图:日益繁忙的航空业需要更加有效的管制协调效率,目前的手段已经过时
虽然两点之间直线最短,但航班却未必走直线。全世界的商业航班的飞行遵循迂回路线,降落之前的姿态控制浪费时间,又滑行过程中还要耗费宝贵的燃料。部分原因在于机场布局过于拥挤,飞行空域交通堵塞——像纽约和北京这样的交通高峰区更甚。不过,航空运输延迟和低效的主要原因还是在于过时的空中交通管制:一套依靠反应迟缓、地面控制的雷达站和不断重复的语音通讯建立起来的体系。“从这一点上讲,我们用的还是二战时期的技术,”航空航天工业联合会主席、联邦航空管理局(FAA)前局长马里翁·布莱克表示,“DVD时代的我们还在留恋卡带机。”
真是糟糕透顶,古董级的空中交通管制体系错漏百出:2008年,将近25%的美国航班延误。然而值此航空运输业在气候变化中的影响正受关注的非常时期,该体系造成的空中和地面的工作低效也意味着浪费燃料和排放二氧化碳。虽然航空公司碳排放总量仅占全球总量的2%,但是随着人们航空旅行机会的扩大,特别是发展中国家坐飞机出行增多,这个数字必然要上升。飞行增加必然增加常客的碳足迹--纽约和伦敦之间的往返航班所排放的CO2平均到每个乘客是1.5公吨。“我们是只占2%,但是这2%很显眼。”国际航空运输协会(IATA)环境倡议主任保罗· 斯蒂乐表示。
正当全世界紧锣密鼓地筹备将于12月在哥本哈根召开的联合国气候变化会议(亦称COP15)时,航空运输业也将受到越来越大的减排压力,否则将加征碳税。虽然从水藻和椰子提取的下一代航空燃油吸引了渴望环保的眼球,但是航空运输业控制碳排放的最直接有效的措施就是改进燃油效率——其中最行之有效的办法就是将模拟式的空中交通管制系统升级为数字系统,联邦航空管理局称之为“次世代”(NextGen)“次世代的总体目标是扩大满足需求能力的同时,抑制碳排放量的增长。”联邦航空管理局次世代项目高级副总裁维基·考克斯表示。
联邦航空管理局的长期规划是用凭借卫星和全球定位系统的次世代体系替换现有的依靠雷达的空中交管系统。欧盟正在进行类似的升级项目,称之为统一欧洲天空倡议。传统雷达系统只有在天线罩转到飞机所在方向时才能更新飞行数据,时间间隔为12秒,可能更久。和雷达系统不同的是,通过广播式自动回报监视系统(ADS-B),次世代利用卫星数据实时追踪飞行状态。飞行员不必依赖控制塔进行冗长的语音通讯即可随时了解附近飞机的方位和速度。这套系统跟民用的车载GPS没什么不同,只不过增加了可以随时感知其他车辆方位的功能。“新系统不断提醒飞行员所在空域的情况,帮助空中交管员有效指挥每天进出国家的数万个航班。”ITT集团首席执行官史蒂夫·洛朗杰表示。该集团正为联邦航空管理局开发广播式自动回报监视系统。
像次世代这种基于卫星导航的系统可以容纳更多更直接的飞行路线而不用经停第三地。飞行计划每减少一分钟,就意味着节省燃油和避免碳排放。目前航空燃油价格为每加仑1.75美元,约合46美分一升,这将大大节约航空公司的运营成本。
节省的部分主要来自进场和降落。因为现今的系统不够精确,飞机锁定跑道、一步步缓慢下降的过程中,空中交管员必须给飞机留有余地。次世代可允许飞机采取被称国持续降落进场(CDA)的动作,从而事实上关闭引擎,节约燃料,减少污染物排放。联合包裹(UPS)在肯塔基州路易斯维尔机场进行的基于卫星导航系统的试验表明,运输机能够采用CDA降落,并随时保持最大进场飞机数。联合包裹估算,这套系统为每个航班节约了250到465英磅燃料,约合110到210千克。蜜井航空航天公司首席技术官鲍勃·史密斯表示:“要想提高引擎效率成本太高、困难重重。然而优先现有技术,提高空中交通管理水平是可以达到的。”该公司研发的智能路径精确降落系统(smartpath)将融入次世代中。
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联邦航空管理局表示,到2018年次世代在美国全面运行时,新系统会减少35%到40%的飞行延误,同时节约将近十亿加仑燃料。此外飞行安全也得到了更好的保障:广播式自动回报监视系统在阿拉斯加的试运行情况表明,飞机的故障率下降了47%。不过更新的代价不扉,联邦航空管理局估计次世代系统将耗资150到220亿美元,与航空公司更换新系统的成本相当。
对次世代达到联邦航空管理局的承诺标准,也不是所有航空公司坚信不疑,特别是考虑到该机构以前低下的管理水平。就算这套系统建成了,如果跑道不够用的话,最繁忙的空中走廊可能还是拥堵。“基于卫星的系统不错,早就该用上了。”麦克·波衣德,位于科罗拉多州的一家航空运输业顾问讲,“次世代解决不了延误问题,听我的没错。”
就算是次世代带来巨大的效益,航空运输业也面临着长期的气候变化。即使目前经济正处于萧条时期,航空运输业还不景气,但是到2013年,全球航空旅客运输人数还将比现在增长6%,效率的提高仅仅抵消了增长的成本。九月,国际航空运输协会承诺到2050年将排放消减到2005年的50%水平。航空公司若真想削减碳排放,它们必须大规模普及低碳的生物燃料。但航空工业在开发实用可替代能源上远远落在汽车工业后面,部分环保主义者认为,唯一可持续的解决方案是尽量不要飞。地球之友的航空工业宣讲员理查德·戴尔表示:“仅仅提高效率是远远不够的,而继续增加排放是不能接受的。”
不过,尽管高速铁路可以减少乘坐短程航班的需求,但是很难设想航空工业会萎缩。如果哥本哈根会议上达成强制限制全球排放的共识,航空公司购买大量温室气体限额或可期,与此同时继续开展可替代能源的研究。但是就算全球气温一度也不上升,对古旧的空中交通管制系统进行现代化改造是也是应该的。“总而言之,此事关系到未来旅行的更好体验。”ITT集团广播式自动回报监视系统的项目经理约翰·克法理奥蒂斯说。我们所有的努力都是为了在空中节约一切,包括时间。[page]