浅析山地“航母型机场”航空器接收下滑信号不稳定现象原因

武筱

摘 要：山地“航母型机场”在不同程度上容易出現航空器接收下滑信号不稳定现象，可能诱发复飞并影响机场运行，本文以云南沧源佤山机场实际情况为例，通过下滑信标设备原理与沧源机场数年来开展的相关工作为依据，从场地、设备、地貌、电磁环境、航空器、气象条件等方面，对山地“航母型机场”航空器接收下滑信号不稳定现象原因进行了较为系统的分析与排查，希望为后续的研究方向与航班保障提供一定的帮助。

关键词：航母型机场;下滑信号;不稳定

1 研究背景与意义

云南沧源佤山机场自投产校验以来，一直存在有航空器接收下滑信号不稳定情况，对机场的运行造成了一定影响，沧源源佤山机场建设有美国Selex2100下滑信标（M型天线）设备1套，在下滑信标投产校验报告中，机长备注项明确：“仪表着陆系统下滑道使用自动驾驶仪跟踪下滑信号进近时，距DME（IYU/108.7）1.0海里以内会有明显上下起伏现象，建议机组断开自动驾驶仪，采用目视进近方法。”

经过多方沟通得知，山地“航母型机场”在不同程度上均易出现类似现象。沧源机场海拔1 839.6米，建立于山头，具备有全国最高的助航灯光铁塔，在主降端短五边方向上存在断崖式地形，1.5海里内高差达到800米，属于典型的“航母型机场”。

本文希望通过多方面的原因分析，缩小造成山地“航母型机场”航空器接收下滑信号不稳定现象原因范围，为进一步确定原因提供研究方向。

2 原因分析与查找

航空器接收到的下滑信号是基于空间的，根据下滑信标工作原理可知，下滑信号从天线发射后，有一部分直接进入空间传输，另一部分需要经过保护区地面反射。对于航空器，理想状态下，下滑道应该是一条直线，但实际情况下由于下滑信号是在空间中进行合成的，且本身为模拟信号，因此实际的下滑信号校验图纸中也可以看出，正常的下滑道是在允许门限范围内绕直线移动的曲线。根据以上原理，导致航空器接收下滑信号不稳定现象原因有保护区场地、下滑信标设备、机场地形地貌、电磁环境、航空器接收等方面。

2.1 保护区场地排查

在2017年出现航班因下滑信号抖动复飞的情况后，机场立即组织了保护区排查，结合相关规章要求，未发现异常情况，保护区地形无重大改变、无异物且草高较低。结合投产校验报告，投产校验时保护区平整度处于良好状态，且满足规范要求，但报告中仍然提及该现象，可基本排除保护区异常原因导致的此现象。

2.2 设备原因排查

通过分析机场通航后的设备维护记录及参数记录，沧源机场下滑信标无重大故障，且航空器报告下滑信号不稳定时，地面设备监控器及近场监控参数均正常且无跳变现象。随后机场邀请了第三方专家到现场对设备进行全面检查，亦未发现异常情况。为了进一步排除设备原因，2019年2月云南机场集团协调调拨了昆明长水机场更新替换下的NORMAC 7000B下滑设备至沧源机场。沧源机场在飞行校验前邀请多方专家及技术人员在现有Selex下滑设备旁临时安装并调试了NORMAC 7000B下滑设备，进行特殊校验对比。校验结论为使用NORMAC 7000B下滑设备时，信号抖动情况有所改善，但仍然存在。考虑到试验样本较少，且原有Selex下滑设备大部分情况下信号也较为稳定，同时NORMAC 7000B下滑设备也在一定程度上存在信号不稳定情况，因此形成了非设备原因导致下滑信号不稳定现象的共识。

2.3 机场地貌及电磁环境排查

2017年11月，在民航西南地区管理局的协调帮助下中航二所专家到沧源机场现场查勘，帮助机场查找下滑信号不稳定原因。之后中航二所专家根据机场周边地形对沧源佤山机场下滑台进行了模拟仿真建模分析，分析报告结论显示，下滑信号不稳定现象与机场保护区及周边地形无关。

2019年，沧源机场协调临沧市无线电管理办公室对下滑保护区及主降端进近航路区域开展了电磁环境排查，排查报告结论显示，排查过程中未发现会对机场下滑信号造成有害影响的干扰信号。

2.4 航空器接收排查

针对该现象，沧源机场在2017年8月协调飞行校验中心开产了定期校验及特殊校验。校验过程中，校飞机组报告：“经过数次调整，起伏现象仍无法取得明显改善后，机组断开无线电高度表，采用气压高度表进行测试，在断开无线电高度表后，下滑道抖动现象消失，下滑道整体态势平稳，结构良好。”经过此次校验，引出了航空器“无线电高度表”介入仪表计算，由于机场短五边特殊的断崖地形，导致航空器进近时无线电高度表所测量的航空器距地高度极快减小，与正常的下滑道下降率形成逻辑冲突并相互修正，从而引起了航空器仪表上显示下滑信号不稳定的现象。通过与校飞机组的沟通得知，对于较小的下滑信号抖动，过量的修正可能导致飞机无法修正到合适的位置，导致飞机出现反复修正，最终使飞机远远偏离下滑道，而进近后期自动驾驶系统的增益及敏感性均会减低，飞机又无法修正到下滑道上，并且“航母”地形机场多次出现有类似现象，存在一定的共性。

但由于“无线电高度表”为航空器必备设备，内在逻辑算法获取困难，且执飞沧源机场的航班中仅有少量航班报告下滑不稳定情况，故不能断定机载设备逻辑冲突是导致航空器接收下滑信号不稳定的直接原因。

2.5 气象原因排查

众所周知，甚高频无线电信号基本不受除雷电外的天气环境干扰，而下滑信标工作在甚高频频段上，理应不受气象条件影响。但是在航班及设备保障工作中，发现在天气条件复杂的时候，机组反映下滑道不稳定情况频率会明显增加，且所报告的不稳定位置幅度也有细节上的出入。初步判断，机场地形及保护区正常无变化属于定量，设备运行、维护正常也属于定量，但是抖动的位置及距离存在变化属于变量，因此怀疑下滑信号抖动还存在其他原因。

之后自2019年6月开始，沧源机场对每个航班使用下滑的情况进行统计（内容包括抖动情况、位置、距离及当时的天气情况等），统计航班共758架次，其中，用盲降进近的有505架次，占总架次的66.62%，反应下滑抖动的有225架次，占总架次的29.68%。根据统计，下滑抖动距离多集中在0.5 NM至2 NM之间，占总数的84.4%。关于天气情况，在使用盲降的航班中，西北风时反映抖动的概率明显大于其余风向，且随着风速的增大，反映抖动的概率逐步增高，随着云高的增高，反映抖动的概率逐步降低。在风速大于6 m/s的情况下反映下滑信号不稳定的航班达到了使用盲降航班总数的80%，在云高低于90 m的情况下反映下滑信号不稳定的航班达到了使用盲降航班总数的70%。

可以看出，机组反映下滑信号不稳定的频率与风向、风速、云高呈现出明显的规律相关。通过与多位机组沟通，判断在复杂天气原因下，航空器容易受到气流影响，导致飞行姿态难以掌控，而气候条件导致的飞行姿态变化与下滑信号本身在合理门限范围内的抖动相互叠加，导致了航空器出现明显的偏离下滑道的情况。

同时山地“航母型”机场由于特殊地形原因，在特定风向的前置条件下，风速较大时，容易在主降端五边形成山地波现象。山地波中的下沉气流也将直接影响到飞机的姿态或性能变化。

3 结论

经过逐条排查，基本确定沧源机场航空器接收下滑信号不稳定现象的发生与设备、场地及电磁环境无关，但与机场气象条件存在一定的相关性。由于下滑信号并不受气象条件影响，结合飞行校验中的“无线电高度表”试验，可以看出，导致航空器接收下滑信号不稳定现象的原因更多的与航空器飞行姿态呈现出较高的相关性，而并非单一原因导致。特别考虑到山地波存在的可能性，在后续的原因分析与研究方向上，应重点考虑气象条件对航空器姿态造成的影响。

参考文献：

[1]倪育德，卢丹，王颖，等.导航原理与系统[M].北京：清华大学出版社，2015

[2]靳龚.航母型机场飞机仪表着陆系统自驾进近异常抖动分析[J].中国民用航空，2019（6）：51-53.