第6章 航空运输安全技术及其管理

第6章航空运输安全技术及其管理第一节航空运输概述第二节航空交通安全技术及其管理第一节航空运输概述一、航空运输的特点

航空运输是使用航空器运送人员、货物的一种运输方式。目前用于航空运输的航空器主要是飞机，其次为直升机。以飞机为主的航空运输，开始于20世纪20年代初期。1）速度快这是航空运输的最大特点和优势。常见的喷气式飞机，其经济巡航速度大都为850-900km/h左右，比火车、汽车快5-10倍，比轮船快20-30倍。距离越长，航空运输能够节省的时间越多，快速的优势则表现得越突出。航空运输特别适用：中长距离的旅客运输；时效性、季节性强的报刊、邮件运输及节令性商品；精密、贵重货物；易腐烂、变质的鲜活商品运输；抢险、救急品的运输等。

2）机动性大飞机在空中运行，受航线条件限制的程度比火车、汽车、轮船小得多，可跨越地理障碍（如河流、村庄等）将任何两地连接起来，可定期或不定期飞行。航空运输的这一优点使其成为执行救援、急救等紧急任务中必不可少的手段。

对于地面条件恶劣、交通不便的内陆地区非常合适，有利于当地资源的外销，促进当地经济的发展。3）舒适、安全喷气式客机的巡航高度一般在10000m左右，飞行不受低空气流的影响。现代民航客机平稳舒适，且客舱宽敞、噪音小，机内有供膳、视听等设施，旅客乘坐的舒适程度较高。随着科技进步和对民航客机适航性严格的要求，航空运输的安全性比以往已大大地提高。

4）基本建设周期短、投资少发展航空运输的设备条件是添置飞机和修建机场。这与修建铁路和公路相比，建设周期短、占地少、投资省、收效快。据计算，在相距1000km的两个城市间建立交通线，若载客能力相同，修建铁路的投资是开辟航线的1.6倍，铁路建设周期一般为5-7年，而开辟航线只需2年。

航空运输的主要缺点：飞机机舱容积和载重量都比较小，运载成本和运价明显比地面运输要高；飞机飞行往往要受气象条件限制，因而影响其正常、准点性；此外，航空运输速度快的优点在短途运输中难以显示。

二、航空运输的地位和作用航空运输的发展，带动和促进制造业、运输业、旅游业、服务业等多个经济领域的发展。1）是交通运输体系的一个重要组成部分航空运输的优势表现为长距离运输，特别适合国际、洲际间旅客的运输。航空运输与其他运输方式分工协作、相辅相成，共同满足社会发展对交通运输提出的新需求。2）促进了全球经济的发展和文化的交流航空运输本身是一个国家经济领域的一个重要组成部分，除了其自身的经济效益外，还带动了一批相关产业的发展，如旅游业、服务业等。

3）航空运输带动了飞机制造业及相关产业和技术的发展国际航空运输业的不断发展，使几个主要飞机制造商，如波音公司、空客公司多年来保持了长盛不衰的发展势头，也给相关设备的生产厂商提供了广阔商机。航空技术属于高新技术领域，航空运输的发展促进了更安全舒适的新型民航客机机型不断出现，也使空中交通管理、通信、导航和气象等航行保障系统的技术不断得到提升和完善。第二节航空交通安全技术及其管理

一、航空交通安全技术航空运输安全技术主要包括飞行安全及支持保障技术、空中交通安全监控技术两部分。1．飞行安全及支持保障技术就航空器的航空安全操作而言，飞行安全技术包括小速度飞行安全技术、大速度飞行安全技术、地面滑跑与近地飞行安全技术、非对称动力飞行安全技术、高原飞行安全技术、高温机场飞行安全技术、特种天气条件下飞行安全技术、其他特殊条件（如地震救灾）下飞行安全技术等，这都主要依赖于航空器的适航性和飞行员的驾驶操作技能。为航空器的航行安全提供陆基支持保障的技术包括通信、导航和监控技术。2．空中交通安全监控技术空中交通管理的任务：有效地维护和促进空中交通安全、维护空中交通秩序、保障空中交通畅通。空中交通安全监控技术的内容主要包括：空中交通管制、空中交通流量管理和空域管理。空中交通管制是空中交通管理的主要内容，具体包括空中交通服务管制、飞行情报服务和告警服务等。空中交通服务管制的任务是：防止航空器与航空器相撞、在机动区内航空器与障碍物相撞、维护和加快空中交通的有序流动。二、航空安全事故及其管理1．突发航空安全事故分类1）飞机重大事故飞机在使用中，由于技术操作、人为破坏、设备失灵、遭受自然灾害突然侵袭等原因，造成飞机被严重毁坏或机上人员重大伤亡的事件。2）飞机紧急迫降由于飞机在空中发生严重设备故障、失效，飞机着火无法在空中熄灭，或燃油泄漏，机上所载航油已经耗尽，无法飞行至最近的机场或飞机内发现无法处置的炸弹、危险品及其他险情，为保证飞机和机上人员的生命安全，使机上人员及时逃生或减少损失，飞机必须在短时间内采取非正常降落方式落地的事件。

3）飞机被劫持飞机在地面停留或空中飞行期间，遭到恐怖分子、犯罪嫌疑人、精神病患者用武器、爆炸物或其他凶器、危险物品，以暴力或其他方式胁迫飞行机组改变所飞行的原定航线、降落机场；或以暴力方式挟持机上所载人员，要求飞机飞往预定降落机场以外的其它境内外机场降落；或以暴力侵害机上旅客、机组人员的生命安全，致使机组人员、机上旅客生命伤亡；或以报复国家、社会，故意制造事端为目的，用飞机当作炸弹来袭击地面要害部位、重要设施。4）飞机上发现爆炸物或接到炸弹威胁的信息机上所载人员或地面人员，因为政治或个人原因将爆炸物品带到飞机；或机组在飞行中接到有炸弹威胁信息；或以其他方式警告航空公司经营人，某一正在飞行中的飞机上装有足以造成毁坏飞机设备的事件，以此来满足其政治、经济目的与要求。2．飞机安全事故分类1）飞机空中解体事故。是指由于飞机使用中超过设计载荷、结构强度不够导致飞机结构破坏而发生解体的事故。

2）飞机失火事故。分为飞行中失火（高空失火）、毁机失火（失事坠地失火）、地面失火（维修或停发过程中失火）三类。3）飞机操纵系统事故4）飞机动力装置事故5）飞机爆炸事故6）飞机雷击事故7）飞机断电事故8）双机相撞事故9）鸟撞事故3．航空安全监控与监测技术1）近地警告系统近地警告系统（GPWS）的主要功用：避免飞机与地面相撞，当飞机与地面危险接近时给机组提供相应的警告提示，以增加飞机安全性。现有大部分民航客机上都安装有近地警告系统。近地警告系统主要由近地警告计算机、警告灯和控制板组成。其核心是近地警告计算机。该计算机中存储了各种警告方式的极限数据，这些数据与其它系统输送来的飞机实际状态数据进行比较，如来自无线电高度表的高度信号；来自大气数据计算机的气压高度和变化率；来自惯导（导航设备）的惯性垂直速度等等。如果这些数据超出了某一种警告方式的极限值，近地警告计算机就输出相应的语音和灯光警告信号，警告飞行员目前飞机存在危险状态，直到采取了适当的措施而脱离了不安全状态后灯光和语音警告信号才被终止。

近地警告系统能有效的避免飞机撞地事故的发生，但是经过时间和实践论证，它也存在一些缺陷和不足，事故数据显示近地警告系统仍有许多需要改进的地方：缺陷1：由于它的高度参数主要依赖于无线电表，而无线电高度不能反映飞机前方的地形情况，所以当飞机飞向上升坡度很大的地形时，如前方突然出现峭壁或陡峭的悬崖，近地警告系统则无法及时发出告警信号。缺陷2：近地警告系统存在不报警的情况，当飞机起落架和襟翼均在着陆形态，并以正常速率下降时，此时GPWS认为飞机将降落在机场，为避免干扰，将抑制警告。改进型：增强型近地警告系统（EGPWS）。

2）空中交通警戒与防碰撞系统空中交通警戒与防撞系统是不依赖于地面空中交通管制系统为飞机提供防撞保护的机载设备。防撞系统可显示飞机周围的情况，有效地辅助飞机驾驶员主动搜寻和目视发现可能的空中交通冲突，并在需要时提供语音告警，同时帮助驾驶员以适当机动方式躲避危险，这些都有助于避免灾难性事故的发生。飞机上的防撞系统，美国航空体系称为空中交通预警与防撞系统（TrafficAlertandCollisionAvoidanceSystem，简称TCAS）；欧洲航空体系称为机载防撞系统（AirborneCollisionAvoidanceSystem，简称ACAS），两者实际上的含义、功能是一致的。

TCAS使用的天线包括一部安装在飞机顶部的定向天线和一部安装在飞机底部的全向发射与接收天线，用于获取TCAS飞机周围航空器目标的方位信息，并将这些信息传送到TCAS计算机，由TCAS计算机来协调执行空域的监视，闯入和自身航空器的跟踪，威胁的探测和判定，咨询信息的产生等任务。当发现在警戒范围内有闯入的航空器时，TCAS系统通过交通警戒（TA）显示、决策信息（RA）显示和语音警告三种方式向飞机飞行员进行提示。交通警戒（TA）显示描述附近的其他航空器相对于TCAS飞机的位置，用以帮助飞行员目视发现闯入的航空器；决策信息（RA）显示则是一个标准的垂直速度指示器（VSI），用以指示为保持与威胁航空器的安全间距所必须的垂直速率，飞机上通常有两个RA显示，分别供机长和副驾驶使用；语音警告用于补充显示交通和决策信息。飞机飞行员根据这些显示和警告信息，选择最优的避让行为，调整和保持飞机的垂直速率，避免发生碰撞事故。应当注意的是，除非飞行员用肉眼看到了闯入者，否则不得仅仅根据TA显示的信息做出避让操作。

3．飞行记录器（黑匣子）“黑匣子”是飞机专用的电子记录设备之一，名为航空飞行记录器。里面装有飞行数据记录器和舱声录音器，飞机各机械部位和电子仪器仪表都装有传感器与之相连。它能把飞机停止工作或失事坠毁前半小时的有关技术参数和驾驶舱内的声音记录下来，需要时把所记录的参数重新放出来，供飞行实验、事故分析之用。黑匣子具有极强的抗火、耐压、耐冲击振动、耐海水（或煤油）浸泡、抗磁干扰等能力，即便飞机已完全损坏，黑匣子里的记录数据也能完好保存。黑匣子的功用：为空难事故调查人员提供证据，以帮助其了解事故的真相。世界上所有的空难原因都是通过黑匣子找出来的。黑匣子是飞机上的一种飞行数据记录仪。它能将飞机的高度、速度、航向、爬升率、下降率、加速情况、耗油量、起落架放收、格林尼治时间，还有飞机系统工作状况和发动机工作参数等飞行参数都记录下来。另一种是座舱话音记录仪，是一个无线电通话记录器，可以记录飞机上的各种通话。包括飞行员与地面指挥机构的通话，正、副驾驶员之间的对话，机长、空中小姐对乘客的讲话，威胁、爆炸、发动机声音异常，以及驾驶舱内各种声音等。黑匣子其实并不是黑色的，为了便于人们搜寻，它被涂上了鲜艳的火红色，也许是人们觉得它里面存储的东西对飞机事故的鉴定意义重大吧，实在是太神秘了，所以使用了这样一个同样神秘的名字——“黑匣子”。

4）空港环境监控与监测系统

空港在保障飞行安全方面主要有以下6方面的职能：保障飞行安全；保障空防安全；保障航站——站坪空防安全；应急救援；生产运行（电、水、暖、冷）保障；指挥协调。以上6个方面称为机场安全保障的6个系统。为了保障空港安全，需要对这6个方面进行安全状态监控。（1）飞行安全监控系统该系统是机场最主要的系统，其任务是确保机场对空中（净空、鸟害）、地面（场道、助航灯光）到地下（机场排水）实施有效的监控与管理，确保各项设施、标准完善有效，努力减少异常天气（降雪、暴雨、低温、低能见度等）对场道的影响，创造良好的适航环境和条件，保证航空器在机场安全正常起降。（2）航站——站坪监控系统航站——站坪（通常还包括停车场）是民航机组与飞机、机务维修、运输服务、机场保障和油料供应等系统在机场活动的集中区域。航站与站坪还是完成旅客进入机场到登上飞机、下飞机到离开机场的活动区域，航站——站坪还是驻机场各航空公司活动的主要场所，是飞机管理的重点和难点。

航站——站坪监控系统的主要功能：一是为旅客创造良好的登、离机环境，确保旅客安全登、离机，货物安全装卸；二是为飞行机组、航管部门、运输服务部门、油料公司、现场保障部门和驻机场各航空公司提供良好的保障和服务，确保航空器在机场的安全运行，减少停机坪事故发生。航站——站坪监控系统包括航站安全监控和站坪安全监控两部分。航站安全监控系统包括：对航站楼消防、廊桥安全、旅客安全、行李安全、设施设备安全、航站楼公共秩序、通道安全、信息系统安全、供电（水、暖、）系统安全、航站楼施工安全及停车场安全等的监控和管理。站坪也称停机坪，其安全监控系统主要包括：对航空器地面运行、站坪运行系统、站坪作业秩序监督、站坪防火和消防、站坪卫生、站坪标志、站坪灯光、站坪除雪除冰等的监控和管理。4．影响航空运输安全的三大人为因素1）技术因素航空器的特点决定了航空人员必须具备高度的专业素质和精湛的驾驶技术，不但要全面了解相关学科的专业知识，还要对航空器的工作原理谙熟于胸，不但要熟知各个系统，还要在出现异常时具有很强的分析问题和解决问题的能力，不但要能够熟练操纵飞机完成各种功能，而且还要能够从容应对特殊情况的发生，发扬人的聪明才智