(文章来源《院士讲科学》,该书由《知识就是力量》杂志社总策划,科学普及出版社出版)
专家:陈志杰,空管技术专家,中国工程院院士,现任空军某研究所所长、高级工程师。
我们知道,在设计好航道和空中管制区等区域之后,飞机就要“上路”。和地面上的城市里会有各种路口和公路桥梁匝道一样,航道也有各种交叉点和换向区域。指引飞机平安地飞行,是空管人员的责任,他们扮演着“交通警察”一样的角色。那么,他们是怎么指挥飞机起飞、飞行以及降落的呢?
1、机场负责飞机降落和起飞
一般来说,空管指挥大体可以分为3段。机场负责的这一段称为“起降”,也就是飞机降落和起飞的过程。机场通常设有一座高耸的塔台,或者功能相同的类似部门,塔台里面就有管制员,在自动化设备的辅助下,对飞机进行指挥,也协调飞机和机场地面车辆(旅客摆渡车等)以避免它们相撞。现代的机场已经非常庞大,不可能完全由管制员目视来完成所有指挥操作,因此机场引入了大量的自动化设备来辅助指挥。
2、进近管制部门负责引导飞机“排队”
飞机起飞之后会急速爬升到600米左右,而巡航高度通常在6000米以上。这两者间的衔接,由进近管制部门负责。进近管制的职责,是引导飞机“排队”,飞到不同的航道上。这就像汽车开上高速公路之前,需要先进入匝道,再被逐渐引导到高速公路上一样。一些繁忙的机场,飞机的间隔非常密集,而这些飞机的目的地通常是不同的。
因此,机场对飞机离场的航线、航向、高度,以及转弯的地点、时间都会有非常明确的规定,飞行员完全按照这些程序来飞行。起落和进近是空管中相对复杂的部分,大部分空难都发生在这两个阶段。
3、空管帮助飞机保持间隔
飞机进入巡航高度之后,就由它经过的各个航空管制区进行管理,安全地完成巡航的过程。在这一阶段,空管的主要职责是帮助飞机保持间隔。巡航阶段的飞机速度很快,所以空管工作同样不轻松。飞机在飞行过程中,有可能会经过多个空中管制区。虽然乘客并不会对跨区飞行有任何感觉,但在飞机的驾驶舱里和地面上,不同空中管制区之间的交接是真实发生的哦。
另外,需要注意的是,空中交通网络有很强的“蝴蝶效应”。也就是说,交通网络上某个点的拥堵,会向周边的航道蔓延,导致一定范围内的连环延误。所以,如何通过流量控制,把延误现象和由此带来的损失降到最小,也是空管领域中非常重要的环节呢。