氣壓高度-pressure altitude QNE/QNH/QFE一站揭秘

最近有小夥伴在後臺私信我一些氣壓高度相關的問題,其實就本科教學而言,這部分知識並不難理解,下面就和大傢分享一些我個人的理解並用一道例題進行解釋說明。

高度是我們日常生活中經常使用到的物理概念,細分高度的含義通常會有兩種解釋:(1)物理高度,指物體的幾何尺寸,例如某人身高178cm,箱子高80cm等。(2)真實高度,物體到某一參考面的距離(通常是水面或地面),例如飛機距地面350m,海鷗在20m的水面上空翱翔等。

在航空領域,一片繁忙空域內可能同時存在多架飛機,管制員除瞭利用水平間隔來控制飛機間的安全距離,更重要的是利用飛機間的垂直間隔來避免航空器相撞,尤其是交叉、相對飛行時,此時管制員關心的額高度有兩個,一是飛機距正下方障礙物的垂直距離(真高),二是飛機間的垂直間隔是否滿足標準。

在此先介紹幾個相關名詞的概念:

  1. 高(height):指自某一特定基準面量到另一平面或點的垂直距離。
  2. 高度(altitude):指自平均海平面量到另一平面或點的垂直距離,俗稱海拔。例如珠穆朗瑪峰海拔8848m,並不是指從珠峰山腳量到山頂8848m,而是當地平均海平面量到珠峰頂是8848m。在航圖或日常使用的地圖中標註的障礙物等數值均指此高度。航空器在進離場階段更關心是否與其下障礙物保持安全距離飛行,所以這些航段飛行的航空器更關心此高度。
  3. 標準氣壓高度:QNE高度,指以氣壓1013.25hpa等壓面為基準量到另一平面或點的垂直距離。

當今民航領域使用的高(度)主要有三個:QFE、QNE、QNH

一:QFE場面氣壓高,簡稱場壓,航空器著陸區域內最高點(跑道)氣壓

QFE給出的是以著陸區域內最高點即跑道為基準點,上升至其上某一點的垂直距離。

例如,一架飛機已經建立著陸程序,處於最後進近階段,距下方跑道的垂直距離是350m,換言之,你在跑道上抬頭看頭頂掠過的大飛機,你目測飛機距地面350m。用飛行員的視角解釋,將高度表撥正值設定為場面氣壓時,高度表給出的數值就是場面氣壓高,也就是QFE高,註意此處是高而不是高度!

場壓高最大的優點就是:直觀,你可以在駕駛艙直接得到你與地面的距離,不用經過其他的計算,豈不是美滋滋?然而,凡事有利亦有弊,場壓高這麼好為什麼沒統一呢?還是有缺點唄。

第一:前文提到航圖中對各障礙物標註的數值均以平均海平面為基準而非跑道,跑道平面同樣有標高。假設跑道平面於平均海平面之上35m,跑道邊有一障礙物在航圖上標註36m,飛機顯示QFE高為30m,此時飛機會撞到障礙物嗎?當然不會,障礙物標高36m,即距平均海平面的垂直距離是36m,跑道距平均海平面的垂直距離是35m,說明障礙物就比跑道高1m,而飛機QFE高35m,即飛機距跑道平面的垂直距離35m,比跑道高35m,比障礙物高34m,並不會撞到障礙物。所以,如果僅用QFE高作為基準難免會有一層計算,在最後進近階段並非明智之舉。

第二:對於終端管制區而言,其負責本區內多個機場進離場的管制工作,這些機場的標高因地理不同自然存在或大或小的差異,如果終端區內的飛機均使用各自起降機場的場壓作為高度表的撥正值,則根本無法直觀判斷航空器間的安全間隔。

二:修正海平面氣壓高度,簡稱修壓QNH高度

前文提到,障礙物在航圖中標註的數值均以平均海平面為基準,如果將航空器的高度表撥正值設置為平均海平面氣壓,就可以方便地得到各航空器的超障餘量。

然而,在實際操作過程中,機場所在位置的海平面氣壓並不好測量,尤其是某些海拔很高的機場,因此,引入修正海平面氣壓,固定-8.25m/hpa為氣壓遞減率,通俗來講就是高度每變化8.25對應氣壓變化1hpa的數值。

引入修正海平面氣壓並將其作為高度表撥正值後就能等效測出航空器於平均海平面間的 垂直距離,省去實測實際氣壓遞減率和平均海平面氣壓的工作步驟。

QNH高度的使用存在兩個優點:

1:使用QNH高度可以快速判斷航空器與障礙物之間的垂直距離,因為此時航空器和障礙物的基準面相同。

2:終端區內的飛機使用同一QNH的值,多架航空器間的高度關系可以快速得到。

QNH高度的使用存在兩個缺點:

1:不方便判斷飛機距跑道的垂直距離,中間相差機場標高。

2:QNH值的適用范圍僅限終端區,航線距離過遠大於終端區的有效范圍時就不再適用,我國規定在終端區使用QNH作為高度表撥正值。

三:標準氣壓高度,簡稱標壓QNE高度,即標準大氣條件下平均海平面的氣壓,其值為1013.25hpa,是一個固定的數值。

標壓高度是指標準大氣條件下,氣壓為標準大氣壓基準面上升至某一平面或點的垂直距離。

通常,標壓與修壓間的氣壓差值在正負30百帕之間。

因此,標壓通常適用於航線飛行階段


補充無線電高度:無線電高度的測量原理是飛機向下發射無線電信號,信號觸地反射,返回機載接收機,測得測量信號出去溜達一圈再回來所耗費的時間,利用速度×時間=路程計算飛機此刻距離下方地面或平面的垂直距離。

如果在跑道上方,無線電高度應該等於QFE高度,因為此時他們具有相同基準面-機場跑道。

還是分析無線電高度的優缺點,無線電高度能測量飛機距其下地面的垂直距離,但是如果下方地面並不平整,飛機此時雖然平飛,但是駕駛艙內儀表讀數仍會不斷發生變化,這會給航行帶來不便。

但是無線電高度有天然的優勢,準!確!判!斷!離!地!距!離!

赞(0)