双发延程飞行

title: 历史.
content: 首次直航横越大西洋由英国皇家空军两名飞行员约翰·阿尔科克(John Alcock)和亚瑟·布朗(Arthur Brown)于1919年达成,全程耗时16小时。当时的活塞发动机可靠性不高,长距离飞行是非常冒险的行为。其后,使用四具活塞发动机的洛克希德星座式客机,由于机件非常不可靠,发动机失火情况经常发生,于是经常被谑称为「最可靠的三发动机飞机」。  美国联邦航空总署于1953年认定活塞发动机的不足,对双发动机飞机提出「60分钟规定」。这项规定要求双发动机飞机在制定飞行路线时,航线上任意一点至可用备降机场不能超过60分钟的飞行距离。为符合规定,双发动机飞机在长距离航线上往往不得不绕道而行,也不能执行一些沿途备降机场不足的航线。
title: 早期喷射发动机的经验.
content: 1950年代到1960年代期间,像普惠(Pratt and Whitney)JT8D的涡喷发动机展示了比活塞发动机更佳的可靠性和更高的推力,当时双发动机的波音737和三发动机的727都配备JT8D。由于JT8D的极佳记录,三发动机的波音727不受「60分钟规定」约束,可以执行横越大西洋的航线。此后三发动机飞机便如雨后春笋般出现,如洛歇L-1011、麦道DC-10和MD-11。但双发动机飞机仍然受「60分钟规定」约束。
title: 早期的双高旁通比涡扇发动机飞机.
content: 美国以外其他国家均跟随国际民航组织的规定,容许双发动机飞机有90分钟转飞时间(diversion time)。空中客车利用这个规定在1974年研制了世界上首种配备两具高旁通比涡扇发动机的广体飞机A300。  机体只为DC-10和三星客机的75%,但拥有相同的载客量和航程,而且营运费用更低廉,各航空公司都争相订购A300。早期的高旁通比涡扇发动机可靠度与JT8D相若,比活塞发动机可靠20倍之多。双发动机的省油使得这类配置的飞行器卖相极佳,因而制造商迈向了长程飞行的双发大客机的研制。波音并没有被打乱阵脚,推出了757和767与A300竞争。  飞机的发展令美国联邦航空总署和国际民航组织认识到一架适当设计的双发动机飞机是有能力执行跨洲越洋飞行的。
title: 早期ETOPS飞行的经验.
content: 由于燃料经济性在双发上得到展现,为了国家航空公司的竞争力,于是政府推出了ETOPS规范。  美国联邦航空总署于1985年批准ETOPS。并列出许可执行120分钟转飞时间所须要履行的条件,令双发动机飞机可以像三/四发动机飞机一样飞行横越大西洋的航班,而不再须要绕道而行。  美国联邦航空总署批出首个ETOPS许可是给予环球航空(Trans World Airlines)的767机队,令环球航空得以利用波音767执行圣路易斯至法兰克福的航班,容许环球航空的767有90分钟转飞时间,其后经美国联邦航空总署评估环球航空的操作程序后把转飞时间增加到120分钟。今时今日,双发动机飞机已经成为横越大西洋航班的骨干。
title: ETOPS的扩展.
content: 1988年,美国联邦航空总署修订ETOPS规定,把转飞时间延长到180分钟,但必须达到更严格的要求。ETOPS-180令世界95%面积都能够执行双发延程飞行的航班。其后欧洲联合航空机构(JAA)、国际民航组织和其他国家的航空部门均跟随这套规定。  波音757系列、767系列、部分737、空中客车A300-600、A310系列、A320系列和A330系列均取得许可执行ETOPS航班。ETOPS飞机的成功进一步扼杀了洲际三发动机飞机的生存空间。1997年波音并购麦道后不久便宣布停产MD-11,同时降低波音747的生产比例。  北大西洋航道是世界上使用率最高的越洋航道。由于大部分北大西洋航线,都只须ETOPS-120认证,ETOPS-180在北大西洋没有任何必要性。但是北大西洋的备降机场,特别是冰岛和格陵兰的备降机场,时常受到恶劣天气影响而不能起降。于是欧洲联合航空机构把ETOPS-120延长15%到138分钟,即使在部分备降机场因天气而关闭时,仍然能继续执行ETOPS-138航班。  在北太平洋,阿留申群岛和中途岛上的备降机场(韩德森空军基地)已经足以满足ETOPS-180的需要。但由于阿留申群岛的不稳定天气和火山活动的关系,波音资助中途岛机场的扩建工程,令中途岛适合波音777起降。经波音和联合航空提请后,美国联邦航空总署于2001年同意把ETOPS-180延长15%到ETOPS-207。ETOPS-207只授予波音777,而且只在北太平洋备降机场都关闭的情况下才适用。  但是欧洲航空安全局并未有跟随,他们认为ETOPS-180已经是上限,再延长转飞时间只会对飞行安全构成负面影响。  航空部门在新飞机投入服务时就已经授予ETOPS-120。而ETOPS-180则必须在一年内执行ETOPS-120航班期间无出现任何问题方获授予。另一方面,波音公司在开发777时,已经说服美国联邦航空总署,可以在飞机交付时就能得到ETOPS-180认证;这称为「提早ETOPS认证」(Early ETOPS)。波音777就是第一款取得「提早ETOPS-180认证」的飞机。  但是,欧洲航空安全局对此表示不同意,因此波音777在欧洲投入服务时,只授予ETOPS-120认证,而欧洲的航空公司就需要连续一年用波音777营运而没有发生问题,才可获得ETOPS-180认证。  波音777已在2010年取得ETOPS-330认证  空中客车A350已在2014年取得ETOPS-370认证
title: ETOPS豁免.
content: 私人飞机并不受美国联邦航空总署的ETOPS限制,但欧洲联合航空局则施加120分钟的ETOPS限制。基于此等限制,部分航线目前并不能用双发动机飞机,其中包括南大西洋(例如约翰内斯堡-布宜诺斯艾利斯)、南印度洋(例如珀斯-约翰内斯堡)以及南极洲航线(例如悉尼-布宜诺斯艾利斯)。
title: ETOPS认证批核.
content: ETOPS认证批核分两步进行。第一,飞机与发动机的组合,需要在「型号认证」中满足基本的ETOPS要求,其中包括在飞航中关掉一具发动机,然后在余下的转飞时间内,仅使用一具发动机飞行与降落。此等测试一般是在海洋上进行。试验必须证实在转飞期间,飞行员的工作量不会因为一具发动机故障而无故大增,并保证第二具发动机发生故障的机会在一个极低水准。举例来说,若一架飞机取得ETOPS-180认证,那表示该飞机可以在单发动机全负载下飞行三小时。  除了飞机外,进行ETOPS飞行的航空公司或其他营运者,也需要满足该国有关ETOPS飞行的航空法规要求。这种认证称为「ETOPS营运认证」,涉及正常工程与飞行规章流程以外的额外规定。飞行员与工程人员必须经过特定的训练,并取得进行ETOPS飞行必须的资格。如果一间航空公司已有丰富的长途飞行经验,可能会即时取得ETOPS营运认证,但另一些航空公司就可能需要先进行一连串的ETOPS认证评核飞行,确定其进行ETOPS飞行的能力,才会得到ETOPS营运认证。此等营运认证并不能超过相关机型的ETOPS型号认证。  所有航空监管机构均会密切监察所有机型的ETOPS认证,与及各航空公司的ETOPS营运认证,并对其表现进行评核。任何涉及ETOPS的技术事件必须加以纪录,而经过全球纪录回来的数据,将会用来评定某一飞机与发动机组合的可靠性;有关的统计资料也会公开。有关的数据必须低于某个型号认证指定的上限;ETOPS-180的数据限制,当然比ETOPS-120来得严格。如果数据纪录不良,机型或营运的ETOPS认证就会被降级,甚至被临时撤销。
title: ETOPS认证级别.
content: 根据现行规则,航空公司可以取得以下的ETOPS认证级别:  不过,根据飞机类型而定的ETOPS认证级别较少,包括:
title: 全新的ETOPS与LROPS标准.
content: 2007年2月15日,美国联邦航空总署规定,只要每10万发动机操作小时不发生多于一次飞行中停机的事件(这比起ETOPS-180要求每10万发动机操作小时不发生多于两次飞行中停机来得严格),双发动机飞机可以飞越世界上大部分地方,但以下地方例外:  符合规格的飞机,需要有适当的灭火设备,足够机员与乘客使用的氧气供应(以供突然失压时的需要,并容许飞机继续高空飞行)。飞机间中会由于非机械性原因与乘客的紧急医疗需要而转飞,因应这个问题,新的规则要求飞机在偏远而严苛的环境下,能支持长距离转飞的需要。有关规则不适用于三或四发动机的货机,而双发动机飞机则从此免受过往的ETOPS限制。  欧洲航空安全局则仍然将双发动机飞机独立处理,不过也正在草拟供三或四发动机飞机使用的LROPS规定,而有关规定也会包括紧急氧气供应与灭火设备方面的规则。欧洲航空安全局预计会在2008年,公布全新的ETOPS与LROPS规则。  根据FAA新版的 14 CFR 121.161, 规定在2015年2月后所制造的四引擎客机,在执行备降机场之间超过180分钟航程的航线时,也必须遵守ETOPS之规定。四引擎货机与军机则不在此限。

Summary: 双发动机延程飞行(英语:Extended-range Twin-engine Operational Performance Standards,航空字母缩写:ETOPS,美国联邦航空总署简略为「英语:Extended Operation」),延程飞行(Extended Operations)与长程飞行(Long Range Operational Performance Standards)标准,前身包括双发动机延程飞行 (Extended-range Twin-engine Operational Performance Standards),或双发动机延程操作标准,最初是国际民航组织为一些执行备降机场之间超过60分钟航程的航线的双发动机商用飞机所订下的规定。 ETOPS容许双发动机飞机如波音737、757、767、777、787、空中客车A300、A310、A320、A330、A350作长距离飞行(尤其是穿越沙漠、海洋和极地的航线)。ETOPS订立前,双发动机飞机都不能执行这一类航班。

Extended-range Twin-engine Operation Performance Standards: En fonction d'une certification théorique puis de la fiabilité constatée des appareils et de leurs moteurs, un certificat ETOPS-90, ETOPS-120, ETOPS-180 est délivré. Cette dernière certification permet l'exploitation d'un avion sur 90 % des destinations au prix, parfois, d'une route plus longue qu'avec un quadrimoteur.