张衡衡,张亦驰,刘远多
(中国民航飞行学院空中交通管理学院,四川 广汉 618307)
双流机场现阶段一条跑道(02R 或20L)专门用于起飞离场,一条跑道(02L 或20R)专门用于进场降落。其中,20R 端的最后进近定位点至跑道入口的长度为12 km,02L的下滑道长度则为10.9 km。由于成都常年全年盛行偏北风,根据航空器逆风起降原理,成都本场航空器一般在20R 跑道端进场落地,在02L 跑道离场起飞。进场航空器从主轮接地、滑跑停止、脱离跑道的时间约为50 s(即跑道占用时间为50 s);离场航空器进跑道到对正跑道所用时间为60~90 s;起飞滑跑时间约为60 s;起飞航空器离港初始爬升高度为修正海平面气压1 200 m。航空器最后进近速度为顺风时270~310 km/h,逆风时210~250 km/h。航空器离港初始爬升速度轻型机、中型机约为380 km/h,重型机约为350 km/h。
本文考虑的对象为用仪表飞行的航空器。因此为了简化模型,对此要求进行理想化处理。即当航空器距离大于或等于8 km 时,前方离港航空器可以被安排起飞,当航空器距离小于8 km 时,离港航空器则不能进跑道起飞。
为了计算得到航空器轻、中、重三种机型出现的概率。本文选取了成都双流国际机场在春运高峰时段(单位:h)1 周的实时情况。
机型起落架次线性图如图1 所示。
根据图1 中数据信息,可以分析得出成都本场起落架次中,以中型航空器为主,少部分为重型航空器,几乎没有轻型航空器起降的情况。机型占比可视化处理如图2 所示。
对以上运行结果进行简单数据处理得到传统尾流间隔标准下的平均运算结果:①跑道进场容量CA为22.6 架次/h;②跑道离场容量CD为30.9 架次/h;③交替起降下的跑道容量CAD为37.7 架次/h;④改进下的近距双跑道容量COAOD为 43.2 架次/h。
图1 机型起落架次线性图
图2 机型占比图
从成都塔台获悉当前黄花机场本场最大容量为41 架次/h,根据以上关于成都双流国际机场跑道容量的计算结果,本计算结果与当前运行实际结果接近,符合事实情况。由此认定以上4 个容量计算模型是可以被实际运用的。
本文已经对尾流间隔新标准RECAT 做出了较为详细地介绍。以下将列出在连续3 d 成都本场高峰时段(1 h)所有起降机型及其数量,如表1 所示。
表1 机型数量统计表
根据实际机型数量,结合尾流分类新标准,将以上归为6 类,如图3 和表2 所示。
图3 机型类别线性图
表2 机型类别起落架次统计表
基于RECAT 对跑道容量的实际运算,在实际运算前有以下规定:①本模型计算为粗略计算,仅为该运行标准下容量结果提供参考;②本模型为理想模型,航空器全部由36R跑道落地,全部由02L 跑道起飞;③为尽可能保证数据的准确性,本模型计算仅改变尾流分类间隔标准,其余数据与上一章计算保持一致;④尾流间隔依据尾流分类新标准RECAT;⑤其余情况(包括天气、设施设备、人员操作等)保持正常,对计算结果无影响。
通过MATLAB 编程计算得出连续运行7 次的结果,对运行结果进行数据处理得到尾流间隔新标准(RECAT)下的平均运算结果:①跑道进场容量CA为25.7 架次/h;②跑道离场容量CD为33.7 架次/h;③交替起降下的跑道容量CAD为45.9 架次/h;④改进下的近距双跑道容量COAOD为48.5架次/h。
现行尾流间隔标准与RECAT 容量结果对比分析,通过前两节的实际运算,最终得出了在现行尾流间隔标准下以及基于尾流间隔新标准(RECAT)下成都双流国际机场双跑道的跑道容量。
相较于传统的尾流间隔标准,无论是使用进场容量模型、离场容量模型、起降交替容量模型以及改进下的近距跑道容量模型,在尾流间隔新标准(RECAT)下计算出来的跑道容量结果均大于传统尾流间隔下的跑道容量结果。由此可以得出,相较于传统尾流间隔,尾流间隔新标准(RECAT)在一定程度上能够使成都双流国际机场的跑道容量得到相应增长,从而提升成都双流机场本场运行效率。具体容量提升率如表3 所示。
表3 容量提升参考
本文验证尾流间隔新标准(RECAT)是否能够提升成都双流国际机场的跑道容量。结合成都本场的运行规章及方案,从易到难构建了4 个数学模型(分别是进场容量模型、离场容量模型、交替起降容量模型、改进下的一起一降容量模型)。这4 个模型计算简单,便于操作,并且分别代表一种情况,能够较为全面地分析计算出成都本场近距双跑道的相关容量。
本文通过MATLAB 首先计算了传统尾流间隔下的跑道容量,然后利用控制变量法,计算得出在尾流间隔新标准(RECAT)下的跑道容量。最后一一比对跑道容量的计算结果,验证得出在成都双流国际机场利用尾流间隔新标准(RECAT)确实能提高其近距跑道的跑道容量。其中进场跑道容量提升14.4%,离场跑道容量提升8.2%,跑道总容量提升9.5%。该尾流分类新标准能够提升成都本场运行效率,对未来成都双流机场优化运行模式提供一定实际参考。