飛機在上萬米高空飛行沒事,怎麼在高原機場起飛就有問題?


感謝邀請,高原機場起飛的主要問題是起飛時發動機推力減少(相對於平原),加速緩慢,空速小地速大,使起飛距離延長。我們知道高原機場分為高原機場(海拔高度1500米,4922英尺)和高高原機場(海拔高度2438米,8000英尺)。

一架西藏航空的A319從世界海拔第二高的昌都邦達機場起飛(海拔4274米)

1、高原機場的特點是海拔高,機場場面空氣密度相對應就小,這就直接導致飛機發動機啟動時容易超溫、超轉,起飛著陸性能大打折扣。簡而言之,高原機場起飛的飛機需要比平原機場高大的空速和發動機推力。

世界海拔最高的機場——稻城亞丁機場(海拔4411米,14472英尺)

2、高原機場海拔高,高空風力較大,近地面的空氣因太陽照射導致陽/陰面的受力不均勻,高原多高山,地形還對風有阻礙或加速效應,這會導致高原機場經常出現大風現象(例如高原特有的山谷風、焚風)。此外高原風的風速和風向變化快,也會容易形成大的亂流、顛簸和風切面,這也會對飛行安全帶來較大挑戰。

世界海拔第三高機場:阿里昆莎機場(海拔4274米)

3、由於高高原機場氧氣更為稀薄,飛行難度更大,民航對其設置了較高入圍門檻,例如航空公司必須連續運營兩年或起降500周期才能運營高高原機場。即便是副駕駛也需要具備1200飛行小時經歷。

4、運營高原機場對機型性能也有所要求,現在有5個機型具備條件,分別是波音737-700、波音757-200、空客A319、空客A330和空客A340。高原機場所運營飛機還需要具備航路應急下降和急救時的補氧要求。民航局還針對高高原機場和所運營的客機都進行運行審定,並制訂了對應的應急程序。


飛是可以飛,但是起降就成了大問題。海拔高,空氣密度低,相對空速小而真空速大,落地時錶速小不利於安全,大了又不下降半天啊接地,但是真空速大,相對地面運動速度又大,修正偏差的餘地小,所以在高原著陸跟在低海拔著陸有明顯差異因為普通飛機只管飛不管開門,如果要落在高原機場,加壓程序要改,到了目的地必須逐漸釋壓到14000英尺的氣壓高度,不然會觸發警報並且需要人工操作加壓系統,干擾機組然後就是高原環境下含氧量低,機組不適應,為了保證機組的能力,必須吸氧,長時間吸氧,機組供氧系統也要改再然後高空巡航和高空起降對飛機的性能要求是不一樣的,海拔低氣壓稀薄的情況下發動機推力低,需要維持飛行的真空速更大,性能不夠的飛機幹不了,要各種減重,加固機身。


據央視新聞消息,青海機場有限公司18日對外宣布,經過5天8架次的飛行,我國自主研發的ARJ21飛機在比一般高原航線更具挑戰的高高原航線試飛成功,標誌著中國自主研發的ARJ21-700飛機已具備在高高原環境安全進行航線飛行的能力。

高高原航線?

小編是不是多打了一個字?其實「高高原航線」並不是小編打字手抖了,這個東東真的可以有。

按照中國民用航空局飛行標準司2015年頒布的《高原機場運行》標準中的定義:

一般高原機場指海拔高度在1524米(5000英尺)及以上,但低於2438米(8000英尺)的機場。

高高原機場指海拔高度在2438米(8000英尺)及以上的機場。

一般高原機場和高高原機場統稱高原機場。

需要在一般高原機場起降的航線就是一般高原航線(Plateau Airline),一般高原航線不同於普通平原航線對飛機和飛行技術有著更高的要求。

需要在高高原機場起降的航線就是高高原航線(High-Plateau Airline),高高原航線比高原航線對飛機性能和飛行機組的技術有著更高的要求,特別是飛機的供氧系統。因為高原空氣稀薄,高原機場的跑道長度要求更高,在執行飛行時燃油攜帶量也遠遠高於普通飛行。

高高原航線運行難度大、風險大,常面臨複雜的地形、多變的天氣、稀薄的空氣、缺氧的環境等風險因素,需要機組付出比飛平原機場時更多的精力和體力,具備過人的智慧和膽識。

據不完全統計,在我國民航機場中,現運行或在建的高高原機場達17座,主要集中在我國的西南地區,其中有6座高高原機場的海拔高度都超過了4000米。

而世界範圍內的高高原機場主要在中國、尼泊爾、秘魯、玻利維亞、厄瓜多等國。

我國的高高原機場(按海拔排名)

以地處西藏阿里地區的阿里昆莎機場(NGQ)為例

其海拔高度為4274米,空氣含氧量僅為海平面的一半,此種情況會導致飛機機械性能出現至少40%的降效。

同時,阿里機場地處喜馬拉雅山脈與岡底斯山脈圍成的山谷地帶,風向複雜多變,起降航路上均有高山障礙物,飛機起降只能在蜿蜒的山谷中繞行,這就要求飛機的每一次轉向、高度、速度的變化操控都必須精確無誤。

西藏阿里昆莎機場(圖自ChinaDaily)

再者,西藏的林芝米林機場(LZY)被公認是國內民航凈空環境、氣象條件、飛行程序制定最為複雜,飛機起降和航班正點保障難度最高的機場。

林芝機場的海拔高度只有2949米,雖是西藏海拔最低的民用機場,但它卻是國內地形最為複雜的機場。

林芝機場位於青藏高原東南部雅魯藏布江河谷地帶,周圍都是4000多米常年被雲霧籠罩的高山,飛機起降只能在狹窄彎曲的河谷中飛行,飛行航道最窄處距離峽谷兩側山脊不到4千米,飛行空域範圍嚴重受限。

此外,由於氣象條件的限制,林芝機場全年的適航時間只有100天左右,飛機只能利用上午時刻起降。

因此,林芝機場的飛行難度是國內第一,也是世界上最難飛行的機場之一。

西藏林芝米林機場(圖自新浪)

由此可見,高高原航線不是誰想飛就能隨便飛的,需要高原飛行性能更好的飛機,以及執飛機組為之付出更多的汗水和努力。

附錄

《高原機場運行》里規定的高高原航線運行的基本要求如下:

  1. 飛機方面,除了滿足一般高原機場運行的要求,還應:

a)座艙增壓系統應當經過型號審定或者其他方式批准適應高高原機場起飛和著陸運行。

b)任何一台發動機的排氣溫度(EGT)裕度平均值應當高於公司設定的標準。

發動機排氣溫度(EGT),是指航空發動機中燃氣從燃燒室排出,通過高速旋轉的渦輪後,在發動機渦輪出口截面上的溫度。

發動機排氣溫度的紅線(EGT Redline)是理論上發動機工作時排氣溫度的上限值,其數值高低客觀反映著發動機性能的優劣和變化。

發動機排氣溫度裕度(EGTM)是指在飛機起飛,當發動機達到額定全推力時,發動機排氣溫度紅線與發動機排氣溫度的差值,其數值是衡量發動機性能的主要參數。

c)通訊設備需具備覆蓋整個航線的實時通訊能力。

d)航空公司需對飛機關鍵系統的敏感部件的安裝做出要求,涉及的敏感部件不得安裝FAA PMA件。

FAA PMA件,是指CAAC(中國民用航空局)批准的由中國製造人根據零部件製造人批准書生產的零部件或FAA(美國聯邦航空管理局)批准的由美國製造人根據零部件製造人批准書生產的零部件。

打個比方,PMA件就像單反相機中的副廠鏡頭一樣。

PMA件又可分為:等同PMA件(有原廠生產授權或原始圖紙)(相當於質量好的副廠鏡頭)和測繪PMA件(通過反向測繪原廠件獲得設計指標)(相當於質量一般的副廠鏡頭)兩類。

e)航空公司應當考慮採用飛機製造廠家推薦的高高原機場運行構型包以提高安全運行能力。

f)對於機場有特殊運行要求的(如RNP),實施高高原機場運行的飛機還需滿足相關的特殊運行要求。

RNP,是「在一個指定的空域內運行所必須的導航性能精度的描述」。

RNP使用包含導航感測器誤差、機載設備誤差、顯示誤差及飛行技術誤差總和的「導航精度」作為衡量標準。RNP的精度以海里數表示(1海里=1.852千米),要求飛機在95%的飛行時間內,機載導航系統應能使飛機處於其中。

RNP包括了對機載設備性能監視和告警的要求,並能向飛行員顯示是否達到了預定運行要求。

2.飛行機組方面,除了滿足一般高原機場運行的要求,還應

a)派遣要求

一套機組應至少配備三名駕駛員,除機長外其中還應包含一名至少具有CCAR-121部(即《大型飛機公共航空運輸承運人運行合格審定規則》)第121.451條規定的資深副駕駛資格的駕駛員。

b)資格要求

i.機長年齡不得超過60周歲。

ii.副駕駛應具備總計500小時或以上的飛行經歷時間,其中包括本機型100小時或以上的飛行經歷時間。

iii.具備在本機型500小時或以上的機長飛行經歷時間,並在以高高原機場為起飛或目的地機場運行8個航段或以上,其中在高高原機場不少於3個落地(不含模擬機),方可進入高高原機場運行擔任機長。

iv.實施高高原機場運行的非巡航階段,在座駕駛員應具備CCAR-121部第121.451條規定的資深副駕駛或以上資格。

部分資料源自中國民航報、民航資源網(CARNOC)

「科普中國」是中國科協為深入推進科普信息化建設而塑造的全新品牌,旨在以科普內容建設為重點,充分依託現有的傳播渠道和平台,使科普信息化建設與傳統科普深度融合,以公眾關注度作為項目精準評估的標準,提升國家科普公共服務水平。


一、現代民航客機的飛行高度平均在12000米左右,巡航時一般在9000至11000米左右。而這個高度一般是對流層的頂部和平流層的下部。氣流呈水平方向運動。影響因素較少。所以相對飛行平穩安全。

二、高原機場分為:高原機場(海拔1500米–2438米)和高高原機場(海拔2438米以上)

飛機執行高原任務時由於海拔高,可能會出現浮塵、揚沙、低溫、低雲等現象,對飛行不利,對安全威脅很大。高度越高機場場面空氣密度小,飛機發動機啟動容易出現超溫、超轉,起飛著陸性能也受到很大的影響。


起飛時發動機推力顯著減小,加速疲軟,地速大空速小,從而使起飛距離的加長;在著陸性能方面,受空氣密度小的影響,接地的地速較大,航空器操縱面氣動性較低,導致著陸距離加長。

大多數高原機場飛行,機場凈空條件和氣象條件都比較惡劣,對於飛機的越障性能要求高,對機組在惡劣天氣中的處置能力和決斷能力要求也比一般機場高得多。

簡單回答一下,希望能幫到你。


飛機在高原機場執行任務難度高,其原因在於海拔高,機場場面空氣密度小,這使得在高原機場運行的飛機發動機啟動容易出現超溫、超轉,起飛著陸性能也受到很大的影響。簡單來講,就是飛機起飛時發動機推力顯著減小,加速疲軟,地速大空速小,從而使起飛距離的加長。飛機在高原機場降落時,受空氣密度小的影響,接地的地速較大,導致著陸距離加長。

  由於地處高原,大多數高原機場的凈空條件和氣象條件都比較惡劣,對於飛機的越障性能要求高,對機組在惡劣天氣中的處置能力和決斷能力要求也比一般機場要高得多。

  高原機場海拔高,高空風通常較大,接近地面的空氣因太陽照射導致向陽和背陰方向的受熱力不均勻,加上地形對風的阻擋、加速,使得高原機場經常出現大風,風速、風向變化也較快,極易形成強度較大的亂流、顛簸和風切變。而這些肉眼所看不到各種風的因素,會給飛行安全造成威脅。

  高高原機場由於海拔高度高,氧氣稀薄,飛行難度大。為了保障飛行安全,民航對高高原機場的飛行設置了一系列准入條件,條件涉及航空公司、飛機、機組成員等。例如,航空公司在一般高原機場連續運行兩年且至少積累500個起落後,方可進入高高原機場。除經局方批准,原則上在高高原機場飛行的機長的年齡不超過 55周歲。除已經取得高高原機場資格的駕駛員外,副駕駛需要具備總計1200小時或以上的飛行經歷,其中包括本機型100小時或以上的飛行經歷,方可進入高高原機場運行。

  實施高高原運行的飛機在飛機性能、供氧能力等方面需要滿足一系列要求。首先,所運行機場的標高不超過飛機飛行手冊中規定的起降包線。簡單地理解就是,按照飛行手冊規定,飛機只能在一定海拔高度內的機場運行。

  通常,非高原運行的波音飛機能在海拔2560米(8400英尺)以下的機場運行,而非高原運行的空客飛機只能在2804米(9200英尺)以下的機場運行。

  其次,高原飛行的飛機供氧能力應符合所運行高原機場及航路的應急下降和急救用的補充氧氣要求,並滿足機組人員在著陸後至下一次起飛前的必要供氧要求。這意味著要針對不同機場做供氧分析,並以此改裝飛機。此外,在高高原機場運行的飛機,座艙增壓系統也需要改裝。


對於這個問題,我只想打個比喻,人在負海拔地方能夠正常的生活,呼吸個個功能都正常,為什麼到了高原,正常人卻會發生呼吸不暢,像缺氧一樣的高原病,這是因為高海拔的負壓引起的,飛機的動力系統也是一樣,在正常海拔的高度起飛,巡航所受到的大氣壓是不一樣的,還有高原上各種嚴酷的氣候跟平原上是差別很大的,就算你在平原上設計的飛機的動力系統再好,風洞測試一切正常,一拿到高原測試,很可能的結果是剛起飛時一切正常,而飛不了多久,要麼極速下墜,要麼飛機再空中搖擺不定!這,都是高原特定氣候所造成的!普通的飛機動力系統都攻克不了飛機在高原飛行時負壓過大,甚至負零下的溫度將飛機動力系統里的液壓,冷卻用油都凍住,中國七十年代的中美蜜月期美國當時為拉攏中國和蘇聯對抗,不得已向中國出口了黑鷹直升機,這是美國科研人員專門為高海拔地區研發的高科技FJ,直徑有一些還在中國西藏軍區服役,可見其超高的設計性能,在沒有後續的中國專門研製的直系列飛機之前,黑鷹還是青藏高原唯一的救援救災和投送邊防哨所補給的唯一機型!可見中國高原邊防軍人對其的喜愛程度!


飛機起飛時,加速度極大,同時還要快速向上爬升,此時發動機功率都要加到最大,否則,加速度就起不來,爬升也很慢,而高原機場周圍都是山,飛機如果不能儘快爬升到比山高,就有可能撞山。飛機在萬米高空時,它的飛行速度雖然為每小時八九百公里,但它是勻速巡航,加速度很小甚至為零,此時飛機所需要的發動機輸出的功率遠沒有起飛時要求的那麼大!


簡單來說,在經濟範圍內,飛機飛行速度越快,浮力越大,舵效越好,飛行越穩定,也就也安全。但是飛機起飛降落速度受跑道長度限制,不能太快,一般時速在400多公里左右,浮力和舵效都差,不容易穩定,稍有氣流,或控制不好,飛機就容易出事。高空巡航,空氣密度小,但是飛行一般在900公里以上的時速,當然就很安全。現在回答你的問題,高海拔機場,空氣密度比普通機場少很多,而起飛降落又不能太快,飛機的平衡能力遠低於低海拔機場,所以,高原起降,飛行員必須要受過特殊訓練,而且,航班通常不敢滿載。


首先要弄清楚高空巡航飛行和飛機起降的不同。一般情況下10000米-12000米高度已經進入大氣平流層。平流層大氣以水平運動為主,大氣中水汽、固體雜質等含量極低,天氣晴朗穩定,非常有利於飛行。而高原機場一般海拔1000多米到4000多米,大氣的對流湍流強烈,對飛機的穩定性影響很大,同時由於含氧量降低,飛機發動機動力輸出下降,影響飛行員對飛機姿態的控制,所以高原機場對飛機起降非常不利。


由於高原高海拔空氣稀薄,起飛時引擎功率損失太大,起飛加速無力,冬季早晚引擎啟動困難。其次在飛機可操控性方面,起飛比降落危險性大。飛機的特性是速度降低,操縱性能隨之降低,起飛降落都需要前後襟翼來輔助增加升力,但是此時襟翼和起落架都打開,操控性能也差。


推薦閱讀:

如何用12306的新用戶購買到已經綁定過另部手機號的乘車人的學生票?
在58同城和趕集網上很多網咖在賣全新高配台式機,想入手一台,不知準不準?
如何看待索尼公司在國內的市場?
美圖手機只是拍照比較好嗎?其他性能怎麼樣?
我到小米之家買小米電視,結賬時用現金卻被拒絕,小米之家的行為合法嗎?

TAG:科技 | 太空梭 | 旅遊 |