关于PAPI灯的相关运行分析

 ——国航飞行技术管理部 顾凯

概述

2022年，局方发布了《所需目视参考》（OSB-2022-02）的运行安全通告。各公司和机队都针对通告内容做了详细的解读，其要点在于“所需目视参考”是飞机安全落地的必要条件，规章中规定除II类、III类进近之外，驾驶员应至少能清楚的看到和辨认计划着陆跑道的下列目视参考之一：

(一)进近灯光系统，如果驾驶员仅使用进近灯光作为参考，应当能同时清楚地看到和辨认“红色终端横排灯”或者“红色侧排灯”，否则不得下降到接地区标高之上 30 米(100 英尺)以下；

(二)跑道入口；

(三)跑道入口标志；

(四)跑道入口灯；

(五)跑道端识别灯；

(六)目视进近下滑道指示灯；

(七)接地区或者接地区标志；

(八)接地区灯；

(九)跑道或者跑道标志；

(十)跑道灯。

也就是说，绝大多数时候（CAT I ILS）如果只看到进近灯光系统，可以继续下降到100英尺，但是要继续进近，必须清晰的看到红色侧排灯或者（二）至（十）项所列举的跑道上任一标志或跑道上的灯光才行（跑道入口以远的目视参考）。

100ft大概在什么位置？假设标称下滑道为3°、RDH50ft，那么：D=(H-RDH)/tan3°=293.15m，航空器刚好飞越进近横排灯。同时，也是标准喊话“ONE HUNDRED”触发的时机和蕴含的决策意义。

    

图一

PAPI灯与下滑道

（一）定义

PAPI：精密进近航道指示器（Precision Approach Path Indicator）。在国际民航组织附件14中，PAPI被定义为了目视进近下滑道指示系统中的一部分，且在国内广泛使用。OSB中的“所需目视参考”中第（六）项“目视进近下滑道指示灯”也包含了PAPI。

图二

（二）PAPI与下滑道的关系

不少飞行机组认为PAPI“两红两白”指示意味着飞行轨迹与ILS下滑道是完全匹配的，任何时候都是可以完全参考的，那么是不是这样的呢？我们先来看看PAPI的设计安装。

1、PAPI的设计安装

PAPI灯被安装在距离跑道头D₁的位置，通常位于跑道左侧，包括四个等距设置的翼排灯组成：

（1）当正在或接近进近坡度时，看到离跑道最近的两个灯具为红色，离跑道最远的两个灯具为白色；

（2）当高于进近坡度时，看到离跑道最近的一个灯具为红色，离跑道最远的三个灯具为白色；在高于进近坡度更多时，看到全部灯具均为白色；

（3）当低于进近坡度时，看到离跑道最近的三个灯具均为红色，离跑道最远的一个灯具为白色；在低于进近坡度更多时，看到全部灯具均为红色。

图三

2、PAPI的要求与限制

（1）在装有ILS的跑道上安装PAPI，距离D₁必须能为经常使用该跑道的航空器，在目视和非目视设备间提供考虑天-眼距离的最佳匹配兼容。也就是说，当航空器沿物理信号下滑道（ILS）下降的同时，为飞行员提供目视进近下滑道指示的PAPI灯应在尽可能大的范围内显示“两红两白”。

（2）以上内容引出两个问题，一个是ILS下滑台和PAPI的安装位置不一致，通常ILS下滑台会更加靠近跑道头。这样ILS下滑道的物理信号会和四组PAPI组件中的2#组件信号产生交叉，如图四。

图四

另一个是，飞行员“天—眼”距离的问题。理论上飞机会沿着ILS下滑道信号下降，而飞行员的坐高始终高于ILS下滑道。如图五，以A319为例，飞行员视线高和ILS天线高有56-50=6ft的差距：

图五

（3）PAPI与下滑道差异的产生

因为ILS下滑台和PAPI的安装位置不一致以及“天—眼”距离的原因：

1）相同的航空器，在跟随ILS下滑道信号穿越PAPI灯2#组件信号以后的阶段，飞行员会看到PAPI“三红一白”的显示，即使飞机依然在沿标称下滑道进近；

2）不同的航空器，由于“天—眼”距离的不一致，比如B747和A319，可能对于B747的飞行员看到PAPI“两红两白”显示的阶段，A319的飞行员已经看到“三红一白”的PAPI显示，即使两种航空器均在沿标称下滑道进近，如图六。

图六

3）根据前文引用的附件14的内容，“...考虑经常使用该跑道和系统的航空器...”，PAPI下滑道指示和ILS下滑道更大范围的不兼容匹配主要出现在：

a.机场基准代码4E或以上的机场。主要原因是这些机场跑道会更多的运行重型机，因此PAPI灯的安装位置、调校角度会更多地考虑重型机进近需求；

b.PAPI灯距跑道头位置D₁与ILS下滑台位置差距更大的机场或跑道。这个数据可以在机场细则“2.14进近和跑道灯光”，以及“2.19无线电导航和着陆设施”章节查到。通常，两者相差接近或超过200米，则飞行员可能在100ft处看到“三红一白”的PAPI灯指示，即使飞机沿ILS下滑道进近。

（三）其他针对PAPI的安装限制

1、当跑道装有ILS和/或MLS时，PAPI灯组位置和仰角必须使目视进近坡度指示与ILS下滑道尽可能地相符。

2、过入口处机轮净距

3、必须使得在进近中的飞行员看见一个白灯三个红灯时，能对进近区内所有物体保持上一条所要求的安全净距。

总结

通过前文的介绍，针对“不少飞行机组认为PAPI两红两白指示与ILS下滑道任何时候都完全匹配的问题”，我们就能明确地给出否定的答案了。尤其是在低能见运行中，可能存在在较低的高度，当PAPI灯出现在飞行员主视线中时，指示与预期不一致的情况。

针对以上操作风险，飞行机组应严格按照《所需目视参考》（OSB-2022-02）运行安全通告的要求：

（一）进近准备阶段，明确在DA/DH或MDA/MDH 和机场着陆标高30米（100英尺）的“所需目视参考”以及机组分工、 偏差修正、复飞决断和标准喊话。

（二）PM报告建立目视参考后，在不能持续清晰地判断飞机相对跑道的位置和运动趋势前，PF应保持里外结合，避免丢失飞机状态；

（三）参考机场细则，提前做好操作预案，时刻保持复飞心态，小心地对偏差修正，避免大的俯仰、坡度和油门变化，防止产生目视错觉。一旦丢失目视参考或不能保证在跑道内安全接地时，应立即复飞。

参考资料：

[1]《所需目视参考》（OSB-2022-02）

[2]国际民用航空公约附件14《机场》

[3]A319-115 FCOM（30 AUG 21）

——本文源自《飞行员》杂志2023年第2期 总第118期

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