成都新機(jī)場交叉跑道管制運(yùn)行模式

成都新機(jī)場交叉跑道管制運(yùn)行模式

成都新機(jī)場一期工程跑道構(gòu)型

成都天府國際機(jī)場位于成都簡陽市蘆葭鎮(zhèn)附近，距成都市中心51km，是“十三五”規(guī)劃建設(shè)的我國最大民用運(yùn)輸樞紐機(jī)場項(xiàng)目，定位為中國第四個(gè)國家級(jí)國際航空樞紐，絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶最大的航空港，將負(fù)責(zé)成都出港的全部國際航線。

成都新機(jī)場推薦的一期工程跑道構(gòu)型由三條跑道組成，由機(jī)場飛行區(qū)西部的一組兩條寬距平行跑道（滿足雙跑道同時(shí)獨(dú)立進(jìn)近運(yùn)行），和飛行區(qū)東部的一條側(cè)向跑道構(gòu)成。側(cè)向跑道用于向東起飛，一組寬距跑道在不同模式下將存在起飛和到達(dá)混用。新機(jī)場近期規(guī)劃總面積 21.3km2，為三條跑道，分別為北一跑道、西一跑道、東一跑道。其中西一、東一跑道與現(xiàn)雙流國際機(jī)場跑道平行，北一跑道與之垂直，預(yù)計(jì) 2020 年建成并投入使用。其具體參數(shù)為：北一跑道長3800m，寬 45m；西一跑道長 4000m，寬 60m；東一跑道長 3200m，寬 45m。跑道構(gòu)型如圖1所示。

對(duì)于前期三條跑道，經(jīng)過研究分析：西一跑道、東一跑道（如圖1所示）滿足寬距平行跑道運(yùn)行要求（根據(jù)中國民航《平行跑道同時(shí)儀表運(yùn)行管理規(guī)定》：兩條平行跑道中心線的間距不小于1035m時(shí)，允許航空器按照獨(dú)立平行儀表進(jìn)近的模式運(yùn)行），因此西一和東一跑道可以按照獨(dú)立平行離場、獨(dú)立平行進(jìn)近等相關(guān)要求獨(dú)立運(yùn)行；西一跑道、北一跑道運(yùn)行過程中，兩條跑道之間相互不影響；東一跑道與北一跑道在運(yùn)行過程中，當(dāng)東一跑道實(shí)行向北起飛、向北進(jìn)近、復(fù)飛時(shí)，會(huì)對(duì)北一跑道的運(yùn)行產(chǎn)生影響， 因此本文主要對(duì)東一跑道與北一跑道的向北的起飛、進(jìn)近復(fù)飛以及向南的運(yùn)行模式以及間隔作出分析。

東一跑道與北一跑道的管制運(yùn)行模式分析

東一跑道北側(cè)延長線與北一跑道西側(cè)延長垂直，跑道頭互不重疊；北一跑道中心線距東一跑道頭1430m，東一跑道中心線距北一跑道340m，如圖2所示。

在跑道構(gòu)型不變的條件下，根據(jù)研究：東一跑道直線起飛離場不影響北一跑道向東離場；東一跑道向北偏置15°離場時(shí)，起飛離場保護(hù)區(qū)與北一跑道頭有重疊，東一跑道起飛運(yùn)行與北一跑道離場航空器之間航空器可能存在不滿足運(yùn)行間隔的情況，對(duì)北一跑道離場航空器運(yùn)行有影響；東一跑道向北進(jìn)近、復(fù)飛，I類精密進(jìn)近條件下，當(dāng)復(fù)飛爬升梯度大于6.0%，Ⅱ類精密進(jìn)近條件下，當(dāng)復(fù)飛爬升梯度大于6.67%時(shí)，東一跑道復(fù)飛航班與北一跑道起飛航班之間無尾流影響。

由于東一跑道起飛和進(jìn)近、復(fù)飛都可能會(huì)對(duì)北一跑道向東起飛運(yùn)行造成影響，所以在跑道構(gòu)型不變的條件下，只能實(shí)施相關(guān)運(yùn)行。

圖1 成都新機(jī)場跑道構(gòu)型圖

圖2 東一、北一跑道構(gòu)型

東一跑道向北起飛與北一跑道的運(yùn)行間隔分析

東一跑道向北直線起飛時(shí)，東一跑道向北起飛航空器標(biāo)準(zhǔn)儀表離場保護(hù)區(qū)與北一跑道頭重疊203m，如圖3所示。

根據(jù)相關(guān)調(diào)查和研究：側(cè)風(fēng)條件下（如圖4所示），若存在最小尾流速度為3m/s的尾流，其尾流渦旋的最大生存時(shí)限在2 min左右（取140s），尾流最大水平側(cè)向移動(dòng)距離為：300ft×140s/20s=2100ft（約640m）。所以東一起飛飛機(jī)的尾流在側(cè)風(fēng)條件下最多向東邊擴(kuò)散至距北一跑道頭543m+640m-320=863m。

對(duì)于D類飛機(jī)，若從跑道頭開始滑跑，其起飛滑跑離地距離至少為1016m，大于尾流擴(kuò)散距離863m，所以可認(rèn)為北一跑道的D類飛機(jī)起飛不受東一跑道起飛飛機(jī)的尾流影響。

對(duì)于C類飛機(jī)，若從跑道頭開始滑跑，其起飛滑跑離地距離至少為657m，在其離地時(shí)有可能會(huì)受東一跑道起飛飛機(jī)的尾流影響。

所以在跑道構(gòu)型不變的條件下，可以考慮將北一跑道D類飛機(jī)跑道入口等待點(diǎn)設(shè)置在跑道頭，C類飛機(jī)跑道入口等待點(diǎn)相應(yīng)地移至距跑道頭200m處（863m-657m≈200m），如圖5所示。

圖3 東一跑道直線起飛離場保護(hù)區(qū)

圖4 尾流在側(cè)風(fēng)條件下漂移示意圖

圖5 跑道入口等待點(diǎn)設(shè)置

圖6 東一跑道C類飛機(jī)飛行敏感區(qū)

圖7 東一跑道D類飛機(jī)飛行敏感區(qū)

圖8 東一跑道復(fù)飛情況

東一跑道向北進(jìn)近復(fù)飛與北一跑道的運(yùn)行間隔分析

根據(jù)第五章分析，東一跑道向北進(jìn)近復(fù)飛時(shí)，其基本ILS面、OAS面（I類、Ⅱ類）均與跑道有重疊，所以在跑道構(gòu)型不變的條件下，無法實(shí)行獨(dú)立運(yùn)行，只能實(shí)行相關(guān)運(yùn)行。

東一跑道航空器向北進(jìn)近著陸或復(fù)飛，北一跑道航空器向東起飛，東一、北一跑道夾角為90°，北一起飛離場航線與東一復(fù)飛進(jìn)近航段偏離至少30°。為使東一跑道向北進(jìn)近復(fù)飛和北一跑道向外側(cè)起飛，在確保安全的原則下，提高運(yùn)行容量，現(xiàn)對(duì)東一跑道提出C類、D類飛機(jī)飛行敏感區(qū)的概念，如圖6、圖7所示。

（一）飛行敏感區(qū)的設(shè)定參數(shù)：

（1）以跑道頭后900m為敏感區(qū)上邊界；

（2）以東一跑道與北一跑道延長線會(huì)聚點(diǎn)垂直向南3n mile（管制間隔）+1min提前量作為下邊界；

注：C類飛機(jī)最后進(jìn)近速度為295km/h、D類飛機(jī)最后進(jìn)近速度為345km/h；1min提前量為指令發(fā)布延遲時(shí)間。

（二）飛行敏感區(qū)的使用

（1）當(dāng)東一跑道進(jìn)近飛機(jī)飛至敏感區(qū)，則塔臺(tái)管制員不能再對(duì)北一跑道飛機(jī)發(fā)放起飛指令，直到飛機(jī)飛出敏感區(qū)并接地著陸。

（2）若東一跑道進(jìn)近飛機(jī)在敏感區(qū)內(nèi)發(fā)生復(fù)飛，直到飛機(jī)飛過東一跑道跑道與北一跑道的正切點(diǎn)后8km（都按C類計(jì)算），管制員才能繼續(xù)對(duì)北一跑道飛機(jī)發(fā)放起飛指令，如圖8所示。

東一跑道向南運(yùn)行與北一跑道的運(yùn)行間隔分析

根據(jù)文獻(xiàn)可知東一跑道向南運(yùn)行進(jìn)近時(shí)，東一跑道基本ILS面進(jìn)近面邊界與北一跑道區(qū)域有重疊（20m），與跑道頭600m后區(qū)域無重疊，如圖9所示，基本無影響。

使用東一跑道以Ⅰ類精密進(jìn)近向南運(yùn)行進(jìn)近時(shí)，最后進(jìn)近至航空器落地過程中，進(jìn)近航跡正切北一跑道頭，進(jìn)近保護(hù)區(qū)見圖10，Ⅰ類精密進(jìn)近OAS面中的W面（進(jìn)近面）及側(cè)面X（進(jìn)近過渡）面。進(jìn)近面保護(hù)區(qū)與北一跑道無重疊，進(jìn)近過渡面邊界距北一跑道頭31m，與北一跑道滑跑離地起始區(qū)（跑道頭以內(nèi)600m）無重疊。

使用東一跑道以Ⅱ類精密進(jìn)近標(biāo)準(zhǔn)向南進(jìn)近運(yùn)行，進(jìn)近航跡的保護(hù)區(qū)如圖11中W面（進(jìn)近面）及側(cè)面X（進(jìn)近過渡）面所示。Ⅱ類精密進(jìn)近運(yùn)行時(shí)，進(jìn)近面保護(hù)區(qū)邊界、進(jìn)近過渡面邊界均與北一跑道無重疊。

則認(rèn)為使用東一跑道以Ⅰ類、Ⅱ類精密進(jìn)近標(biāo)準(zhǔn)向南運(yùn)行時(shí)，東一跑道降落航班與北一跑道起飛航班無影響。

北一跑道的跑道容量分析

跑道容量計(jì)算模型

單跑道混合運(yùn)行（一起一降）：

單跑道用于降落：Q3=V/S

或Z+V ×T1間的較大者。

相關(guān)參數(shù)說明：

Z-起飛航空器離地時(shí)，最后進(jìn)近的航空器距跑道入口的距離。（根據(jù)《中國民用航空空中交通管理規(guī)則》第244條規(guī)定——在儀表進(jìn)近過程中，塔臺(tái)管制員給最后進(jìn)近航空器發(fā)布著陸許可最晚不能遲于其距跑道入口4km。再考慮到管制員增加的間隔裕度因素=1-3km，所以Z取6km。

V-航空器最后進(jìn)近速度

T -航空器落地后占用跑道時(shí)間，起飛為55s，著陸為50s

W-雷達(dá)尾流間隔

P-各機(jī)型組合出現(xiàn)概率

Q -小時(shí)起飛/著陸 架次

北一跑道獨(dú)立運(yùn)行

北一跑道只用于向東起飛，則北一跑道在單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的跑道容量：

表1 北一跑道起飛最小雷達(dá)尾流間隔

由表1數(shù)據(jù)可知，東一跑道起飛最小雷達(dá)尾流間隔

從跑道占用時(shí)間角度上計(jì)算：

北一跑道相關(guān)運(yùn)行

考慮東一跑道飛行敏感區(qū)對(duì)北一跑道起飛飛機(jī)放行指令影響后的北一跑道容量（為了保證北一跑道起飛的正常放行，故增大東一跑道的著陸間隔標(biāo)準(zhǔn)）：

圖9 東一跑道向南運(yùn)行基本ILS面

圖10 向南運(yùn)行Ⅰ類精密進(jìn)近OAS面

圖11 向南運(yùn)行Ⅱ類精密進(jìn)近OAS面

表2 東一跑道五邊最小雷達(dá)尾流間隔

由表2數(shù)據(jù)可知，五邊最小雷達(dá)尾流間隔

從跑道占用時(shí)間角度上計(jì)算：

由于北一跑道的起飛放行指令是按照東一跑道飛機(jī)的著陸為基準(zhǔn)，所以在東一跑道向北滿負(fù)荷進(jìn)近的情況下，北一跑道容量即等于東一跑道容量。

綜上，北一跑道容量如表3所示。

表3 北一跑道在不同情況下的容量

結(jié)語

成都新機(jī)場一期建設(shè)的3條跑道，根據(jù)分析可知西一跑道、東一跑道滿足寬距平行跑道運(yùn)行要求，可以按照獨(dú)立平行離場、獨(dú)立平行進(jìn)近等相關(guān)要求獨(dú)立運(yùn)行；西一跑道、北一跑道運(yùn)行過程中，兩條跑道之間相互不影響。因此，本文主要是針對(duì)北一跑道和東一跑道的向北運(yùn)行起飛、進(jìn)近和復(fù)飛，在跑道構(gòu)型不變的情況下，通過設(shè)定飛行敏感區(qū)，提高其安全性。但是經(jīng)過計(jì)算其跑道容量有所減少，因此，在未來研究中應(yīng)在確保安全的前提下，提高其跑道效率。

10.3969/j.issn.1001- 8972.2016.19.025