戴 喆,余敏建,甘旭升
(空军工程大学空管领航学院,西安 710051)
平行跑道是指跑道中心延长线的收敛/散开角度为15°或以下的不交叉跑道[1-2]。平行双跑道能够以较少的土地和资源投入大幅度增加机场容量,提升运行能力,自20世纪末期提出并应用以来,成为国内外军民用机场采用的主要布局样式。军用机场实现平行双跑道运行,能够最大限度满足多机型保障、高起降强度、大飞行流量的军事需求。因军民用机场运行具有较大差异,无法完全照搬,现有单跑道运行模式无法应用于双跑道运行,需要根据平行双跑道特点制定新的平行双跑道运行方案,而我国军用机场尚未实现真正意义上的平行双跑道运行,针对军用机场平行双跑道运行问题研究较少,既缺乏理论指导,也没有实践支撑。本文将着重论述军用机场平行双跑道应用需求,并提出符合军队飞行实际的平行双跑道运行模式。
我国军用机场大多是20世纪六、七十年代修建,采用一条跑道,一条平行滑行道、数条联络道和集体停机坪的“目”字形布局,这种布局在一定时期内满足了小规模单一机型飞行保障要求。然而,随着军队改革不断深入推进,建成一支适应一体化联合作战要求的人民军队成为必然,军队精干化、一体化、基地化、集成化、多能化特征将越来越显著,航空兵部队基地化保障将成为未来发展趋势,一个军用机场将能够同时容纳多个航空兵部队、保障多种机型、完成多重任务。军用机场平行双跑道布局成为在有限土地和环境资源内最大限度提升机场容量的首选解决方案,实现军用机场平行双跑道运行,能够最大限度地发挥跑道作用,增加飞行流量,提升我军空中力量作战能力。
当前,多机种、大机群、双跑道成为现代航空兵作战和综合保障模式发展与变革的趋势[3]。美军安德鲁斯空军基地、内利斯空军基地、冲绳空军基地、布伦瑞克海军航空站、延德尔空军基地、彼得森空军基地、斯特科空军基地、万斯空军基地等军用航空基地均采用平行跑道布局。美军内利斯空军基地,是“红旗”系列军演举办地之一,拥有两条长度分别为3 085 m、3 065 m的平行跑道,常驻美空军战术中心、第57联队和第99空军基地联队。每年红旗军演,美军各军种以及美国盟国军事力量的歼击机、强击机、电子战飞机、预警机、运输机、加油机、直升机以及无人机约1 200架参演飞机同时在此驻训,飞行架次达10 000架次~12 000架次[4-5]。美海军欧希安纳航空站拥有2组平行双跑道,可保障300余架舰载机,年飞行架次12.9万,是单跑道机场飞行架次的数倍[6]。由此可见,双跑道机场能够有效满足多部队同场驻训、多机种同场飞行、多机型同时起降的需求,对航空兵部队基地化综合保障形成有力支撑。
战时或紧急状态下,军用机场尤其是一线机场需要保障的飞机架次量剧增,需要在较短的时间内出动大量飞机。2011年北约空袭利比亚70天里,北约共遂行空中打击任务9 000多次,出动B-1B、B-2、阵风、F-15、幻影 2000、RC-135、E-3、E-8、全球鹰等各型飞机2.6万架次[7]。2008年汶川地震,成都地区飞行量是平时的10倍,日飞行架次最高达524架次[8]。由此可见,大机群、小间隔、高强度的起降是战时或紧急状态下机场保障飞行主要特点。同时,受敌攻击、天气以及机场设施故障等因素的影响,会导致机场与高强度起降需求的矛盾十分突出,瞬时起降量将陡然上升,在这一背景下,增建并运行双跑道或多跑道是提升高强度起降架次的一条有效途径。
海湾战争以来,机场成为历次局部战争敌对双方的重点打击目标之一,机场不仅需要满足航空器起降需求,还要能够有一定的防护能力。一般情况下,对机场实施封锁与打击多采用侵彻型子母弹打击机场跑道。侵彻型子母弹能够携带多达数百个子弹头,能够在跑道上炸出大小不等的弹坑,使得跑道不存在满足飞机最小起降距离的区域,以达到封锁跑道的目的。采用双跑道布局,机场将拥有两块起降地带,增大了敌打击范围,增加了目标数量,增长敌封锁机场行动的时间,从而有效降低机场同时损毁的概率,提升机场生存概率,为我实施反击作战赢得时间。
对于军用机场,其机场区域水平范围为30 km~50 km,机场净空区更近千平方公里。当前,热点区域的机场容量已接近饱和,从机场使用空域条件上看,已经不允许再新建机场。同时土地资源日益稀缺,价格高,为降低成本,在原有机场的基础上建设双跑道或多跑道是最为有效的措施。军用机场施行平行双跑道运行是加强战场建设、优化现有多机种保障基地条件和提高军用机场容量的重要举措,既能提升作战效能,也能节约征地成本,将有限的军事资源用在刀刃上。
军用飞机飞行程序因其航空器性能、飞行任务以及飞行保障的特殊性,与民航相比差别巨大。特别是歼击机、强击机,日常训练飞行和军事任务飞行多以编队形式组织实施,其飞行程序不仅要考虑机群飞行的集合解散,还要满足因作战任务而实施特殊着陆方式的需要。因此,军用机场运行有别于民航,具有鲜明的军事特点。
我军现役航空器机种机型繁多,包括歼击机、强击机、轰炸机、运输机、直升机以及以上述航空器改装的电子战飞机、空中加油机和预警机等特种航空器,各机种又细分多种不同型号。各型航空器根据性能和战术要求,主要采用非精密进近飞行程序,使用双“180”大航线、直角大航线、起落航线等飞行方法,在机场空域内多以目视和大机动飞行为主,且各型航空器需要使用特定制式的导航设备,区别于民航采用统一的飞行程序、飞行方法和导航设施。
军航仍采用程序管制或雷达监视下的程序管制,通过飞行员报告、领航计算和雷达标图或者航管雷达等方式获取飞机位置信息,强调依托飞行计划实施预先调配,执行程序管制间隔标准,是一种被动式的管制方式。程序管制对航空器位置、高度、航向及速度等航行信息的掌握是非实时、非精准的。而民航则采用雷达管制,对航空器航行诸元掌握是近实时、高精度性的,在预先调配的基础上更加侧重飞行中实时调配,并且在实施平行跑道运行中,规定除执行目视飞行规则外,必须实施雷达管制,并根据模式不同配置相应精度的监视雷达。
军航多以多机种、多部队、多批次的日常训练飞行和军事任务飞行为主,需要在特定的极短时间段内集中起飞或降落大量航空器,瞬时流量大,飞行矛盾突出。目前,航空兵部队组织日常训练多采用“集中放飞集中回收”的飞行组织模式,航空器起降密集。战时或紧急状态下,一项任务需要多机种协同完成,任务航空器迅速出动并在空中集结,瞬时出动量极高,且出动时间并不确定。民航则按照预定的航班飞行计划飞行,其流量稳定,且可预测。
当前,我国机场双跑道运行理论研究尚属起步阶段,军用机场实施平行双跑道运行更是空白,仅西部某机场是拥有双跑道的军用机场,且其运行模式仍沿用单跑道运行模式。在制定我军用机场平行双跑道运行模式时,可参考国际民航组织、美国联邦航空局和我国民航局颁布的平行双跑道运行标准和指导性文件[1,9-12],但军航飞行方法、机场保障和组织模式都与民航存在较大差别,且具有鲜明的军事特点,不可完全照搬。
平行双跑道运行最早出现在20世纪末的美国和欧洲主要机场,至今,国外军民用机场已在平行跑道运行方面积累了大量经验,我国民用机场也在平行双跑道运行方面进行了一定的探索。总结拥有平行双跑道机场的运行情况,根据航空器起飞、降落对跑道的使用情况,通常可将平行双跑道使用策略划分为两条均用于降落、两条均用于起飞、单起单落、双起单落、单起双落、双起双落的6种跑道使用策略,如表1所示。
表1 平行双跑道使用策略
民用机场多采用仪表飞行规则飞行,且实施的目视间隔和目视进近运行也依然是仪表飞行规则下的运行,因此,国内外民用机场仅对平行双跑道同时仪表运行做出了规范,并未涉及目视飞行规则下的平行双跑道运行。
民航将平行双跑道仪表运行划分为4种基本运行模式,即独立平行仪表进近、相关平行仪表进近、独立平行离场和隔离平行运行。独立平行仪表进近,在相邻的平行跑道仪表着陆系统上进近的航空器之间不需要配备规定的雷达间隔时,在平行跑道上同时进行的仪表着陆系统进近的运行模式。相关平行仪表进近,在相邻的平行跑道仪表着陆系统上进近的航空器之间需要配备规定的雷达间隔时,在平行跑道上同时进行的仪表着陆系统进近的运行模式。独立平行离场,离场航空器在平行跑道上沿相同方向同时起飞的运行模式。但是,当两条平行跑道的间距小于760 m,航空器可能受尾流影响时,平行跑道离场航空器的放行间隔应当按照为一条跑道规定的放行间隔执行。隔离平行运行,在平行跑道上同时进行的运行,其中一条跑道只用于离场,另一条跑道只用于进近,如下页表2所示。
上述4种基本运行模式,从跑道间距、航空器间隔、导航监视设备、管制员等方面对平行双跑道同时仪表运行做出了详细规定,其中,独立平行仪表进近和相关平行仪表进近规范的是两条跑道上进近航空器之间的运行关系,独立平行离场则是两条跑道上离场航空器之间的运行关系,隔离平行运行是一条跑道上进近航空器与另一条跑道上离场航空器之间的关系。
表2 民用机场平行双跑道仪表运行模式
结合我国军用机场运行实际情况,采纳民航平行双跑道同时仪表运行模式的划分方法,可以将我军用机场平行双跑道目视/仪表运行基本模式划分为独立平行进近、相关平行进近、独立平行离场、隔离平行运行,与平行双跑道使用策略匹配组合最终形成单起单落隔离运行、双起单落独立运行、单起双落独立运行、单起双落相关运行、双起双落独立运行和双起双落相关运行6种军用机场平行双跑道运行模式,如表3所示。
表3 军用机场平行双跑道运行模式
平行双跑道运行模式是实现军用机场平行双跑道运行的关键理论,我国军用机场自身军事化特性决定了其平行双跑道运行模式无法移植民用机场的成熟模式,因此,提出适合我国军用机场实际的平行双跑道运行模式尤为必要。
本文从军用机场实施平行双跑道运行现实需求入手,对比研究了军民用机场之间的差异,结合我国军用机场运行实际情况,在采纳民航平行双跑道同时仪表运行模式划分方法的基础上,提出了适合我国军用机场的6种平行双跑道运行模式,为我国军用机场实施平行双跑道运行提供了模式参考。
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[2]国际民航组织.Doc 9426.Air Traffic Services Planning Manual[S].1984-1-1.
[3]李捷,苟景全.信息化条件下双跑道机场基地化保障研究[J].空军军事学术,2013,54(4):93-95.
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[6]黄应国,林欢,张涛.浅析国内外双跑道或多跑道机场[J].海军工程技术,2012(2):13-14.
[7]中国新闻网.军报详解西方空袭利比亚:空中管制起巨大作用[DB/OL].(2012-5-31)[2017-4-12].http://www.chinanews.com/mil/2012/05-31/3929163.shtml.
[8]张建平,皮晓捷,孙连仁.汶川抗震救灾中空军运用特点、存在问题及建议[J].空军指挥学院学报,2008(4):4-7.
[9]国际民航组织.ANNEX14,VolumeI.Aerodrome Design and Operations[S].2016-11-10.
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[12]中国民航局,第123号令.平行跑道同时仪表运行管理规定(CCAR-98TM)[S].2004-5-24.