飛行大忌:跑道入侵

2016年10月11日發生在上海虹橋機場的A330跑道侵入事件,將跑道侵入的話題推到了輿論的風口浪尖;2016的3月8日,中國民航的A319飛機在韓國青州發生跑道侵入,險些造成兩機相撞,也構成一起嚴重事故徵候。

在航空範疇,安全是一種狀態,通過連續的危險識別過程和安全風險管理,將給個人造成的危險或者財產損失的可能性降低至並保持在或者低於一個可以接受水平的狀態。航空安全經歷了從 20 世紀初到 20 世紀 60 年代末的技術時代、從70 年代初到 90 年代中期的人的因素時代、從20世紀90年代中期到現在的組織機構時代。目前的安全管理,人們開始從系統的視角審視安全,除了人的因素和技術因素之外,它還包含了組織機構的因素。跑道侵入的風險研究與預防也是基於此理念。

跑道侵入定義和嚴重程度等級


不同國家或機構對跑道侵入的定義不同。國際民航組織(ICAO)定義的跑道侵入是指在機場內發生的任何航空器、車輛或人員誤入指定用於航空器著陸和起飛的地面保護區的事件[2]。

FAA定義跑道侵入是指發生在機場跑道環境中涉及地面航空器、車輛、人員或物體對正在起飛、準備起飛、正在著陸或準備著陸的航空器產生碰撞危險或導致喪失所需間隔的所有事件

[3]。

跑道侵入可分為以下幾種常見情況:

a) 航空器或車輛從正在著陸的航空器的前方穿越;

b)航空器或車輛從正在起飛的航空器的前方穿越;

c) 航空器或車輛穿越跑道等待位置標誌;

d) 航空器或車輛不能確定其所在位置而誤入使用跑道;

e) 由於無線電通話失誤導致未按照空中交通管制指令操作;

f) 航空器從尚未脫離跑道的航空器或車輛後方通過。

根據事件的嚴重程度,跑道侵入分為以下五個等級:

A類:間隔減小以至於雙方必需採取極度措施,勉強避免碰撞發生的跑道侵入(圖1)。A類跑道侵入屬於航空器嚴重事故徵候。

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圖1、 A類跑道侵入

B類:間隔縮小至存在顯著的碰撞可能,只有在關鍵時刻採取糾正或避讓措施才能避免碰撞發生的跑道侵入(圖2)。B類跑道侵入屬於一般事故徵候。

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圖2 、B類跑道侵入

C類:有充足的時間和(或)距離採取措施避免碰撞發生的跑道侵入(圖3)。

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圖3、 C類跑道侵入

D類:符合跑道侵入的定義但不會立即產生安全後果的跑道侵入。

E類:信息不足無法做出結論,或證據矛盾無法進行評估的情況。

運輸量增加與跑道侵入的可能性


跑道侵入是當今航空界一個重大安全問題,2016年10月11日發生在上海虹橋機場的跑道侵入事件,起飛的A320飛機從穿越跑道的A330飛機上空19米的高度飛躍;

2016年3月18日的發生在韓國青州的跑道侵入事件,落地高速滑跑的飛機緊急避讓誤入跑道的飛機,兩機間隔只有3米。

由於跑道侵入事件的嚴重危害性,世界各國都非常重視跑道侵入事件的預防與研究。

美國聯邦航空局(FAA)將跑道侵入作為其最急需解決的問題之一,自1990年以來,先後開展了大量預防研究工作,並採用綜合應用技術、改善基礎設施和工作程序,控制人為錯誤,增加機場場面活動的錯誤容差等手段,來降低跑道侵入的嚴重性、數量和幾率。

美國對國內10年的跑道侵入事件研究表明運輸量的小幅增加,會導致跑道侵入的可能性呈指數增加。

加拿大的研究報告詳細說明了運輸量和侵入可能性之間的關係,並指出單條跑道模型下跑道侵入事件的數量可以根據給定的機動區航空器數量算出,如圖4所示。根據圖中二者關係趨勢,跑道侵入可能性的增長大大超過了運輸量的增長。

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圖4、跑道侵入可能性(單跑道運行)

在國內,隨著機場改擴建、多跑道運行、航空器起降次數不斷增加等原因,近幾年跑道侵入事件有所增加,給民航安全運營帶來隱患。

按照統計,中國民航的航空器起降次數從2003年的211.9萬次增加到2015年的856.5萬次,2015年的起降次數是2003年的4.04倍

基於上述“跑道侵入事件數量隨航空運輸量呈指數級增加”這一研究結論,有理由認為我國民航跑道侵入事件的風險變得越來越大

典型案例分析


案例1:2016年10月11日在上海虹橋機場,A330飛機36R跑道落地後經過H3聯絡道穿越36L跑道時發生A類跑道入侵(圖5)。

36L跑道正在起飛的A320飛機從穿越跑道的A330飛機的上空飛越,兩機垂直間隔19米,A320左機翼與A330機尾間的水平位置投影間隔為13米。

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圖5、機場36L、36R跑道、H3聯絡道平面圖

事件經過:

當日12:04:35西塔臺席管制員向A320飛機發布了36L跑道起飛指令。此時,已在36R著陸的跑道A330飛機在東塔臺席管制頻率內,A330機組無法聽到A320起飛指令。

12:05:00 A330機組首次與西塔臺席管制員建立聯繫,管制員指揮飛行員使用H3聯絡道滑行,36L跑道外等待。

12:05:12 西塔臺管制員指揮A330經H3聯絡到穿越36L跑道。

12:05:25 A330飛機轉入H3加油增速滑行實施穿越。

12:05:37 A320機組向西塔臺反映前方有飛機穿越跑道並詢問情況。管制員立即指揮A330飛機原地等待。此時A330的機頭已經進入跑道。A330機組稱已經進入跑道,管制員再次指揮原地等待,A330機組回覆原地等待,此時通話的為A330中間觀察座副駕駛,而A330機長瞬間將油門杆推到最大推力。接著收回。N1轉速最大達到60%。地速最大25海里/小時。330飛機穿越36L跑道用時15秒。

12:05:40 A320上的副駕駛看到A330飛機進入跑道,下意識踩剎車。

12:05:41 A320飛機機長接過操縱,加油門起飛。距離H3道口約750米。

12:05:43 A320飛機油門加到最大。距離道口約500米。

12:05:46 A320離地,距離H3道口250米。

12:05:49 兩機在H3聯絡道正切。A320飛機從A330飛機的後側上方飛越。

A320距地面高度36米,兩機相對高度19米(A330的垂尾高度17米),A320與A330機尾間的水平位置投影為13米

事件的直接原因是管制員發佈A330飛機穿越跑道指令時,未確認相關航空器位置和動態


案例2:2016年3月18日,中國民航的一架A319飛機在韓國青州機場滑行時誤入跑道,與落地滑跑的大韓航空公司的B738飛機發生衝突,B738飛機向左側避讓約6米,兩機之間最小間隔約為3米(圖6)。

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圖6、機場24R跑道和R3滑行道平面圖

事件原因是:

1)機組錯誤理解地面管制指令,在未獲得塔臺進入跑道許可的情況下進入跑道。

2)管制員的通訊術語不規範。

當A319飛機在地面請示滑行時,清州機場地面管制發佈的指令是“(call sign),Runway 24R, taxi via B3”。機組在沒有再次證實的情況下,理解為可以進跑道,和管制員要表達的意思不一致。

如果管制員希望飛機在跑道外等待,按照國際民航組織規定的標準用語,準確的指令應該是“(call sign),taxi to holding point Runway24R via B3, hold short of runway24R”。


案例3:2008年4月1日,在大連機場國內某航空公司一架B737飛機在機場開車滑行時,機組沒有按照塔臺的指令由A10聯絡道進跑道,擅自進入E聯絡道並且超過了跑道入口E停止線,如圖7所示,導致與跑道上一架正在起飛滑跑的A319飛機發生嚴重衝突,當A319飛機的起飛速度到達86.8KTS時開始在塔臺的指揮下中斷起飛,飛機停止後兩機前輪相距35米。

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圖7、機場10跑道、A滑行道、E滑行道平面圖


案例4:1999年4月,我國民航某航空公司一架B747飛機(編號為A)在芝加哥機場發生跑道侵入事件,與大韓航空另一架B747飛機(編號為B)在14R跑道發生嚴重衝突,如圖8所示。

事件發生在夜間,當時的天氣是目視氣象條件。A飛機在14R跑道上著陸後,塔臺管制員指揮飛機右轉T10脫離跑道,再向左轉入K滑行道,穿過27L跑道到達貨機坪。

當A飛機脫離14R跑道時,同一管制員同意B飛機起飛。A飛機向右轉入T10滑行道,然後向左轉入M滑行道而不是管制員要求的K滑行道。當B飛機起飛時A飛機進入了14R跑道,B飛機從A飛機上空大約25到50英尺處飛越,險些造成兩架747飛機相撞。

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圖8、芝加哥O'Hare國際機場跑道、滑行道平面圖

案例5:2007年11月,中國民航一架A319飛機在日本名古屋機場發生了一起跑道侵入事件,如圖9所示。

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圖9、名古屋機場跑道與滑行道平面圖


A319飛機在滑行中,塔臺指揮“左轉A、A1”,機組提出“從現在位置(A3S)可以進跑道嗎?”塔臺回答:“A3S可以使用,但在36跑道外等待”(A3savailable, but hold short of RWY36),機組複誦正確。

但是,機組只注意到“A3S可以使用”的指令,沒有注意A3S聯絡道等待線,導致飛機越過聯絡道等待線,造成日本全日空公司的一架飛機在跑道頭約4海里、高度1140英尺的位置復飛。

原因分析


調查數據顯示,飛行員、車輛駕駛員和管制員最有可能造成跑道侵入和碰撞發生,是機場運行的最主要的風險。

根據EUROCONTROL 2001年的對運行人員的調查顯示,30%的車輛駕駛員、20%的空中交通管制員和50%的飛行員曾涉及跑道侵入事件。

FAA公佈的全美2015財年的跑道侵入事件共1455起,其中飛行員違規883起(60.6%),車輛或者行人違規245起(16.8%),運行差錯325起(22.3%),其它原因2起[6]。

根據中國民用航空安全信息網公佈的數據, 2006年至2016年記錄的發生在國內的跑道侵入事件共285起,其中飛行員原因52起(18.2% ),空中交通管制原因23起(8.1%),軍方原因15起(5.3%),地面保障原因(車輛、行人、動物等)75起(26.3%),其它原因120起。

285起跑道侵入事件中,嚴重事故徵候和一般事故徵候分別為8起和7起。這15起事故徵候按照原因劃分,地面保障原因5起,機組原因4起,空管原因3起,其它原因3起。

跑道侵入通常是由許多不同因素引起的,包括機場複雜性、穿越跑道次數、空中運輸量、管制員和飛行員之間的錯誤通信、飛行員缺乏機場情景意識、管制員和飛行員之間的執行和判斷錯誤等。本文僅對其中引發跑道侵入事件的主導因素進行舉例分析。


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