郑妍
机场标高在 2438m 以上会被称为高高原机场,在高高原地区发展通航产业面临的挑战诸多。
首先,随着海拔升高,气压降低、空气密度减小、氧气含量降低等变化会对发动机和螺旋桨的性能造成影响,因此高高原地区运营的运输机和通用飞机多需要经过换发、加装氧气设备等改装操作,可选机型较少,且运营时需要减载,固定翼飞机起降所需的跑道长度增加。同时,受地形地貌和大气环境影响,高高原地区的气候独特而且复杂多样,包括热带、亚热带、高原温带、高原亚寒带,高原寒带等各种类型,天气复杂。并且低氧、低气压、昼夜温差大、紫外线强、无线电信号差等特点也对机组人员提出了很高的要求。此外,高高原地区的地形复杂多样,建设机场时也会面临选址困难、土方量大、投资金额大等挑战。
目前,我国高高原地区的通航产业仍处在起步阶段。以西藏自治区为例,截至2020年,取得民航局通航运营资质的区内通航运营企业仅有 3 家,全年通用航空业务量1432小时,远低于其他平原地区的省市。总体来说,我国高高原地区通航产业普遍面临发展滞后、基础设施薄弱、航线网络辐射能力不足、机队规模较小等问题。
通航各细分业态典型机型通航运营包括多个细分产业,各细分产业的主要应用机型存在显著差别。
应急救援一般包括海上救捞、医疗救护、空中灭火等细分领域,其中高高原地区主要存在医疗救护和空中灭火两类应急救援业务需求。直升机可实现点对点飞行、无须跑道,但存在航程较小、舱内空间较小等问题,而固定翼飞机飞行速度更快、航程更大,适用于远距离运输(见表1)。
低空旅游需要使用小型轻便、成本低廉、平稳安全、适于低空慢速飞行的航空器。在固定翼通用飞机领域,城市型、景区型的低空旅游以“赛斯纳”172、DA40等小型上单翼固定翼飞机为主,交通型低空旅游则以“赛斯纳”208、PC-12 等 19 座以下固定翼飞机为主。在直升机领域,R44、H120/ H130、AW119、MD500/600、AC311以及贝尔206/407/505等轻型单发涡轴直升机是直升机航空旅游观光的主力機型,H135/H145、MD900、贝尔429 以及 AW109/139等轻型双发涡轴直升机成本相对较高,但安全性更高,业务范围更加广泛。
固定翼飞机因不能悬停、航程较大等特征,一般用于大面积的农林作业,而直升机可以悬停、飞行机动灵活,因此适合地形复杂、地块小且作物交叉种植地区的农林作业、航空探矿、电力巡线等应用领域,并且直升机旋翼搅动所产生的气流能使喷洒药物更加充分地覆盖在作物的上下表面,因此喷洒效果优于固定翼飞机(见表 2)。
目前,国内开展短途运输的通航企业主要包括内蒙古通航、新疆通航、华夏通航、幸福通航等。在机型选择上,以“空中国王”350和“赛斯纳”208为代表的涡桨固定翼飞机是国内短途运输的主力机型,在远程飞行上具备显著优势,而H125、H130等直升机则更适用于城市间摆渡飞行(见表 3)。
在固定翼飞机培训领域,目前我国单发活塞式固定翼飞机的占比最大,主要因为其易于操作且成本较低,这类飞机通常用于私用驾驶员执照(私照)培训,以“赛斯纳”172、DA40和SR20为代表。
此外,一些超轻型公务机也用于飞行培训,这类飞机则主要用于航线运输驾驶员执照训练。在直升机培训领域,活塞直升机占主导地位,以罗宾逊直升机为主,其余则包括用于运动驾驶员执照(运动照)培训的旋翼机和用于型别等级训练的中型直升机(见表 4)。
应急救援。高高原地区的地理位置及地址构造特殊,气候复杂多变,因此自然灾害高发,且具有灾害种类多、分布地域广、发生频率高及灾害损失严重等特点。
同时,高高原地区的应急救援基础相对薄弱,受地域和自然条件限制,以及经济和社会发育程度等诸多因素影响,存在着防灾减灾救灾体系不健全、基础设施落后、救援条件艰苦、救灾环境恶劣等问题。因此,在高高原地区建设航空应急救援力量对提升地区应急救援能力、维护社会稳定具有重大意义。
低空旅游。以中国最大、世界海拔最高的青藏高原为例,这里被称为“世界屋脊”“第三极”,区域内有雪山、湖泊等自然景观和以藏传佛教为代表的历史人文景观,文旅资源丰富。开展低空旅游业务,可以有效提高旅游产品的附加值和旅行品质,直接带动地方经济增长。
工农林作业。在工农林作业领域,高高原地区地广人稀,森林资源、矿产资源丰富,利用通用航空开展飞播造林、航空探矿、电力巡线等业务可有效解决高高原地区劳动力稀缺、成本高等问题。
短途运输。因环境限制,高高原地区人口密度普遍较低,以西藏自治区为例,作为全国面积第二大的省区,人口密度仅为全国平均人口密度的 1/70,是我国人口密度最小的省区。同时,高高原地区的地面交通设施仍处在发展阶段,因此,发展通航短途运输是解决当地人民出行困难的有效途径。
飞行培训。在高高原地区发展航空培训,有利于为当地通航产业提供人员保障,同时有利于扶贫攻坚任务的推进。此外,航空培训业务自身具备较强的盈利能力,未来产业化运作后可对当地经济的发展起到促进作用。
综合考虑高高原地区的政治、经济、资源等要素,结合通航需求,建议高高原地区重点发展应急救援和低空旅游业务,适时扩大工农林作业规模,择机发展短途运输、飞行培训等业务。
在进行高高原地区通用飞机选型时,重点要考虑海拔对通用飞机的限制。目前我国海拔最高的高高原运输机场为稻城亚丁机场,标高4411米,且在高高原地区进行通航运营时,部分航线需要跨越海拔5000余米的雪山。但我国高高原地区的主要城镇、人口密集区几乎都集中在河谷、山谷等海拔相对较低的地带,因此通用飞机的使用升限在5000米以上,起降高度达到3000~4500米即可。
同时,考虑到高高原地区空气稀薄,固定翼飞机起降滑跑距离变大,所需的通用机场投资额度加大。因此,在直升机能满足通航需求时,应优先选择直升机,在直升机无法满足需求时,再选择固定翼飞机。
直升机可按最大起飞重量分为小型、轻型、中型、大型、重型5种,其中小型直升机以罗宾逊公司的R22为代表,多装配活塞式发动机,升限多小于5000米,不适合在高高原地区运营,而重型直升机成本较高,不适于通航产业基础较为薄弱的高高原地区。因此,综合考虑高高原地区的通航需求,给出轻型、中型、重型直升机的选型推荐。
轻型直升机推荐型号为AC311A、H125 与贝尔407HP。3款直升机的升限均满足高高原地区的使用要求,有效载重相近,其中AC311A的最大巡航速度略小于另两款机型,但实际应用时对执行任务的影响较小,同时AC311A的最大航程略大于另两款飞机(见表 5)。
中型直升机推荐型号为AC312E、H145与AW139。其中H145的升限较小,在部分对升限要求较高的航线中使用受限,AW139、AC312E、H145的有效载重和最大巡航速度依次递减,3款机型的最大航程相近(见表 6)。
大型直升机推荐型号为AC313A、H225与S-92。其中S-92升限较小,在高高原地区运营受限,且最大载重与另两款直升机相差较大,但在最大巡航速度方面相较另两款机型存在优势 ;而AC313A在最大航程方面具备较大优势(见表 7)。
由直升机的应用领域可知,轻型、中型、大型直升机所组成的机队能满足高高原地区绝大部分通航运营需求,仅有航程较远的医疗救护、短途运输、固定翼飞行培训等少数业务需要采用固定翼通用飞机。
固定翼飞行培训在私照阶段,多采用小型活塞固定翼通用飞机,而医疗救护、短途运输则需要更大的机型。通过对我国目前的短途运输业务与相关规章进行梳理,目前除H125等少数直升机外,短途运输业务多采用10座级以上的固定翼通用飞机。在10~19座范围内,以涡桨固定翼飞机为主,也有少量小型的涡扇固定翼飞机,例如飞鸿300等轻型公务机。
在19座级以上的范围,据《关于推进通用航空法规体系重构工作的通知》(民航发〔2019〕5号),在特定地区有条件开放20~29座短途运输。同时由CCAR135部规定,小型航空器在定期载客业务中起飞全重小于等于 5700千克,非定期载客业务中载客数小于等于30人且商载小于等于3400千克。目前,20~29座级的固定翼通用飞机的机型有限,仅有以“猎鹰”7X、“世袭”1000等大型公务机。而大于 30座的固定翼飞机已属于CCAR121部所管辖的范围,超出了通用航空范围,因此不予考虑。
活塞固定翼通用飞机受发动机性能限制,升限通常较低,难以满足高高原地区的需求。目前高原性能较好的活塞固定翼通用飞机以山河科技的SA60L-T为代表,该飞机装有 Rotax914发动机,可在云南、新疆等地运营,但起降高度在3500米以下,仅能覆盖高高原地区的少数区域。因此总体来说,不建议高高原地区开展固定翼飞行培训业务。
在我国开展过短途运输业务,且座级在10~19座之间的涡桨固定翼通用飞机主要包括“空中国王”350、Y-12、“大棕熊 ”100、 赛斯纳208、DHC-6、PC-12等。其中PC-12为单发涡桨固定翼通用飞机,座级为“1+10”座,最大起飞重量4740千克,有效载荷1204千克,在迪庆香格里拉机场(3288米)和九寨黄龙机场(3448米)等高高原机场运营。但此款单发涡桨固定翼飞机有效载荷较小,在海拔更高的地区运营时经过减载后经济性较差,因此不推荐在高高原地区大面积运营。“空中国王”350是双发涡桨固定翼通用飞机,座级为“1+11”座、最大起飞重量6804千克,有效载荷2334千克,曾在拉萨贡嘎国际机场成功起降,具备在高高原地区运营的能力。运12是双发涡桨固定翼通用飞机,拥有运12E和运12F两款高原型改型,座级分别为“2+18”座、“2+19”座, 最大起飞重量分别为 5670千克、8400千克,有效载荷分别为1984千克、3000千克,但按CCAR135 部进行运营时,考虑单发失效的情况,飞机需要减载,此时运 12E 基本不具备执飞阿里等海拔较高地区的能力,因此只推荐运12F。需注意的是,“空中国王”350 和运12F只能运营非定期业务,即包机飞行。
在涡扇固定翼飞机中,除A319、A330等运输机外,符合CCAR135部要求且能在高高原地区起降的涡扇固定翼飞机多为公务机。由于公务机价格高昂,且按CCAR135部要求仅能进行非定期业务,因此运营成本较高,不适合在通航产业基础较为薄弱的高高原地区大面积推广,因此本文仅对部分在高高原地区进行起降的公务机型号进行了梳理。
综上所述,针对高高原地区通用飞机的选型问题,在直升机领域,以AC系列为代表的国产直升机和以空客、阿古斯塔、贝尔为代表的进口直升机均能满足作业需求。但从经济性角度来说,国产飞机的购买成本、运营成本均明显低于进口飞机。同时从维保角度来说,国产飞机可以提供更加及时的售后服务和工程支持,并且在美国的《出口管制条例》(EAR)出台后,外国机队在维保领域可能会面临更大风险。
此外,运营多个型号直升机所组成的机队时,选购同一家公司的不同机型,可以减少备件数量、优化机组人员培养流程,有助于降低成本。因此,AC系列直升机可作为高高原地区直升机机队的第一备选。在固定翼飞机领域,具备高高原起降能力的“空中國王”350和Y12F也是优选,用于执飞航程超过1000千米 的短途运输航线。若资金充足且确实存在包机飞行、公务航空运输等高端通航需求时,可考虑购买G550、“赛斯纳”560等公务机。