源自|容定齋

前段時間華夏航空的一架CRJ飛機在阿克蘇著陸時沖出跑道，我看到新聞的第一反應以為是強風或低能見引起的，後來仔細看發現當時風和能見度都還可以，只是有雷暴中雨。

雖說飛機沖出跑道的情况時有發生，但從跑道頭沖出去的不多，即便發生也大多出現在高原或短跑道機場。

我們常聽到的沖出跑道事件實際上大多數應該叫偏出跑道，就是飛機著陸時沒控制好方向從跑道側邊沖出去了，通常是由於強風、低能見或滑水造成的。

阿克蘇機場跑道並不短，有2800米，對於CRJ飛機的著陸所需距離來說綽綽有餘。所以這事剛發生的時候，我看好幾個微信群都在討論這事，很多人也一頭霧水，猜測各種可能的原因。

好在官方很快公佈了初步調查結果，引起事件發生的原因總結下來就一句話：接地晚，刹車晚，地上還有水。

一看就是典型的事故起司模型，這三個環節有一個做好了事件也許就不會發生。

我們都知道，民航運行的安全冗餘極高，往往為了控制一個風險點，會上好幾道保險。所以一旦發生不安全事件，通常不是一個環節沒做好，而是所有環節都沒做好。

今天我們就來聊一聊為了防止飛機沖出跑道，我們都上了哪幾道保險。

一、規章依據

確保飛機不會沖出跑道最基本的前提條件就是跑道够用，也就是說對於指定機型，運行的跑道不能太短或太窄。

121部對跑道長度有非常明確的要求，針對不同效能的飛機，提出了在幹跑道和濕跑道，以及目的地機場和備降機場等不同情况下的要求。

具體內容大家可以去查看CCAR121.195和121.197條款，這裡只做個簡單闡述。

首先我們先介紹一下審定著陸距離（ALD）這個概念，其實從字面翻譯應該叫實際著陸距離。

但這個“實際”並不是日常實際運行中的那個“實際”，而是在特定條件下的“實際”，為避免混淆，我們還是叫審定著陸距離。

審定著陸距離是在標準溫度、幹跑道、著陸形態並且不使用反推的條件下確定的。儘管沒有考慮風的影響，但實際運行中飛機著陸通常會使用反推，所以審定著陸距離一般會大於實際的著陸距離。

下麵介紹一下所需著陸距離（RLD），簡單地說，在審定著陸距離之上新增一定的安全裕度，得到的就是所需著陸距離。

不同飛機由於效能差异，它們的審定著陸距離各不相同，但在計算所需著陸距離時所新增的餘量在規章中有統一要求。

如果是在目的地機場幹跑道條件下著陸，飛機的所需著陸距離應為審定著陸距離的1.67倍，而跑道的可用著陸距離（LDA）不能小於這個距離，寫成公式就是：

LDA（幹）≥RLD=ALD×1.67

如果是濕跑道，飛機的所需著陸距離則需要在幹跑道所需著陸距離之上再新增15%，寫成公式就是：

LDA（濕）≥LDA（幹）×1.15≥RLD=ALD×1.67×1.15=ALD×1.92

大家可以死記住幹濕跑道對應的1.67和1.92這兩個係數，在計算最小跑道長度時常會用到。

對於備降機場，所需著陸距離都是審定著陸距離的1.67倍。也就是說備降機場即便是濕跑道也無需新增15%的餘量。

這裡要說一下，前面所說的這些要求都是放行要求，不是實際運行要求。

也就是說，飛機在放行前，相關機場跑道的可用著陸距離需要滿足前面所說的那些要求；班機一旦起飛，由於天氣或其它因素影響無法滿足這些要求，那麼只要確保跑道的可用著陸距離大於飛機的實際著陸距離就行。

121部對跑道寬度沒有具體要求，但在ICAO附件十四和很多手册中都有機場等級與跑道寬度的對應關係，其背後的依據就是各機型運行所需的最小跑道寬度。

本質上也是為了確保飛機滑跑時有足够的餘量避免偏出跑道，這裡面的計算原理我在《跑道寬窄對運行有什麼影響？》這篇文章中已經講得很清楚了，感興趣的朋友可以看一下，這裡不再贅述。

二、手册要求

文章開頭我猜測事件原因時首先想到了風，因為強風常常是造成飛機偏出或沖出跑道的原因之一。如果強風再加上道面濕滑的buff，分分鐘讓你體會到民航這碗飯不好吃。

囙此每種機型都有各自的最大風速限制，但由於限制與效能相關，規章中沒法統一要求，頂多說一句要考慮風的影響，而具體限制內容都寫在飛機手册或運行手冊上。

就拿A320和波音737舉例。

A320飛機手册根據道面情况從幹到濕甚至到結冰等不同條件，對側風的限制也不一樣。在幹跑道上運行，側風風速限制是不超過38節；而在結冰跑道上運行，側風風速限制則是不超過15節。

波音737跟A320差不多，幹跑道側風限制為40節，濕跑道側風限制為15節。

從這些限制上我們也能看出來，濕滑跑道對起飛和著陸滑跑影響非常大，嚴重的時候甚至可以使側風限制的風速减小一多半。

除此以外，飛機手册對順風、逆風甚至陣風也都有相應的限制。這些風速限制雖然不僅僅是為了防止飛機沖出跑道，但的確也是將其作為重要因素考慮在內。

當然，在飛機手册的基礎上，各航空公司還可以製定相對更加保守的風速限制，實際上很多公司也的確都在這麼幹。

三、飛機設備

1.機載效能計算軟件

飛機著陸時到底存不存在沖出跑道的風險是通過著陸分析來評估的，囙此很多時候著陸分析是起飛前或飛行中一項相當重要的工作。

以前，機組大多是通過效能表格來進行著陸分析，計算過程需要考慮飛機的重量、構型、外界溫度以及道面情况等多種因素。

如果在放行前做這個工作還好，時間相對充裕，計算環境也比較友好。但有些時候為了更接近實際情況，可能需要在空中甚至落地前進行計算，這個時候無論是時間還是環境都比較苛刻，雖然也能完成計算，但在效率和準確性上往往不盡如人意。

這幾年隨著EFB在國內各航司機隊的普及，這個問題逐漸被解决了。

借助EFB這個載體，除了搭載官方的計算軟件，例如波音的機載效能工具（OPT:Onboard Performance Tool）和空客的Flysmart，很多航空公司甚至還自己開發了各種效能計算工具。

只要能及時獲取相關運行資訊和飛機數據，這些效能計算工具都可以為機組提供快速精確的著陸分析，計算出所需著陸距離。

2.跑道意識與諮詢系統（RAAS）

跑道意識與諮詢系統（RAAS）和後面要介紹的防沖出跑道系統（ROPS）功能類似，都是幫助機組建立跑道相關位置情景意識的系統，只不過前者是波音的系統後者是空客的。

RAAS的目的是為機組提供飛機在地面或最後進近時與跑道的相對位置資訊，但它只能提供聲音提示，不提供視覺化的資訊。

RAAS通常跟EGPWS（增强的近地警告系統）合裝在一起，但這兩個設備是獨立運行的，互不干擾。RAAS只是從EGPWS中獲取一些運行數據，例如GPS位置、航向、地速以及跑道數據，並且RAAS的提示優先順序低於EGPWS的各種告警。

RAAS可以提供五種常規提示和一些非常規提示。常規提示包括：接近跑道（空中）、接近跑道（地面）、上跑道、剩餘跑道長度、相對跑道末端位置。

非常規提示包括：短跑道進近、跑道長度不够、跑道上延長等待、滑行道上起飛、中斷起飛後剩餘距離、滑行道著陸等等。

總之，RAAS可以提供與跑道位置相關的很多告警，基本能做到讓你時刻都能知道自己與跑道的相對位置，以及在跑道上起飛或著陸時是否存在沖出跑道的風險。

下麵我們可以通過幾個例子看一下RAAS的具體工作場景。

當飛機位於上圖中的位置時，RAAS就會發出語音提示“Approaching One One”，來提醒機組飛機正在接近11號跑道。

當飛機位於上圖中的位置時，RAAS會隨著飛機的滑跑不斷提示跑道剩餘距離，例如“4000 Remaining”“3000 Remaining”“2000 Remaining”……

當飛機位於上圖中最後進近階段位置時，RAAS也會提示機組飛機正在接近跑道，提示音為“Approaching Three-Four Left”。

3.防沖出跑道系統（ROPS）

ROPS的功能相對於RAAS來說比較單一，基本上就聚焦在了防止飛機沖出跑道這一個功能上，沒有類似於RAAS中的提示飛機與跑道相對位置之類的功能。

囙此ROPS的工作原理也比較簡單，就是通過計算飛機的减速曲線來推算飛機是否有沖出跑道的風險，所需數據也是飛機的各種運動參數以及效能數據。

但與RAAS不一樣的是，ROPS除了有語音提示告警功能以外，還提供了視覺化的告警資訊。

如果ROPS計算出跑道長度不够著陸，則會在PFD中顯示”RWY TOO SHORT“的字樣，並在飛機下降到200英尺以下時會通過語音進行告警。

此外，ROPS的計算邏輯還會考慮道面情况，對於A350機型可以由人工輸入道面情况然後系統進行計算；其他機型系統則會同時計算幹跑道或濕跑道兩種情况。

如果計算結果表明在濕跑道情况下存在沖出跑道的風險，ROPS則會提示“IF WET:RWY TOO SHORT”。

四、機場防護設施

這裡的防護設施主要是指特性資料攔阻系統（EMAS:Engineered Material Arresting System）。

EMAS又叫攔阻床，是一個在跑道盡頭，使用特性資料建造而成的路面，可用來降低飛機沖出跑道後的損失。

它的工作原理也比較簡單，就是飛機在沖出跑道之後，通過壓碎EMAS來吸收飛機的動能，從而避免人員受傷以及减少飛機損傷，有點像有些高速公路旁的應急刹車帶的作用。

下麵就是航科院在天津機場對國產EMAS做真機驗證試驗時的景象。

從它的原理我們能看出來，EMAS並不能防止飛機沖出跑道，實際上等到EMAS發揮作用的時候表明飛機已經沖出了跑道，它的作用只是用來减少飛機沖出跑道之後可能造成的損失。

而且，也並不是所有機場都有必要建造EMAS。EMAS最早是在美國研發並投入使用的，但是截至目前全美有兩萬多個機場，而裝了EMAS的機場不超過一百個。

我們前面也說過，實際運行中，飛機真正從跑道頭沖出去的概率很小，包括這次阿克蘇事件，官方初步通報中的表述也是飛機在接近跑道末端時偏出跑道。

而對於飛機偏出跑道而非沖出跑道頭的情况，EMAS就發揮不了什麼作用了。

而且即便是沖出跑道頭的情况也要一分為二來看，大多數機場跑道周圍不是草坪就是泥土地，多少也能發揮出一些和EMAS類似的作用，這些機場再建造EMAS就顯得有點雞肋了。

真正需要EMAS的是那些跑道周邊是溝壑或懸崖的機場，也就是我們俗稱的高臺機場。

這些機場往往都是高原或高高原機場，受地形限制跑道長度本來就捉襟見肘，再加上飛機著陸速度大，沖出跑道的風險比較高。

而且一旦沖出跑道，飛機可能還面臨從高臺墜落的危險，所以這種情況安裝EMAS可以將損失降到最低。

不信大家可以查一查我國安裝EMAS的機場，基本都是西南地區的高原機場。

結束語

今天這篇文章只是從規章手册、機載設備、機場設施這幾個方面對飛機沖出跑道的風險防控進行了簡單介紹，實際上還有一個重要的因素沒提，那就是人的因素。