占乔春

摘要：针对民航客机改装时常遇到的飞机机背安装空间不足问题，提出了新的解决思路。

关键词：民航客机；改装；机背空间；天线

Keywords：civil aircraft；modification；crown area of fuselage；antenna

0 引言

目前，民航客机的各种改装方兴未艾。其中，涉及在机背加装天线的项目较多，如目前较热门的Ka卫星系统改装需要在机背安装一个不小的天线。机背上本身已安装了各种天线或其他部件，如何在本就拥挤的机背“挤出”空间来安装新的天线，常常成为设计改装方案时一个不好解决的问题。

本文针对这个问题提出一种解决方案，这种解决方案不仅能使航空公司获得改装本身带来的效益，还能收获额外的效益。

1 机背空间分析说明

以波音飞机为例，图1是一个典型的波音737NG飞机的天线布局图。从图中可以看到，737机背上安装了TCAS上天线、通信卫星天线、ATC上天线、两部GPS天线、1号VHF COMM天线、两部ADF天线、ELT天线。这样的机背上的剩余空间也并非都能使用。在CCAR25.1401的防撞灯条款的（b）款关于作用范围的规定中，要求“该系统必须有足够数量的灯，以照亮飞机周围重要的区域（从飞机的外部形态和飞行特性考虑）。其作用范围必须至少达到飞机水平平面上下各75°范围内的所有方向，但向后绕飞机纵轴等于0.15球面度的立体角内，允许有一个或几个被遮蔽的立体角，其总和不得超过0.03球面度。”对于737NG来说，机背防撞灯安装在520站位附近，也就是说，在防撞灯前部区域虽然还有空间，但如果要安装较大的天线，可能会导致飞机不满足CCAR25.1401条的要求，需要对防撞灯的安装位置重新定位。

综合各种因素，中小型飞机的机背“寸土寸金”，特别是对机背已经加装过其他设备的飞机来说，安装空间的矛盾更加突出，对于方案设计者将是不小的挑战。

2 解决方案

一直以来，很多公司的机队都安装了两部ADF系统。ADF环形天线较大，且两部都需要安装在机背位置。随着飞机导航系统越来越先进，ADF已经极少被使用，因此，对于机背空间紧张而又必须在机背安装天线等部件的飞机改装来说，拆除一套ADF系统将是一个非常值得探索的方案。

3 可行性研究

對于拆除一套ADF系统的可行性研究，需要从安装数量、放行条件以及所飞航路实际情况等几个方面考虑。

3.1 适航法规

以中国民航局的规章为例，关于ADF的规定见CCAR121的第121.349条“仪表飞行规则运行或者非地标领航的航路上目视飞行规则运行的无线电设备”，具体如下：

“（b）在依靠低频无线电信号或者自动定向仪（ADF）进行导航的航路上飞行时，如果飞机装有两台甚高频全向信标（VOR）接收机，且VOR导航设施的所在位置及飞机的油量情况满足当飞机在低频无线电定位接收机或者ADF接收机失效时可借助VOR设备继续安全地飞到某一适当的机场并使用其他飞机无线电系统完成仪表进近，则只需装一台低频无线电定位接收机或者ADF接收机。”

对于中国民航客机来说，目前依靠ADF导航的航路已经非常少。航空公司完全可以对自己运行的航路进行梳理，在确认所运行的航路满足要求的情况下只留一套ADF系统。

FAR121的规定中没有像CCAR121那样一般指明ADF系统的安装要求，但其规定在原则上也是类似的，如果在其运行的航路上，某种导航系统失效，可以由另一种独立的导航系统完成导航至终点且运行标准不变，则这种导航系统可以只安装一套。

具体条款可见FAR121.349的（c）款：

“Use of a single independent navigation system for operations under VFR over routes that cannot be navigated by pilotage，or operations conducted under IFR or over the top. Not withstanding the requirements of paragraph（a）（2）（i）of this section，the airplane may be equipped with a single independent navigation system suitable for navigating the airplane along the route to be flown within the degree of accuracy required for ATC if：

（1） It can be shown that the airplane is equipped with at least one other independent navigation system suitable，in the event of loss of the navigation capability of the single independent navigation system permitted by this paragraph at any point along the route，for proceeding safely to a suitable airport and completing an instrument approach； and

（2） The airplane has sufficient fuel so that the flight may proceed safely to a suitable airport by use of the remaining navigation system，and complete an instrument approach and land.”

需注意的是，上述引用的CCAR或FAR条款是基于航路需要依靠ADF导航进近的系统安装阐述。如果所运行的航路不是依靠ADF导航，只安装一套ADF甚至也属于比较保守的配置。

3.2 放行的要求

放行要求可以参考各机型的MEL。以下分别以波音737和空客320为例进行说明。

空客320的MEL相关规定如图2所示。

波音737的MEL相关规定如图3所示。

也就是说，在规章不要求使用ADF的情况下，ADF的放行数量可以为0。那么，在什么情况下不要求使用ADF？对于仪表飛行来说，根据CCAR121.349条（a）款，只要飞机有两套独立的导航系统，能够独立满意地接收处理航路上所有主要导航设施的无线电导航设施，即可在该航路运行。而对于一些航路，如果ADF根本就不属于该航路的主要导航设施，当然也就不属于规章要求的导航设备。在这种航路上运行，ADF的放行数量可以为0。

3.3 航路情况

根据相关资料，截至2021年1月28日，中国民航共有249个机场（不含通航机场），其中230个机场具备PBN飞行程序，20个机场具备AR飞行程序，3个机场只有NDB仪表进近程序（长海、罗定、阳江），其余机场皆含或为ILS、VOR、NDB、PBN等组合。如果不运行需要用到ADF进近的三个机场，航空公司不需要过分担忧安装一套ADF的放行问题。

对于国外航空公司，各公司可以按照这一思路对本公司的运行航路进行评估并做出相关决策。

综上分析，飞机只安装一套ADF，在一定条件下完全可以满足运行需求。

4 改装之外的优势

拆除一套ADF的方案，有三个方面的优势。

1）使机背的空间变宽裕，甚至使原本可能无法完成的改装变为可能。较宽裕的天线安装空间其意义不仅在于能安装天线，电磁干扰测试也更容易通过。

2）安装ADF天线的机身开孔直径约为2.12in，可用于很多天线改装方案。从机身整体来看，能减少开孔，也就能减少结构方面的机身损伤。

3）按最新的系统计算，一套ADF系统（天线加上接收机，不考虑连接电缆）的重量大概在7.5kg左右。按厦航2019年的运行数据以及一吨航油约4000元人民币的设定计算，一架飞机一年可节油30万元人民币。

5 结束语

ADF作为一种逐渐退出历史舞台的导航设施，在相关改装方案中对其进行拆除，可以获得多方面的收益，值得改装公司思考、探索。另外，在选择可以拆除哪些飞机时，除了技术方面，租赁飞机还要综合考虑租赁合同方面的因素。