民航資源網對話:中國航班因軍事管制更耗油?

民航資源網對話:中國航班因軍事管制更耗油？

來源：民航資源網 2012-10-10 09:20:52 我來說兩句(12)

【專業分類】空管 【文章編號】31-2012-0205

　　

　　「十一」前，一條《中國航班因軍事管制更耗油》的微博引起了網友的熱議。

　　微博轉述了James Fallows（《大西洋月刊》專欄作家，曾擔任吉米·卡特總統的首席演講稿撰寫人）在其著作《China Airborne》中的觀點「由於空中交通管制的原因，中國的航空運營在許多飛行階段是非常低效的」。

　　James Fallows認為：

　　在全世界，大型客機的巡航高度通常介於30000-40000英尺之間。這個高度的好處在於，空氣非常稀薄，可以將飛機受到的阻力減少到最小，燃油效率最高。而中國的大型客機被更多地要求在效率較低的10000-20000英尺低空飛行。

　　在北美和歐洲，客機從一個城市到另一個城市的航線相對而言更加直接。由於航線擁堵，所以情況會有所差異，但總體來說航線是相對筆直的。而在中國，由於軍方的空域管制，航線會更加迂迴，因此需要耗費更多的時間、更多的燃油，增加更多的排放。

　　任何一個曾經在中國的主要機場起飛的人都知道，在地面上的滑行和延誤可以達到多麼長的時間。與歐洲和北美的標準比起來，中國機場的每分鐘起降班次要少得多。這也導致中國的航班在地面上更加耗油。

　　事實的確如此嗎？我們有請到了中國民用航空華北地區空中交通管理局總工程師顏曉東為大家做出解讀。

 

　　圖：飛機排隊起飛。民航資源網資料圖片，攝影：民航資源網網友「叮叮噹噹」

 

中國航班是否因軍事管制更耗油？

——民航資源網對話華北空管局總工程師顏曉東

 

　　民航資源網：中國空域的使用情況如何，民航所佔比例多大？

　　顏曉東：目前，中國空域按照使用性質大致可以分為：軍民航共用空域、軍航專屬空域、限制使用空域、禁止使用空域。一般情況下，軍民航共用空域主要為民航運輸航空飛行所用，同時也對軍航運輸飛行開放；軍航專屬空域主要用於軍事訓練目的飛行，其中一部分空域可以通過軍民航管制部門的協調，臨時用於民航運輸飛行；限制使用空域和禁止使用空域在其生效期間內對於軍民航飛行器均適用。這種空域控制管理方法在世界其它國家和地區同樣存在，主要區別在於時間、程度和範圍的不同。

　　目前我國約有120條臨時航線對民航開放，總裡程大約33000千米。這部分臨時航線是從軍航專屬空域內劃設出來，通過軍民航運行層面的動態協調用於民航運輸飛行。

　　至於各類空域在國家空域系統中所佔的比例，還沒有得到具體數據。但是據中國國家空域技術重點實驗室研究報告表明，中國軍民航實際可用空域面積為998.50萬平方公裡。其中，軍航日常使用空域234.72萬平方公裡，佔23.51%；民航日常使用空域面積319.53萬平方公裡，佔32%。

　　研究報告同時表明，在瀋陽-北京-西安-成都-昆明以東地區，軍民航日常實際可用空域面積為397.87萬平方公裡，航路航線佔用面積為169.11萬平方公裡，佔42.50%；軍航使用空域面積為169.94萬平方公裡，佔42.70%。另外，臨時航線佔用面積為36.50萬平方公裡，佔9.17%。（引自：中新社北京2011年6月10日電，記者：陶社蘭，歐陽開宇)。

　　上述報告所提及的數字主要是強調二維空間上的佔用比例，但是我認為，空域是一個包含時間在內的四維空間，不單在平面上，在高度上也需要劃分使用範圍，同時在佔用時間方面，空域資源的使用也有一定的調配餘度。

　　根據多年運行的經驗觀察判斷，在我國航空運輸發達的中東部地區，民航運輸可使用的空域範圍約佔地區空域資源總量的四成左右，如果將新疆、西藏等西部地區廣袤的待開發空域核算在內，那麼民航運輸所佔國家空域資源的比例將會被大大攤薄。

　　民航資源網：除了二維空間上的調配，中國空域在飛行高度層上的劃分是如何發展的？

　　顏曉東：與世界其他國家一樣，高度層的劃設在我國也有一個改革和進化過程。

　　1993年以前，6000米以下每隔300米一個高度層，6000米以上，每隔1000米一個高度層。

　　1993年10月15日我國進行了第一次高度層改革。改革後，6000米至12000米範圍內，每隔600米為一個高度層；12000米以上，每隔1000米為一個高度層。

　　2001年，我國實行第二次飛行高度層改革，9000米以下全部按每隔300米一個高度層進行配備。

　　我國的第三次高度層改革於2007年11月22日在全國統一實施。2007年11月22日北京時間零時起，中國民航在境內12500米以下的空域全部按每隔300米一個高度層配備，並且成為世界上第一個米制單位實施縮小飛行高度層垂直間隔的國家，英制與米制數值之間的轉換方法得到國際民航組織的認可並向其他國家推廣。

　　民航資源網：飛機飛行高度與燃油效率是怎樣的一個關係，是否飛得越高越省油？

　　顏曉東：航空器飛行時，發動機產生的動力主要用於抵抗航空器自身重力和空氣阻力。由於高空空氣密度相對較低，因而對航空器產生的阻力相對較小，但是，航空器在爬升高度的過程中需要額外消耗更多的動力用於轉化成勢能。因此，航空器在兩個機場之間飛行時有一個最佳的飛行剖面，現代大型運輸航空器可以通過飛行管理計算機系統計算出這個最佳飛行剖面供飛行員和航空公司籤派員參考。

　　航空器的機型、發動機型號、載量、航線長度以及氣象條件等因素，決定了世界上絕大部分商用運輸航空器的經濟巡航高度一般在13000米以下。航空器飛行時，大部分飛行階段都是按照氣壓高度表的高度指示控制飛行高度的，表指高度值與實際高度之間的誤差取決於氣壓高度表的精度。由於高度越高，空氣越稀薄，因此高度誤差就越大。世界範圍內的高度層細化和配置都是隨著機載設施的逐步升級和飛行量不斷增長而逐步進行的。

　　民航資源網：中國民航燃油效率比歐美低，事實如此嗎？

　　顏曉東：很多朋友對我國民航運輸飛行的燃油效率非常關心，認為與國外發達國家和地區相比，我國的民航運輸燃油效率較低。本人根據自己所了解到的一些情況和查閱的資料進行分析對比。

　　以美國為例，擴張型軍事戰略使其主要軍事活動都放在海外，美國本土駐軍相對較少，因此美國領空內的軍事飛行訓練活動所佔比例也比較少。即便是在本土進行，聯邦航空局也將大量的訓練空域劃設在東、西海岸線以外，軍航飛機由陸地上的軍事基地起飛，航線長時則由空中加油機帶領，沿民航航路按照聯邦航空局的統一規則飛往訓練空域附近，然後脫離民航航路進入指定空域進行軍事訓練。這種軍事戰略體制形成的國家空域資源能夠更多地為民用航空運輸和通用航空飛行所用。

　　與美國和一些發達國家不同，一直以來我國推行軍事防禦戰略，沒有海外駐軍，戰略縱深需要深入到內陸地區，目前所有航空軍事訓練任務都是在我國的領空內進行。據「簡氏防衛周刊」的數據顯示，目前我國空軍的殲擊機還是以殲-7、殲-8為代表的「二代半」戰鬥飛機所佔比例較大，這些機型的作戰半徑約為600千米至800千米，以蘇-27、蘇-30以及殲-10等為代表的「三代機」作戰半徑可以達到1500千米左右，但是裝備數量有限，加之空中加授油能力的限制，使得大部分軍航訓練任務通常在軍事基地附近的空域進行。

　　鑑於上述分析，從民航運輸飛行的角度來看，由於國家空域資源配置差異，同等距離的兩個城市之間，飛行距離在美國可能要比在中國略短，飛行高度更加有利，燃油效率更高，排放更低。但是，我認為，美國在這種前提下由民航運輸節省的燃油還不足以支持將大量的軍航飛機送往海外進行軍事訓練。換句話說，民航運輸從地面到空中整體運行效率方面確實存在很大的提升空間，特別是在地面的起飛前階段，我們還有很多的節能減排工作需要去做，但用於我國軍民航飛行的航空燃油總體使用效率，還是有其肯定的理由的。

　　民航資源網：空中交通管制是如何實現的？

　　顏曉東：航空歷史的發展總是伴隨著血和淚，1956年6月30日，美國環球航空公司和美國聯合航空公司的飛機在大峽谷發生相撞，導致128人死亡，此次事故引起美國社會的極大關注，人們意識到應當進一步加強空中交通的管理，美國需要更安全的天空，美國聯邦航空總署就是在這個時期誕生的。

　　一般來說，管制部門的主要任務是：間隔航空器、充分利用空域資源和避免管制員工作量過載。而航空公司的主要任務包括：保證航班正點起飛並準時飛抵目的地、確保旅客轉機、航班和飛行機組的銜接、降低燃油消耗。當出現惡劣天氣等不正常因素時，流量管理中心與航空公司、以及空域其他用戶之間密切合作，確保最大限度地實現各方目標，這種合作被稱作「協同決策」（CDM）。

　　協同決策是美國實施流量管理的重要概念。它是通過在可行政策下應用有效的技術，確保聯邦航空局與國家空域系統的用戶之間進行有效的協調，在公平、平等的透明環境中共享更加及時準確的可用信息，更加靈活地解決飛行流量所帶來的問題。

　　在美國空管體系中，任何空域用戶都可以成為協同決策的參與者，包括美國及加拿大的空管部門、客運或貨運航空公司、通用航空等等，協同決策要求參與各方建立符合規範要求的數據標準和必要的硬體設施，聯邦航空局必須恪守為航空公司相關信息保密的承諾，並使相關數據只用於支持流量管理決策，聯邦航空局負責開發協同決策的應用工具並免費提供給所有用戶。

　　協同決策的實施，有效地減少了航班時刻的浪費，提高了空域的使用率，降低了航班延誤。聯邦航空局對2002年的流量管理工作進行了評估，分析表明，由於使用了協同決策工具，2002年大約避免了1370-2170萬分鐘的額外延誤，為航空用戶挽回了3.415-5.425億美元的經濟損失。

　　聯邦航空局已意識到隨著航空事業的發展，國際合作對提高空域運行效率的重要性日益突出。在國際民航組織第11次航行委員會議上，聯邦航空局向與會各國介紹了美國實施協同決策的經驗，意在向國際社會推廣協同決策概念。目前聯邦航空局已與日本、加拿大和歐洲空管組織籤訂了合作協議或諒解備忘錄，以圖逐步加強國際間交流與合作，更大範圍地提高航空運輸效率。

　　民航資源網：剛剛您談到了流量管理，空中流量管理是怎麼一回事呢？

　　顏曉東：關於飛行流量管理我們還是以美國這個航空飛行世界第一的國家為例。近幾年，美國每年大約有六千三百萬經由塔臺管制指揮的起降航班，超過19萬架商用和近21萬架通用航空器，每年要接送63300多萬旅客，同時還要運送近260億磅的貨郵。美國一共有19815個機場，其中能滿足9座以上的商用、民用機場為542個，軍用機場為57個（以上為2006年數據）。目前，美國每天24小時中的任何時刻，空中都會有不少於4000架有飛行計劃的航空器在空中飛行，高峰時，這個數字可以超過8000，因此，飛行流量管理對於美國的航空飛行安全至關重要，流量管理效率直接作用於航空產業效益。

　　美國的飛行流量管理經歷了由簡到繁、由局部及地區的發展歷程。上世紀60年代末期，為解決紐約大都會地區的空中交通擁堵問題，聯邦航空局開始採取人工排序的方法規範飛往該區域的飛行流量；70年代，當美國最初建立流量管理概念的時候，主要考慮因素是由於燃油緊缺而減少航班的空中等待，以及空中交通管制部門的工作量過載問題；到了80年代，聯邦航空局開始在華盛頓總部建立中央流量管制室（CENTRAL FLOW CONTROL FACILITY）（也被簡稱為：CF²），該部門通過對飛行活動的動態監控為管制部門提供預警服務，初步實施了地面等待和流量預測計劃；進入90年代，聯邦航空局流量管理機構逐步完善，基於中央流量管制室在流量管理方面表現出的積極作用，聯邦航空局受到了極大的鼓舞，並於1994年建成今天的流量管理中心，進一步整合中央流量管制室、機場預留室（Airport Reservation Office）、空中交通服務應急指揮部（The Air Traffic Service Contingency Command Post）、中央高度預留室（CARF）的功能和職責，逐步形成了流量管理中心、區域管制中心和終端及繁忙機場塔臺的三級流量管理系統，開始與航空公司合作，相互交換、共享航班動態信息，通過飛行流量顯示系統監控飛行動態並開始為空管部門以外的空域用戶提供預警服務，與所有空域用戶共同建立協同決策機制，共同協調製定地面延誤方案。

　　今天，聯邦航空局流量管理系統已經擁有了以流量管理中心為核心，以設置在區域管制中心、終端管制中心和一些繁忙機場塔臺以及海外的總共87個流量管理單元為支持和執行機構的流量管理體系。這一體系能夠綜合各類相關動態信息，使用集成了多種自動化系統的管理工具，採用協同決策的機制與國家空域用戶共同制定飛行流量管理方案，爭取實現國家航空經濟效益最大化。

　　惡劣的天氣現象，空域環境、機場或者管制部門發生特殊情況等都可以引發對飛行流量的控制，其核心是始終確保管制員工作載荷處在一個合理的水平，不能威脅航空運行安全。

　　伴隨航空運輸業的多年發展，美國航路結構趨於合理，航班的宏觀管理比較科學，管制手段相對先進，因此產生於北美大陸的惡劣天氣成為了影響航班正常的主要因素。春季是北美惡劣天氣多發季節，每年由於天氣原因導致的流量控制大約佔總量的80%。

　　民航資源網：空中流量控制是如何實現的？歐美哪些經驗是值得我們學習借鑑的？

　　顏曉東：所謂流量控制，即飛行流量控制，是指航空器運行管理部門通過採取限制航空器的起飛（或滑行）時刻、飛行（或滑行）速度、飛行高度、飛行（或滑行）軌跡等手段，對空中（或地面）一定區域範圍內航空器運行數量進行有效的管理。

　　空中流量控制分為戰略流量控制和戰術流量控制。戰略流量控制側重於宏觀控制，適用於範圍較廣、持續時間較長、預見性較強的因素，往往是在實施飛行之前由民航運行管理部門統籌考慮航空公司的運行和市場需求、機場運營單位對於航班運行的綜合保障能力以及空中交通管制部門的管理能力等因素，對於一個地區或者機場進行航空運行的數量進行管理和控制，主要表現形式是制定科學的航班計劃，確定細緻的航班時刻表。這種方法可以確保每一個機場的飛行流量與該地區或機場的綜合保障能力相匹配，同時還能儘可能滿足航空公司的運行和市場需求。

　　戰術流量控制則具有一定的突發性、時效性和靈活性。在當日航班運行過程中正常的運行秩序受到外界條件的幹擾時，空中飛行流有可能變得不穩定。比如，大量航空器為了避開航路上的危險天氣而選擇其它航路，使得相關航路變得擁擠，為了避免飛行流量瞬間過大，超過管制員的工作負荷從而危及飛行安全，管制部門通常會採取指揮航空器空中盤旋等待、返航起飛機場備降或者改飛其他備降機場等應急措施調整空中飛行流量。與此相比，採用限制航班起飛時間、降低空中飛行流量是最安全也是最經濟的一種流量管理手段。但這種地面等待的流量控制方法對於出行旅客也是最為敏感的。

　　流量控制實施的方法包括：高度調整、縱向間隔調整、速度調整、空中等待、起飛間隔控制、航路飛行密度控制、進港密度控制、改變航路、地面延誤程序和停止放行等，這些手段可以根據不同情況用於實施戰略和戰術流量控制。

　　在美國，當某個機場或者地區需要對外進行流量控制時，管制部門對控制區域內的航空器都會發布直接、具體的引導和調速指令，使相關航空器改變飛行路線併入其他航路；對那些距離控制區域還有30至40分鐘飛行時間的航空器，管制部門將會與相關飛行員直接聯絡，共同制定改航計劃從而達到限制進入控制區域的飛行流量；而對於需要一個或數個小時才會進入控制區域的空中航班則由流量管理中心與航空公司運控中心協調，根據造成流量控制的原因並綜合考慮航空公司的意圖，重新調整航班計劃後在系統內公布。

　　今天，我國民航運輸流量管理體系正在逐步搭建，運行層面的流量管理措施和工具已經在繁忙地區得以應用，流量管理系統正在由管制部門內部逐漸向更加廣泛的空域用戶滲透，從近一兩年的實際運行效果來看，取得了一些令人滿意的成果，但是需要做的工作還有很多，美國人用四十多年建立的空中流量管理體系仍然在不斷地升級完善，相信我們可以更多地借鑑歐美國家的經驗教訓，在最短的時間內建立起中國的國家空中流量管理系統，為航空運輸安全和航空產業發展以及航空軍事飛行提供更加完善高效的服務。