浅谈直升机RNP仪表飞行程序应用

张亚新

摘要：随着国家对通用航空产业发展的大力支持以及低空空域的不断开放试点，通航发展进入了快车道。各具规模、各作业种类的通用航空公司如雨后春笋般出现，随之而来的运行事故也接连不断发生。本文基于通用航空直升机场地飞行进离场程序进行分析，结合RNP技术，将其与仪表飞行程序结合到一起，提升直升机的运行安全。

关键词：直升机;RNP;进离场程序

引言：通用航空运行因低空障碍物多、气象条件复杂、起降环境恶劣常导致运行安全事故，这也是世界航空领域关注的重点。为此，开发出属于直升机的仪表飞行程序以协助保障飞行安全就显得尤为必要，尤其是在山区运行、有限场地运行时，缺乏地面导航台指引，无法完成仪表进近，复杂多变的天气以及无处不在的障碍物都在时刻威胁着直升机运行安全。RNP导航飞行程序已发展得较为成熟，若能将其应用于通航直升机飞行运行中，摆脱地面导航设施的限制，实现直升机仪表运行，将为低空飞行运行提供便利，保障飞行安全。

一、RNP概述

RNP是所需导航性能的英文缩写简称。是利用机载导航设备和GPS引导飞机起降、进离场的新技术，是未来飞行导航发展的主要方向。RNP导航程序，可以不依托任何地面助航设施从而帮助飞机在飞行过程中规划航线、规避障碍物、缓解空域矛盾、进近与进离场引导等，尤其是对于一些地形复杂、气候比较恶劣的机场具有十分重要的作用，可以在极大程度上提升运行可靠性、安全性，减少飞机延误等现象，节约飞行成本。

二、直升机PinS（Point in Space）程序设计规范

为了充分发挥直升机运行优势，通常会将直升机的运行区域设置在不具备地面导航台的位置，这样驾驶员只能采取目视飞行，依靠人力进行观察，发现障碍物并躲避障碍物，这样使得驾驶员对天气的依赖性极大，良好的天气才能保障驾驶员的目视情况。因此，较高的运行标准是保证直升机运行期间的重要条件。飞行期间遭遇到恶劣天气，会对驾驶员以及航空器造成巨大威胁。PinS （Point in Space，空间点）程序可以帮助航空领域解决这个棘手的问题，无需地面增设导航台就可以帮助直升机实现仪表飞行，极大程度的降低了飞行期间对于天气的依赖性，实现直升机全空域飞行。

直升机PinS 程序是专门用于直升机的PBN飞行程序，由两个航段组成：机场到空间点目视航段;空间点后的PBN仪表航段。仪表航段遵循一般 PBN 程序规则，并使用典型的 PBN 导航规范，例如在终端区使用 RNP1 导航规范。

三、总体方案设计

部分直升机机场周围地形复杂，障碍物较多，距离运输机场的距离较近。因此，确定直升机PinS飞行程序总设计方案需要保证直升机进离场时的航迹高度与可用空域高度相符合，并且不会同周边的机场发生运行上的冲突。

直升机PinS程序主要根据直升机进场、离场、进近、复飞四部分进行设计。在设计方面，为离场和进近部分添加了目视航段，与以往飞行模式区别开来，提升直升机飞行过程中的目视水平，保障飞行的安全性[1]。离场的目视航段指的是驾驶员依靠自身目视观察，飞行至指定定位点，衔接仪表航段;进近目视是驾驶员驾驶直升机到复飞位置，并在该位置对是否可以依靠目视参考引导直升机降落进行有效判断。如果该位置可以建立目视参考，则转换飞行模式，将仪表飞行转为目视飞行;假若该区域无法建立目视参考，驾驶员需要立即带杆复飞执行复飞爬升程序。

（一）起始进近航段

起始进近航段如果不是运行条件对航段有需要，其航段长度不可以超过18.45km（10NM）。起始进近定位点应该在距离空间点基准点46km（25NM）范围内的区域设置。当直升机进入起始航段飞行时，其本身的飞行速度不能超过220km/h（120kt）。对于直升机空速有具体要求时，将空速的指标定为165km/h（90kt）进行设计，并在进近的图标处标注上速度限制的提示内容。起始进近航段保护区的超障余度要小于300m（1000ft）的标准，超障余度从机场主边界到副区外边界都需要降至0m。航段最佳下降梯度，设置为10%，遇到有特殊要求的时候，可以将下降梯度增至13%，可以增加的前提是最大指示空速满足165km/h（90kt）的條件，并标注下降梯度说明。

（二）中间进近航段

中间进近航段是起始进近到最后进近航段的衔接，驾驶员在此航段飞行的时候需要对直升机飞行数据进行修正，以便于加入最后进近航段。运行时如果没有对中间进近定位点进行要求，则直升机可以从旁边的航路直接加入。中间进近的航段长度在3.7km-18.5km之间，其中最佳航段长度为5.58km（3.00NM）。本段航线保护区的超障余度为150m（492ft），本段主要目的是对直升机飞行姿态、速度等进行调整，有利于接下来进入到最后进近航段。因此，本航段几乎全程为水平航段，直升机在本航段需要适当下降，下降梯度设置为10%，特殊需求同起始下降梯度相同，需要空速在165km/h（90kt），满足条件方可实行。

（三）最后进近航段

最后的航段飞向复飞点，驾驶员必须在该位置拥有足够的目视参考，保障直升机在计划内稳定着陆。一旦无法在复飞点建立足够目视，需要立即执行复飞程序。对于空间点进近，在该航段没有对正的要求。航段设计在5.92km（3.20NM）为宜。超障余度为75m（246ft），超障余度下降至0m，下降梯度6.5%，特殊需求为13.2%，需要满足条件得到批准，并进行标注。

（四）复飞航段

所有仪表进近都要有复飞程序，并且要对该过程的起始点和结束点进行规定。PinS程序复飞从复飞点起始，结束于一个高度，高度的条件需要满足航空器再一次执行命令的操作。PinS复飞与传统复飞程序一致，分别由起始、中间、最后三个阶段。在复飞起始阶段是从复飞点开始，直升机开始爬升结束，中间段是在到达复飞高度或从空中交通管制处获取的可以保持超障余度的第一个点结束，复飞最后的阶段衔接中间段，直到新一次的进近。PinS复飞时下降梯度设置为4.5%，复飞保护区应该基于复飞点纵向容差，最后进近的保护区应该与其保护宽度相同。

四、直升机RNP进离场程序实际应用

使用直升机RNP进离场程序进行跑道双向正常的RNP起飞和进近模拟，联合空管各部门进行配合，经过模拟试验，证实RNP进离场程序实用、可靠。经过试验的机场均具备RNP运行能力。与以往的传统直升机导航系统相比较，RNP进近更加先进，可以打破飞行时对于天气的依赖性，不依靠地面导航设备，采用更先进的GPS与机载设备实现进离场飞行，通过事先编写程序，引导直升机按照程序的指令在航段确定精确的飞行轨迹，实现飞行的安全性，提升航空领域的飞行效率[2]。

应用RNP技术有效的改善了因天气变化对直升机的影响。今后，还会在其他需要的机场建立RNP飞行程序，提升机场的整体飞行效率。RNP技术与传统导航技术相比较，两者的最大区别在于，直升机脱离了地面导航的局限性，将导航系统参考转向空中。这就意味着飞行导航系统更加先进和完善，比原先的程序更加抽象和复杂，机组人员需要对其了解得更多。创新性是新时代发展的必然需求。不仅是在技术上，对于直升机的工作模式、机载设备能力等也要进行更新，针对直升机全天候全区域运行尚需更加深入的探究。

结论：综上所述，针对于直升机飞行过程中遇到的阻碍，利用RNP技术设计出直升机的飞行程序，很好的解决了直升机仪表运行的问题，实现全天候运行作业，对于航空领域来说是一项有发展前景的技术。在对其不断应用的过程中，有效提升了飞行效率，未来还需要在此基础上对其进一步完善，设计出更加完整、可靠的飞行程序。

参考文献：

[1]宋美珍.基于模块化分析的在役直升机技术状态信息化管理[J].中国科技信息，2020（13）：33-34.