——海南航空性能分析工作实际应用
2014年12月24日，海口——本报讯：（通讯员 邵大伟 王治国 作者单位 海南航空运行控制部）电视剧《血战长空》中有这样一段情节，蒋介石50岁前夕，中国空军精心筹划了一场贺寿，试飞仪式上，两名飞行员驾驶着刚刚购买的菲亚特战机，进行特技表演。谁也没有想到，一架崭新的战机却突然发生故障，众目睽睽下战机与另一架飞机相撞，机毁人亡。宋美龄作为空军负责人对购买菲亚特战机的选择充满疑问，并邀请陈纳德担任顾问，首要的任务就是提供准确的航空建议。
如今的航空市场已不再是跑马圈地的年代，飞机越造越个性，国际航线越飞越远，国内航线越飞越偏。要买什么样的飞机，能飞什么样的航线，油烧的多不多，这些曾经不被关心的问题开始渗透到航空公司的各个环节。
航空公司里有这么一个小群体，全国加起来只不过百人之众，他们不开飞机、不修飞机，但每一条航线的开通都要经过他们的评估，他们在业内被称为性能工程师。他们曾经的工作基本上是围绕航线安全可行性开展的，主要是按照规章的要求分析制作起飞着陆性能分析表、制作起飞一发失效应急程序、空中释压和发动机失效的处置预案。如今，他们穿梭于公司运行各环节，从飞机选型到航线设计，从精确销售到飞机排班，从实时支援到航后分析。本文就性能分析工作在航空公司精细化运行方面的实际应用进行简略的介绍，为各航空公司的运行提供参考。
一、飞机选型中的性能分析
如今的航空市场已经逐步从卖方市场向买方市场转变了，不再是制造商卖什么飞机我们就用什么飞机，随着中国航空公司的发展壮大，也越来越重视飞机选型的评估，其中很重要的一项工作就是对飞机性能的评估。
通常制造商在销售飞机时都会先主动提供飞机的性能信息，可以被称为广告性能，广告性能一般会使用一张很直白的业载航程图或满客示意图，如下图所示的737-800机型业载航程图：
该业载航程图显示737-800机型的满客航程(按164人计算)可以达到3000NM，在实际运行中，我们很难看到737-800机型在3000NM的航线上实现满客运行，比如海航737-800机型在广州至乌鲁木齐、北京至普吉航线上都处于满客边缘运行，而这些航线的航程都在2500NM以内。
实际上，广告性能中的业载航程图并未考虑客户化飞机重量、燃油政策、备降场政策、机场和空域运行环境、飞机性能衰减等客户差异，如制造商的业载航程图通常是根据制造商所在国的最优燃油政策计算的，可能与客户的燃油政策并不一致，即使制造商使用客户实际航线进行性能分析时，一般会选用各种优化条件从而提高飞机性能表现，包括最近的备降场、最优的构型，而客户实际运行则需考虑更多的运行限制。因此，完全依赖广告性能数据会造成购买预期和实际运行能力之间的巨大差异。性能工程师在参与选型分析时，会根据预期航线的起降机场条件、周边机场情况、航线统计风温数据对广告性能中的数据进行校核，从而获得与公司运行情况匹配的预期航程和载量。
除了对广告性能的详细甄别，在飞机选型中还会涉及到一些很重要的构型或性能选择，比如发动机推力等级、短跑道增强性能、飞机起降高度、起飞推力使用时间限制、结构限制重量等，这些性能通常都是与价格呈直接正比关系，买低了可能造成运行中限制载量，买高了可能造成资金浪费。如公司计划以高原机场短航线为主，则应偏重于大推力小重量，如公司计划以平原机场长航线为主，则应偏重于小推力大重量。通过将公司网络布局与飞机性能进行恰当比对，可以有效降低选型风险。海航787-8机型全部在早期选型基础上由64K发动机全部升级为67K发动机，正是基于对飞机性能和航线计划的对比结果，从而保证了海航北美航线能够获得最高的性价比。
二、支持精细化预售
随着航空公司的航线布局精细化，航班可供载量受限的问题也表现的越来越明显。如昆明、兰州、西宁等特殊机场起飞的长航线，飞机性能表现的日差异幅度较大，以往公司预售的数据只区分冬春航季（11月到3月）和夏秋航季（4月到10月），也就是说一年只有两套预售数据，但即使同是夏秋季，机场和航路的风温条件都有很大的差异，从而导致航班预售载量与当日可供载量之间存在明显差异，比如海航737-800机型执行的兰州至深圳航线，4月和7月的载量差异可高达3吨。当班可供载量超过预售载量，会造成航班业载的虚耗，当班可供载量低于预售载量时，会造成当班超售的情况，影响公司的服务和效益，全服务型航空公司通常会为整个航季制定一个保守的预售载量，从而导致部分时段可供业载浪费，因此，尽可能更早更细致的对预售载量进行预估可以提高公司的收益。
通过采集、统计、分析公司运行积累的大量数据，包括航班起降时刻的参考温度、航班历史载运率、旅客行李重量等信息。按照起降时刻温度计算精确的航班载量数据，充分利用同一季节中不同月份、每月中各周的温度差异，以及每天不同时刻的温度差异，从而获得更为精准的起飞性能限制，最终实现按月或周提供航班预售载量。海航通过优化工作流程、研发航线载量控制系统等精细化的航班载量管理措施，有效增加公司航班销售收益、提高航班业载利用率，2014年累计提升737机型可销售座位数达 7万个，折算增收 3000 万元，在提升客运销售座位之外，全年还提升了货运可供载量近700吨，折算增收500万元。
三、充分利用性能衰减监控结果
随着飞机和发动机使用时间的增加，飞机整体的燃油性能也会出现明显衰减，新飞机通过五年的运行，其衰减甚至可以高达5%，对于737机型来说，意味着一年将多耗500吨燃油。除了飞机的性能衰减外，飞机本身也存在个体差异，通常在标准性能的上下2%以内。
国内部分大中型航空公司都会开展性能衰减的监控工作，但该工作的目的往往只是从安全的角度修正计划耗油量。实际上，对每架飞机实施性能监控，并将其变化与飞机维护工作综合分析，可以发现一些非正常的恶化趋势，从而避免飞机形成不可逆的高衰减。比如海航通过对787-8实施性能监控，及时发现了性能衰减持续恶化的趋势，并通过加频发动机水洗等工作，预防了该机型的性能恶化，对于一架787飞机，每阻止1%的衰减，可节油200吨/年。
此外，将性能衰减的监控结果与飞机排班结合起来，每天根据飞机性能衰减的差异，对航班串进行飞机调整，尽可能使性能衰减较多的飞机执行飞行时间段的航班串，从而实现利用不同飞机的性能衰减差节约燃油。如两架性能衰减相差3个百分点的737-800飞机，日利用时间相差1小时，全年可节油30吨。
四、通过实时性能计算减低运行限制
起飞性能是影响航班可供载量和实施减推力起飞的主要因素，以往飞机起飞性能数据通常是以数据表的形式提供给签派员和飞行员使用，该数值表的计算结果本身就相对保守，同时因需要手工翻阅并人工差值计算，当出现数据表不能直接查到的条件（如无该温度或风）时，一般都会使用表中条件更为严格的结果，在起飞性能受限的机场，就会导致减载更多，在普通机场，也会降低减推力使用的量。
在不同的机场条件下，最优的起飞构型条件存在差异，以襟翼构型为例，在不同的跑道距离与机场净空条件组合下，使用不同的襟翼构型可以获得不同的起飞性能限制重量，如当跑道较短、净空条件较好时，选择大的襟翼构型可以提高起飞限制重量。在传统的数据表形式下，一张数据表只能提供一种条件下的起飞性能，手工查阅的方式对选择最优构型造成了重大的制约，通过开发电子飞行包、实时起降系统等手段，在电子化实时性能计算的模式下，可以在运行中最大程度的利用飞机的性能，避免性能浪费。
五、通过数据分析支持航空公司节油运行
节能环保将成为未来经济发展的重要指标，而持续的节能工作必将以采集、获取、分析每个航班的耗油及关键影响因素为基础。例如，降低载量虚高、减少计划距离、控制飞机备份油量等措施是运行中重要的管理节油手段，都要丰富的数据积累。
性能在数据分析方面也一直扮演着非常重要的角色，海航性能通过数据分析模拟，发现载运率与吨公里耗油的相关性高达96%，航空公司如按照吨公里耗油进行燃油效率和节油工作监控，则燃油效率和节油工作的结果会被载运率的影响完全覆盖。因此，在吨公里耗油的基础上，消除载运率的影响，制定修正吨公里耗油指标，则可以反映实际运行的燃油效率变化情况，将飞机干使用重量、载量、航路距离、飞行高度、重心位置、发动机和飞机维护状态等关键影响因素与耗油之间的关系，提炼成数据模型，与修正吨公里耗油组成燃油效率指标监控体系，基于修正吨公里耗油的指标体系，监测每个机型、每条航线的变化趋势，就可以发现影响耗油的关键因素的变化。例如，海航通过数据监测分析，成功发现北京至北美航线出现存在计划距离偏多、787机型性能衰减严重变差的趋势、计划业载存在严重偏高、部分国际航线飞行高度存在航班间明显差异等问题，为持续的监控和针对性改进提升奠定了数据基础。（完）
附图：海航性能工程师讨论机型数据
