基于RNP AR 飛行程序運行的效益性研究

田道友，李龍基

（1.山東省機場管理集團濟南國際機場股份有限公司，山東 濟南 250107；2.山東航空股份有限公司，山東 濟南 250107）

隨著PBN 技術在中國民航的運用，RNP AR 成為許多在特殊機場運行的航空器的唯一進近方式。RNP AR 程序與傳統程序、RNAV 和RNP APCH 程序在進近階段的航跡有明顯的差異，其航跡的分散程度要遠遠小于RNP APCH 程序，航跡的分散程度由航跡定義誤差、飛行員操作誤差、機載設備誤差、風的影響等因素造成，基于RNP AR 運行的航空器由于在運行時基于自動駕駛，并可實時修正坡度，使航空器的運行航跡更加穩定。

隨著航空器機載設備的不斷更新與進步，1994 年國際民航組織（ICAO）制定并發布了《Manual on Required Navigation Performance》（ICAO Doc 9613 第1 版），建立了所需導航性能RNP 概念，并率先針對太平洋地區的RNP 運行制定了RNP 導航規范。1999 年ICAO在RNP運行的基礎上，發布了《Manual on RNP》。2008 年發布了PBN 手冊（ICAO Doc 9613 第3 版），在這一版本的PBN 手冊中，對RNP 與RNAV 進行了區分，并制定了相應的導航規范。2013 年ICAO 發布了ICAO Doc 9613 第4 版，對導航規范與相關要求進行了進一步更新。目前，中國民航的RNP AR 程序主要應用在高原機場和地形復雜的特殊機場，RNP AR的運行旨在改善機場的安全性與可飛性，另一方面，RNP AR 的能力也在逐漸被挖掘，RNP AR 由于其運行航跡的可重復性，減輕了飛行員與管制員的工作負荷[1]。

結合國內某機場未來的RNP AR 運行情況，通過對航跡距離、下降剖面進行分析，結合航空公司燃油成本與時間成本，仿真得出機場RNP AR 的運行效益。

1 RNP AR 運行效益指標

航空公司的運行效益指航空公司的實際運行階段所取得的經濟利益與資金支出之間的對比關系，在取得的經濟效益一定的情況下，資金消耗少，說明公司效益好[2]。在評價航空公司的運行效益的時候，不僅需要考慮航空公司的利潤的多少，也需考慮航空公司的航班運營成本[3]。目前常用的航空公司運行效益評價指標包括運行成本、運行效率、償債能力、發展能力4個指標[4]。

常用的航空公司效益指標分為2 種：結合航空公司所有效益指標，確立指標權重，分析航空公司的運行效益；具體分析某一指標對公司效益的提升能力[5]。

本文選取航空公司的時間成本與燃油成本為效益指標，對某機場RNP AR 運行使用性能軟件進行燃油消耗模擬仿真，通過仿真分析得出單次運行的下降剖面、運行時間、燃油消耗，結合機場的年運行架次，得出不同RNP AR 飛行程序占有率下航空公司運行的效益。

2 RNP AR 運行效益分析

通過比對某機場33 號跑道與34 號跑道的航跡距離，具體分析不同跑道的RNAV 運行與RNP AR 運行的航跡距離。從程序的起始進近定位點開始，33 號跑道有2 個起始進近定位點，分別為NLG 與SZ062，34號跑道運行程序的起始進近定位點為GLN 與SZ051，33 號與34 號跑道不同起始進近定位點的航跡距離如表1 所示。

表1 33 號、34 號跑道進近航跡距離

因34 號跑道飛行航跡差異較大，本文也著重對34號跑道的RNP AR 運行進行評估。

3 燃油消耗模擬仿真

使用波音性能軟件對航空器在某機場34 號跑道的RNP AR 航跡進行仿真模擬，通過研究程序的下降剖面以及航跡距離對航空公司的運行效益進行研究。34 號跑道RNAV 進近航跡模擬如圖1 所示。34 號跑道RNAV進近航空器垂直剖面如圖2 所示。

圖1 34 號跑道RNAV 進近航跡模擬

圖2 34 號跑道RNAV 進近航空器垂直剖面

航空器進近時聽從ATC 指揮，下降剖面經過4 次改平，自起始進近定位點經過1 200 m、1 000 m、700 m、550 m 到達最后進近定位點實施進近。基于運行機型B737-800，對34 號跑道使用RNAV 程序進近，仿真得出進近階段的總飛行航跡為51 km，飛行時間為559 s。34 號跑道RNP AR 運行航跡模擬如圖3 所示。34 號跑道RNP AR 運行下降剖面如圖4 所示。

圖3 34 號跑道RNP AR 運行航跡模擬

圖4 34 號跑道RNP AR 運行下降剖面

34 號跑道使用RNP AR 進近程序航空器只有一次改平，進近階段的航跡距離為51 km，飛行時間為559 s。

4 RNP AR 運行效益性結論分析

34 號跑道RNP AR 進近與RNAV 進近在航跡距離、飛行時間、燃油消耗方面的對比如表2 所示。

表2 34 號跑道RNAV 與RNP AR 運行效益比對

使用B737-800 機型在34 號跑道使用RNP AR 進近相對于RANV 進近，預計可減少燃油消耗67 kg，節約飛行時間45 s。

某機場的年飛機起降架次為355 907 架次，向北運行的時長占全年的34%，70%的航空器由34 號跑道進近落地，結合市場的燃油參考價格：1.87 美元/加侖，1 公升燃油=0.81 kg，執行34 號跑道RNP AR 進近的航空器每次進近能夠節省燃油67 kg，節省293 元的燃油消耗。

北向實施進近的航空器約有121 008 架次，若按照航空器逐步基于RNP AR 運行，按照不同的RNP AR占有率，結合目前的市場燃油參考價，對航空公司運行經濟性進行分析，具體如表3 所示。

表3 34 號跑道RNP AR 運行效益分析

5 結束語

綜上分析，隨著RNP AR 飛行程序的占有率提高，在節省燃油以及節約時間成本方面有著較大的優勢。航空公司在實際運行時可加大對飛行員的培訓力度，并盡快更新機載設備；機場方應積極推進RNP AR航行新技術的落地應用，使RNP AR 飛行程序盡快普及。