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雙發延程飛行

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雙發延程飛行(ETOPS),是國際民航組織對雙發飛機越洋飛行和備降機場的要求。

雙發延程飛行,(Extended-range Twin-engine Operational Performance Standards)是國際民航組織為一些

雙發延程飛行波音777-300er延程型客機

執行備降機場之間超過60分鐘航程的航線的雙發動機商用飛機所定下的規定。雙發動機飛機延伸航程操作標準,ETOPS是國際民航管理機構專門為了保證雙發民航飛機安全飛行而提出的一項特別的要求。

1 雙發延程飛行 -概述

雙發延程飛行(ETOPS),是國際民航組織對雙發飛機越洋飛行和備降機場的要求。在一些遠程跨洋航線上,

雙發延程飛行雙發延程飛行

比如北太平洋航線,可用的備降機場很少,飛機甚至飛2到3小時都沒有可用的備降機場。一旦發生緊急情況,必須依靠飛機的運行能力、發動機的可靠性飛到備降機場,這就是「延程」。雙發飛機正常情況下距離備降場不能超過60分鐘,但是根據飛機性能、運行經驗、放行能力、飛機壽命等情況,如果符合延程條件,可以延長到備降場120分鐘,甚至180分鐘,隨著科技的發展和發動機可靠性的提高,現在可以提高到210分鐘。

2 雙發延程飛行 -適用機型

當雙發飛機的一台發動機或主要系統發生故障時,要求飛機能在剩餘一台發動機工作的情況下,在規定時間內飛抵最近的備降機場(改航機場,diversion airport)。ETOPS容許雙發動機飛機如波音737、757、767、777、空中客車A300、A310、A320、A330作長距離飛行(尤其是穿越沙漠、海洋和極地的航線)。ETOPS定立前,雙發動機飛機都不能執行這一類航班。2007年2月15日,由美國聯邦航空局(FAA)發表的全新ETOPS規則正式執行。有關的規則被重新定義為「延程飛行」,涵蓋所有具有兩具或以上噴氣發動機的飛機。此外,歐洲航空安全局(EASA)也正在草擬涵蓋三發動機與四發動機飛機的「長距離飛行性能標準」(LROPS),而EASA對於ETOPS的定義,則仍然限於雙發動機飛機。有關標準預計會在2008年內實行。

3 雙發延程飛行 -歷史發展

首次直航橫越大西洋由英國皇家空軍兩名飛行員約翰•阿爾科克(John Alcock)和阿瑟•布朗(Arthur Brown)於1919年達成,全程耗時16小時。當時的活塞引擎可靠性不高,長距離飛行是非常冒險的行為。其後,使用四具活塞發動機的洛克希德星座式客機,由於機件非常不可靠,於是經常被謔為「最可靠的三發動機飛機」。聯邦航空局於1953年認定活塞引擎的不足,對雙引擎飛機提出「60分鐘規定」。這項規定要求雙引擎飛機在制定飛行路線時,航線上任意一點至可用備降機場不能超過60分鐘的飛行距離。這令雙引擎飛機在長距離航線上往往要繞道而行,也不能執行一些沿途備降機場不足的路線,以符合規定。

1950年代到1960年代期間,像普惠(Pratt and Whitney)JT8D的渦噴引擎展示了比活塞發動機更佳的可靠性和更高的

雙發延程飛行DHL一架波音727貨機

推力,當時雙發動機的波音737和三發動機的波音727都配備JT8D。由於JT8D的極佳記錄,三引擎的波音727不受「60分鐘規定」約束,可以執行橫越大西洋的航線。此後三發動機飛機便如雨後春筍般出現,如洛克希德L-1011三星客機、麥道DC-10和MD-11。但雙發動機飛機仍然受「60分鐘規定」約束。

4 雙發延程飛行 -雙發動機

美國以外其它國家均跟隨國際民航組織的規定,容許雙發動機飛機有90分鐘轉飛時間(diversion time)。空中客車公

雙發延程飛行空中客車A300

司利用這個規定在1974年研製了世界上首種配備兩具高函道比渦扇發動機的寬體飛機A300。機體只為DC-10和三星客機的四分之三,但擁有相同的載客量和航程,而且營運費用更低廉,各航空公司都爭相訂購A300。早期的高函道比渦扇發動機可靠度與JT8D相若,比活塞發動機可靠20倍之多。波音並沒有被打亂陣腳,推出了757和767與A300競爭。

5 雙發延程飛行 -飛行經驗

飛機的發展令聯邦航空局和國際民航組織明白到一架適當設計的雙發動機飛機是有能力執行跨洲越洋飛行。於是推出了ETOPS。

雙發延程飛行波音767-300ER,ETOPS的先鋒

聯邦航空局於1985年批准ETOPS。並列出許可執行120分鐘轉飛時間所須要履行的條件,令雙發動機飛機可以像三/四引擎飛機一樣飛行橫越大西洋的航班,而不再須要繞道而行。今時今日,雙發動機飛機已經成為橫越大西洋航班的骨幹。


聯邦航空局批出首個ETOPS許可予美國環球航空公司(Trans World Airlines)的波音767機隊,令環球航空得以利用波音767執行聖劉易斯至法蘭克福的航班,容許環球航空的767有90分鐘轉飛時間,其後經聯邦航空局評估環球航空的操作程序后把轉飛時間增加到120分鐘。

6 雙發延程飛行 -ETOPS的擴展

1988年,聯邦航空局修訂ETOPS規定,把轉飛時間延長到180分鐘,但必須達到更嚴格的要求。ETOPS-180令世界95%面積都能夠執行雙發延程飛行的航班。其後歐洲聯合航空機構(JAA)、國際民航組織和其它國家的航空部門均跟隨這套規定。

雙發延程飛行波音777-200ER.

波音757系列、767系列、部分737、空中巴士A300-600、A310系列、A320系列和A330系列均取得許可執行ETOPS航班。ETOPS飛機的成功進一步扼殺了洲際三引擎飛機的生存空間。1997年波音併購麥道后不久便宣布停產MD-11,同時降低波音747的生產比例。

北大西洋航線是世界上使用率最高的越洋航線。由於大部分北大西洋航線,都只須ETOPS-120認證,ETOPS-180在北大西洋沒有任何必要性。但是北大西洋的備降機場,特別是冰島和格陵蘭的備降機場,時常受到惡劣天氣影響而不能起降。於是歐洲聯合航空機構把ETOPS-120延長15%到138分鐘,即使在部分備降機場因天氣而關閉時,仍然能繼續執行ETOPS-138航班。

在北太平洋,阿留申群島和中途島上的備降機場已經足以滿足ETOPS-180的需要。但由於阿留申群島的不穩定天氣和火山活動的關係,波音資助中途島機場的擴建工程,令中途島適合波音777起降。經波音和聯合航空提請后,聯邦航空局於2001年同意把ETOPS-180延長15%到ETOPS-207。ETOPS-207隻授予波音777,而且只在北太平洋備降機場都關閉的情況下才適用。但是歐洲聯合航空局並未有跟隨,他們認為ETOPS-180已經是上限,再延長轉飛時間只會對飛行安全構成負面影響。

航空部門在新飛機投入服務時就已經授予ETOPS-120。而ETOPS-180則必須在一年內執行ETOPS-120航班期間無出現任何問題方獲授予。另一方面,波音公司在開發波音777時,已經說服美國聯邦航空局,可以在飛機交付時就能得到ETOPS-180認證;這稱為「提早ETOPS認證」(Early ETOPS)。波音777就是第一款取得「提早ETOPS-180認證」的飛機。但是,歐洲聯合航空局對此表示不同意,因此波音777在歐洲投入服務時,只授予ETOPS-120認證,而歐洲的航空公司就需要連續一年用波音777營運而沒有發生問題,才可獲得ETOPS-180認證。

7 雙發延程飛行 -豁免認證

私人飛機並不受聯邦航空局的ETOPS限制,但歐洲聯合航空局則施加120分鐘的ETOPS限制。基於此等限制,部分航線目前並不能用雙發動機飛機,其中包括南太平洋、南印度洋(例如珀斯-約翰內斯堡)以及南極洲航線(例如奧克蘭-布宜諾斯艾利斯)。ETOPS認證批核分兩步進行。第一,飛機與發動機的組合,需要在「型號認證」中滿足基本的ETOPS要求,其中包括在飛航中關掉一具發動機,然後在餘下的轉飛時間內,僅使用一具發動機飛行與降落。

雙發延程飛行雙發延程飛行

此等測試一般是在海洋上進行。試驗必須證實在轉飛期間,飛行員的工作量不會因為一具發動機故障而無故大增,並保證第二具發動機發生故障的機會在一個極低水平。舉例來說,若一架飛機取得ETOPS-180認證,那表示該飛機可以在單發動機全負載下飛行三小時。除了飛機外,進行ETOPS飛行的航空公司或其它營運者,也需要滿足該國有關ETOPS飛行的航空法規要求。這種認證稱為「ETOPS營運認證」,涉及正常工程與飛行規章流程以外的額外規定。飛行員與工程人員必須經過特定的訓練,並取得進行ETOPS飛行必須的資格。如果一間航空公司已有豐富的長途飛行經驗,可能會實時取得ETOPS營運認證,但另一些航空公司就可能需要先進行一連串的ETOPS認證評核飛行,確定其進行ETOPS飛行的能力,才會得到ETOPS營運認證。此等營運認證並不能超過相關機型的ETOPS型號認證。

所有航空監管機構均會密切監察所有機型的ETOPS認證,與及各航空公司的ETOPS營運認證,並對其表現進行評核。任何涉及ETOPS的技術事件必須加以紀錄,而經過全球紀錄回來的數據,將會用來評定某一飛機與發動機組合的可靠性;有關的統計資料也會公開。有關的數據必須低於某個型號認證指定的上限;ETOPS-180的數據限制,當然比ETOPS-120來得嚴格。如果數據紀錄不良,機型或營運的ETOPS認證就會被降級,甚至被臨時撤銷。

8 雙發延程飛行 -認證級別

根據現行規則,航空公司可以取得以下的ETOPS認證級別:
ETOPS-75
ETOPS-90
ETOPS-120/138
ETOPS-180/207
不過,根據飛機類型而定的ETOPS認證級別較少,包括:
ETOPS-90,以容許ETOPS生效前已經營運的空中巴士A300B4可以在現行的規例下合法營運
ETOPS-120/138
ETOPS-180/207,可覆蓋整個地球面積的百分之九十五。

包括波音與北美飛行員聯會(ALPA)在內的多個機構與組織,也去信美國聯邦航空局,提案延長ETOPS-180/207至ETOPS-240,另加一項按個別情況而授予的330分鐘認證,以配合南極洲與南太平洋航線的需要。聯邦航空局已於2004發布有關的修訂建議,供公眾諮詢。不過,歐洲聯合航空局(現在的歐洲航空安全局[EASA])與及多個國際機構對此表示不同意,令認證級別提升的進程陷入僵局。EASA已經自行草案,以提升ETOPS認證級別到180分鐘以上,但由於統一標準還未達成,因此,ETOPS認證上限,還停留在180/207分鐘的水平。

9 雙發延程飛行 -全新標準

2007年2月15日,美國聯邦航空局規定,只要每十萬發動機操作小時不發生多於一次飛行中停機的事件(這比起ETOPS-180要求每十萬發動機操作小時不發生多於兩次飛行中停機來得嚴格),雙發動機飛機可以飛越世界上大部分地方,但以下地方例外:南極地區、小部份的南太平洋地區、北極地區(在個別冬季天氣環境下)。

符合規格的飛機,需要有適當的滅火設備,足夠機員與乘客使用的氧氣供應(以供突然失壓時的需要,並容許飛機繼續高空飛行),以及足夠的心臟去纖維震顫器。天氣報告、訓練與轉飛機場需要的住宿要求則維持不變。飛機間中會由於非機械性原因與乘客的緊急醫療需要而轉飛,因應這個問題,新的規則要求飛機在偏遠而嚴苛的環境下,能支持長距離轉飛的需要。有關規則不適用於三或四發動機的貨機,而雙發動機飛機則從此免受過往的ETOPS限制。歐洲航空安全局則仍然將雙發動機飛機獨立處理,不過也正在草擬供三或四發動機飛機使用的LROPS規定,而有關規定也會包括緊急氧氣供應與滅火設備方面的規則。歐洲航空安全局預計會在2008年,公布全新的ETOPS與LROPS規則。

10 雙發延程飛行 -新舟600

新舟600飛機從人性化設計角度出發,對飛機的客艙、遮光板、行李箱等進行了全新的設計。提高了整體客艙內裝飾的效果,為乘客提供了一個更加安全、舒適、方便的乘坐空間。新舟600飛機增加了飛機120分鐘 ETOPS( 延伸航程運行)的能力,使飛機航程達到3000公里以上,並且飛機具備了海上救生能力,為航空公司開闢更多的跨洋航線

(圖)新舟600飛機增加了飛機120分鐘 ETOPS(延伸航程運行)的能力新舟600飛機增加了飛機120分鐘 ETOPS(延伸航程運行)的能力

奠定了基礎。ETOPS功能對飛機的動力系統、通訊系統設計有更嚴格的要求,其適航驗證在中國尚屬首次。

除此之外,改進項目還包括整機減重,縮短起飛距離,改善系統的維修性和可靠性。據了解,在前期的市場推介中,已有多家航空公司表示了對新舟600飛機的購買意向。隨著國際燃油價格的上漲,經濟性與舒適性並重的渦槳支線飛機市場需求出現了較大增長。根據預測,未來20年全球共需要渦槳支線飛機1900架。一航西飛以渦槳支線飛機為重點,確定了未來幾年的發展目標:新舟60飛機的機隊規模以每年30-50%的速度增長;新舟600飛機快速進入市場,計劃到2011年交付20架,訂單近百架。屆時,新舟系列飛機將成為中國民機產業發展的重要支柱。

與此同時,代表著未來新一代渦槳支線飛機國際水平的新型號——新舟700飛機已經立項並進入研製階段,預計2014年交付首家用戶。一航西飛已經確定了十年後在渦槳支線飛機領域成為世界第一的戰略目標,集中優勢資源,奮發圖強,將「新舟」品牌打造成為世界著名的支線飛機品牌。

11 雙發延程飛行 -參考資料

[1] 空中客車網站有關LROPS的說明 http://events.airbus.com/A380/seeing/indexminisite.aspx
[2] 新浪 http://blog.sina.com.cn/s/blog_52e02ef301009sa8.html

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