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新闻资讯

《他山之石-美国通航》 -空域篇
发布时间:2018-10-11

许多人知道美国通航发达,空域自由。但保持空域自由的前提是有序,包括规章规则,管理系统,管理人员,违规处罚,和为人民服务的愿望等等。不利用空域是剥夺人民的权利,不好好利用空域是浪费和懒政。

本文来自ACP《美中航空合作项目》报告,供学习参考。 版权ACP所有。

1. 简介

与世界其它地方一样,美国的空域划分为多个类别,各个类别规定有专门的操作准则和规程。一般而言,为特定空域类别指定的规则与规程都旨在为飞机提供安全的操作环境,尤其是在交通量大的区域以及机场周围。美国空域划分基本遵从ICAO建议 (丝翼注)。

在美国,如果是繁忙的一天,高峰期内在空域系统中进行仪表飞行的飞机大约有7,000架。这些飞机中大约2,500架被划分为通用航空类,其余则被划分为商业航空公司类。此外还会有多达7,500架其他飞机同时在进行目视飞行,其中大多数属于通用航空类。在繁忙时段,空中有四分之三的通用飞机不需要航空交通管制(ATC)服务或使用控制员和ATC设施资源。这大大地降低了通用航空运营给FAA带来的成本。如此一来,ATC就必须能够保持飞行飞机之间一定的安全间隔,尤其是在飞行交通集中度较高的地区(主要城市周围),同时确保对可用空域和机场容量的最大化高效使用。低空空域是这方面解决办法中的一个根本组成部分。

一般来说,通用航空业航线飞行的高度是 6,000 到 12,000 英尺(1,800到3,700米), 这属于被普遍称作低空空域的范围的一部分。低空空域不包括  A 类空域,平均海平面以上18,000 英尺(5,500 米),后者是商业飞机巡航的地方。结构恰当的低空空域对于促进通用航空安全、高效的操作是必不可少的。

2. 管制空域分类

管制空域

美国的管制空域系指ATC有权控制交通的所有空域,而且这些空域向通过正当认证、驾驶配有合适设备飞机的飞行员提供仪表飞行服务。这并不意味着在这个空域飞行的飞机必须在ATC的管制下运营。非管制的空域是对管制空域的补充,由 G类空域构成,这意味着IFR服务在这个空域不可得。G类空域主要分布在地平面之上700或1,200英尺之下(230 或 400 米),主要用于在小型机场的起飞和降落(它也用于美国西部一些人口稀少的区域,那里空中交通量很小)。G类空域内几乎没有航途运营。除了G类,所有界定的空域类别——A、B、C、D 和 E——都属于管制空域。在这些管制空域内,IFR服务可得,允许在最小VFR天气条件下飞行。在美国大多数的通用飞机航途飞行在E类空域内进行,包括在没有或几乎没有ATC服务的条件下进行VFR飞行。

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管制空域操作要求

每一种规定的管制空域类别在进入、设备以及飞行员执照方面都有一套自己设定的要求。这些要求适用于所有交通,包括VFR和IFR、商业航空和通用航空。下表大致列出了这些主要要求:

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*飞行学员或休闲飞行员如果想要通过私人飞机飞行员认证,并且在符合法规要求的前提下,可以在主要机场以外的其它机场操作。按照仪表飞行规则正确地装备的飞机并且飞行员按照仪表规定飞行,这种情况不受以上进入要求的限制。注:表中覆盖灰色阴影的部分代表相应的管制低空空域类别。

要进入18,000英尺(5,500 米)以上的A类空域,飞行员就必须得到ATC的许可,而且以仪表飞行方式操作飞机。A类空域不属于低空空域。

在低空空域中,B类的限制性最大。要进入B类空域,飞行员必需取得ATC许可,无论飞机是飞入还是飞出B级空域的主要机场。要求获得ATC许可的飞机必需配有具备高度报告能力的双向无线电和应答器,从而向ATC提供通讯手段,并让ATC获得现时信息来估计飞机的相对位置。

限制性更小的C类和D类空域(和B类空域比较)在准入方面并未明示地要求获取ATC许可。不过在进入之前,飞行员必须与ATC双向联系,而且控制员必须知晓这架飞机。C类空域要求飞机配备高度报告应答机,而D类只要求配备双向通讯设备。

E类空域没有规定进入之前必需满足的条件。除非飞行员需要ATC提供仪表飞行服务,否则就不需要与控制员通讯,飞机上也不需配备任何通讯装置或高度报告装置。这里需要重点强调的是E类空域是受管制的,因为ATC有权利控制IFR飞机以及选择雷达服务的VFR飞机。在ATC的“工作量允许”的情况下也可以为有需求的VFR飞机提供“飞行跟踪”服务(这些服务在本报告的第10项进行了描述)。除非飞行员要求,VFR飞机不需要进入E类空域的许可,也不受ATC的控制。

航图描绘低空空域

对于VFR飞行员,FAA出版了三种不同类型的航空地图,用以提供关键信息并加强通用航空安全性。扇区航图是飞行员最常用的一种,比例为1:500,000,这个系列的图表覆盖整个美国地区,每年更新两次。VFR航站区域地图提供靠近B类空域更详细的内容,比例为1:250,000。世界区域航图的细节比分区航图提供的细节少,比例为1:1,000,000。出于安全考虑,飞行员获得航图的成本很低,少于10 美元(大约64元人民币),这些航图可以在FBO飞行员商店和网上零售商处获得。

3. 低空空域的设计与尺寸范围

B、C、D 和 E类空域包含 18,000 英尺(5,500米)以下的全部管制空域,从这一高度以上则属于 A 类空域。B、C 和 D类空域的界定以某一主要机场为中心,从地表标高延伸到某一指定高度,而且划分时很大程度上依据的是相应机场中飞行量的繁忙程度。

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B类空域设计

B类空域是围绕美国最繁忙的机场来划定的,确保在这些交通量大、移动迅速的环境中保持安全,而这些环境一般都紧靠人口众多的中心地区和大城市。虽然B类空域包括的机场不到40座,但美国大部分的起降操作都发生在这些地区。

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B类空域的具体范围是经过多重步骤的程序来决定的。联邦航空管理局通常是首先执行航空交通流量、当地所有机场的位置、地理特征和人口中心方面的独立研究。此外联邦航空管理局还必须确保空域范围要足够大,能够对主要机场执行所有仪表程序。在主要的B类机场周围的其他机场可能或者不能得到B类空域包含的全部仪表机场着陆服务。但是,那些仪表进场着陆将在一些管制空域内包含。

空域的大致范围便在这项初步研究的基础上提出,它所依据的一般是一系列圆盘的模板形状,圆盘的半径逐渐扩大,并且相互叠加。在航空业内,这种通用形状被称作“上下颠倒的婚礼蛋糕”。按照定义,空域面积规定不超过机场以外30英里的范围。传统上,FAA已经使用这种“上下颠倒的婚礼蛋糕”很多年作为B类空域的标准。然而, 近期围绕对乡下的B类空域的很多修订产生了许多定制化的和小型的空域。FAA和用户群全紧密合作以便确保为B类空域指定适当的空间领域范围。

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C类空域设计

C类空域是围绕美国次级繁忙程度的机场来界定的。C类空域地区包括大约125座机场,其中许多都靠近二级城市和人口中心。

 C类空域的范围依据一种通用的模板设计,之后加以修改,以计入环境因素以及地方用户群的意见。模板设计由一个内圆构成,围绕主要机场展开五英里的半径,从地面标高向上延伸到4,000 英尺(1,200 米)。C类空域中还包含另一个被称为“环区”(ring)的部分,它的半径为十英里,从地面标高以上1,200 英尺向上延伸到4,000 英尺(400 米到1,200 米),此外还包括一个半径可达20英里(32 公里)的外层区域,并且 ATC 可以在这个区域给飞机提供服务,但是这一区域不受与进入或设备要求相关的法规限制。在空域正式确立之前,美国联邦航空管理局要提出的空域范围方案进行研究,以确保操作的安全与便利。

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D类空域设计

D类空域通常围绕三级机场,它们的交通量和飞机操作达不到C类空域的标准,但却有塔台。

某些有塔台的机场并非每天24小时工作,当塔台不工作时,周边的空域就自动成为E类空域。虽然D类空域通常是在大型人口中心紧邻地区以外,但它往往容纳大量的通用航空交通量,因而要求安全、导航和分隔方面的防范措施。

D类空域的范围是在一套圆柱形模板的基础上界定的,但依据规定该地区地形和交通量大致情况的特征来修改。一般而言,该空域的界定范围是从地面标高向上直至 2,500 英尺(800米)。它的半径用一个结合跑道长度与标准爬升梯度的公式来推导。普遍情况下 D类圆柱体空域的半径原则上采用四英里。

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E类空域设计与使用

美国低于18,000英尺(5,500米)的管制空域中绝大部分被划为E类空域。实际上没有划归 A、B、C或D类的所有管制空域都属于E类。E类空域的范围一般都比较宽广,包含从地面标高、或从另一类空域起始点的指定海拔高度(通常是700英尺或1200英尺)向上的所有空间直至另一类空间的边界。在美国西部的一些多山地区,美国这一空域通常都从14,500英尺(4,400米)MSL开始。E类空域也包括海岸地区12英里(19公里)以内的空域,从14500英尺向上延伸到18000英尺(A类空域从这个高度开始)。E类空域还包含所有联邦空中航线以及飞机进出空港或航线环境的空域。在E类空域始于地面标高时,它就包含所有仪表飞行程序的飞行活动。

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上图紫红色虚线表示E类空域艾塞克斯县机场(考德威尔,新泽西州),从机场东北方向延伸到22号跑道的定位信标。

4. 非管制空域:G类空域

G类空域是不管制的,ATC对它既无权限、也无责任来进行控制并确保安全飞行操作。这类空域中需要飞行员自己通过观察VFR能见度要求并保持与其它飞行器之间的距离来维持安全飞行操作。

美国多数G类空域在地面标高以上不到1,200英尺(400米)的范围内。这类空域对于通用航空航线操作来说通常过低,主要在飞机离场或进场时才会被用到。也有高度在1,200英尺(400米)以上、但却被划分为G类空域的例外情况,其中大部分位于人口不多的地区。

在G类空域中飞行时,飞行员可以请求ATC的雷达引导,但ATC只有在时间和容量允许的前提下才会向他们提供。为经过G类空域的随机区域导航航线而提交的飞行计划也只有经特殊飞行员请求才会得到考虑。

5. 特殊用途空域

特殊用途空域是对飞行另行施加额外限制的空域。一般而言特殊用途空域都是发生特定飞行或安全活动、并且对非安全和/或不属于所限特殊用途的飞机(非参与飞机)有着限制和禁止条件的区域。

禁飞区

禁飞区系指完全禁止飞行活动的空域。一般而言这些区域都靠近对于国家安全和福利而言具有高度安全重要性的地方。所有这些区域都在《联邦公报》上完整公布,并标在所有航空地图与航图上,以确保大家遵守这一规定。例如在华盛顿哥伦比亚特区大部分家遵守这一规定。例如在华盛顿哥伦比亚特区大部分关键的建筑物便分布在这一地区。

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受限区

受限区对非参与飞机有飞行操作的危险,并且包含了飞机飞行虽未完全被禁、但却要服从于限制条件的空域。由于这些空域的性质,其中的活动必须受到制约,还可能同时对不属于这些活动一部分的飞机操作施加限制。受限空域指示出了对飞机异常的、往往看不见的危险(例如炮击、空中射击或制导导弹)。

IFR飞行可能经批准而按照相应的航线来穿越该空域。未经使用机构或管制机构批准而进入受限区,对飞机自身以及机上人员可能是极端危险的。在飞机经仪表飞行许可(包括ATC给予的许可、以保持云上目视飞行)的前提下通过联合用途受限空域内的航线而操作时,ATC单位便会适用以下规程:

· 

如果受限区的限制并未起效,并且空域被放还给美国联邦航空管理局,那么 ATC单位会允许飞机在不需它给予特别通行许可的前提下在这些受限空域中操作;

 

· 

如果受限区的限制已经起效,而且没有放还给美国联邦航空管理局,那么就需要ATC单位签发通行许可,以确保飞机避开受限空域。

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上图左边的图片给出了德文斯堡上空的受限区,德文斯堡是美国在麻州的一家军事单位,在波士顿市东北方向约30英里的地方。这一受限区的名称为R-4102A和R-4102B。陆军后备队司令部和海军陆战队后备队将德文斯堡用作伞兵降落区。这片受限空域覆盖的土地总面积不到四英里长乘四英里宽(6公里长乘6公里宽)。

上图右方的图片是从同一张航空图上节选出来的,其中包括一份图例,给出了特殊用途空域的详情。从这份航空图上我们可以看到,R-4102A覆盖从地表向上直至2,000英尺(600米)(不含)的地方,R-4102B覆盖高度从2,000到3,995英尺(600到1,200米)的地方。这两个受限空域都有着相同的使用时间:从当地时间周六 0800 到 2200点属于工作期,间或在《飞行员通知》(NOTAM)中规定的其它时间也工作。控制机构是波士顿空港雷达进近控制处(TRANCON)。靠近这一受限区飞行的飞行员可以通过甚高频无线电、在124.4赫兹频率上联系TRANCON,以获取受限区的状态信息。

警示区

警示区受到类似于受限区的制约,但它并不仅仅属于美国的管辖范围。警示区被界定为从美国海岸以外12海里(22公里)起的空域,其中包含可能对非参与飞机有危险的活动。划分这类区域的目的是对非参与飞机的飞行员提出潜在危险的警示。警示区可能在国内水域或国际水域上方,也可能同时覆盖这两种水域。

军事行动区

军事行动区(MOA)是有着大量军事交通和培训活动的区域。划分这类区域的目的是为了给军方提供一个环境,让它们的行动不遭过路的仪表飞行器的碰撞。在ATC不能为飞机提供充足间隔的情况下,这类区域就限制仪表飞行使用。反之,仪表飞行要获取穿越这类MOA区域的通行许可。即使当这类空域活跃时,目视飞行也不需要获取同行许可,但是飞行员在这个空域飞行时必须使用额外警告。

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警惕区

划分警惕区域是为了告知非参与飞机的飞行员,该地区可能包含大量飞行员培训活动或是某不常见的航空活动。飞行员在警惕区中应当谨慎从事。参与飞机飞行员以及飞经这类区域的飞行员在避免碰撞方面都负有相同的责任。

管制射击区

管制射击区(CFA)包含对飞越这类区域的飞机有危险的活动,但与其它特殊用途空域不同,这类区域的限制条件是向活动参与者、而不是向飞行交通施加的。危险活动参与者通常需要暂停活动,直至所有飞行交通都达到安全距离以外。通常CFA会通过空中监测飞机、地面瞟望哨或雷达来判定飞机何时处在危险地区内,从而决定何时中止、何时重新开始活动。

特殊用途空域管理系统(SAMS)

1988 年,国会指示美国联邦航空管理局更加高效地管理特殊用途空域,以确保更加有效、合适地使用这类空域。美国联邦航空管理局设立了一套专用系统,亦即特殊用途空域管理系统(SAMS),它主动监测受限区,让美国联邦航空管理局能够在这类空域没有用作特殊活动的时候准许飞机通过。SAMS 显示并记录特殊用途空域以及“全国空域系统”中跟踪的其它空域的“事务”。在计划的、启动的、暂停的、终止的或未使用的指定飞行公众中某一群体使用空域中某一部分/区域发生的行动通常就被视作是空域“事务”。

为了协助将特殊用途空域的信息传达给公众,美国联邦航空管理局还建立了一个专用网站(http://sua.faa.gov),它以图像和文本两种格式提供空域状态的信息。通过这种办法可以使得美国军队在执行必须的安全训练飞行时尽量减少对民用航空领域和效率的削弱。

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6. 维克多航路

需要了解的是,在美国,空域系统并不是针对VFR也并非是以其为主的飞机设计的。美国现行的航路系统提供了可隔离IFR 飞机的结构。下述的维克多航路内容仅供参考。

每条联邦航路都是由空域的中线从一个航路点(可能是NAVAID, 固定的或者交叉点)连接到另一个航路点。一条航路包含了平行于中线的两侧延伸至4海里边界的区域。对于所有的仪表飞行,航向由磁航向器显示,距离由海里表示。除非有其他特殊说明,E级空域应包括1200英尺AGL的最低高度。航路不包括禁飞区。

维克多航路包括了从1200英尺AGL向上延伸至18000英尺MSL的空域。该行路是为分区的和IFR低空航图,编号开头是“V”然后是数字的(例如“V456”)。通常,维克多空域针对南北方向采用奇数,东西航向使用偶数编号。如果多余一条的航空刚好重合,该编号将采用其序列号编号(例如“V487-597-671”)

7. 其他空域

美国还界定了其它空域,其中有些是临时的,用于提醒飞机有危险的状况和操作条件,并限制这些飞机的交通。

本地机场咨询

本地机场咨询是在被划定为无可操作控制塔机场一类的空域中提供的一种特殊服务。它的主要职能是向在这类空域中飞行的飞行员提供天气信息以及其它基本的导航信息。

军事训练航线

军事训练航线(MTR)是进行军事训练的航线,通常处于低空区(10,000 英尺(3,000 米)以下),而且空速较高。ATC通常引导仪表飞行交通绕开这类航线周围。军事行动区(MOA)内一般限制目视飞行交通。

临时飞行限制

临时飞行限制(TFR)通过《飞行员通知》(NOTAM)来发布,是为了在特殊事件、安全状况或其它情况出现时临时阻止飞机穿越某一规定空域。比如在美国总统到访、国家航空航天局有发射活动或是出现自然灾害的情形下就会做出临时飞行限制。

跳伞飞机操作

跳伞飞机操作空域的划分是为了保护跳伞者避开飞机交通带来的危险。扇区航图上通常都标明这些区域。

公开目视飞行航线

在非常繁忙、复杂而且交通量大的空域,公开目视飞行航线为目视飞行提供飞行通道,使它们能够安全飞行,而不会遇到与大型仪表飞行飞机碰撞的危险。航线通常被确定在B 类空域附近,FAA通过和用户以及航空业磋商开发航线以便解决特定交通量的要求。

空港雷达服务区

空港雷达服务区(TRSA)在飞行员自愿的前提下为飞行员提供额外的雷达服务。这些服务区都划分在交通量大、而且因没有符合B类或C类空域要求的机场而没有划归B类或C类的空域中。如果TRSA是划分在E类空域中,那么主要机场就自动成为临时的D类空域中心。

国家安全区

国家安全区(NSA)是临时需要增强安全、并且禁止空中交通以确保安全的区域。通常划分国家安全区的目的都是为了强化地面场所的安全。

8. 低空空域在美国的使用:飞行员的行动和联邦航空局行动

下面的讨论阐明了通用飞机飞过美国低空空域的情形,一个示例是遵循仪表飞行规则;另一个是遵循目视飞行规则。

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9. 空域管理

空域管理相关规则

《联邦法规汇编》第 14 标题卷列出了与空域管理相关的规定。与空域管理相关的关键章节包括:

§ 

第71部 “A、B、C、D和E类空域的定名;空中交通服务航线;以及报告点”(Part 71: Designation of Class A, B, C, D, and E Airsp




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