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12月10日5時57分，北京大興機場啟動低能見度運行。一個小時後，一架芬蘭航空的A330安全降落。此時跑道視程是175米，這是國內首個以III類精密進近標準著陸的載客航班。
從此，中國民航拉開了III類精密進近運行的序幕。
No.1
CAT III的誕生與發展
很多人可能覺得能實施III類精密進近是因為飛行員的技術牛逼，這當然是其中一個方面，但是起決定性作用的還是飛機和機場的設備，準確地說就是飛機的自動著陸系統和機場的引導系統。
民航業對於自動著陸系統的研究和探索從20世紀50年代就開始了，這是另一個很長的故事，有機會我們可以說一說。
總之，在1963年的3月5日，在法國的土魯斯，民航客機第一次驗證完成了在零能見度下的自動著陸。在這之後，各種機型才開始逐漸被批准實施CAT III A類運行，最早被批准的機型有三叉戟、B747以及協和飛機。到了1984年，A300-600被批准可以實施CAT III B類精密進近。
民航史上載客航班第一次完成III類精密進近是在1969年1月9號，由法國內陸航空（Air Inter）的一架卡拉維爾客機（Caravelle）在執行里昂到巴黎的航班任務時實施了III A類精密進近。
（內陸航空是法國的一家支線航空，主要經營法國國內航線，1954年由法國航空和法國國家鐵路共同出資組建，1997年與法國航空合併，品牌從此消失。上圖是法國內陸航空的一架卡拉維爾客機，但具體是不是那架執行第一次III類精密進近的飛機我也不知道。）
雖然歐洲起步比較早，但是美國卻是擁有III類精密進近機場最多的國家。截止目前，美國有50多個機場可以實施III類精密進近，共有III類精密進近程序113個。
我國民航對於III類精密進近的實踐比較晚。上海浦東機場在2018年3月1日成為國內第一個被批准實施III類精密進近的機場。直到2019年12月10日，第一個實施III類精密進近的航班才在北京大興機場落地。
目前國內只有三個機場被批准了可以實施III類精密進近運行，其中上海浦東機場和北京首都機場可以實施CAT III A類精密進近，北京大興機場可以實施CAT III B類精密進近。
在2019年4月，中國民航局提出了「大型機場推進標準II類建設，樞紐機場開展CATIII類研究」的總體要求，這就意味著像廣州、成都、武漢、昆明、烏魯木齊等樞紐類機場都有可能發展和建設III類精密進近。
No.2
飛機上的「關鍵」系統
先聲明一點，「關鍵」系統這種說法是我自己起的名字，並不是官方名稱，請勿引用。這些系統的具體名字下文會說。
在實施III類精密進近時，由於最後進近階段大部分時間是依靠自動著陸系統完成。因此監控某些「關鍵」系統是否工作正常是非常必要的。根據這些系統失效後對自動著陸功能的影響我們把它們分成兩類：
失效-性能下降飛行控制系統（fail-passive）和失效-工作飛行控制系統（fail-operational）。
如果光看這兩個系統的名字，不管是看中文還是英文，基本上都是一臉懵逼，不知所云。簡單來講吧，失效-性能下降飛行控制系統是指這個系統如果失效的話，飛機就不能完成自動著陸；而失效-工作飛行控制系統是指這個系統如果失效的話，飛機仍然能夠自動完成進近、拉平和著陸。
舉個例子可能會更形象一些：
如果飛機有三個自動駕駛系統，當其中一個失效後，另外兩個可以完成對這個失效系統的檢查和排除，並且剩下的兩個完好的系統可以互相驗證，以確保正確地完成自動著陸，這個就叫失效-工作飛行控制系統（fail-operational）。
如果飛機只有兩個自動駕駛系統，當其中一個失效後，它們是無法檢查出哪個系統故障了，因為兩個系統都覺得自己的輸出結果是對的，也沒有第三方來做個參考，飛機自然也就無法完成自動著陸，這個就叫失效-性能下降飛行控制系統。
所以如果飛機裝備的是失效-性能下降飛行控制系統，系統失效後，只能依靠人工介入完成著陸。而人工操縱的前提是建立目視參考，因此這種情況下實施III類精密進近的決斷高（DH）不能低於50ft。
如果飛機裝備的是失效-工作飛行控制系統，在系統失效後，飛機仍然能夠依靠自身完成自動著陸，但這並不意味著我們不需要關注它。
由於系統失效後，隨著時間推移誤差會逐漸累積，針對這種情況，引入了AH（Alert Height，也叫警戒高度）的概念。
在AH之上時，如果失效-工作飛行控制系統故障，則必須復飛；在AH之下時，如果失效-工作飛行控制系統故障，則可以繼續進近。這樣規定是在最大的程度上消除誤差累積帶來的影響，確保能夠安全著陸。
這兩個系統對於實施III類精密進近非常關鍵，不僅能夠影響決斷高，還必須建立工作程序應對其不工作的情況。
No.3
目視參考與跑道視程
在IIIA和IIIB精密進近過程中，如果進近程序有DH，在到達DH之前機組必須建立一定的目視參考，否則不能繼續進近到DH以下。
這些目視參考包括：
CAT III A：機組至少要看到3個連續的進近中線燈、跑道中線、接地地帶燈或跑道邊燈。
CAT III B：機組至少要看到1個跑道中線燈。
在需要實施III類精密進近的環境中的能見度往往很差，再加上決斷高低，機組在著陸前的目視參考階段很短，只能看到幾秒鐘的跑道燈光（大概是5秒左右），而且視野狹窄，大概是這個樣子：
所以RVR標準的確定十分關鍵，如果RVR標準定低了，飛機每次到決斷點的時候還無法建立目視參考，那這個程序基本就等於廢了；如果RVR標準定高了，甚至接近了II類進近，那這III類進近的意義也不大。因此，III類精密進近的RVR標準確定也個精細活兒，這裡可以簡單介紹一下。
了解I類精密進近的同學應該知道，RVR或VIS標準是用DH、下滑道角度和進近燈光長度通過三角函數計算出來的。其實這裡面有很多細節都沒考慮到，例如飛機的坡度、飛行員眼睛的高度和角度以及SVR（Slant Visual Range）。
首先解釋一下RVR和SVR的區別，很好解釋，一張圖就能看明白：
其實機組建立目視參考時用的應該是SVR而不是RVR。至於SVR和RVR的關係，沒有理論上的計算公式，但是通過數據積累和利用統計方法能夠得出一個在大霧天氣下SVR和RVR的大概比例：
也就是說，DH越小，SVR/RVR越接近1。至於怎麼計算SVR就比較複雜了，也給大家放張圖，感受一下：
好在一般情況下這個不用我們算，RVR標準查進近圖就能得到。
關於目視，這裡額外說明的一點，低能見往往會伴隨著降水，如果地面上有積水、積雪甚至積冰，這在一定程度上會反射飛機上的燈光，從而對機組的視線造成干擾。所以在很多時候，實施III類精密進近的時候是不允許打開著陸燈的。
No.4
CAT III的著陸標準
眾所周知，III類精密進近分為三種：CAT III A、CAT III B、CAT III C，但它們在ICAO、FAA和EASA等不同體系中的標準是有差別的。
對於CAT III A標準，三個體系完全相同；對於CAT III B標準，ICAO和FAA是相同的，EASA的RVR標準比ICAO和FAA略高一些；對於CAT III C標準，ICAO和FAA是相同的，但EASA體系沒有CAT III C標準。
具體標準如下表：
國內民航的III類精密進近著陸標準在《民用航空機場運行最低標準制定與實施細則》中有明確規定。而且運行標準在某些程度上還低於上面三家的標準，這我還是頭一次見，具體標準如下：
國內規章將III類精密進近的著陸標準與失效-性能下降、失效-工作飛行控制系統結合起來了，並且還新定義了失效-工作混合著陸系統。
（失效-工作混合著陸系統的定義）
可能有人會發現EASA和國內民航都沒有CAT III C類標準，這倒不是漏了或技術達不到，實際上在世界範圍內，到目前為止CAT III C還處在理論階段，沒有實踐的先例。雖然現在的著陸技術完全可以實現在零決斷高、零能見度條件下的著陸，但實施CAT III C的難點是尬在了滑行階段。
也就是說，在零能見度的情況下實施CAT III C進近，飛機著陸後只能停在跑道，沒法滑行，因為目前飛機的滑行都是依靠飛行員目視來完成的。
考慮到零能見度情況下運行、滑行道儀表引導的必要性，基本可以說CAT III C是不太可能投入實踐了。所以與其寫在那裡當個擺設，還不如乾脆不寫。
通過上面這兩點就能看出來，雖然我國民航對III類精密進近的實踐時間比較晚，但是在這之前對這種進近模式的學習和思考並不少，甚至還有創新的成分在裡面。
No.5
CAT III對機場設施的要求
對於一些特殊的運行，向來都是從機場、飛機、機組和航空公司四個方面作準入要求的，CAT III也不例外。由於III類精密進近中機場發揮著舉足輕重的作用，在這裡我們重點說一說它對機場設施的要求。
III類精密進近對於跑道長度沒有要求，只要它不低于飛機運行的性能限制即可，但是要求跑道寬度不能低於45米，並且前四分之一和最後四分之一的跑道坡度不能大於0.8%。此外，對於跑道入口前的區域，ICAO的建議是每30米的坡度不要大於2%。因為如果地形變化太大會影響無線電高度表，進而干擾自動著陸。
III類精密進近要求必須安裝的機場燈光有：接地地帶燈、高強度跑道入口燈、跑道末端燈、跑道邊燈和跑道中線燈。其中跑道邊燈間隔不能大於60米，跑道中線燈間隔不能大於15米。並且對於跑道各類燈光的故障率也有要求，具體如下表：
另外對於機場燈光系統還要求有一套備用電源，以確保機場燈光的供電系統出現故障時可以切換至備用電源系統，而且除了跑道邊燈和滑行燈外，其餘燈光的電源切換時間不能超過1秒。
此外，實施III類精密進近的跑道周邊要建立ILS關鍵區域和敏感區域，用來避免機場內的飛機和車輛對ILS信號產生干擾。
No.6
結束語
可以說III類精密進近對飛機設備、機場設施、運行的精細化程度、運行人員的技能要求是非常高，非常苛刻的，這會增加很多的運行成本。也正因為這樣，並非所有的機場都適合建設這種進近程序，當然這些問題也不需要我們來考慮。
但是建設CAT III的成本是要用它的利用率來相對抵消的，因此如何能夠正確而且準確地使用CAT III，讓它的使用價值最大化是作為運行人員的我們應該考慮的。
來源：原創 伊壹 容定齋
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