這一篇讓我們以空中的管制來看看23跑道的困難點
(02/26新增飛行員alan的分享)
離到場程序:
飛航程序是討論空中管制的第一步。台北使用的優先離場程序,往北是PA1B(往B576航路)、OT1K/B/G/T(往M750、R583、R595、B591航路)以及往西南的AJ2M/T(往A1或A577、W4航路)。到場程序方面,東北邊和東邊來的飛機使用BK2B(B576)、AN2B(A1)、GR2B(R595),西南邊來的飛機使用TG3B(M750)或SA3B(W4)到場。這些程序都是RNAV程序,路線關係如下圖(橘線是到場、藍線是離場):


這條路線在離場後會首先跟TG3B/SA3B的飛機先交錯一次,往北、東北和東面的飛機在OCTAN之後,會開始分歧,這時候又會再一次跟TG3B/SA3B又交會一次。

由於桃園機場還有松山機場存在,因此松山機場往北的路線也和桃園息息相關,大家看看以下幾張圖(綠線為離場、紅線為到場:





這幾張圖在過去討論往北的直飛航線時討論過(http://blog.yam.com/ming010/article/18586695),目前也的確在實際作業時看到了一些問題,但事實上,另一個極大的干擾就是往來馬祖的W8航路與23/24跑道的關係。再往下的段落會繼續跟大家討論相關的問題。


航管交接程序:
23、24跑道與台北區管中心的交接分別是:
西南向離場:FL180,西南面到場FL190。
東北向離場(軍方空域釋出)依照區管中心般發之高度,或FL230,東北面到場:10000FT。

以航空器的預期,東北邊的飛機因為距離機場近,所以大多會依照區管中心要求再交管點(ANNNA、BAKER、GRACE)前下降至10000FT。高度上沒有問題,但是因為飛機很早就在進場台的雷達幕外到達一萬呎,大家都已經自動減速到250KT,而使得狀況變的麻煩了起來。去年我們曾協議改成FL140而紓解了一段時間。可是在北航路往松山機場交接管的會議後,又莫名其妙回到了10000呎,麻煩又再次回來。
西南邊的飛機,則會以整個程序來計算,也就是一路飛到AUGUR轉向FRANK/FLASH進場。但是這套「完整」程序,會比航管預計可以引導的最近距離多出15以上浬的飛行距離。由於飛行員這樣預期,導致西南邊到場飛機高度很高的狀況層出不窮。因而誘發進一步的問題。

ILS/DME 23跑道的程序平面圖


中間整理:
聊到這,我們先整理一下前面提到的幾個問題:
  1. 塔臺可能須要加大23跑道的隔離達成離場放行
  2. 從高高度到低高度都是西風或西南風
  3. 大屯山、觀音山和林口台地對進場航機有影響
  4. 與松山機場離到場來往W8航路有明顯的影響
  5. 離到場程序本身就會交錯兩次
  6. 東北面到場飛機會提早減速至250
  7. 西南面到場飛機會比管制員希望的高度高
  8. 西南面離到場會保持FL180、FL190交接管

分析一、高度過高問題:
以上8個重要的問題點,會如何彼此影響造成23跑道管制的困難呢?

讓我們先看西南面離到場的關係,他們的路線只有交錯一次,事實上是個小問題。最大的問題在於飛行員想要請求直飛CHALI,管制員狠不下心來拒絕。這是個非常可怕的觸發點。飛行員即使想直飛,也仍想爬高,但是直飛CHALI等於活生生地對著TG3B/SA3B的飛機飛,兩架飛機是比需要一直壓著高度上下,這時候導致離場的飛機可能會壓在一萬以下很久,或者是離場的爬高了,到場的飛機就被頂在高高度上。例如離場先爬到140,到場就被擺在150,交錯過後離場往上爬到180,可是離交接的CHALI點還有距離時,後續的到場就只能頂在FL190了。  後續影響---->到場高度逐漸偏高

如果離場的飛機照著程序走,在台北近場台該區域使用單一雷達作業來看,那個位置只要其中一架飛機穿過另外一架飛機的路線投影,就已經達成雷達隔離,這時候高度就可以互相穿越。從經驗看起來,只要不引導,飛機都可以輕易在CHALI之前到達FL180。這是和區管中心交接的高度,可是問題來了。區管中心FL190給台北,除非頻繁協調,否則區管中心不會爬,近場台也通常會等飛機彼此側過才開始下,因此又回到了跟上面同樣的問題,到場高度逐漸偏高。

從BRAVO開始沿著到場航線,如果飛完整的程序從AUGUR進場,會有84.4浬的track mile,如果未採用引導從JUNTA到EMILY進場則有69.3浬,差距15.1浬。以69.3浬來估飛機下降的高度,BRAVO時到達FL190還剛好,可是如果這時候為了等錯過離場再下高度,飛機的高度就開始偏高了。而後續還有飛機要繼續壓著,如果還一直讓離場飛機直飛CHALI,那就會把事情弄得更加麻煩。


分析二、高空風造成的順序誤判:
加上高空西風,如果拿西南邊的到場來看,高度FL190,空速即使減速到250KT,他的地速(以前文的50KT來看)則粗估還有將近400KT(250+高度造成的真空速差+高空風)的地速,可是一樣是250KT,東北面到場已經到達教接管高度10000FT的飛機,他的地速(以前文的30KT頂風)則只有270。兩邊的飛機一樣的指示空速,其速度差可以相差130KT。假設東北邊的飛機離機場50浬,預計第一架,以不變的速度往前飛,他需要11分鐘落地,可是11分鐘對於西南邊來的飛機來說,track mile 73浬的飛機一樣可以追上東北面離機場只有50浬的飛機(而且是大老遠就已經減速到250KT囉)。光是這一點,對於23跑道飛機順序的判斷就已經非常的困難了。但是台北從以往的慣例,會把東北面到場放在最前面,這時候造成的就是西南面到場會繼續永無止盡地往前飛,而出現過了機場還飛了100浬的狀況。這時候ATC對於順序的判斷以及速度控制的運用就更加重要了。

分析三、可怕的航線交錯:
就因為飛行員不知道他到底要飛多遠,再加上數次的高度隔離,使得下一個狀況更加混亂,那就是W8+TG3(SA3)+桃園東北向離場的困境。下面這張圖不是杜撰的,我已經看過N次這樣的情況了。



一架W8的到場,高度是11000FT,一架往馬祖的離場爬到10000FT高度。一架從桃園起飛往東北面離場的飛機受到馬祖離到場的影響,被壓在高度9000呎。而這時候一架西南面到場,離機場的track mile還有至少25浬,如果他在之前沒有順暢地往下衝到10000FT以下,就會被壓在FL130,這要至少保持到和馬祖那兩架飛機沒有影響為只。



接下來,當桃園起飛往北的飛機錯過了馬祖11000FT的飛機之後,管制員敢不敢開始往上衝呢?他必須衝到11000FT才會跟往馬祖那架10000的有隔離,可是他能不能在OCTAN回頭之後衝過去,而且轉過來後又跟馬祖的11000比翼雙飛,此外,還有一架FL130的飛機也在對著他飛,我想大部分的管制員不可能在這裡衝高度,因為他得衝過FL140才有辦法有隔離,結果導致西南面到場一樣在FL130停留,可是他已經側過機場快15浬了,卻還在FL130,以速算法來說,他至少也還需要40浬才下得來,這時候從他側過機場到落地,已經又多飛了55浬,比第一張圖當時到機場最短約25浬的track mile來看就多飛了30浬。而管制員為了這個狀況,就非常可能開始引導飛機讓他們錯開來爬昇下降,很多時候專注力就這樣被拉走,其他區域潛在的衝突也可能因此跟著接踵而至。

分析四、地障就在前面!沒有誤判的機會:
好不容易解決一堆飛機交錯的狀況後,最後要面對的就是高地障的問題。由於前面提到的幾個周遭地障,因此台灣北部的最低雷達引導高度(MVA,管制員雷達引導時一此高度就不會和地障產生問題)則如下圖:
大家注意看在五邊12浬以內的MVA是2500呎,可是他的旁邊一塊是4800,一塊是3200。

首先,2500呎是造成23跑道無法帶近的問題。23跑道的進場口(approach gate)在9.5浬,標準的話近場台應該要把飛機攔在這個位置,但是相關目視天氣條件的時候,管制員可以帶在7.5浬,如果飛行員請求則可以帶在6.5浬(FAF)攔上。可是在攔上之前,最低只能下降到2500呎,等到真的在7.5或6.5浬攔上時,飛機已經高於下滑道,我們也會變成未按規定把飛機帶到低於下滑道攔截,因此跟我請由短五邊的飛機,我都會跟她說至少得帶你到9浬去攔。

接著,因為高空風的關係,飛機飛行路線的投影可能會超出ATC的預期如下圖:


ATC預計引導的路線是橘色的,此時還有一架綠色的到場飛機要排在後面。依照同空速來計算,假設同樣時間移動距離相同,飛機接近的位置會分別對應在圖上的數字。如果依照ATC預期的樣子,看起來很完美。但是事實上高空風會把飛機往外吹,加上本來就一直偏大的速度,飛機飛出來的軌跡可能會如紅線一樣,先往外拋出去,光是這個拋出去多出來的浬數,就足以發生一些潛在問題,接著飛機一開始往下轉就會吃到頂頭風,此時轉彎的弧度會開始變小,便可能出現攔太近的情況,而且因為前面拋出去的那段吃掉了一些距離,使得後來兩架飛機的間距比預期的還要小。這時候就可能有隔離不足的情況發生。

如果再加上一架飛機,ATC打算引導穿雜在兩架之間,結果就變成這樣:


遇到這種狀況,ATC通常就必須要趕快處理藍色那架飛機,可是假設這架飛機已經剛好已經在4700呎平飛,對照上面的最低雷達引導高度,我們沒法往左拉開,這時候就只有往右邊去拉間距的選擇,一旦往右邊拉,就要注意後面還在到場程序上的飛機是不是會追上來?兩架飛機有沒有高度的問題也是要一併考慮的。因此地障問題,使得管制員在23跑道時,有引導五邊時機的壓力。一旦飛機轉得晚了,或是空速過快卻又太晚轉的時候(例如準備發進場的時機卻被其他人的無線電通話卡住),就非常有可能會繞到高地障區域。而如果飛機間的間隔沒有跟好的時候,要轉圜的空間就變得很小。

也因此23跑道時我寧可讓飛機都使用JUNTA到EMILY/DINKY這個路線,反正引導出來跟著個根本差沒多少。但是也是因為地障的問題,使得EMILY和DINKY必須3800FT通過,而造成飛行員高攔低的問題,這個反應已經聽過很多次,但是以航管這個「使用者」來說,我們也無能為力。

總結:
從這兩篇文為各位分析的狀況,不知道大家是否可以了解台北近場台在23跑道時的困難點。塔臺須要放大隔離,而使得天上飛機都一起增加飛行距離,交接管的高度,交錯的離到場航線,高空風的因素導致的地速差異和飛行軌跡的變化,都會讓近場台痛苦不堪。所以下次您從東北面回台北,如果ATC一直不給你直飛FRANK,就麻煩配合一下,因為他可能需要你留在程序上好爭取一點空間讓南邊大速度的飛機先進場。因為一旦讓你先進,南邊大速度的飛機就很有可能因此飛到天荒地老不知何處是岸了!
而西南邊回來的飛機不要聽到250KT就不下高度,因為一旦下越慢,後面的衝突就會越多,飛的距離可能就會更遠。
所以昨天生氣的738飛行員,其實算是沒有吃到太大的虧的,他損失的可能只是八浬的距離,但是如果早早就減速到250KT,他的順序非常可能會往後挪兩個,或者是另外兩架飛機會為了他而飛到海角天邊,整個社會的成本和空域的整體效率事實上會跟著打折扣的。

***以上討論為本人的分析,不代表所有台北近場台一致的想法。***
歡迎各位提出您的見解一起討論分享。


以下為飛行員ALAN在留言版的分享,我覺得也是很棒的另一個角度的發表,所以把他加入我的文裡面
原文在留言版裡

Ming大,好久不見,近來可好?

昨天看到這您的兩篇新作,沒時間細讀,先印出來放進航行包裡,等到上了飛機慢慢看。今天起飛前看天氣資料,盤算大概是23跑道落地,於是輸入了飛行電腦。從香港交給台北區管中心後,給的果然是SA3B,今天的飛機少,區管中心也比較顧的到我們,到高度前就會叫我們換波道繼續下,到了FL190,就像文中所說的,問題來了。

區管中心把我們交給近場台,近場台先叫我們保持FL190,然後direct到JUNTA,然後expect from JUNTA direct to EMILY,這一點我在起飛前就是這樣計畫的,因此FMS也是照這樣打的,所以下降點也是依照這個計畫產生,關於這一點並沒有問題。雖然說在EMILY會遇到高攔低的問題,但是不會造成太大的困擾。

可是要保持FL190,這就有點頭大,因為從TCAS上我們看的到一架剛離場正在爬升的飛機,換句話說,被他頂到了。我心裡清楚除非我們側過否則近場台不會讓我們下,這時候就面臨兩個選擇:一、是繼續保持大速度(當時是空速三百浬),這樣我會繼續消耗我的track miles,但是可以在近場台讓我們繼續下的時候利用大速度來產生大下降率,追回我的profile(但是在ABBRAVO和ABJAMMY中間還FL190/300kts是一件蠻恐怖的事情,再加上不知道什麼時候會讓我們繼續下);二、開始減速,降低消耗track miles的速率,等到讓我們下的時候再加速追回來,但是這時我們後面還有一架也要近場,我們如果減速,勢必會拖到他們和整個近場的流程。

在衡量整個情況後,我決定繼續用300kts來飛,後面再來處置,了不起就摸摸鼻子認輸請求帶遠一點。等到快到ABJAMMY了近場台終於讓我們下7000,我先用300kts,不行再飛305、310、315kts,到最後實在是追不回來,只好先飛310kts再拉減速板(飛大速度同時拉減速板,是我在個人操作習慣上很不喜歡的一點),在下降的途中近場台同時給了我們進場許可,最後是過了JUNTA,減速板才收了回來。在五邊時,ATIS報的BKN 020也硬是沒有出現,我們一直到了500呎終於RWY in sight。不過基於對ATC同仁的體諒與感激,在落地後還是大腳踩上煞車,在N4脫離了跑道。

回顧整個過程,正如MING大講的一樣,23跑道離場的飛機的確會對西南面的到場飛機造成影響,一整個區域的西南風也在我們轉四邊之前加大了地速,進而減低了大速度下降的效果(地速大=接近機場快=可下降的時間變少),或許23跑道離場的飛機不要那麼快direct to CHALI會是一個好方法,但是這已經是ATC的領域了,小弟才疏學淺,不便多嘴。只是只要這些潛在的衝突繼續存在,那在使用23/24跑道時,這些令人坐立不安的場面可能將繼續上演。

後記:許久不曾打字,現在終於發現,把十幾二十分鐘的過程打出來還真的要付出相當的時間和良好的組織能力。在此更對MING大持續不輟的寫作,與對航空管制付出的心力,致上由衷的敬意。

Alan
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