這6個方面進行安全狀態(tài)監(jiān)控。（1）飛行安全監(jiān)控系統(tǒng)該系統(tǒng)是機場最主要的系統(tǒng)，其任務是確保機場對空中（凈空、鳥害）、地面（場道、助航燈光）到地下（機場排水）實施有效的監(jiān)控與管理，確保各項設施、標準完善有效，努力減少異常天氣（降雪、暴雨、低溫、低能見度等）對場道的影響，創(chuàng)造良好的適航環(huán)境和條件，保證航空器在機場安全正常起降。（2）航站——站坪監(jiān)控系統(tǒng)航站——站坪（通常還包括停車場）是民航機組與飛機、機務維修、運輸服務、機場保障和油料供應等系統(tǒng)在機場活動的集中區(qū)域。航站與站坪還是完成旅客進入機場到登上飛機、下飛機到離開機場的活動區(qū)域，航站——站坪還是駐機場各航空公司活動的主要場所，是飛機管理的重點和難點。

航站——站坪監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能：一是為旅客創(chuàng)造良好的登、離機環(huán)境，確保旅客安全登、離機，貨物安全裝卸；二是為飛行機組、航管部門、運輸服務部門、油料公司、現(xiàn)場保障部門和駐機場各航空公司提供良好的保障和服務，確保航空器在機場的安全運行，減少停機坪事故發(fā)生。航站——站坪監(jiān)控系統(tǒng)包括航站安全監(jiān)控和站坪安全監(jiān)控兩部分。航站安全監(jiān)控系統(tǒng)包括：對航站樓消防、廊橋安全、旅客安全、行李安全、設施設備安全、航站樓公共秩序、通道安全、信息系統(tǒng)安全、供電（水、暖、）系統(tǒng)安全、航站樓施工安全及停車場安全等的監(jiān)控和管理。站坪也稱停機坪，其安全監(jiān)控系統(tǒng)主要包括：對航空器地面運行、站坪運行系統(tǒng)、站坪作業(yè)秩序監(jiān)督、站坪防火和消防、站坪衛(wèi)生、站坪標志、站坪燈光、站坪除雪除冰等的監(jiān)控和管理。4．影響航空運輸安全的三大人為因素1）技術因素航空器的特點決定了航空人員必須具備高度的專業(yè)素質(zhì)和精湛的駕駛技術，不但要全面了解相關學科的專業(yè)知識，還要對航空器的工作原理諳熟于胸，不但要熟知各個系統(tǒng)，還要在出現(xiàn)異常時具有很強的分析問題和解決問題的能力，不但要能夠熟練操縱飛機完成各種功能，而且還要能夠從容應對特殊情況的發(fā)生，發(fā)揚人的聰明才智