CAT A/B 与直升机性能等级

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作者：乔普·丁格曼斯

对于直升机飞行员来说，直升机性能等级可能是最容易被误解的话题。这个话题不仅极其复杂，而且具体细节还会因你所在地区而异。

有非常多经验丰富的直升机和固定翼飞行员，他们并不完全了解直升机性能等级的来龙去脉，也不清楚 A 类（CAT A）或 B 类（CAT B）究竟意味着什么！

不过，了解飞行员在起飞、巡航和着陆中需要遵守的规则至关重要。在机场以外的地方，情况远没有那么简单明了，这一点就显得更为关键。

本文大部分内容将基于EASA的规则，但其中很多内容也与ICAO的概念相关，这些概念在全球范围内适用。

我们一起来看看。⤵️

直升机性能等级是什么？

直升机性能等级是一种对飞行员在任何给定时刻应对关键动力失效的能力进行分类的方式，它同时考虑了运行环境以及飞机本身的能力。

它不仅仅取决于飞机的性能（就像 A 类和 B 类那样）。它还取决于我们下方的地面、飞行条件、直升机当天的重量以及我们飞行员选择的飞行剖面。

但我们尽量简化问题，看看在不同情况下直升机应以何种性能等级飞行。

那么，作为飞行员，我们如何知道自己需要遵守哪个等级的规定呢？

要弄清楚这一点，我们只需要查看PART OPS – CAT.POL.H.100。⤵️

直升机在下列情况下应按性能等级 1 (PC1) 运行：

那么，这意味着什么呢？

如果你飞往拥挤且不利环境中的地点，或者能够搭载超过 19 名乘客，则需要遵守 PC 1 规定。

然后，对于 PC1 和 PC2，我们有 MOPSC 在 9 到 19 之间的直升机。最后，MOPSC 小于 9 的直升机可以在 PC1、PC2 或 PC3 下运行。

这里有一个不易察觉的细节，MOPSC 是基于直升机可以配置的绝对最大载客量，但如果你所在的公司公布了更改后的配置，那么更改后的座位数也将适用于 MOPSC 框架。

这非常适用于直升机紧急医疗服务 (HEMS) 或搜救 (SAR)，在这些情况下，大型飞机客舱会被改造成座位较少的客舱。

别担心，我们将在下面分别深入探讨每个性能等级，但首先我们也需要了解直升机的类别。

A 类和 B 类直升机是什么？

下一个棘手的问题是性能等级与飞行类别之间的关系。你会听到在 PC1 和 PC2 之间使用“Cat A”或“Cat B”这样的术语，甚至有人认为它们是同一个意思。

让我们澄清一下！

类别指的是认证标准。飞机制造商必须遵守这些标准，其飞机设计才能获得当局的批准，从而销售该型飞机。

根据这些标准，一架飞机可以是 CAT A + B，也可以只是 CAT B。

让我们来看一下CAT A 的 EASA 定义：

哇，这句话真够长的……

简单来说：Cat A 直升机在发生关键动力失效后，有能力安全中断起飞，或依靠单台发动机继续飞行。

例如（在起飞的情况下）：

然后是 CAT B 的定义：

简而言之：

发动机失效！会发生什么？

继续安全飞行或中断起飞 ➡️ A 类

非计划迫降 ➡️ B 类

这些认证通常属于CS-29（大型旋翼机）或CS-27（小型旋翼机），但还有其他标准，例如 FAA 方面的 JAR-27/29 和 FAR 29。

所有这些定义和要求都纯粹与飞机本身的设计和制造方式有关 - 即它们的能力。

这是与性能等级的主要区别，因为性能等级是运行标准，考虑了直升机周围的事物：树木、水域、人群、建筑物等，以及飞行员如何驾驶它。

基本上，如果你想说“我正在按照 PC 1 / 2 / 3 驾驶这架飞机”，那么仅仅指着一张漂亮的 A类飞机证书或图表是不够的！

你以此证明的只是飞机在动力失效时理论上可以继续安全飞行。但实际上是否可行，取决于你在当前条件下的具体操作方式。

例如，如果你有一架非常轻的 AW189，但你驾驶得像猴子一样笨拙，你仍然可能无法满足PC1 飞行的要求。

除此之外，发动机当天的性能也起着重要作用，因此大多数较大直升机都需要进行功率检查。

所以：

这架飞机具备什么能力？ ➡️ A/B类

在特定情况和地点，这架飞机的飞行员能够做到什么？ ➡️ 性能等级。

既然这一点已经明确，那么我们该如何满足 PC 1、PC 2 或 PC 3 的要求呢？

性能等级 1 是什么？

这是直升机领域的黄金标准。与其他等级相比，该等级要求最高，可供选择的直升机也更少。让我们来详细了解一下，首先从 EASA 的定义开始：

要实现这一点，你需要一架获得 CAT A 认证的直升机。因为根据定义，你需要具备在某些阶段继续飞行的能力。如果你驾驶的是单发直升机，则无法做到这一点。一般来说，我们倾向于为 CAT A 直升机提供 3 种不同的“剖面”：

• 净空区剖面，适用于拥有大量可用空间的情况。

• 受限制区域剖面，适用于表面上空间有限的着陆区域。

• 高架直升机坪剖面，适用于最终进近和起飞区（FATO）高于周围表面至少 3 米的情况。

这些起飞和进近剖面通常是飞行员必须追求的高度和速度组合，以便在出现严重问题时实现所需的性能。未能正确地飞行这些剖面意味着能否达到 PC1 的差别。

对于上述任何一种起飞剖面，我们都有一个起飞决断点（TDP），其含义是（EASA 定义）：

当然，这同样适用于着陆剖面，着陆剖面也设有着陆决断点（LDP）。不过为了简单起见，我们暂且只关注起飞剖面。

让我们来看看每个剖面是如何将这个点和其他变量结合起来的。

净空区域剖面

让我们先看看净空区域剖面。我们的目标是以最安全的方式加速到 TDP。

安全中断起飞所需的空间称为中断距离。如果我们超过了 TDP，只要空间足够，我们就可以选择继续飞行或中断起飞。

继续飞行的基线假设在最低点至少有 15 英尺（4.6 米）的高度，并且在达到起飞安全速度（Vtoss）（注 2）时，与任何表面或障碍物至少有 35 英尺（11 米）的净空。

受限制区域剖面

对于这种剖面，A 类直升机最初会向后爬升 - 利用起飞区作为中断区。到达 TDP 高度后，通常会施加下俯力矩以增加速度并爬升离开，与障碍物保持至少 35 英尺（11 米）的净空。

对于这种剖面，由于直升机前方有障碍物，因此像净空区域剖面那样 15 英尺（4.6 米）的最小高度并不合适。

如果最终进近和起飞区（FATO）是地面上已准备好的直升机坪（而不是野外），则所需起飞距离 (TODRH) 的起点是直升机坪的位置，而不是 TDP 的位置。（TODRH 中的 H 代表直升机，因为这与飞机起飞距离 [TODR] 是不同的术语。）

高架直升机坪剖面

最后，我们来看看用于从楼顶起飞的剖面：高架直升机坪。如前所述，任何高于周围表面 3米以上的机坪都被视为“高架”机坪。

对于这个剖面，允许（并且经常需要）低于直升机坪高度，只要确保与起飞区内任何障碍物有 35 英尺（11 米）的净空即可。

后退区域的障碍物净空

那么，当我们向后飞行时，如何保证与障碍物的距离呢？为此，我们引入 D 值（EASA）：

我们在直升机紧急医疗服务 (HEMS) 中经常使用这个值，因为很多要求都基于此。简单来说：直升机越大，所需的空间就越大。但在这里，如果我们与障碍物之间的侧向距离不超过以下范围，则该障碍物对我们的后退区域就具有相关性：

• 0.75D 或最小 FATO 的一半，取较大值，加上

• 0.25D 或 3 米，取较大值，加上

• 从 FATO 后面飞出的距离的 0.10（VFR 昼间）或 0.15（VFR 夜间）。

结果形成一个类似圆锥形的区域（俯视图），因为随着你向后移动得越远，在 FATO 后面的距离（第 3 点）就越大：

该锥形区域内任何障碍物的限制将由飞机制造商在 RFM 中描述。如果已向当局证实，则区域外的障碍物可以不予考虑。

这通常会与一个表格结合起来，该表格还描述了距 FATO 每单位距离所允许的障碍物高度。

以上是达到性能等级 1 需要记住的主要事项。总的来说，要真正达到 PC1，需要遵守以下规定；

• 飞行 PC1 剖面

• 必须符合 CAT A 重量/高度/温度（WAT）限制。

• 遵守障碍物净空要求

• 表面区域必须足以执行安全的中断起飞，或者必须能够继续飞行并在其他地方降落。

我们接着下一个等级。

性能等级 2是什么？

PC2 不如 PC1 严格（或安全），因为它包含了一些额外风险区域：

这基本上意味着，如果失效发生在起飞后或进近前，你才有可能安全继续飞行。

如果不是这样，那你就麻烦了。换句话说：起飞和着陆时，PC2 在起飞和着陆阶段可被视为 PC3，在巡航、爬升和下降阶段可被视为 PC1。

对于 PC2 而言，TDP 基本上被“起飞后定义点”或“DPATO”这一术语所取代。让我们来看看它的具体含义（EASA Part OPS – 附件 I）：

为了进行比较，我们考虑两架相同的具有 CAT A 能力的直升机。一架以 PC2 飞行，另一架以 PC1 飞行。

如图所示，在 TDP 之后，PC1 直升机将能够使用一台发动机以 Vtoss 达到 100 英尺/分钟（30 米/分钟）爬升率继续安全飞行，直到 200 英尺（60 米）的高度，然后它以 Vy（注 3）将爬升率提高到 150 英尺/分钟（45 米/分钟）。

然而，PC2 直升机需要等待更长时间才能到达 DPATO。在该点之后，其爬升性能与 PC1 直升机相同（Vy 下 150 英尺/分钟）。但问题在于，如果失效发生在 DPATO 之前，则无法保证继续安全飞行，即可能需要迫降。

TDP 和 DPATO 之间的区别称为暴露范围。或者说，是指飞行员需要格外准备才能安全迫降的区域。在飞行前为此做好准备的唯一方法是确定所需的安全迫降距离。

最直接的方法是将所需的 CAT A 着陆距离加到起飞时爬升到 50 英尺（15 米）高度所需的距离上。请参考下图：

在没有安全迫降区域的情况下进行飞行作业，需要进行适当的风险评估，并获得相关当局（例如 HEMS）的特别批准。然而，人们常常忽略的是，PC2 实际上以额外的风险为代价提供了一些运行优势：

• 运行时，TODRH （所需起飞距离）位于机场边界之外

• 运行时，表面不适合中断起飞但适合迫降（例如，积水地表）

• 短时间突破高度 - 速度曲线

• 缩短 AEO 距离，从而能够在较小的空间内起飞

PC2 起飞无需专门计算障碍物净空和距离。但是，在进行 PC2 起飞之前，仍需满足一些性能要求！起飞重量不得超过在起飞点上方 1,000 英尺（305 米）高度以 Vy 速度飞行时爬升率能达到 150 英尺/分钟（45 米/分钟）的重量。

那么，确定你的 DPATO 有 4 种方法：

• 直升机的 RFM CAT B 起飞距离

• Vy

• 直升机的 PC1 TDP

• Vtoss

这将在 RFM 或贵公司的 B 部分中规定。对于着陆，有一个类似的点称为着陆前定义点 (DPBL)，它由空速、下降率和高于着陆表面的高度组成。

大多数起飞的理念也可以应用于着陆，因此本文不再赘述，但将来可以对此进行详细阐述。

请记住，无论是 PC1 还是 PC2，都必须在 CAT A 的重量/高度/温度（WAT）限制范围内。许多飞行员会认为超过 CAT A 的重量限制也没有关系，因为这样只会进入 PC2 而不是 PC1 - 这是错误的！

如果你的重量超过了通用 WAT CAT A 图表规定的重量，你只能进入 PC3！只有当你没有按照 PC1 的飞行剖面飞行，但仍在 CAT A 的限制范围内，才会强制进入 PC2！PC1 + 2 仅适用于具备 CAT A 能力的飞机。

这里有一个重要的注意事项：我们指的是直升机型号的通用 CAT A WAT图表，而不是具体的 CAT A 剖面图表（净空区、可变 TDP、直升机坪等）。

例如，这里有几种组合：

情景 A：你的重量在通用 CAT A WAT 图表之内，但在特定 CAT A 剖面 WAT 图表之外 ➡️ PC2 是可能的（正如你所说）

方案 B：你的重量在通用 CAT A WAT 图表之内，并且在特定 CAT A 剖面 WAT 图表之内 ➡️ PC1 是可能的

情景 C：在两个 CAT A WAT 图表（通用和特定剖面）之外 ➡️ 只有 PC3 是可能的

如果你在通用 CAT A WAT 图表之外，你就不属于 CAT A。如果不属于 CAT A，那么在发生关键动力失效时，就没有继续飞行的能力。因此，你无法满足 PC2 或 PC1 的要求。

但是请注意，不同的制造商以不同的方式划分通用和特定剖面的 WAT 图表。因此，根据你驾驶的机型和飞行所在国家/地区，可能会出现差异。

性能等级 3 是什么？

在 PC3 下运行的直升机可以按 CAT A 或 CAT B 认证。让我们看一下定义：

此处的限制是，运行只能在非不利环境（注 4）中进行（除非是偏远地区或山区/非拥挤区域）。因此，很遗憾，低空直接飞越大型城市等区域是不允许的，这与大西洋彼岸的朋友们不同！PC3 进一步的 CAT 限制：

• 地表始终需要保持在视线范围内

• 禁止夜间飞行

• 最低云底高度为 600 英尺（183 米）

• 最低能见度为 800 米

限制确实不少吧？此外，飞行航路阶段必须始终保持在适当的最低飞行高度之上，这对于一些在高温高海拔环境下的单发活塞式直升机来说可能并非易事！

结论

好了，所有的性能等级都已解释完毕。请记住，CAT A 和 B 是认证标准，而性能等级是运行标准，这是两码事！

作为参考，请在此处获取 EASA Part Ops，其中包括 C 子部分第 2 节中的所有性能要求和规定：

https://www.easa.europa.eu/document-library/easy-access-rules/easy-access-rules-air-operations

我们还可以在未来的文章中进一步探讨着陆阶段，或者继续探讨爬升的要求，但现在我们还是保持清醒为好，所以就到这里吧！

注释：

1.“不利环境”是指：

(a) 符合以下条件的区域：

(i) 由于地面条件不足，无法安全迫降；或

(ii) 直升机乘员无法得到充分的防护，免受恶劣天气的影响；或

(iii) 直升机乘员或 VCA （垂直起降飞机）乘员无法得到充分的防护，免受恶劣天气的影响；或

(iv) 搜救响应/能力与预期风险不符；或

(v) 存在危及地面人员或财产的不可接受的风险；

(b) 在任何情况下，均指以下区域：

(i) 对于水上作业，指北纬 45 度以北、南纬 45 度以南的公海区域，除非作业所在国主管当局将其中任何部分指定为非不利区域；以及

(ii) 拥挤区域中缺乏足够安全迫降区域的部分。

2. 起飞安全速度 Vtoss

在关键发动机不工作，其余发动机在审定的使用极限内运转时能实现爬升的最低速度，部分机型可能将此速度称为 V2。

3. 最大上升率速度 Vy

在这个标定空速下，直升机在每单位时间内可以获得最大的高度增加。这个最大上升率速度通常地会随着高度的增加而缓慢降低。

4.“非不利环境”是指符合以下条件的环境：

(a) 可以安全迫降；

(b) 直升机乘员能够免受恶劣天气的影响；并且

(b) 直升机乘员或 VCA 乘员能够免受恶劣天气的影响；并且；

(c) 提供的搜救响应/能力与预期风险相符。

在任何情况下，拥挤区域中拥有充足安全迫降区域的部分应被视为非不利区域。

来源：CAT A/B vs Helicopter Performance Classes. By Jop Dingemans. Pilots Who Ask Why, June 13 2021.略有修改，非原文配图及视频来源于网络。

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