近距平行跑道配对进近可行性探讨

近距平行跑道配对进近可行性探讨

冯松

摘要：随着空中交通流量的不断增加，部分繁忙机场容量几近饱和，单跑道已不能满足日益增长的流量需求，远距平行跑道在容量上虽有大幅增加，但其占地面积大，投资成本高，相比之下，近距平行跑道无论是容量空间或占地面积上都有很大的优势。通过近距平行跑道配对进近运行可行性分析，对增加机场容量有着重要作用。

关键词：近距平行跑道;配对进近;可行性探索

引言：国内外对近距平行跑道都有一定的研究，国外侧重于对近距平行跑道相关平行进近运行可行性方面的研究，较少在适用的跑道构型、跑道容量、着陆方案等方面进行深入研究，相对国外，国内起步较晚，近几年仅有少部分学者对近距平行跑道的相关平行进近运行方式进行了概念性引入探究，对近距平行跑道采用相关平行进近时的关键技术缺乏更深层次的研究。

一配对进近的定义与配对进近的过程

1.1配对进近的概念

美国RockyStone提出的配对进近思想是，两架飞机可以在前后距离很小的情况下同时进行平行进近，后机在与前机满足最小碰撞风险安全间隔的前提下，在前机的尾流到达后机进近航迹之前飞行，从而避开尾流的影响。以防撞限制确定的最小间隔为前界，以尾流限制确定的最大间隔为后界，所形成的区域称为配对进近保护区。后机需要随时调整速度，以保证在整个进近过程中，后机处于配对进近保护区以内。经过最后进近定位点后，两机就可以各自进近而不再确定纵向间隔了。最初的配对进近程序中，航向道是完全平行的。但对尾流影响的研究发现，平行航道非常不利于后机避开前机的尾流，所以需要对其进行改进研究发现，当以一定的角度(一般为3°)进近时，可以更加有效地避开尾流。之所以要考虑以一定的偏置角度进近，是因为这样能减小由于避让尾流而引起的限制。只有当两条进近航迹间距小于762m时，才需要考虑尾流影响，因此，在距离跑道入口较远处，后机只需要考虑最小安全间隔，从而有效降低飞行员工作负荷。同时，增加了两机间隔对避让碰撞也是十分有利的。

目前，在世界各国近距平行跑道同时进近程序只允许在目视气象条件下进行。仪表飞行条件下同时进近只允许在跑道间距不小于1000米（3000英尺）的条件下进行。当无法采用目视进近时，近距平行跑道的运行效率将大大降低。

1.2配对进近的过程

飞机一旦升空，即向流量管理当局通告预计过最后进近点的时间和计划的最后进近速度。如果两架飞机的预计降落时间相差小于5min，满足配对进近对于

机载设备的要求，并且最后进近速度能够协调，流量管理当局在飞机预计还有30～60min降落时给他们配对。配对程序要求后机最后进近速度大于或者等于前机最后进近速度。在飞机进入最后进近航段前，管制员根据飞机最后进近速度确定前后机。飞机进入最后进近阶段后，后机与前机纵向间隔至少914.4m，但是不能多于3704m，并且后机在前机之上保持305m垂直间隔。此后间隔工作由后机负责。一旦后机通过尾流保护点(两条航迹间距为762m的点)，关于后机的位置有了新的限制，即尾流的限制。后机必须满足尾流限制和防撞限制的双重限制。后机自动控制系统监控防撞限制和尾流限制的实现情况，如果违反或者将要违反其中一个限制，机组将收到警告并实行复飞。当前机通过最后进近点，它将立刻减速到最后进近速度。后机在最后进近定位点之外调整速度以保证在整个进近过程中都处于配对进近保护区内。后机必须在最后进近定位点之外就达到它的最后进近速度。在通过最后进近定位点后，如果后机处于配对进近保护区外，它必须立即终止进近，同时执行避让机动;如果后机处于配对进近保护区内，它将不再对两机间隔负责，各自进近。

二采用近距平行跑道配对进近可行性探讨

2.1．系统整体误差

对于采用近距平行跑到最初的假设是再进近着陆阶段用结合GPS的局域增强系统（LAAS）代替盲降系统，因为普遍认为局域增强系统的导航系统误差（NSE）小于盲降系统（ILS），因此可以使用更为严谨的系统误差（TSE）容差，尤其对于间距很小的平行跑道，采用严谨的系统误差容差很有必要。但实验证明，采用LAAS与采用ILS两者的系统整体误差极其相似。虽然采用LAAS的误差相对要小，但采用ILS的系统误差仍然与其近似。这一结论为实施近距平行跑道配对进近提供了较强的设备方面的支持，目前使用的航空器不需要更换现有机载设备。

2.2.压缩影响

在需要考虑的因素中，压缩影响是很重要的一个影响因素。压缩的产生是在最后进近阶段因为减速造成的。由于前机从其起始进近速度降低到最后进近速度，因此前后两机之间的间隔将会缩小。如果后机的最后进近速度大于前机的最后进近速度，那么两机之间的纵向距离将更加压缩。因此在计划两机配对进近时，要考虑到因为速度降低影响水平间隔的问题，因为在配对进近的条件下，最后进近阶段再调整前后机进近顺序将有很大的难度，操作上不太可行。

2.3.尾流的影响

预期尾流的影响是一个非常复杂并且争议大的议题。普遍的看法是穿越平行跑道的尾流移动是侧风方向，在靠近地面时，尾流有一个垂直于飞行航迹的分量，这称为“地面效应”，这个垂直分量的大小很难计算，但可以采用保守的进近方式避开尾流。这种进近方式就是采用一定的纵向间隔，该间隔可以满足后机避开前机尾流的要求。

3.4.监视设备的要求

配对进近对系统的监视能力、与机载电子系统的相互关系、告警及间隔保持都有很高的要求。对设备的要求具体如下：

（1）需要获得并处理配对航空器的最后进近速度；

（2）监控航空器是否符合防相撞限制的要求；

（3）计算基于前机速度的尾流限制；

（4）监控是否负荷尾流限制的要求；

（5）为了满足要求的间隔，计算相应的要求速度。

配对进近程序需要同时满足尾流间隔的要求及防相撞的要求。在能够在最后进近阶段很可靠的满足上述两种限制，相关的程序还需要进一步进行论证才能实施。这种程序受风速、最后进近速度及减速率的影响都十分敏感，需要进行详细论证以确定其可靠性。除此之外，人为因素也是一个需要认真考虑并全面论证的因素之一。因此，近距平行跑道配对进近在目前还是处在研究之中，其普遍应用还需要技术、设备及程序等方面的支持。

三小结

我国现在在运营中的近距平行跑道均采用隔离平行运行模式，当机场流量较大时，近距平行跑道虽会在一定程度上缓解航班拥堵，但仍不能解决机场流量需求，且在高峰客运时期，空中交通管制部门面临很大的安全压力，这对于安全间隔的控制方面也是一个极大的挑战。

参考文献

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