航空知識－飛行計劃

庹宗康

所謂飛行計劃表(Flight Plan Bill)是事先決定好由起飛到降落究竟如何飛行的計劃。其實施目的是搭載旅客，運送貨物之飛航上，不僅僅要注意安全，而且要照時間表，經濟而舒適地飛行。飛行計劃表有提交給航管單位的航管飛行計劃表，與航空公司為飛航準備或航務管理上所必要之航空公司飛行計劃表。
壹、航管飛行計劃表
依照航空法規定，航空公司有義務提交航管飛行計劃表(ATC flight plan)給航管機關並取得認可。提交飛行之預定計劃或必要之資訊給航管機關，主要著眼於防止空中撞機，維護飛航安全，確保在緊急事故發生時，能迅速而且適切的展開搜索救援活動之目的。在飛行計劃表內，有飛機之國籍編碼、登記號碼、無線電之呼叫代號、機型、機長姓名、採取儀表飛行或目視飛行方式之區別、起飛地跟起飛時間、巡航高度時之對空速度、使用的通訊設備、替代機場、所裝載燃料之可能飛行時間、搭載人數，與其他有關航管、搜索、救難之參考事項。飛行計劃表通常由運航簽派員(Dispatcher)所製作，經機長同意後，取得航管單位認可方為有效。我們把提交飛行計劃表稱為「報備」(File)，經由管制台給予機長認可則稱為「許可」(Clearance)。
貳、航空公司飛行計劃表
航空公司飛行計劃表(Company Flight Plan)是為找尋最合適之航線，同時確認飛機重量在限制值內的一項表格，通常由航務簽派員(Dispatcher)所製作，經機長同意後成立。具體上是依照以下程序作成。首先，先查詢所使用之機型，由旅客與貨運之訂位狀況來預算酬載(Pay Load)。
酬載之多少與飛機總重量相關，也影響燃料消耗量。如果其內容包含危險物品或動物時，處理就必須給予特別注意。還要檢討依照氣象資料，預計到達時降落機場，或替代機場之預報天候能否安全降落，途中氣候如何(有無颱風或惡劣氣候、風向、風速、噴射氣流之位置、強度等)，還要依照飛航公告(NOTAM)確認助航設施或通信設施之動作狀態，禁止飛行區域之有無等。
綜合檢討這些要素，決定飛行時間短而且快適的預定飛行航線，將這航線描到航圖上，分成幾區，在各區上預測其風向、風速、計算飛行時間及燃料消耗量，反覆將這些計算起來，就可算出總飛行時間和總燃料消耗量。飛機之裝載燃料之多少，由預計燃料消耗量加上預備燃料來決定。裝載燃料加上酬載決定起飛重量，要確認這項數值不得超過起飛許可重量，如果超出就必需卸下部份貨物或旅客。
目前幾乎所有的飛行計畫書都由電腦計算來作成。對於某航線，由事先算出幾種路線中選出最合適者來飛行。另外，全世界的航線，都利用位於倫敦的國家氣象局以數位方式發行全球氣象資料，來選定時間最短，燃料最省的航線，或者適切飛行時間的航線，以電腦製作能滿足任意條件之飛行計畫表。
一、簽派員
所謂簽派員(Dispatcher)，是要製作由各機場起飛以及到達目的地為止之飛行計畫，再和機長協商，使航機能順利起飛，以及在飛行中和機長保持密切的聯絡，傳送必要的資訊，可說是為飛航安全，在地面上協助機長的專家。簽派員要有一定的實務經驗，再通過國家舉辦的技術檢定考試，最後還要通過公司的資格審定不可。
在起飛之前，機長和簽派員，對公司飛行計畫上進行討論(簡報)，在安全性及其他事項上彼此同意，簽名之後才算定。如果意見不一致時，就採取安全性較高的一方。決定後的飛行計畫，會編入航管飛行計畫，提交給國土交通省航空交通管制部(以鄰國日本為例)，管制部將其他提出的飛行計畫作比較檢討之後，如確認無礙，就經由該機場的塔台，對機長認可其飛行，飛機就可出發。
二、起飛許可總重
起飛許可總重(AGTOW，Allowable Gross Takeoff Weight)是根據飛行計畫所算出，許可飛行起飛重量之最大值，這數值還是下面重量中最小者。
①起飛機場跑道長度、起飛後的上升性能、輪胎的速度限制等條件所許可之最大起飛重量，這個數值會因標高、風、當地氣溫、發動機出力、襟翼角度等而有所變化。
②因目的地機場跑道長度，氣象狀態等所決定之降落許可總重，加上預計消耗燃料之重量。
③最大無燃料重量加上裝載燃料之重量。
④最大起飛重量。
三、燃料消耗量
燃料消耗量(Fuel Consumption)是指由飛機由發動機啟動起飛離地，到降落目的地後發動機停止運轉，所消耗燃料之總重量。這重量不只因飛機及發動機性能而異，而且還會因下列因素情況而有所變動。如搭載人數或貨物重量(酬載)、到目的地之距離、風向、大氣溫度、飛行速度、飛行高度、機場擁塞程度(等待降落所需時間)、天候(是否需要迴避降落到其他機場)及飛行方式等。
飛機之燃料消耗量多少，不只有油箱總油量表可看，在各油箱亦分別有油表，每具發動機更有流量計。依靠這些，在天候不佳或非常事態發生晚到目的地時，或要變更飛到原目的地以外之機場，或者避難等狀況發生時，就能計算出更正確的剩油容量。燃料消耗量對航空運輸是相當重要的因素。不考慮前述的條件，單只是比較數值是無意義的。也就是說，不決定依使用目的別之航線距離、風、高度、載運量、飛行速度等前提條件，就無法對燃料消耗有關性能作評價。
然而，談到在巡航時之經濟性，不用燃料消耗量，也可用續航率(Specific Range)來比較其性能。 所謂續航率是指無風狀態時，每單位燃料之飛行距離，其數值是真空速除以燃料流量。由這個關係，改變特定的距離或速度飛行時，燃料消耗量和所需時間之變動，不需要一一計算，亦可比較。
參、重量
飛機的重量(Weight)，大致分為機體空重、酬載、燃料。這些與飛航的性能、安全性、經濟性有密切的關係，以下為各種狀態下的重量定義：
一、空重
空重(Empty Weight)是指機體構造，發動機，固定裝備，內部裝備之合計重量。
二、基本航運重量
基本航運重量(Basic Operation Weight)包括機體空重，加上系統液體(系統內的燃料、滑油、液壓油)、緊急裝備(救生衣、救生筏)及標準飛航裝備(手冊或航空日誌等)在內。以日航為例，每隔3年要實際測量飛機基本航運重量和重心位置。
三、航運重量
基本上航運重量(Operation Weight)乃是指加上機組員及其行李、旅客服務用品、餐點等重量。但是機組員之人數、餐點食物隨航線而有變化。
四、無燃料重量
無燃料重量(Zero Fuel Weight)指航運重量加上酬載。最大無燃料重量(Maximum Zero Fuel Weight)在飛機之結構設計時就已決定，為無裝載燃料之最大許可重量。燃料主要是裝在主翼之燃料槽與機身內。飛行中之升力與燃料重量之重力相互抵銷，作用在翼根的力量，在無裝載燃料時最大。因此，翼根之強度，決定了最大無燃料重量，這強度也限制了酬載的裝載量。
五、酬載
酬載(Payload)，亦即能用來使航空公司增加收入的重量。包括搭載的旅客、貨物、郵件等重量，這重量受到許可裝載量(ACL)的限制。
六、起飛重量
起飛時飛機總重量，為航運重量加上酬載及裝載燃料。起飛重量(Take-off Weight)不得超過許可起飛重量。
最大起飛重量(Maximum Take-off Weight)
此乃依機型而定，為飛機起飛時之最大重量。飛機製造廠必需證明此重量能滿足如起飛及爬升性能、穩定性、操縱性、機身強度等各項要求。如波音747-400之最大起飛重量，依航空公司需求及航線性質而有所不同，如以日本為出發地的國際線約為850000磅(約385噸)、國內線為600000磅(約272噸)。
七、消耗燃料重量
消耗燃料重量(Burn-off Weight)乃指飛機由起飛到降落所用的燃料重量。如波音777在滿載時由札幌到東京約900公里之航程，約消耗7.9噸(9900公升)之燃料，每公升只能飛行0.09公里，乘客為389人，也就是說達到每公升約35公里/人的運輸量。同樣波音747-400在滿載時由東京到紐約大約11300公里之航程，約消耗120噸(150000公升)之燃料，每公升只能飛行0.07公里，乘客為266人，運輸量為每公升約19公里/人。
飛行距離越長，燃料消耗就越多，在長距離飛行時，為運送最先要被消耗的燃料，需要花費更多的燃料，另者運輸量降低，亦與機艙內設置頭等艙與商務艙而使艙內座位數減少的緣故。
八、降落重量
降落重量(Landing Weight)為起飛重量減去消耗燃料之重量。降落重量要調整不得超過最大降落重量。
最大降落重量(Maximum Landing Weight)
此乃依機型而定，為允許飛機降落之最大重量。此重量在決定降落裝置(起落架)之強度上非常重要。飛機製造廠需提出證明，所製造的飛機的最大降落重量能滿足其降落性能，降落後再起飛之上升性能等要求不可。如果起飛後，不知什麼原因必須緊急降落時，就必須拋棄燃料，將總重量減到最大著陸重量以下不可。波音747-400在國際線之最大降落重量約為630000磅(286噸)。
九、預備燃料重量
預備燃料重量(Reserve Fuel Weight)是指預備在飛行途中，或因目的地之氣候突變，或其他理由使飛機無法在目的地機場降落時，所需追加準備之燃料重量。
十、總預備燃料
總預備燃料(Total Fuel Weight)是指照預定到達目的地機場，在計畫上應該還要剩下之燃料重量，由下面幾種所構成。
(1)應急燃料
應急燃料(Contingency Fuel)指為補正預估消耗燃料與實際消耗燃料之誤差，所裝載之補給燃料。一般約為消耗燃料的8〜10%。
(2)代替燃料
代替燃料(Alternate Fuel)亦為在無法降落目的地機場時，由目的地機場飛到代替機場降落時所需之燃料。
(3)待命燃料
待命燃料(holding fuel)亦指在代替機場上空待命時所需之燃料。
(4)額外燃料
額外燃料(Extra Fuel)主要是指機長或簽派員舉出下面理由而追加之補充性，判斷能使航運效能提升的燃料。
a.航線上上層風之預報非常不確定，或是前方有壞天氣因此有可能需要繞道飛行，或在ATC上預估將受到顯著的限制時。
b.目的地或替代機場之氣象預報上認為有必要時
c.燃料搭載手續上有必要時。
d.其他。
十一、許可裝載量
許可裝載量(ACL，Allowable Cabin Load)亦指由起飛許可重量減掉裝載燃料重量及航運重量，表示飛行酬載之限度。ACL分為下列2種：
一、重量限制
因起飛機場跑道長度、標高、氣溫、風向、飛行路徑與氣象，目標機場之狀況等航運條件，來計算出每個航班之重量限制(Weight Limited ACL)。如波音747-400飛行東京與舊金山間之ACL為135000磅左右。
二、容積限制
容積限制(Space Limited ACL)亦指與航運條件無關，在客艙全滿，貨艙亦滿載時之最大搭載量。因為ACL以重量計算，以日航為例，乘客重量在國際線一人算160磅(73公斤)，國內線算145磅(64公斤)，貨艙每一立方英呎裝載10磅(4.5公斤)貨物，用以上數值來計算ACL。747-400容積限制ACL，依客艙座席之配置有所差異，但大概為106090磅(48噸)左右。
十二、著陸許可總重
陸許可總重(Allowable Gross Landing Weight)亦指對預計降落機場所允許最大降落重量。依跑道鋪面強度、長度、風向、襟翼角度等條件來決定，但不能超越前述的最大降落重量。
肆、載重平衡
載重平衡(Weight and Balance)是航空公司在各航班飛行前，依實測或計算數值，算定飛機重量及重心位置，為飛航安全，在預先設定的重心位置移動容許範圍內，操作其重量配置。飛機重量之資料可利用來作所需燃料、容許搭載量、起飛時之速度之決定、滑行距離之計算、發動機推力之設定、飛行高度之選定。飛機重心位置之資料，可利用來作起飛時水平方向舵角度之設定，及飛行中確認燃料之消耗是否在重心位置移動容許範圍內等。
載重平衡一般使用特別的圖表(Weight And Balance Manifest)來製作，但日航幾乎在所有機場，利用與旅客辦理報到(Check In)業務相連線的電腦來計算，又快又準確。
壓艙物
壓艙物(Ballast)亦指為飛機重心調整用的重物。依酬載(旅客和貨物)之重量分配，若還是無法調整重心位置時，就需裝載壓艙物或配平物(大部份為鉛塊)調整飛機的重心，使之順利飛行。

庹宗康

伍、相關用語
一、風因數
風因數(Wind Factor)亦指飛行中飛機的對地速度受到風影響的程度。為真空速減去對地速度之值，在順風時為正值，逆風時為負值。這是決定飛行航線方向時一項要素。
二、順風
與飛機進行方向相同風向的風謂之順風(Tail Wind)。即逆風的相對。
三、重心
指頂起飛機時，其前後左右不偏不傾，保持平衡狀態時的支點。這重心(CG，Center Of Gravity)位置，對飛機的安定性、操縱性及強度的考慮上有其重要意義。各種機型都對其重心位置移動容許之範圍有相當嚴格的規定。
四、預計離場(起飛)時間
預計離場(起飛)時間(ETD，Estimated Time of Departure)亦指在班機時刻表所刊載之時間，但因飛機維修或其他理由有時會有所變動。機艙內的清掃、機體的維修、飛機加油、裝界卸貨、旅客的登機廣播都以這時間為目標來進行。ETD及ETA(Estimated Time of Arrival，預計到達時間)都會記陸在飛行計劃表上，爾後再聯系航管單位。
五、定期機場
定期機場(Regular Aerodrome)亦指定期航空公司被正式許可航線中，定期起降使用的機場。
六、大圈航線
大圈航線(Great Circle Route)是指通過地球中心以平面切開之外圓圈。也就是說在此大圓圈上，連接地球兩地點最短之航線。對飛機或船而言，這是最能節省燃料與時間的重要航線。
七、轉降
指因目的地機場天候不佳等因素，而轉到其他機場降落稱為轉降(Diversion)，但折返原出發機場不在此內。在飛行計劃表作成之際，需考慮轉降之可能性而決定替代機場，這時就要裝載可能飛到該機場所需之燃料。
八、替代機場
航機在氣象狀態惡化或跑道關閉時，無法降落在原預定之機場，而用以取代降落的機場稱為替代機場(Alternate Aerodrome)。
使用儀降飛行時，替代機場必需明示在飛行計劃表上。但如飛機裝載有巡航速度2小時之備份燃料時，不設定替代機場也可以。
九、技術降落
所謂技術降落(Technical Landing)，就是裝載了容許最大燃料，依飛機性能還是無法直飛抵目的地機場，就必需在事先預定的機場降落以補充燃料。在這種機場一般是不可以上下旅客或裝卸貨物。在班次時刻表上，有時會寫上該站技術停留(Technical Stop)等字樣。
十、預計到場(達)時間
預計到場(達)時間(ETA，Estimated Time of Arrival)指各航班之預定到達時間，將飛機起飛時間，加上飛行計劃表所計算出來的飛行時間。這並不是班機時刻表所刊載預計到達之時間。
十一、飛航公告
飛航公告(NOTAM，Notice to Airmen)是民航主管單位為飛航安全，向飛航關係人員所發出的通告。有一定時間性的，也有緊急性的。其內容為有關機場、助航設施、飛航關聯業務方式之改變，或像軍事演習關係到空中危險等事項。NOTAM有分為以電報發送的一級公告(Class I)，還有以電報以外(通常為文書方式)送達的二級公告(Class II)。
十二、飛行時間
飛機起飛時輪胎離地(Lift-off)開始，到降落輪胎觸地(Touch Down)為止，稱為飛行時間(Flight Time)。每段航班之預定飛行時間，在飛行計劃表作成時已算出，作為裝載燃料的參考與飛行前準備之用。每次飛行的時間都紀錄統計下來，作為航運實績之記錄，飛機就航率等基本統計資料之用。此外，也可利用在維修飛機之計劃及成本控管方面。
十三、全段時間
全段時間(Block Time)指由航機由駛出停機坪(Ramp Out) ，到降落目的機場停機(Ramp In)為止之時間。用拖車開始由停機點推出機坪的時間也包括在內。班機時刻表上所寫的出發時間到到達時間為Block Time的預定時間。
十四、空中待命
所謂空中待命(Holding)，指航機因機場航管擁擠或其他理由，受塔台指示在空中盤旋待命，這時塔台會指示其待命空域、時間及高度。
十五、逆風
指作用在飛機之升力、阻力等空氣動力都與空速有關。因此順風或逆風(Head Wind)在飛機運用上是一項要素。飛機起降時之逆風能提高起飛性能，有助於減短起飛所需跑道長度。但逆風卻也使續航性能變差。因此，飛機起降時之風向影響，逆風以實測值的50%，順風以實測值的150%，算出其對性能的影響，以提高飛航的安全性。
十六、再許可
這種飛行方式是先計劃飛原目的地機場更近的機場，飛行途中在某地點確認所剩燃料，如果從該地到原目的地機場為止之飛行計劃能夠成立，若燃料足夠的話，再向原目的地機場繼續飛行。
飛行計劃中，除計算到目的地機場會使用之燃料以外，也考慮到上層風向等之誤差對應，多裝載了預備燃料。這項預備燃料在性質上，到機場降落為止都不會用到的機會較多。以長程線而言，有時達20噸之多，結果使旅客及貨物的裝載量受到限制。
Re-Clearance的飛行方式，如由美國飛東京，先以札幌為最終目的地機場，作成有搭載預備燃料的飛行計劃，在飛行途中某地點確認所剩燃料，再作一份由該地點到東京的飛行計劃，如果能夠確認燃料足夠就繼續飛到東京，將當初到札幌的Clearance，在飛行中變更成到東京的Clearance，這樣的飛航方式稱為再許可(Re-Clearance；美國稱為Re-Dispatch)。
十七、雙發動機延距操作
指雙發動機構型的飛機，由可能緊急降落的機場算起，在1具發動機不運轉的狀態下，超過以巡航速度飛行60分鐘距離的飛航方式，謂之雙發動機延距操作(ETOPS，Extended-range Twin Operations)。
有3具發動機的商用機，在起飛前要製作飛航計劃，萬一在巡航中，同時有2具發動機不運轉的情況時，也能避開所有障礙物，並在最近的機場緊急降落。另一方面，就沒想定萬一雙發動機飛機在有2具發動機運轉時的情況，而代之以由可能緊急降落的機場算起，在1具引發動機不運轉的狀態下，超過以巡航速度飛行超過60分鐘的區域範圍就不可飛行。
然而，隨著噴射發動機性能的提升，對滿足一定條件的航空公司而言，「在1具發動機不運轉的狀態下，超過以巡航速度飛行60分鐘的距離」，是可採行將操作距離的限制予以延長。這樣的飛航方式稱為ETOPS。在日本飛航關島、塞班的航線亦採用此種飛航方式。

kingofjohn2004

真的很詳細
很用的參考資料