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從飛機(jī)性能的角度淺談機(jī)型與航線的匹配

時(shí)間:2013年08月19日   來源:

  摘要:在航線運(yùn)營中如何選擇機(jī)型一直是航空公司運(yùn)行中一項(xiàng)重要的課題,選擇合適的機(jī)型既要考慮機(jī)型的座級、運(yùn)行成本等因素,又要兼顧每種機(jī)型不同的性能特點(diǎn)及每條航線不同的運(yùn)行特點(diǎn),才能使公司在運(yùn)行成本效益和安全生產(chǎn)之間實(shí)現(xiàn)雙贏。本文從飛機(jī)性能的角度出發(fā),簡單分析如何將機(jī)型與航線的特點(diǎn)結(jié)合起來,發(fā)揮各個(gè)機(jī)型的特長,從而最大限度地優(yōu)化機(jī)型在航線網(wǎng)絡(luò)上的匹配。

  一、基本概念

  談到機(jī)型與航線匹配的基本概念,首先要熟悉航線的各種運(yùn)行或限制特點(diǎn),然后再討論各種機(jī)型不同的性能特點(diǎn),最后探討如何根據(jù)各自的特點(diǎn)將機(jī)型與航線合理匹配起來。

 ?。ㄒ唬┖骄€運(yùn)行的主要特點(diǎn)和限制因素

  1. 航線距離

  距離是一條航線最重要的特點(diǎn),航線距離決定了完成航線飛行所需的時(shí)間和油量,由于每個(gè)機(jī)型有著各自的設(shè)計(jì)航程能力,航線距離的長短也就決定了哪些機(jī)型可以運(yùn)行該條航線。例如,B747等洲際飛機(jī)續(xù)航能力可以達(dá)到十幾個(gè)小時(shí),而B737等中短程飛機(jī)只能夠完成幾個(gè)小時(shí)的飛行。

  一般而言,并不需要十分系統(tǒng)的飛機(jī)性能知識,航空公司的市場部門就能夠?qū)w機(jī)匹配到距離比較恰當(dāng)?shù)暮骄€上。然而,當(dāng)一條航線兩端的起始和目的機(jī)場運(yùn)行條件較復(fù)雜,而或航線距離接近某些機(jī)型航程能力的極限值時(shí),再考慮到航路風(fēng)、高度等對飛行速度的影響,則需要從飛機(jī)性能的角度去詳細(xì)分析哪種機(jī)型更適合于該航線的運(yùn)營。

  此外,航班備降機(jī)場距離的遠(yuǎn)近會(huì)決定航班的落地剩余油量,而落地剩余油量的多少也有可能影響到飛機(jī)的航程和業(yè)載,同樣需要從飛機(jī)性能上進(jìn)行計(jì)算分析。

  2. 機(jī)場的適航性和飛機(jī)起降性能

  完成航線距離評估后,則需要考慮航線涉及的起飛機(jī)場、目的機(jī)場、備降機(jī)場的適航性。其中,機(jī)場的飛行區(qū)等級、消防等級、氣象條件、空管保障能力、機(jī)場開放時(shí)間、進(jìn)離場程序、進(jìn)近程序等條件均可能影響到各機(jī)型在該機(jī)場運(yùn)行的適航性。例如,某些高原機(jī)場或航線只能用特定的高原機(jī)型來執(zhí)飛,所以,在某條航線上選擇一個(gè)恰當(dāng)?shù)臋C(jī)型,航線涉及的起始機(jī)場、目的地機(jī)場、備降機(jī)場都必須滿足該機(jī)型的適航性要求。

  即使起飛或著陸機(jī)場對于某一個(gè)機(jī)型是適航的,但也有可能因?yàn)樾枰踩w越飛行程序保護(hù)區(qū)內(nèi)的關(guān)鍵障礙物,而限制了該機(jī)型的起飛或著陸重量,從而影響了航班的業(yè)載能力和效益,這時(shí)就需要對多種機(jī)型進(jìn)行全面的性能評估,選擇性能和業(yè)載能力最優(yōu)的機(jī)型。影響飛機(jī)起飛和著陸性能的機(jī)場條件有:機(jī)場標(biāo)高、跑道長寬、道面強(qiáng)度、跑道坡度、飛行程序保護(hù)區(qū)內(nèi)障礙物等。

  3. 其他特殊運(yùn)行限制

  1)高原運(yùn)行:機(jī)場標(biāo)高超過1500米的機(jī)場稱為一般高原機(jī)場,機(jī)場標(biāo)高超過8000英尺(2440米)的機(jī)場稱為高高原機(jī)場,航路安全高度超過10000英尺(3049米)的航線稱為高原航線,飛機(jī)需要具有特定的高原性能才能運(yùn)行高原機(jī)場或高原航線。

  2)延程運(yùn)行(ETOPS):雙發(fā)飛機(jī)在航路上距離可用備降場的飛行時(shí)間超過60分鐘,或者三、四發(fā)飛機(jī)在航路上距離可用備降場的飛行時(shí)間超過180分鐘的運(yùn)行,稱為延程運(yùn)行ETOPS,執(zhí)行ETOPS航線需要經(jīng)局方特殊批準(zhǔn)。

  3)延伸跨水運(yùn)行:飛機(jī)距最近海岸線的水平距離超過50海里(93公里)的運(yùn)行,稱為延伸跨水運(yùn)行,需要為飛機(jī)配備救生筏。

  4)極地運(yùn)行:飛越北緯78度00分以北區(qū)域的運(yùn)行,需要經(jīng)局方特殊批準(zhǔn)。

  5)航行新技術(shù):目前例如基于性能導(dǎo)航(PBN)和廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視(ADS-B)等新技術(shù)迅速發(fā)展,某些RNAV、ADS-B航路或機(jī)場的RNAV或RNP程序?qū)︼w機(jī)導(dǎo)航能力有相應(yīng)要求,從而限制了可以運(yùn)行的機(jī)型。

 ?。ǘ└鳈C(jī)型的主要性能特點(diǎn)

  1. 飛機(jī)基本重量

  最大起飛重量MTOW:航空器在開始起飛滑跑時(shí)的最大允許重量,該重量是由飛機(jī)強(qiáng)度和適航性要求限制的在跑道松剎車點(diǎn)的最大重量。

  最大著陸重量MLW:航空器能夠正常著陸的最大允許重量,該重量是由飛機(jī)強(qiáng)度和適航性要求限制的著陸最大重量。

  最大無油重量MZFW:無可用燃油和潤滑油時(shí)的航空器最大允許重量,該重量是由飛機(jī)強(qiáng)度和適航性要求限制的加可用燃油之前的最大重量。

  使用空重OEW:制造商的空機(jī)重量加上機(jī)載設(shè)備物品、機(jī)組重量、飲用水、餐食報(bào)刊等運(yùn)行項(xiàng)目重量。

  以上四個(gè)基本重量是經(jīng)飛機(jī)制造商授權(quán)和局方審定的重量,在運(yùn)行中,飛機(jī)的實(shí)際起飛、著陸和無油重量不能超出以上重量限制,所以這些基本重量也有可能成為限制飛機(jī)的航程和業(yè)載的因素。

  值得注意的是,為滿足不同的市場需求和航線距離,同一機(jī)型可能會(huì)有多個(gè)等級的最大起飛重量和最大著陸重量,重量的不同又將同一機(jī)型細(xì)分為不同的性能特點(diǎn)。

  2. 航程能力

  決定飛機(jī)航程能力的因素是油箱容積和基本重量。很容易理解,飛機(jī)的油箱容積越大,航程能力自然越強(qiáng)。但是,當(dāng)航線較長且飛機(jī)的最大起飛重量一定時(shí),燃油和業(yè)載之間會(huì)有一定的矛盾關(guān)系,較多的燃油可能會(huì)擠占的部分業(yè)載能力,或者較大的業(yè)載可能會(huì)擠占部分燃油從而縮短了航程能力。

  當(dāng)出現(xiàn)這種業(yè)載與燃油爭奪起飛重量空間的情況時(shí),就不得不在兩者之間做出取舍,通常都是減少業(yè)載,保證飛機(jī)能夠有足夠的燃油飛往目的地機(jī)場,然而,當(dāng)業(yè)載能力很小時(shí),飛行執(zhí)行該航線的經(jīng)濟(jì)性就值得考量了。

  3. 業(yè)載能力

  航班業(yè)載能力受到起飛重量、著陸重量、無油重量三者的限制,為以下三個(gè)公式計(jì)算結(jié)果的最小值:

  起飛重量-使用空重-起飛油量

  著陸重量-使用空重-落地剩油

  最大無油重量-使用空重(即結(jié)構(gòu)限載)

  對以上三個(gè)公式進(jìn)行分析,每個(gè)公式對應(yīng)一種常見的情況:

  1)當(dāng)航線距離較長起飛油量較大時(shí),航班業(yè)載容易受到最大起飛重量限制;

  2)當(dāng)受備降場較遠(yuǎn)等因素影響,航班的落地剩余油量較大時(shí),航班業(yè)載容易受到最大著陸重量限制;

  3)當(dāng)最大起飛或著陸重量都不限制業(yè)載時(shí),航班的業(yè)載受到最大無油重量限制,即為飛機(jī)的結(jié)構(gòu)業(yè)載。

  4. 起飛著陸性能

  飛機(jī)制造商在《飛行手冊》中給出了飛機(jī)經(jīng)審定的最大起飛重量和最大著陸重量,然而,受機(jī)場標(biāo)高、跑道狀況、保護(hù)區(qū)障礙物等因素的影響,飛機(jī)在某一機(jī)場的起飛或著陸重量不一定能達(dá)到手冊中的最大重量,此時(shí)需要根據(jù)環(huán)境溫度、風(fēng)、使用跑道、襟翼構(gòu)型等實(shí)際運(yùn)行條件,進(jìn)行起飛分析表或著陸分析,以確定飛機(jī)的實(shí)際起飛或著陸重量,然后按照實(shí)際起飛或著陸重量計(jì)算航班業(yè)載能力。

  5. 高原性能

  當(dāng)飛機(jī)在高原機(jī)場起降時(shí),對發(fā)動(dòng)機(jī)推力和高高度電門有著特殊要求,當(dāng)飛機(jī)在高原航路運(yùn)行時(shí),對發(fā)動(dòng)機(jī)失效時(shí)的飄降能力以及座艙失壓時(shí)的供氧能力有特殊要求。所以,只有滿足這些特殊要求的飛機(jī)才能執(zhí)飛高原航線或高原機(jī)場。

  6. 翼尖小翼和短跑道性能

  隨著航空技術(shù)的不斷發(fā)展,飛機(jī)制造商推出了一些改善飛機(jī)性能的技術(shù),很典型如翼尖小翼和短跑道性能。

  在飛機(jī)的機(jī)翼上加裝了翼尖小翼后,可以阻止部分空氣從下翼面經(jīng)翼尖流到上翼面,有效減小誘導(dǎo)阻力,使得飛機(jī)起降性能和巡航油耗得到改善。

  具有短跑道的性能的飛機(jī),其擾流板打開的角度更大,操作反推的反應(yīng)時(shí)間更短,雙尾橇用于保護(hù)飛機(jī)離地時(shí)不易擦機(jī)尾,這三個(gè)特點(diǎn)使得飛機(jī)在短跑道上的起飛和著陸性能更好。

  當(dāng)飛機(jī)的起飛或著陸受到機(jī)場條件限制時(shí),應(yīng)當(dāng)根據(jù)限制情況優(yōu)先使用帶翼尖小翼或具有短跑道性能的飛機(jī)。

 ?。ㄈ┦煜ち撕骄€的運(yùn)行限制特點(diǎn)和飛機(jī)的性能特點(diǎn)后,開展機(jī)型與航線的基本原理如下:

  首先,將公司的全部機(jī)型進(jìn)行分類,分類的標(biāo)準(zhǔn)是航程能力和性能特點(diǎn),性能特點(diǎn)包括高原性能、起降性能、導(dǎo)航精度等等。當(dāng)同一機(jī)型具有多種性能特點(diǎn)時(shí),根據(jù)特點(diǎn)對其進(jìn)一步細(xì)分。

  其次,將公司運(yùn)行的航線按照運(yùn)行限制特點(diǎn)進(jìn)行分類,這些特點(diǎn)包括:高原航線、起降機(jī)場條件復(fù)雜、延程運(yùn)行、極地運(yùn)行、導(dǎo)航能力要求等。同時(shí),根據(jù)公司各機(jī)型的航程能力范圍劃定幾個(gè)距離區(qū)間,按照這些區(qū)間將公司運(yùn)行的航線按距離進(jìn)行分類。

  最后,結(jié)合以上對機(jī)型和航線的分類,按如下原則匹配機(jī)型與航線:

  第一,飛機(jī)的性能必須滿足航線的特殊運(yùn)行要求:如高原、極地、延程運(yùn)行ETOPS、基于性能的導(dǎo)航PBN,安排有能力的機(jī)型執(zhí)行有特殊運(yùn)行要求的航線。

  第二,飛機(jī)的航程能力必須滿足航線的航程要求,根據(jù)航線的遠(yuǎn)近安排能夠飛抵目的地的機(jī)型。

  第三,在滿足上述兩個(gè)前提下,為航線選擇航班業(yè)載能力最大的機(jī)型。

  二、工作方法

  航空公司開展機(jī)型與航線匹配工作,通常所面對的是已有的機(jī)型與航線網(wǎng)絡(luò)布局,所以主要工作是對目前運(yùn)力投放的不斷調(diào)整優(yōu)化,使之更趨于完善和高效,主要的步驟如下:

  1. 掌握公司的機(jī)型與航線匹配情況

  首先,通過對公司的機(jī)型與航線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行全面的梳理分析,掌握公司機(jī)型與航線的匹配程度,找出不能滿載、滿客的航線機(jī)型組合。

  同時(shí),配合市場部門提出的新開航線和機(jī)型變更要求,對市場部門擬使用的機(jī)型方案進(jìn)行分析,給出最優(yōu)機(jī)型方案的建議。

  最后,需要持續(xù)地監(jiān)控公司所運(yùn)行的機(jī)場、航線的條件變化,評估條件變化對運(yùn)行和航線業(yè)載的影響,及時(shí)將信息反饋給市場部門。

  2. 提出機(jī)型調(diào)整方案

  針對不能滿載、滿客的限載航線,分析評估其他機(jī)型的業(yè)載情況,機(jī)型調(diào)整主要考慮以下原則:

  1)提高航班可用業(yè)載;

  2)優(yōu)先考慮同座級的機(jī)型,不改變公司對市場需求的把握。

  3)優(yōu)先考慮同一分公司或基地的飛機(jī),不改變公司運(yùn)力布局。

  經(jīng)過對多種機(jī)型執(zhí)行限載航線的對比分析,綜合考慮各機(jī)型的飛機(jī)數(shù)量、執(zhí)管屬地,最終形成機(jī)型調(diào)整方案。

  3. 機(jī)型調(diào)整方案的實(shí)施

  與市場、飛行、機(jī)務(wù)、運(yùn)控等相關(guān)部門進(jìn)行協(xié)商,在安排航班計(jì)劃時(shí),優(yōu)先使用機(jī)型調(diào)整方案所推薦的機(jī)型,提高航班的業(yè)載能力。機(jī)型調(diào)整方案的實(shí)施在一定程度上增加了一線運(yùn)行單位的工作復(fù)雜度,需要注意理順工作流程,落實(shí)工作責(zé)任,協(xié)調(diào)多部門分工合作。

  需要說明的是,機(jī)型調(diào)整方案只是對運(yùn)力配置的優(yōu)化,而不應(yīng)成為對運(yùn)行的限制,當(dāng)運(yùn)力調(diào)配困難時(shí),仍可以使用有載量限制的機(jī)型,以免影響航班的正常運(yùn)行。

  4. 方案執(zhí)行情況跟蹤

  根據(jù)實(shí)際航班的執(zhí)行情況,對機(jī)型調(diào)整方案的執(zhí)行率和業(yè)載空間的提升進(jìn)行統(tǒng)計(jì),評估實(shí)施方案帶來的效益。對于執(zhí)行率較低的機(jī)型調(diào)整方案,需要重點(diǎn)分析方案不能被執(zhí)行的原因,對方案或者工作流程進(jìn)行改進(jìn)。

  三、簡單案例分析

  某航空公司擁有9架150座的中短程飛機(jī),這些飛機(jī)的機(jī)型、座位布局、使用空重、油箱容積基本相同,但是由于引進(jìn)時(shí)間和市場定位的不同,它們具有X、Y、Z三種性能特點(diǎn):

性能特點(diǎn) X Y Z

架數(shù) 3 3 3

座位數(shù) 150 150 150

最大起飛重量 75噸 80噸 75噸

特殊性能 有翼尖小翼 無翼尖小翼 高原性能

  該航空公司使用這9架飛機(jī)運(yùn)營三條航線,由基地始發(fā)至甲乙丙三地,這三條航線的特點(diǎn)如下:

由基地至 甲 乙 丙

飛行時(shí)間 6 4 3

運(yùn)行特點(diǎn) 航程較長 起飛保護(hù)區(qū)障礙物較高,限制起飛重量 機(jī)場標(biāo)高3400米

  從飛機(jī)種類表格可以看出,X、Y、Z三種性能特點(diǎn)的最大不同是:X類飛機(jī)的翼尖小翼可以改善在復(fù)雜機(jī)場的起飛性能;Y類飛機(jī)的最大起飛重量較大(MTOW=80噸),比X和Z類在遠(yuǎn)程航線上具有業(yè)載優(yōu)勢;Z類飛機(jī)具有高原性能。結(jié)合以上機(jī)型特點(diǎn)和航線特點(diǎn),較理想的機(jī)型與航線匹配方案如下:

  1、首先,由于丙機(jī)場標(biāo)高為3400米,為高高原機(jī)場,而機(jī)隊(duì)中僅Z類飛機(jī)具有高原性能,所以必須使用Z類飛機(jī)執(zhí)行基地至丙的航線。

  2、其次,由于乙機(jī)場起飛保護(hù)區(qū)障礙物較高,限制了飛機(jī)的起飛重量,這時(shí)帶有翼尖小翼的飛機(jī)具有起飛重量優(yōu)勢,所以建議使用性能特點(diǎn)為X的飛機(jī)執(zhí)行基地至乙的航線。

  3、最后,由于基地至甲航線距離遠(yuǎn),飛行時(shí)間長,航班加油量大。此時(shí),性能特點(diǎn)為Y的飛機(jī)起飛重量大,在加油量較大的情況下可以攜帶更多的業(yè)載,所以建議使用性能特點(diǎn)為Y的飛機(jī)執(zhí)行該航線。

  在這個(gè)例子中,若使用Z類飛機(jī)執(zhí)行基地至甲或乙的航線,則可能浪費(fèi)了其高原性能;若使用Y類飛機(jī)執(zhí)行基地至乙的航線,有可能因?yàn)檎系K物限制了實(shí)際起飛重量,從而影響了業(yè)載;若使用X類飛機(jī)執(zhí)行基地至甲的航線,有可能因?yàn)楹匠涕L加油量大,從而影響了業(yè)載。

  四、安全與效益的提升

  根據(jù)航線及其涉及機(jī)場的運(yùn)行特點(diǎn),投入性能特點(diǎn)最為符合的機(jī)型,不僅可以降低運(yùn)行成本、提高運(yùn)行效益,對于提高安全裕度也很有幫助:

  1、效益提升:比如使用航程能力大的飛機(jī)執(zhí)飛遠(yuǎn)程航線,而或使用起降性能有優(yōu)勢的飛機(jī)執(zhí)飛復(fù)雜機(jī)場,都可以增加航班的業(yè)載能力,提高航空公司的運(yùn)行效益。

  2、安全提升:比如使用具有短跑道性能的飛機(jī)執(zhí)飛跑道較短的機(jī)場,而或使用氧氣供應(yīng)能力更強(qiáng)的飛機(jī)執(zhí)行高原航線,都可以提高航班運(yùn)行的安全裕度。

  五、結(jié)束語

  本文從飛機(jī)性能的角度出發(fā),簡要闡述了機(jī)型與航線匹配的基本概念和工作方法。探討機(jī)型與航線匹配的問題時(shí),如果能夠結(jié)合市場營銷和財(cái)務(wù)分析,考慮到各條航線對飛機(jī)座級和艙位的市場需求,同時(shí)考慮到各個(gè)機(jī)型投入航線的運(yùn)營成本和收益,從飛機(jī)性能、市場需求和成本收益三個(gè)方向共同出發(fā)進(jìn)行分析,則能夠更加全面地把握航空公司的航線網(wǎng)絡(luò)布局,提出更加合理可行的機(jī)型與航線匹配方案,將是未來的發(fā)展方向。