C919有了它，最難飛機場也如履平地
我們平時開車遇到不認識的路，或者想尋找一條不堵車的「最佳路徑」時，都會使用某德地圖導航。
那飛機在萬米高空，周圍是無邊無際的雲海，連個地標都看不到，用什麼來導航？C919大型客機的導航系統又有什麼特別之處？
一起隨小編了解一下。
從目視導航到無線電導航
說起來可能你不相信，複雜如飛機，高級如飛機，最早的導航手段居然是目視導航，也就是靠飛行員用眼識別地標來導航。不過如果你知道，早期飛機的飛行速度是大約100公里/小時，飛行高度也只有幾百米的話，就絲毫不會感到奇怪了。
聰明的人們後來還給目視導航增加了一個輔助工具——航圖，也就是空中地圖。然後利用磁羅盤、六分儀大致測量飛機所在的經緯度，進行人工導航。不過隨著飛機速度越來越快，目視導航逐漸退出歷史舞台，取而代之的是無線電導航。
大約在一戰期間，無線電導航技術問世。人們把無線電導航信標安裝到機場附近，幫助飛機精確地飛向機場。二戰後，甚高頻全向信標（VOR）出現，現代無線電導航系統雛形初現。
VOR使用108-118兆赫頻段（甚高頻）發射出無線電信號，我們把它們想像成和光線一樣的直線，其中每條直線的信號都不同，飛機接收到哪一條直線的信號，計算與磁北極方向的信號相位差，就可以得出自身相對於VOR的角度。
聰明如你，一定想到了一個問題。VOR只能確定飛機與VOR之間的角度，那麼距離呢？飛機上還有一個裝置叫DME，它與VOR一同安裝在地面導航台裡面，通過發射的無線電信號，測量飛機與導航台之間的距離。這樣，飛機的唯一位置信息就確定了下來。
有了無線電導航，飛機飛得再高再快也不用擔心了。無線電信號像一根無形的繩索，牽引著飛機從一個導航台飛向另一個導航台。
從路基導航到星基導航
即便是今天，VOR和DME仍然是主流飛機的標配。不過，建在地面的導航台所發射的信號容易受周邊地形、建築物等物體干擾，影響導航精度。隨著飛機機載設備能力的提高和衛星導航技術的發展，「基於性能的導航（PBN）」概念應運而生。
PBN的核心是依靠全球衛星定位系統進行導航，它擺脫了飛機對地面導航台的依賴，可以實現航徑自由設置，減少了飛行時間、節省了燃油，更重要的是，由於最高可達米級的定位精度，PBN可以為飛機提供更加安全的飛行保障。
「以前飛機只能從一個導航台飛到另一個導航台，它的航徑是折線，繞了很多路。而且有的不適合設置導航台的地方，比如越洋飛行，飛機只能用航位推算大致估算位置信息。現在飛機出發前，可以自定義航徑，在飛行管理系統里設置一些虛擬的點，經過空管部門許可後，按照這個來飛，大大優化了航徑。」上飛院飛行管理部孟繁棟介紹道。
用計算機設置的航徑，理論上是一條線，但是飛機不可能完全壓著線走，就好像我們去某處，走的是路，不是線。那飛機走的「路」有多寬呢？我國目前的規範要求，在高空時，一般是以「線」為中心，左右兩邊各2海里（有的要求是4海里），在飛機很少的空域，這個要求可能更加寬泛一些。
在靠近機場的終端區（一般是機場周圍方圓31海里內），飛機比較密集，因此，空管部門要求每架飛機的「路」更加窄一些，以便容納更多飛機起降，一般來說，是以「線」為中心，左右各1海里。進近階段這一要求最高可達左右各0.1海里。
總之，PBN基於星基導航的理念，給飛機「畫」了一條更加優化、更加準確的「路」，不僅減少了每架飛機的飛行時間，更大大提高了空域容量，使得更多飛機可以同時翱翔在天空之上。
C919可以執飛中國「最難飛」機場
PBN包括兩種：區域導航（RNAV）和所需導航性能（RNP）。RNP相比RNAV多了監視和告警功能，也就是說，當飛機飛出「路」的邊際時，RNP會及時發現並向飛行員告警，以便飛行員及時糾正，重新飛回既定的航徑內。因此，我們可以把RNP理解為新一代產品。
根據精度不同，RNP有RNP-0.3、RNP-0.1等不同「產品」，C919上配備的是目前精度最高的RNP-0.1，也就是說，C919具備在複雜地形下穿越寬度只有0.2海里「路」的能力（「線」左右各0.1海里）。
這個能力在執飛一些特殊機場時，顯得格外重要。比如高高原機場、周圍環山的機場，在這些機場中，由於天然條件限制，傳統陸基導航台設施難以滿足運營需要，飛機要在群山中穿越而過，對導航精度要求很高。
位於西藏的林芝機場周圍群山環繞，一直以來被認為是我國最難飛的機場，只有經驗豐富的資深飛行員才能執飛這裡起降的航線，遇到能見度較低的情況，飛行員可視距離短，飛機只有停航。
「現在有了RNP，執飛林芝機場會容易很多。RNP不僅可以規劃直線路徑，還可以規劃曲線路徑。比如兩點之間有障礙物，系統會自動計算以第3點為圓心的最佳曲線路徑，繞障礙物飛行。這個功能叫固定半徑轉彎。」上飛院飛行管理部鄭智明介紹道。
「在進近階段，RNP利用衛星定位計算著陸路徑，解決了像林芝機場這類地面著陸指引設施建設不完善機場的著陸難題。」
需要說明的是，RNP這麼好用，但目前並不是所有航線飛機都有這個功能。2009年，我國民航當局根據國際民航組織（ICAO）的要求，發布了《中國民航基於性能的導航實施路線圖》，不久的將來，RNP會成為飛機標配。感謝RNP（和ADS-B防撞）等先進導航技術，使我們的飛行越來越安全高效。
文 | 黨委工作部 喻媛
圖|部分圖片源自網路
編輯 | 黨委工作部 倩楠
TAG:翱翔 |