航线分析 - 图文

航线分析 – 飘降与供氧问题

在飞机选型工作中重要的一环是做航线分析, 所谓航线分析就是要求算出备选机 型在各条航线以不同业载飞行时的轮档油量、轮档时间、起飞重量等各项数据以便做 经济分析, 同时这些数据也从飞机性能角度反映了各备选机型的优劣。航线分析实质 上相当于做飞行计划, 特别是类似于计算冬、夏季油量表。对航路下方有比较高的地 形、障碍物的特除航线还应该考虑飘降与供氧问题，下面主要讨论飘降与供氧问题。 对公司现有的机型开辟新航线也应做航线分析。

下面简要介绍一下做航线分析的步骤：

1. 确定所要购的机型或现有的机型准备开的航线, 这些航线涉及的机场、备降场； 2. 收集有关机场数据, 如机场标高、跑道长度、坡度、跑道ＰＣＮ值、停止道、净空 道、障碍物的距离与高度等....

收集航线数据, 如各航线（包括备降航线）的距离、航路障碍物的位置与高度、允 许飞的高度层等....

收集各机场地面气象数据, 主要是冬、夏季、全年的 85％ 可靠性的地面气温， 收集各航线高空气象数据, 主要是冬、夏季、全年的 85％ 可靠性的高空风与温差， 3. 做机场分析 － 计算各机场上冬、夏季各机型的最大允许起降重量

计算时既要考虑性能限制也要考虑跑道强度限制，计算结果用于做航线分析，同时 也反映了飞机对这些机场的适应能力;

4. 做航线分析 - 计算各条航线冬、夏季各机型不同载运比时的耗油、飞行时间及最大 业载, 这些计算结果用于经济分析, 同时也反映了飞机对这些航线的适合程度; [载运比（LOAD FACTOR）＝给定的业载与最大业载之比（最大业载是结构限制业载 和容积限制业载中小的一个，见下面的说明）]

5. 对一些特殊航线 - 航路下方有较高障碍物的航线, 如成都－拉萨航线、乌鲁木奇－ 伊斯兰堡航线，做飘降分析（即研究在航路上一发故障后能否越过航路下面的障碍 物问题）和供氧分析（即研究在航路上失压后供氧的时间和飞行剖面等）。可能会 受飘降越障的要求而改变航路或减载，也可能因原有的供氧装置的供氧时间不够而 需改变航路或改装供氧装置，此时要重新计算这些航线的耗油、飞行时间、业载。 在飞机选型中航线分析与经济分析考虑的是飞机在全寿命周期内的情况, 而不 是某一具体航班的飞行数据, 所以进行航线分析时应使用\平均\的气象数据。 在做航线分析与经济分析时可以按冬、夏季分别计算，亦可以按年计算，或者 在航线分析时按冬、夏季分别计算，而为经济分析提供数据时按年计算。

波音公司在做飞机性能分析时采用85％可靠性的夏(冬)季风与气温，而在做经 济 分析时使用50％年风与气温去进行航线计算。而AIRBUS公司在做经济分析时使 用的 是85％年风与气温，麦道公司则使用85％年风而温度用的是标准大气温度。 在由目标机场到备降机场的航段上有时甚至按无风计算。

从飞机相对比较来说, 按那种方法计算都可以，重要的是对各备选机型应使用 统一的规定。如果请各飞机制造公司提供航线计算资料，应提出统一的要求， 否 则各公司计算的结果难以进行比较。为了使经济分析得出的结论能更加符合实际, 建议对主航段与备降航段都采用 85％可靠性的夏、冬季风与气温，分两个季节做 航线分析与经济分析。

注：85％可靠性的风速(气温)是这样一种风速(气温)：在指定的时间(季或年) 内，风速(气温)不大于该值的概率为85％。详见参考资料[8]、[9]、[10]。 可能有人认为使用可靠性越大的风速(气温)计算出的结果越准确, 其实这种看 法是不对的, 下面举个简单的例子说明这一点。假设一年中对某一航线的风测量 了1000次, 测量结果如下:

次数 300 150 50 50 150 100 50 50 50 40 10 顶风(kt) 70 90 95 96 100 120 140 141 150 170 180

从表中可看出: 顶风不大于 95kt 的次数为500次, 即概率为50％, 所以50％ 可靠性年风 = 95kt(顶风), 同理, 85％、95％、99％、100％可靠性年风分别为 140、150、170、180kt。按可靠性99％的顶风170kt算出的飞行时间、油量够用的 可能性为99％, 但是, 很显然, 在大多数情况下这个油量与时间比实际所用的大 很多, 不能理解为准确性是99％。

还须知道所要分析的机型的下述数据： 1．最大无油重量MZFW

2．使用空机重OEW(如果需额外配氧气瓶，则氧气瓶重量应计入OEW内) 3．客座数(头等舱、公务舱、普通舱客座数) 4．货舱容积

5．油箱最大容积与燃油比重γ, 油箱最大油量=γ×油箱最大容积; 6．行李与货物的比重(一般可取160Kg／立方米)

每位旅客重量(包括20Kg免费行李)可按92Kg计算(不分头等舱、普通舱)或头等 舱每位旅客按150Kg(包括30Kg免费行李)计，公务舱与普通舱旅客每人按92Kg(包 括20Kg免费行李)计，超重行李按货物处理。 最大结构业载MPLS＝MZFW－OEW

最大容积货载＝(货舱总容积－全部旅客行李重／行李比重)×货物比重 最大容积限制业载MPLV＝全部旅客(包括行李)重＋最大容积限制货载 最大业载MPL＝min［MPLS，MPLV］ 在给定载运比LF时：

头等舱旅客数＝头等舱客座数×LF(取整数) 公务舱旅客数＝公务舱客座数×LF(取整数) 普通舱旅客数＝普通舱客座数×LF(取整数)

货载＝最大业载×LF－上面算出的全部旅客重量 此时的业载／最大业载＝LF

在航线分析中同样要考虑在使用中发动机及飞机老化造成耗油增加的问题, 为 此在轮档油量中可以适当增加2～3％的航程油量以考虑这种影响。

在计算中还应规定在起飞机场由停机坪到起飞线的滑出时间及在目标机场( 或 备降场)着陆滑跑结束后滑回停机坪的时间，为进行备选机型的比较， 可以规定 一个统一的滑出时间(如10分钟)和滑入时间(如5分钟)。 在计算中也必须满足下述条件：

在目标机场及备降场上的着陆重量≤最大允许着陆重量(MLW) 起飞重量≤在起飞机场的最大允许起飞重量(MTOW) 无油重量≤最大无油重量(MZFW) 起飞总油量≤油箱最大油量

如有超过，应减少业载，直到满足上述限制为止，在业载受限制的情况下， 实际业载将小于按预定的载运比LF计算出的业载，此时先保证按预定的LF算出 的旅客数、减少货载，如货载减至0，仍不能满足上述限制， 再减少旅客数直 到满足上述限制。

关于巡航速度与高度的选择:

在备降航段上，都使用LRC速度巡航(LRC-远航速度)。在主航段(由起飞机场到 目标机场)上可以使用LRC速度巡度(注意:各备选机型的LRC速度互不相同)，亦可 以按照提出选型任务的航空公司将来实际飞行中打算使用的巡航速度来计算。巡 航高度应考虑各机型的性能及空中管制规定来选择。如各备选机型相差较大，在 同一航线上，各机型可以在不同高度上巡航，选择对各自适合的高度，硬性规定 定统一高度，未必能做到公平比较。

一、备选机型的主要数据

二、机场、航线数据与气象数据 三、机场分析 四、航线分析

五、成都—拉萨航线单发飘降的安全问题 六、成都—拉萨航线的供氧问题

一、备选机型的主要数据

表１ (重量单位—kg)

┏━━━━━━━━━┯━━━━━┯━━━━━━┯━━━━━┯━━━━┯━━━━┓ ┃ │ B737—300│ B757-200 │MD90-30ER │A320-200│A320-100┃ ┃项 目 │CFM56-3-B1│ RB211-535E4│V2528-D5 │V2527-A5│V2533-A5┃ ┣━━━━━━━━━┿━━━━━┿━━━━━━┿━━━━━┿━━━━┿━━━━┫ ┃最大滑行重量(MTXW)│ 61462 │ 109316 │ 75523 │ 77400 │ 85400 ┃ ┠─────────┼─────┼──────┼─────┼────┼────┨ ┃最大起飞重量(MTOW)│ 61235 │ 108862 │ 75296 │ 77000 │ 85000 ┃ ┠─────────┼─────┼──────┼─────┼────┼────┨ ┃最大着陆重量(MLW) │ 51710 │ 89811 │ 64410 │ 64500 │ 74500 ┃ ┠─────────┼─────┼──────┼─────┼────┼────┨ ┃最大无油重量(MZFW)│ 48307 │ 83461 │ 59874 │ 61000 │ 70500 ┃ ┠─────────┼─────┼──────┼─────┼────┼────┨ ┃使用空机重(OEW) │ 32840 │ 58040 │ 40936 │ 42514 │ 49139 ┃ ┠─────────┼─────┼──────┼─────┼────┼────┨ ┃结构限制最大业载 │ 15467 │ 24421 │ 18938 │ 18486 │ 21361 ┃ ┠─────────┼─────┼──────┼─────┼────┼────┨ ┃发动机台数 │ 2 │ 2 │ 2 │ 2 │ 2 ┃ ┠─────────┼─────┼──────┼─────┼────┼────┨ ┃最大油箱容量(升) │ 20100 │ 42680 │ 22104 │ 23860 │ 26600 ┃ ┠─────────┼─────┼──────┼─────┼────┼────┨ ┃最大油箱容量(kg) │ 16080 │ 34144 │ 17684 │ 19088 │ 21280 ┃ ┠─────────┼─────┼──────┼─────┼────┼────┨ ┃座位数(全经济舱) │ 143 │ 210 │ 165 │ 164 │ 199 ┃ ┠─────────┼─────┼──────┼─────┼────┼────┨ ┃货舱总容积(立方米)│ 30.2 │ 50.69 │ 38.816 │ 38.766 │ 49.14 ┃ ┠─────────┼─────┼──────┼─────┼────┼────┨ ┃满载旅客及行李重量│ 13585 │ 19950 │ 15675 │ 15580 │ 18905 ┃ ┠─────────┼─────┼──────┼─────┼────┼────┨ ┃行李占货舱立方米 │ 13.389 │ 19.663 │ 15.449 │ 15.356 │ 18.633 ┃ ┠─────────┼─────┼──────┼─────┼────┼────┨ ┃装完行李后可装货重│ 2693 │ 4970 │ 3743 │ 3750 │ 4887 ┃ ┠─────────┼─────┼──────┼─────┼────┼────┨ ┃容积限制的最大业载│ 16278 │ 24920 │ 19418 │ 19330 │ 23792 ┃ ┠─────────┼─────┼──────┼─────┼────┼────┨ ┃分析用的最大业载 │ 15467 │ 24920 │ 18938 │ 18486 │ 21361 ┃ ┗━━━━━━━━━┷━━━━━┷━━━━━━┷━━━━━┷━━━━┷━━━━┛

注:1.每个旅客加20kg免费行李共重按95KG计算, 超重行李按货物处理。

2.行李及货物比重按160.2kg/立方米计，每位旅客按手提5kg交运15kg行李计算，

交运行李装入货舱。

3.容积限制的最大业载＝95×旅客数＋容积限制货载，航线分析中使用的最大业载

是结构限制业载和容积限制业载中小的一个。

4.燃油比重按0.80KG／升计算。

二、机场、航线数据与气象数据

在下面的表２～表４中给出了本分析所涉及的机场、航线、备降场的简明数据和机场地 面气温以及航路风和温度等数据。做航线分析之前应首先做机场分析，即算出在各机场上所 允许的最大起飞、着陆重量，这就需要知道各机场的地面气温。表２给出了各有关机场的冬、 夏季、全年的日最高气温平均值、85％可靠性的冬、夏季气温、年度气温和ISA＋20的气温。 进行航线计算需要知道巡航高度上的风与气温。表３给出了一些航线几个可供选择的高度 上的85％可靠性的冬、夏季、年度风和温差(气温和标准大气ISA的偏差)。

这些气象数据主要由波音和麦道公司提供。备降航段上使用冬、夏季平均风和温差, 冬、 夏季平均风和温差及年平均风和温差由《中国高空气候图集》的数据算出。

表２ 机场冬、夏季、全年地面气温(℃)

------------------------------------------------------------------------------------ 城市／机场(国家) 跑道 标高 平均日最高气温 85％可靠性气温 50％ ISA+ 备降机场 代码与名称 (米) (米) 夏季 冬季 全年 夏季 冬季 全年 年温 20℃ 距离(KM) ------------------------------------------------------------------------------------ ALA 阿拉木图 4400 681 26.1 -3.3 12.0 23 13 19 9.6 30.6 SKD/952 BHY 北海 1800 26.5 31.1 18.7 26.0 34.8

CAN 广州 3380 11 32.4 19.4 26.6 32 19 28 23 34.9 SZX/118 CGO 郑州 2200 189 32.4 8.3 20.7 34.4 TYN/353 CGQ 长春 * 2600 231 24.6 -3.1 11.5 25 33.5

CKG 重庆／江北 2800 416 32.6 11.9 22.5 32 32.3 CTU/313 CSX 长沙／黄花 2600 66.1 33.0 10.6 21.8 29 20 26 18.5 34.6 WUH/291 CTU 成都／双流 2800 495 29.3 11.3 20.8 29 12 24 17.4 31.8 CKG/313 DLC 大连 3300 32.9 25.6 0.9 14.2 25 20 34.8 TAO/358 FOC 福州 2400 3.66 32.6 16.1 24.6 35. FRU 比什凯克 4200 637 28.3 0.2 14.4 23 13 19 9.6 30.9

HAK 海口 2500 170 32.6 21.9 28.2 32 27 33.9 CAN/549 HFE 合肥 * 3000 28.8 30.4 8.8 19.8 27 3 35.

HGH 杭州 3200 6.1 32.2 10.0 21.2 32 10 24 17.4 35. SHA/176 HKG 香港 3331 4.6 30.7 19.6 25.7 31 20 27 23 35. CAN/133 HTN 和田 * 2800 1424 30.2 6.2 18.9 25.8

HRB 哈尔滨 3200 130 27.0 -9.8 10.1 28 -15 22 34.2 CGQ/219 ISB 伊斯兰堡(巴) 2743 508 37.0 18.2 28.9 34 27 30 21.9 31.7 LHE/272 KHG 喀什 2800 1377 31.6 11.7 18.3 25 15 21 26.0 HTN KMG 昆明 3400 1895 24.1 15.4 21.0 24 16 21 15.7 22.6 XIC/350 KRL 库尔勒 2500 931 28.9 0.2 16.3 28.9 KWE 贵阳 2500 1219 28.3 10.4 20.1 24 27.0

KWL 桂林 2300 150 32.4 13.7 23.7 33 10 26.2 34.0 NNG/374 LHE 拉合尔(巴基斯坦) 3360 213 38.3 21.5 31.8 35 29 27 20.7 33.6 LXA 拉萨／贡嘎 4000 3568 29.6 20.2 24.6 11.8

LHW 兰州／中川 3400 1948 28.3 3.3 16.6 24 20 22.2 XNN/189 MAL 马兰 3200 1104 27.9 NNG 南宁 2700 128 32.8 18.7 26.7 32 21 34.2 NOZ 新库兹涅茨克(俄)

OMS 鄂木斯克(俄) 2500 93.9 23.3 -13. 5.5 20 6 14 0.7 34.4

OVB 新西伯利亚(俄) 3599 111 23.2 -12. 5.6 19 6 13 1.9 34.3 NOZ/500 PEK 北京 3800 35.9 29.4 2.6 17.1 31 4 22 13 34.8 TSN/167 SHA 上海／虹桥 3400 3.06 29.4 8.5 19.4 30 9 24 16.9 35.0 HFE/409 SHE 沈阳／桃仙 3200 61. 28.7 -3.2 14.1 29 -4 34.6 DLC/356 SIA 西安／咸阳 3000 479 32.2 7.0 19.5 32 7 23 14.6 31.9 CGO/536 SKD 撒马尔罕(乌兹..) 3100 679 10.6 10.6 10.6 30.6

SVO 莫斯科／谢敏土沃 3700 191 20.7 -5.4 8.0 19 10 14 5.2 33.8 XXX/370 SWA 汕头 2500 5.49 30.9 17.8 24.8 35.0

SZX 深圳／黄田 3400 3.66 30.7 19.6 25.7 35.0 SWA/363 TAO 青岛／流亭 2600 9.75 26.5 4.1 32.0 34.9 TNA/295 TAS 塔什干(乌兹别克) 4000 431 34.1 6.1 20.3 28 20 24 14.1 32.2 FRU/519 TNA 济南／遥墙 2600 22.9 32.0 5.6 19.7 34.9 TAO/315 TSN 天津／张贵庄 3200 3.05 30.2 3.0 17.6 25 5 35.0 PEK/167 TYN 太原／武宿 2500 782 29.3 3.5 17.2 23 -7 29.9

URC 乌鲁木齐 3200 649 31.1 -8.0 13.2 31 -8 13.2 30.7 MAL/195 VKO 伏努科夫 3060 209 22.4 -5.9 8.6 19 10 14 5.2 33.6

WUH 武汉／天河 3400 34.1 32.6 10.4 21.7 25 -10 34.8 CSX/291 XIC 西昌／青山 * 3600 1558 26.7 17.2 22.9

XMN 厦门／高崎 2700 18 31.5 19.2 24.9 28 16 34.9 SWA/200 XNN 西宁／曹家堡 3000 2179 23.0 2.0 13.2 20.8 LHW/189 ZHA 湛江 1750 42.7 31.2 21.3 26.3 34.7

注: * 表示该机场的平均日最高气温是由《机场使用细则》上的月最高气温平均值计算的: 夏季和冬季的平均日最高气温分别由7、8、9月和12、1、2、3月的最高气温平均值 求平均得出。

表３ 各高度层85％或50％可靠性航路风(KM/H)和气温与ISA的偏差ΔT(℃)

---------------------------------------------------------------------------- 航 线 航 程 高 度 夏季（85％） 冬季（85％） 年度（85％） 年度（50％） 起 止 (km ) (米) 风 速 ΔＴ 风 速 ΔＴ 风 速 ΔＴ 风 速 ΔＴ ---------------------------------------------------------------------------- CGO TAO 741 9000. 26. 18. 84. 2. 49. 14. 95. 4. 10200. 31. 18. 108. 4. 62. 14. 116. 5. 11400. 33. 13. 129. 5. 71. 10. 131. 5. TAO CGO 741 9600. -107. 18. -190. 3. -161. 14. -108. 4. 10800. -124. 17. -219. 4. -185. 13. -128. 5. 12000. -131. 10. -231. 5. -197. 8. -139. 4. CKG HKG 1323 9000. -18. 19. 53. 13. 0. 18. 46. 13. 10200. -20. 17. 54. 12. 1. 16. 51. 12. 11400. -22. 12. 52. 9. 1. 11. 55. 8. HKG CKG 1323 9600. -29. 18. -150. 13. -118. 17. -60. 13. 10800. -34. 15. -160. 11. -129. 14. -67. 11. 12000. -38. 9. -157. 6. -130. 8. -70. 5. CSX SZX 658 9000. -18. 19. -51. 14. -37. 18. -2. 13. 10200. -18. 17. -60. 13. -43. 16. -2. 12. 11400. -17. 12. -67. 9. -48. 11. -2. 8. SZX CSX 658 9600. -32. 18. -56. 14. -49. 17. -13. 13. 10800. -39. 15. -57. 12. -55. 14. -15. 11. 12000. -47. 9. -52. 6. -57. 8. -16. 5. CTU KMG 711 9600. -21. 20. -102. 11. -75. 18. -25. 12. 10800. -22. 17. -120. 10. -88. 16. -30. 10. 12000. -21. 10. -124. 6. -93. 9. -33. 5. KMG CTU 711 9000. -28. 20. -14. 11. -23. 18. 11. 12. 10200. -36. 19. -12. 11. -27. 17. 12. 11. 11400. -44. 13. -4. 8. -31. 12. 14. 8. LHW SHE 1900 9000. 33. 16. 55. -4. 43. 11. 78. 0. 10200. 43. 16. 68. -1. 55. 11. 93. 1. 11400. 52. 12. 81. 3. 67. 9. 105. 3. SHE LHW 1900 8400. -86. 16. -124. -5. -111. 11. -75. 0. 9600. -107. 16. -138. -3. -128. 11. -90. 0. 10800. -125. 15. -148. 1. -142. 10. -104. 2. 12000. -133. 10. -155. 4. -148. 7. -113. 3. OVB SVO 2906 8534. -65. 4. -92. -10. -89. 1. -46. -6. 9449. -68. 4. -94. -8. -91. 1. -49. -4. 10668. -67. 7. -93. -4. -90. 4. -50. -1. 11887. -61. 10. -88. 0. -82. 7. -48. 1. SVO OVB 2906 8839. -7. 4. 3. -9. 3. 1. 43. -5. 10058. -4. 5. 5. -6. 5. 2. 46. -3. 11278. 2. 9. 11. -1. 11. 6. 46. 0. 12497. 7. 11. 18. 1. 15. 8. 45. 2. PEK CAN 1966 9600. -33. 19. -88. 7. -66. 16. -25. 8. 10800. -35. 16. -103. 8. -77. 14. -31. 7. 12000. -33. 9. -107. 5. -81. 7. -33. 4. CAN PEK 1966 9000. -24. 19. -18. 6. -24. 16. 8. 8. 10200. -32. 18. -16. 8. -28. 15. 9. 8. 11400. -40. 12. -10. 7. -30. 10. 10. 6. PEK HRB 1010 9000. 5. 13. 8. -5. 7. 8. 51. -3. 10200. 11. 13. 18. -1. 15. 8. 60. 0. 11400. 18. 11. 32. 4. 26. 7. 67. 2. HRB PEK 1010 9600. -98. 13. -108. -4. -109. 8. -64. -2. 10800. -113. 12. -109. 2. -117. 8. -73. 1. 12000. -117. 9. -109. 5. -116. 7. -77. 2. PEK SHA 1178 9000. -12. 18. 9. 2. -2. 14. 38. 4. 10200. -12. 17. 6. 5. -2. 13. 41. 5. 11400. -9. 12. 8. 6. 1. 9. 46. 5. SHA PEK 1178 9600. -69. 18. -123. 3. -103. 14. -56. 4. 10800. -83. 16. -132. 6. -114. 12. -66. 5. 12000. -92. 9. -133. 6. -117. 7. -70. 4.

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