附件14之障碍物限制面相关修订浅析
作 者 | 臧志恒
前 言
国际民航组织(ICAO)附件14第18次修订案已于2025年8月4日生效,其中有关障碍物限制面(OLS)的修订最迟2030年11月21日适用。本文就障碍物限制面的修订背景、主要变化进行浅析并提出一些思考。
一、什么是障碍物限制面?
障碍物限制面,是为保障飞机起降安全和机场安全运行,并防止由于机场周围障碍物增多使机场无法使用,而规定的用以限制机场及其周围地区物体高度的一系列限制面。
二、修订前的障碍物限制面
1951年5月29日,国际民航组织理事会首次通过的《附件14》,规定了障碍物限制面,对位于其范围内的物体的高度予以限定。
自提出至今,历经多次演变和发展。1958年附件14第三版,区分起飞和着陆相关的限制面;20世纪70年代,考虑障碍物穿透内过渡面带来的安全问题,引入无障碍区(OFZ);1990年将附件14分为卷I《机场设计和运行》和卷II《直升机场》;2018年附件14第I卷第八版,将飞行区指标I为3或者4的仪表跑道,升降带宽度、进近面内边长度由300米调减至280米。
旧的障碍物限制面包括起飞爬升面、进近面、过渡面、内水平面、锥形面、内进近面、内过渡面和复飞面。
非仪表跑道和非精密进近跑道应设立进近面、过渡面、内水平面和锥形面,精密进近跑道还应设立内进近面、内过渡面和复飞面。供起飞的跑道应设立起飞爬升面。
图1 精密进近跑道障碍物限制面(旧)示意图
图2 起飞爬升面(旧)示意图
三、修订背景
障碍物限制面起源于上世纪50年代,基于早期喷气式飞机的性能和运行需求而设计,多年无重大变化。随着科学技术发展,飞机性能和导航系统精度都有所提升,有些限制面的要求变得过于保守。例如,进近面内边半宽140m,但根据实际运行统计数据,飞机翼尖超出跑道中线以外100m的概率低于10-7,说明进近面的范围可能过大,需重新评估。
图3 跑道入口处飞机高度和翼尖位置分布示意图
同时,随着经济社会发展,各国加强机场周围土地开发的需求也逐渐增长,机场净空高度限制和城市建设发展需求矛盾日益凸显。
在此背景下,2012年11月第12届空中航行会议和2013年9月第38届国际民航组织大会建议对障碍物限制面进行审查。2015年,成立障碍物限制面工作组(OLSTF)并召开第一次会议,由其与飞行运行专家组(FLTOPSP)、仪表飞行程序专家组(IFPP)合作,听取国际机场协会(ACI)、国际航空运输协会(IATA)、国际飞行员协会(IFALPA)等意见,结合飞行轨迹分析,对障碍物限制面的有效性进行审查并形成附件14第18次修订案。
2024年3月28日,通过空中航行委员会审查;2025年3月28日,国际民航组织第234届理事会第12次会议通过;2025年8月4日,正式生效。
四、主要变化
1.各限制面参数分类依据
旧的障碍物限制面,其范围、坡度、高度等参数,除按照跑道类别(非仪表跑道、非精密进近跑道和精密进近跑道)区分外,还与飞行区指标I有关,引发一些问题。
其一,有些机型运行速度与飞机性能迥异,但飞行区指标I相同,适用同样的障碍物限制面不尽合理。
图4 飞行区指标I均为1(绿色散点)但入口指示空速差异较大示意图
其二,翼展差别很大的航空器可能适用同样的障碍物限制面,不尽合理。
图5 飞行区指标I均为4(黑色散点)但翼展跨度较大示意图
因此,修订案不再沿用飞行区指标I,引入飞机设计组别(ADG)分类,以入口指示空速和翼展为划分依据,共设置7类(见表1)。其中,入口指示空速与飞机性能紧密相关,翼展则反映出不同尺寸机型起降所需净空保护范围差异。
飞行区指标II为D、E、F的机型,分别对应飞机设计组别III、IV、V。飞机设计组别IIA、IIB、IIC分别对应入口指示空速A、B、C/D类。
表1 飞机设计组别分类简表
|
飞机设计组别 |
入口指示空速 |
|
翼展 |
典型机型 |
||
|
分类 |
范围 |
|
分类 |
范围 |
||
|
I |
A |
<169km/h(91kt) |
且 |
A/B |
<24m |
Y12E, 塞斯纳172, 塞斯纳208, DA40, DA42, DHC-6, PC-12 |
|
IIA |
<169km/h(91kt) |
且 |
C |
24~36m(不含) |
DHC-7 |
|
|
IIB |
B |
169km/h(91kt)~224km/h(121kt)(不含) |
且 |
A/B/C |
<36m |
新舟60, ATR42, ATR72, 国王350, 飞鸿300, DHC-8, DC-3, DC-6 |
|
IIC |
C/D |
224km/h(121kt)~307km/h(166kt)(不含) |
且 |
<36m |
A319, A320, A321, B737-700, B737-800, B737-8, C909, C919, CRJ900, ERJ190 |
|
|
III |
A/B/ C/D |
<307km/h(166kt) |
且 |
D |
36~52m(不含) |
B757, B767, A300 |
|
IV |
<307km/h(166kt) |
且 |
E |
52~65m(不含) |
B777-300ER, B787-9, A330, A350, B777-200, B747-200, B747-400 |
|
|
V |
<307km/h(166kt) |
且 |
F |
65~80m(不含) |
B747-8, A380 |
|
起飞爬升面,还引入最大起飞质量划分标准,5700kg的分界值与《附件6第I部分》大型、小型定翼飞机的分类口径一致。
2.区分为无障碍物面(OFS)和障碍物评估面(OES)两类
为促进港城融合发展,在保障机场运行安全的前提下,释放城市建设发展空间,障碍物限制面分为OFS和OES两类。
其中,OFS较刚性,用以限制机场及周围地区物体高度,确保机场可达性和运行安全。OES较柔性,如果物体穿透该面,就需要进一步评估其可接受性。障碍物是否穿透OES、穿透多少等情况,可能会影响离场爬升梯度、最后进近下降梯度(或下滑角、垂直航径角等)、复飞爬升梯度或机场运行标准。
3.具体限制面的增减
在审查过程中发现,障碍物限制面对机场某些运行保护不足,包括目视机动盘旋、非精密进近等。
以飞行区指标I为4的仪表跑道为例,锥形面(图6左侧示意)宽至跑道两侧各6km处,而入口指示空速分类为C、D类的航空器,其目视机动盘旋保护区至少分别距跑道中线7.66km和9.54km,内水平面和锥形面不足以保护目视机动盘旋。因此,取消内水平面和锥形面,参考ICAO 8168文件规定的目视机动盘旋保护区并固化参数,设立水平面。
图6 内水平面和锥形面不足以保护目视机动盘旋示意图
图7 水平面
如图8所示,紫色阴影区为进近面,浅蓝色阴影区为VOR进近保护区,可见进近面不足以保护VOR进近。因此,统筹考虑各类非精密直线进近保护区范围,设置直线仪表进近面。
图8 进近面不足以保护VOR进近示意图
图9 直线仪表进近面
另外,为保护仪表离场增加仪表离场面,为保护直线精密进近增加精密进近面。新增的4个限制面均作为OES。
图10 仪表离场面
图11 精密进近面
表2 修订案对障碍物限制面的增减简表
|
旧OLS |
修订的OLS |
分类 |
|
进近面 |
进近面 |
无障碍物面OFS |
|
过渡面 |
过渡面 |
|
|
内进近面 |
内进近面 |
|
|
内过渡面 |
内过渡面 |
|
|
复飞面 |
复飞面 |
|
|
内水平面& 锥形面 |
水平面 |
障碍物评估面OES |
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/ |
直线仪表进近面 |
|
|
/ |
精密进近面 |
|
|
/ |
仪表离场面 |
|
|
起飞爬升面 |
起飞爬升面 |
4.不同跑道设立的限制面
修订后,虽然沿用了内进近面、内过渡面,但其适用范围由之前的精密进近跑道拓展到各类跑道,复飞面仍然仅精密进近跑道设立,OFS的另外4个面各类跑道均应设立。
OES的各个面,则根据跑道运行需求确定是否设立。例如,无精密进近程序和需求,则无需设立精密进近面;如跑道现状和预期仅用于降落,则无需设立仪表离场面和起飞爬升面。
5.各限制面具体参数
沿用的具体障碍物限制面参数均有所调整。
• 内进近面、内过渡面参数根据飞机设计组别和非仪表跑道、非精密进近跑道、精密进近跑道选取。
• 进近面参数根据飞机设计组别和非仪表跑道、仪表跑道选取。
• 复飞面参数根据精密进近跑道的飞机设计组别选取,水平面参数根据仪表跑道的飞机设计组别选取。
• 起飞爬升面参数根据起飞跑道拟用机型飞机设计组别、最大审定起飞质量选取。
值得注意的是,过渡面坡度,及新增的直线仪表进近面、精密进近面和仪表离场面参数,与飞机设计组别无关。
以4E(飞机设计组别为IV)精密进近跑道为例,OLS修订前后各限制面参数比较详见表3,范围对比详见图12~18。4C、4F精密进近跑道各限制面参数变化基本相同,个别差异见表注a和b。
表3 4E级精密进近跑道各限制面参数修订情况简表
|
障碍物限制面 |
内边宽度 |
散开率 |
坡度 |
高度 |
长/宽度 |
备注 |
|
进近面 |
缩短, 280m调至185m (注a) |
减小, 15%至10% |
增大, 2%/ 2.5%/ 0%至3.33% |
降低,300m至150m |
缩短, 15km至4.5km |
3段调整为1段 |
|
过渡面 |
/ |
/ |
增大,1/7至不大于1/5 |
提高,45m至60m |
/ |
高度基准由两端入口标高平均值调整为两端入口标高最高值 |
|
内进近面 |
不变, 120m |
/ |
增大,2%至3.33% |
提高,18m至45m |
增长, 900m至1350m |
|
|
内过渡面 |
/ |
/ |
不变,1/3 |
提高,45m至60m |
增宽, 135m至180m |
高度基准由两端入口标高平均值调整为两端入口标高最高值 |
|
复飞面 |
不变, 120m |
不变, 10% |
不变,3.33% |
提高,45m至60m |
增长, 900m至1350m |
|
|
水平面 |
/ |
/ |
/ |
提高,45m至45~90m |
增大, 4000m至10750m |
|
|
起飞爬升面 |
不变, 180m |
/ |
不变,2%(1.6%) |
降低,300m至200m |
缩短, 15km至10km |
内边从距起飞末端60m调整为0 |
注:a.4C/4F精密进近跑道,由280米调减至155米/200米。
b.4C精密进近跑道,由300米调减至156米。
图12 4E精密进近跑道新(绿色)旧(红色)进近面对比
图13 4E精密进近跑道新(绿色)旧(红色)过渡面对比
图14 4E精密进近跑道新(绿色)旧(棕色)内进近面对比
图15 4E精密进近跑道新(绿色)旧(红色)内过渡面对比
图16 4E精密进近跑道新(绿色)旧(红色)复飞面对比
图17 4E精密进近跑道新(绿色)旧(红色)起飞爬升面对比
图18 4E精密进近跑道现水平面(黑线+绿色)与原内水平面(白线+蓝色)对比
6.新旧障碍物限制面对比
以4E精密进近跑道为例,新旧障碍物限制面对比如图19所示,两端范围由距跑道端15060m缩减至12660m,两侧由距跑道中线6km增加至10.75km。
旧OLS
新OLS
图19 4E双向精密进近跑道新旧OLS对比
OFS相较旧的OLS,范围大幅缩减,如图20所示。一般情况下,两端远至进近面外边即距跑道入口4560m,两侧远至过渡面顶边即距跑道中心线约392.5m(随两端入口标高差异有所变化)。
旧OLS
新OLS之OFS面
图20 4E双向精密进近跑道OFS与旧OLS对比
7.障碍物限制面要求
OES是根据跑道的预期用途、预期运行需求来规定的,当不同的OES相互重叠时,须考虑每个单独的限制面,因为它们具有特定的功能,不能只考虑限高最严格的OES。
8.障碍物限制面之外的物体
附件14第9版规定,在障碍物限制面范围以外的地区,高于原地面标高150m以上的物体应被认为是障碍物,除非经过专门的航空研究表明它们并不会对飞机构成危害。
此次修订将150m调减为100m,与附件15障碍物数据收集相关要求保持一致。
思考与结语
障碍物限制面修订后,强化了与机场运行需求的关联性,采用OFS和OES分类管控,有利于促进机场和城市协调发展,但仍存在需要进一步研究和完善的问题:水平面半径及范围难以完全适配高原机场目视盘旋保护需求,精密进近面进近段内边长度与组别无关有待验证,切实减少航空研究需求的路径仍需探索等。
对机场而言,建议根据修订案,结合总体规划、净空条件、运行需求及运行标准等,合理确定OLS各项参数。同时,建议研究出台航空研究指导材料,分类施策,保障机场运行安全,促进净空管理与审核效率提升。
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