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平行跑道安全间隔的影响因素

发表时间：2020/1/7 来源：《科技新时代》2019年11期作者：桂小换

[导读] 近年以来，我国经济的不断腾飞使得航空业也是前所未来的发展和进步。

桂小换
        中国民用航空三亚空中交通管理站海南三亚 572000


        近年以来，我国经济的不断腾飞使得航空业也是前所未来的发展和进步。飞机航班量不断的增加，国内很多省会城市依然是单跑道，为了使得我国航空业更好的发展和进步，更适应航空业的这以趋势，在不久的将来各个机场将会增加多个跑道，这其中很有可能包括平行跑道的修建，因此来说，对于碰撞风险进行分析和研究是有非常重要的意义和发展的。本文主要是从空中交通管制的基本工作职责来进行分析和研究，在防止航空器和航空器之间的相撞来做分析。在航空器和地面障碍物上如何防止相撞的一些有次序的进行的方法以及其目的，从这个方向入手和分析，就能了解和分析出有关平行跑到安全间隔的影响上的因素和原因。
        关键词：平行跑道；碰撞风险
        引言
        近年以来，全球经济的不断腾飞使得航空业也是前所未来的发展和进步。国际民用航空的运输量在不断的增加，使得规模化越来越大。飞机的数量以及航班量的不断增加，使得航班的流量也是在不断的大幅度提高和加剧。在整个航空领域的航线网络覆盖率也在大幅度的提高，机队的规模性也越来越大。据估计，未来二三十年间，全球的航空交通的增长速度将比每年的航空增加百分之五的增长率。亚太地区的增长速度将是全球增长速度里面最快的。随着整个航空事业的不断前进和迈步，使得航空运输在飞速前进和发展。这样的状况将导致很多主干道枢纽机场将会面临着很大程度的饱和状态。这些都会增加机场的延误率，使得航班出现延误和滞留状态。也会对航空公司造成很大的成本损耗和浪费，加剧航空公司的运营成本。
        在对于碰撞风险上进行研究和分析，是为了保障空中交通安全的有利活动。其重要性是不言而喻的。然而在现实中导致航空器与航空器，航空器与其它障碍物碰撞的因素很多，就比如像其中的，仪器准确度出现问题，或者说天气的原因，以及航路数据出现误差等等。也有由控制器和飞行员造成的人为指令错误和操作错误。因此，在时间紧迫和管制负荷大的情况下减小碰撞风险尤为重要
        一平行跑道的分类与运行模式
        我们依据平行跑到中心线之间的距离。我们大致可以把平行跑道分为三大类：
        1 封闭平行跑道。
        2 中平行跑道。
        3 远距离平行跑道。
        中国民用航空局〔总局令第123号〕规定：平行跑道同时仪表运行分为独立平行仪表进近、相关平行仪表进近、独立平行出发、并根据跑道的进近方式进行隔离并行操作。

        二引起碰撞风险的主要因素
        在跑道上会引起飞机之间相互碰撞的因素是会很多的。就比如说机械设备，气象原因，环境因素等等。这里将主要介绍浦东机场极近距跑道，其跑道间隔为460m。主要影响因素也是多方面的，比如说飞机系统，空域结构，尾流，导航出现的误差，飞行失误等等都是影响因素之一。
        2.1 尾流效应
        预期尾涡流运动取决于从接地平面，并产生唤醒跨度的距离：
        没有地面效应（即翼展离地面的长度）-尾流由于周围侧风的影响而横向流动。一般顺风的正常减弱是两个尾涡流相互作用的结果。这种减弱的例外情况可能是由于大气的热活动或强侧向风切变造成的。
        在地面效应中(即尾迹小于地面翼展长度的一半)，由于尾迹接近地面，尾流与地面的相互作用导致尾翼分离，阻碍了尾流的正常下降。

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到达尾涡流回旋大约初始的高的一半的最小高度，并且可以增加。国外对此进行了研究和广泛模仿，获得了大量的基础统计数据（5万多套数据）。
        地面附近具有地面效应的尾涡（尾流高度小于地面翼展长度的一半）不能达到其全长，但它可能是在较低的海拔上实现的，可以产生地面效应。有限的地面尾迹资料表明，尾迹与地面的相互作用会引起快速的横向运动和快速衰减。
        在地面上 - 在飞机降落后，其大部分重量是由起落架支持。然而，直到扰流器打开，机翼仍然会产生升力，从而产生尾流。但是飞机降落在地面上产生的尾流是没有被引起关注。一直不被觉得是个问题，但是它会成为我们未来研究的一个重要的方向之一。
        由于尾流效应会对相关进近的飞机间产生安全影响，因此，它是研究飞机碰撞一定要考虑的因素。
        2.2 侧风因素
        气象因素是影响飞机横向碰撞的主要因素之一。在众多气象因素中，侧风因子对飞机在极近平行跑道上的碰撞影响最大。根据平行于研究飞机的侧风和标准型的基础上15年体验到跑道尾涡系统在法兰克福机场（平行跑道间距1700英尺），分析大量的数据，了解尾涡流风在后面侧进入地面效应区域如何影响平行跑道之间尾涡流的运动。尾迹涡在中侧风（6-9km）处的移动比弱侧风（0-3km）或强侧风（>12km）处的移动要远。在弱侧风区，涡流长期存在；在强侧风区，涡流与地面的相互作用和侧风切变（尤其是下风涡）导致涡流迅速衰减。在一定的侧风范围内，旋涡从跑道中心线移动到一定距离的可能性随着距离的增大而减小。
        2.3 飞机系统
        在飞机的整个系统中关于安全上的漏洞，能起到很大关键和保护的就是我们所说的机载防撞系统。在飞机上安装机载防撞系统对于飞机飞行的安全保障来说是非常有意义的。防撞系统的安装很大程度上是可以提高飞机在飞行时候的安全水平，减少很多的防撞事故的发生。决定平行跑道起降安全水平的主要因素有两个方面：1，冲突警报系统。2，监视系统。监控系统的主要功能是接收、发送、处理状态，避免冲突。冲突告警系统的主要功能是预测机载系统和其他飞机可能是进近和着陆过程中存在和飞行员提供及时，可靠的预警，以避免冲突之间的冲突。这两个系统的性能是否稳定，可能直接影响到飞机在进近或跑道上能否保持安全间隔距离的关键[23]。
        2.4 空域结构
        空域结构在碰撞风险的影响因素当中，是有着至关重要的。在我们的空域结构上，要考虑的因素是非常多的。比如我们必须要考虑飞机之间的最小安全间隔距离。进场的路线和跑道，飞机飞行的计划，还有就是航线，以及航线上的飞机数量的多少等等。
        2.5 导航误差和飞行误差
        在一般的正常情况下，飞行导航出现了一定的错误和误差，这是导致飞机会偏离航线轨道的一个非常重要的因素之一。我们这里所说的关于飞机导航出现错误和误差，主要是指导航传感器引起的位置上的偏差，以及数据上传输所产生的延时等等的原因。而我们说的飞行误差，主要指的是飞行员在飞机操作中由于反应时间，或者人为差错等因素所造成的关于定位上出现误差的现象。

        三小结
        使得航班严重延误的一个很重要的因素就是机场以及航线都是拥堵状态。为了使得航班延误率降低和减少，我们全世界的飞机和飞机上的监视检测系统等等，它依赖于GPS（全球定位系统）的概念来预测潜在飞行冲突，产生和优化飞行路线，从而减少碰撞的危险。这样一来，不但能使得飞行的路径缩短和减少了，还在一定程度上减少了飞机的排队，以及飞机之间高度间隔所产生出来的空域容量所带来的流量紧张。要想使得机场的容量有所提高和增加，那就要通过建立新机场来使得机场数量在不断的增加。还有就是在现有的机场上增加跑道数量，从而达到使得机场的容量能提高和增加。但是我们都知道，使得机场数量扩大和跑道数量增加，对于投资成本以及环境建设各方面来说会受到很多因素的制约和影响。因此，在跑道运行模式上如何更好的优化，就成了很关键的问题。在航线上设置跑道与飞机之间的安全间隔，可以降低碰撞风险，在跑道系统上如何提高容量就成为了机场容量得到改善和增加的关键点。
        参考文献
        [1] 李凯.近距平行进近研究[D]:[硕士学位论文]南京：南京航空航天大学民航学院，2005.
        [2] 赵洪元.违反飞机纵向间隔概率模型的研究[J].北方交通大学学报，1988, (3): 49-52
        [3] 李春锦，王英勋.平行航路飞机相撞风险的数学模型[R].北京航空航天大学空管研究中心报告,2001.