通用航空空中游览航线设计研究-覃睿

第42卷第1期2015年1月天津科技TIANJINSCIENCE&TECHNOLOGYVol.42No.1Jan.2015收稿日期：2014-12-16应用技术,通用航空空中游览航线设计研究覃睿1，李雪娇2，王瑞2，党亚茹3(1.中国民航大学通用航空学院天津300300；2.中国民航大学经济与管理学院天津300300；3.中国民航大学民航科教评估中心天津300300)摘要：随着通用航空业的蓬勃发展，直升飞机游览由于在取景范围和舒适度上有着独到的优点，已成为旅游的较好选择。在利用直升机空中游览时，航线的选择是决定游览效果的关键性决策，如何更好地设计空中游览航线成为空中游览的一项重大问题。分析了空中游览航线设计的影响因素，并就如何设计出更好的航线做了较为详细的说明，有利于决策者从更加全面的角度设计航线，使直升机在旅游业上得到更好的应用，同时合理利用直升飞机游览将有利于通用航空业进一步发展，也将促进旅游业的兴盛。关键词：空中游览直升机航线设计中图分类号：F560.3文献标志码：A文章编号：1006-8945(2015)01-0027-03DesignofGeneralAviationAirTourRoutesQINRui1，LIXuejiao2，WANGRui2，DANGYaru3(1.GeneralAviationCollege，CivilAviationUniversityofChina，Tianjin300300，China；2.EconomicsandManagementColleges，CivilAviationUniversityofChina，Tianjin300300，China；3.CivilAviationS＆TEducationalEvaluationResearchCenter，CivilAviationUniversityofChina，Tianjin300300，China)Abstract：Withtherapiddevelopmentofthegeneralaviationindustry，helicoptertouringemergesduetoitsuniqueadvan-tagesinviewingrangeandcomfortableexperience.Duringahelicopterairtour，theselectionofatravellingroutedefinitelydecidesthesightseeingeffect.Therefore，howtodesignairtourrouteshasbecomeamajorissue.Thisarticleanalyzesthefactorsinfluencingthedesignofairtourroutes，andgivesamoredetaileddescriptiononhowtobetterdesigntheroutes，whichwillhelppolicy-makersdotheplanningfromamorecomprehensiveperspectivetofacilitatetheuseofhelicoptersintourismtofurtherpromotethedevelopmentofbothgeneralaviationindustryandtourismindustry.Keywords：airtour；helicopter；airroutedesign空中游览是指游客搭乘航空器(飞机、直升机、飞艇、气球等)在特定地域上空进行观赏、游乐的飞行活动。空中游览项目主要在一些风景名胜区及城市开展。开展空中游览活动需要使用小型轻便、平稳安全、适于低空慢速飞行的航空器，如热气球、飞艇、特制的小型运输机、直升机、用一只手就能提携的“手提式飞机”，还有像自行车一样靠旅游者自己的脚踏动力推动的“脚踏飞船”等。游客离开地面在空中鸟瞰，将美丽的风景和壮丽的城市全貌一览无余，尽收眼底。通用航空空中游览的主要载体是直升机。直升机游览是以直升机为载体，用来开展旅游活动的一种新型旅游模式，包括空中观光游览、短途旅游包机和驾驶体验游等。我国直升机旅游起步于20世纪90年代，但始终无法维持长期而稳定的发展。目前国内学者主要研究通用航空业、航空旅游市场等方面，而专门针对直升机游览的研究并不多，本文从空中游览航线设计的角度对通用航空的直升机这一分支进行研究，探究直升机游览的特点，航线设计的影响因素和航线设计的步骤，对如何设计出更好的航线做较为详细的说明。1直升机游览及其特点直升机游览起步于20世纪60年代，目前直升机游览发展最为兴盛的是美国，有数百家企业在国家公园、城市景区等地开展直升机空中游览业务。在日本，有20家企业经营直升机空中游览业务，拥有20多个直升机场，经营着30多个空中游览项目，航线达60多条。不同旅游目的地，直升机呈现出不同的周期性，有的是全年性，有的主要针对节假日，有的则呈现为季节性。空中游览用直升机规格多为10座左右，如AS350/355、BK117、贝尔206、MH200、S-76和R44等。与步行、车辆等地面旅游方式相比，直升机因其优越的机动性、低空飞行与悬停性能，在空中游览业中地位卓著。直升机不仅将旅游者的视野从通常的平视、仰视中解脱出来，而且可以通过控制飞行高度，甚至悬停等方式，使旅游者在理想的视角观赏风景。直升机旅游还能将旅游者带到人迹罕至的“秘境”中进行深度旅游。直升机还具有一机多用的特点，针对旅游的淡季和旺季，DOI:10.14099/j.cnki.tjkj.2015.01.012·28·天津科技第42卷第1期可以对直升机的功能进行重组。当景点的空中旅游处于旺季时，直升机可以根据客源的实际情况组织班次飞行，这将大大提高直升机的运输能力。当景点的空中旅游处于淡季时，直升机可针对景点所在地实际情况开展森林防火、农药喷洒、物质运输等业务，此外还可以和其他景区进行协商将直升机方便、快速地转场到其他景点开展空中游览业务。直升机一机多用的特点与旅游业淡旺季的特点相结合，可以大大提高资产利用率。2空中游览航线设计的影响因素空中游览产品开发的核心在于空中游览航线设计，航线设计的好坏直接影响空中游览产品的经济、社会效益。空中游览航线设计是一项系统工程，不仅要考虑游客心理和飞行技术的可行性，还要评估经济效益以及对周边环境的影响，属于光学、眼科学、旅游心理学、航空学等多学科的交叉应用。因此在空中游览航线设计时要考虑空中游览的特殊性，注重分析空中游览设计的影响因素。2.1观赏点时空特征景区范围内的观赏点时空特征影响着该区域内空中游览航线的整体布局和潜在价值。观赏点的空间布局直接影响航线空间结构及其平面线形。具体航线设计中，根据光学特性来确定观赏点的最佳观赏视角和视程，根据游客心理特征来确定观赏点之间飞行时间间隔，根据空中游览区域内景点空间布局来设计航线空间结构。由于各观赏点在不同时间段的光学特性存在差异，根据人眼视觉特性，并结合旅游心理，针对不同时段开发空中游览航线也是必要的。如，日本东京湾不仅有日间的钻石航线和梦幻航线，还有横滨湾昼间航线和黄昏航线(见图1)。图1东京湾昼夜空中游览航线图示Fig.1SchematicdiagramofbothdayandnightairtourroutesinTokyoBay2.2游客心理从旅游心理学角度分析，一条空中游览航线上所设置的观赏点数，以及航线的主题是否鲜明，是否有统一感、层次感和变化感，都会对空中游览航线的价值产生影响。通常情况下，空中游览航程以15～25,min为宜，过长就会增加旅游疲劳度。观赏景点要体现空中游览的特点，航线的安排要有空中游览特有的过程，应该从入景开始带游客进入景点，逐步展开全貌并达到高潮，最后带游客离开，应有鲜明的阶段性和空间序列变化的节奏感，由起景开始、发展到高潮、结束，逐渐引人入胜，富有节奏和韵律，动静相宜。最终目标是在有限的时间和旅游支出的条件下，最大限度地满足游客的需求。2.3气象要素一般情况下，空中游览的飞行高度在600,m以下，甚至在200,m以下进行超低空飞行。低空中变幻莫测的天气和复杂的地形，给飞行带来困难，甚至发生事故，因此气象条件是影响空中游览航线设计中的重要因素。气象因素中最主要的是低空风切变。低空风切变有3种类型，威胁最大的是垂直切变。低空风切变的形成与雷暴、地形、地物等有关，且无论在时间尺度还是空间尺度都非常小，使探测和预报工作都存在较大的困难。直升机等航空器在山间飞行时，还要受到地形波的影响。地形波是气流受地形影响形成波状铅直运动，发生在气流经过山区时。如果气流较强，则铅直运动会比较强烈。当直升机等航空器遇到地形波中的铅直气流时，飞行高度会突然下降，下降到一定程度有撞山的危险。如果航空器处于地形波中铅直加速度较大的地方，则航空器的气压高度表指示会产生误差。此外，遇到地形波中强烈的湍流时，还会使航空器颠簸。直升机等航空器飞过含有冷水滴的云、冻雨和湿雪区时，航空器表面的突出部位会有结冰现象。航空器结冰的现象与云中的水含量和温度有关，对于螺旋桨飞机即空中游览常用的飞机来说，在－10,℃左右时最容易发生结冰。结冰到一定程度将改变航空器的气动外形，这将增加飞机的飞行阻力，使燃油耗费量增大，并可能导致皮托特静压系统仪表和通讯设备等失灵。影响空中游览航线设计的其他气象要素还有低云和低能见度。低云、低能见度不仅干扰飞行员的视觉判断，影响飞行安全，而且会给乘客空中观赏带来障碍，使观赏点丧失空中游览价值。此外，低空飞行还会受到地面障碍物和飞鸟的威胁。综合上述因素，空中游览航线的设计不仅要考虑空中观赏点的分布，而且要根据空中游览范围内的气象要素变化规律，在不同季节规划设计不同航线，在避开地面障碍物和飞鸟威胁的同时，保障飞行安全，兼顾观赏性。2.4其他社会经济要素无论是在城市旅游区，还是在自然景观区，空中游览所使用的航空器所产生的噪音难免会影响到附近居民和游客的宁静生活，尤其是夜间飞行。因此，空中游览航线设计要充分考虑到各级法规的规定。必要时，要召开居民和游客听证会，并根据相关法规和居民与游客的诉求，尽量避免产生干扰。此外，空中游览要产生经济效益，否则所设计的航线就会失去其应有的价值。评估空中游览航线的经济价值，要充分考虑由于气象因素而导致的年均可飞天数与旅游淡旺季期间的重叠度问题。3空中游览航线设计步骤空中游览航线首先可粗略地划成由观赏点位置坐标(WGS84坐标系)连线为基准的飞行带。但具体飞行航迹的入景坐标和航向、环观赏点的航高、航行视角及其切换、出景坐2015年1月覃睿等：通用航空空中游览航线设计研究·29·标航向等不仅受到观赏点的观赏要素、景区周边的气象条件等的影响，还要受航空器飞行技术参数、观赏点旁向安全因子等因素的影响。如图2所示，空中游览航线可分4个步骤完成。图2空中游览航线设计步骤Fig.2Designproceduresforanairtourroute3.1收集景区内空中观赏点及相关地形资料根据《一般运行和飞行规则》的要求，采用固定翼飞机或直升机实施空中游览的航空器起飞和着陆必须在同一起降点完成，且航空器在飞行时距起降点的直线距离不得超过40,km。因此，航线设计之前首先应该明确以起降点为圆心、半径为40,km范围内的空中观赏点布局情况，并收集相关地形和气象资料。3.2初步确定空中游览航迹及其网络的基本参数根据观赏点布局及各观赏点的观赏要素，结合气象条件，初步确定景区范围内的空中游览航迹和相应航迹覆盖的观赏点。然后，根据空中观光游客心理，结合人类视觉特性，初步确定每条航线上每个观赏点的入景坐标和航向、航高、航行视角及其切换方式、出境坐标等。最后，根据获得的基本参数，初步绘制出景区内空中游览航线网络布局。3.3初选航迹技术评估根据初步敷设的空中游览航迹基本参数，结合各类航空器的飞行技术参数，选择合适的航空器，并进行勘查飞行，从飞行技术上对预设航线进行评估。固定翼飞机和直升机的飞行技术特点存在较大差异，因此短程空中游览多