□ 民航華東空地區(qū)管局 趙亞東/文
2021年10月9日,上海虹橋國際機場(以下簡稱“虹橋機場”)南繞滑道投入試運行,2021年12月2日,虹橋機場北繞滑道也正式投入使用。至此,虹橋機場成為國內(nèi)首家使用跑道端繞滑道系統(tǒng)的機場,預(yù)計可減少約70%落地航班穿越起飛跑道的情況,在提升跑滑安全運行裕度的同時,離港航班等待時間有望進一步縮短。
本文介紹虹橋機場繞滑行道(以下簡稱“繞滑”)的布局及使用策略,分析運行以來的使用情況,探討提高繞滑使用效率的方法,希望能給其他需要建設(shè)繞滑的單位提供可借鑒的參考。
繞滑最早由德國法蘭克福機場提出并實踐,它能夠有效解決近距平行跑道(CSPR)運行關(guān)聯(lián)問題,特別是減少航空器穿越跑道帶來的風(fēng)險。從空管運行管理的角度看,繞滑最大的優(yōu)點是避免或減少跑道穿越的頻次,減少跑道侵入風(fēng)險、為縮短運行間隔奠定基礎(chǔ)。理論上,繞滑運行模式有兩種:從跑道末端繞滑(End Around Taxiway,EAT)和從跑道近端繞滑(Start Around Taxiway,SAT)。目前,國外機場使用的模式是EAT,國內(nèi)使用繞滑的機場有上海虹橋機場和貴陽龍洞堡機場兩家,虹橋機場使用的是EAT,貴陽龍洞堡機場使用的是EAT和SAT。
虹橋機場繞滑項目開始于2016年,當年虹橋機場旅客吞吐量達到約4046萬人次,航空器起降架次達到約26萬架次。虹橋機場緊鄰虹橋國際商務(wù)區(qū),位于我國經(jīng)濟最發(fā)達區(qū)域長三角的核心,輻射周邊數(shù)十個城市,是虹橋交通樞紐的重要組成部分,旅客出行需求旺盛,但是虹橋機場飛行區(qū)布局局促、擴展幾無可能,同時日常穿越跑道次數(shù)達到330架次左右,運行風(fēng)險和安全壓力問題日益突出,影響航班運行效率,無法滿足經(jīng)濟發(fā)展的需求。因此虹橋機場繞滑建設(shè)勢在必行。結(jié)合虹橋機場的地形結(jié)構(gòu)和設(shè)施布局,經(jīng)過民航華東地區(qū)管理局、上海機場集團、民航華東地區(qū)空管局、新時代設(shè)計院等各方專家的論證,最終確定了中間繞滑的布局模式(見圖1)。
按照虹橋機場繞滑的各項技術(shù)指標,可以允許翼展不超過36m(不含)的C類機(含)以下航空器使用繞滑。按照虹橋機場目前飛行區(qū)的使用情況,西跑道用于航空器起飛,東跑道用于航空器落地。航空器在東跑道落地脫離后,可以使用繞滑的航空器繼續(xù)滑行,不能使用繞滑的航空器等待穿越西跑道。例如,向南運行時,??课鲄^(qū)的落地航空器在東跑道落地后加入B滑,滑行到強制等待點HP2后,根據(jù)機型判斷是否可以使用南繞滑,C類機型(含)以下的繼續(xù)滑行加入南繞滑,到達強制等待點HP4后加入D滑。D類(含)以上的機型在H6等待穿越西跑道的機會。向北運行時,跟上述情況類似(見圖2)。
圖1:虹橋機場中間繞滑的布局模式
圖2:虹橋機場的繞滑策略示意
目前虹橋機場繞滑24小時運行,遇有特殊或緊急情況時,可以暫停繞滑使用,改用穿越跑道模式。為防止D類(含)以上的機型誤入繞滑,在繞滑入口設(shè)置了與跑道運行方向相關(guān)的停止排燈,一旦航空器誤入繞滑,還制定了相關(guān)的應(yīng)急處置程序。
虹橋機場繞滑自投入使用以來,整體運行平穩(wěn),經(jīng)發(fā)放問卷調(diào)查和會議溝通,機組總體反映運行順暢,降低了穿越跑道以及防跑道侵入的壓力,管制指揮順暢、移交順暢,管制指令清晰合理易于理解和執(zhí)行,目視遮蔽物遮蔽情況良好,不影響起飛,地面標志清晰。同時管制員也反映,降低了防止跑道侵入的壓力、提高了安全保障水平。
據(jù)統(tǒng)計,截至2022年2月底,有約15000架次的航空器使用了繞滑,進港航空器在繞滑上平均滑行時間約3.5分鐘,進港時間(從脫離跑道到??客C位)平均11.8分鐘,較原有的穿越跑道模式增加約2分鐘,出港時間(從航空器開始滑行到起飛)平均11.67分鐘,較沒有使用繞滑以前減少約1分鐘。和2019年2月同期相比,航班出港準點率提高了約15個百分點(數(shù)據(jù)來源于飛常準)。
目前,每日使用繞滑的航空器數(shù)量占原有穿越跑道航空器總量約70%,大大減少了穿越跑道帶來的運行風(fēng)險,基本上達到了前期設(shè)定的在不大幅增加滑行時間的基礎(chǔ)上提高安全保障水平、提高出港準點率的預(yù)期目標。虹橋機場的小時跑道容量也因此提高了2個架次。
在整體運行順暢的情況下,通過多次的現(xiàn)場調(diào)研和對機場、空管、航空公司的意見收集,匯總出以下問題:
1.機組使用繞滑的整體滑行速度有待提高,經(jīng)統(tǒng)計,機組在繞滑上滑行平均速度約為25公里/小時左右,沒有充分發(fā)揮B滑以及B滑延伸段的長直線的優(yōu)勢,導(dǎo)致使用繞滑后滑行時間變長。
2.部分非基地航空公司的機組對繞滑路線不熟悉,多次與管制員證實,還出現(xiàn)了兩起機組滑錯、險些造成跑道侵入的事件。
3.雖然航空器穿越跑道的數(shù)量減少了70%,但是翼展超36米以上的寬體機穿越跑道的情況依然存在,管制員依然不能對穿越跑道帶來的重大安全隱患放松警惕。虹橋機場受制于周邊環(huán)境的限制,航班量增長的空間不大,面對旺盛的旅客出行需求,越來越多的航空公司改用寬體機在虹橋機場運行,穿越跑道的架次將會越來越多。2019年寬體機占比在40%左右,預(yù)期疫情后將會逐步增加。
對于以上突出問題,按照民航相關(guān)規(guī)章要求,結(jié)合虹橋機場運行實際,筆者提出以下改進提高措施:
1.提高航空器在繞滑上的滑行速度,目前從機場管理和空管運行要求上看,對航空器滑行速度沒有限制,航空公司機組在保證安全的前提下可以提高滑行速度。從技術(shù)細節(jié)上,管制員提早做出預(yù)案,在判斷沒有滑行沖突的前提下,預(yù)先給出滑行指令覆蓋強制等待點,讓機組盡量在繞滑及相關(guān)滑行道上連貫不停的滑行起來。通過提高滑行速度,使得繞滑真正成為快速路。
2.虹橋塔臺、機坪管制等運行部門應(yīng)根據(jù)每月的運行情況及時與相關(guān)公司或代理單位溝通,提高機組對繞滑的熟悉程度。對于機組容易誤入H1或H7道口的情況,可以采用兩種措施,一是利用防跑道侵入光電系統(tǒng)及時提醒管制員航空器的誤滑行為,一旦場面監(jiān)視雷達發(fā)現(xiàn)航空器的動態(tài)與管制員的指令相違背,系統(tǒng)會及時給出告警,管制員可以及時制止糾正機組的錯誤行為。二是在H1或H7道口設(shè)置與繞滑相關(guān)聯(lián)的紅色停止排燈提醒機組,具體細節(jié)上,北繞滑使用時H1處的紅色停止排燈亮,南繞滑使用時H7處的紅色停止排燈亮。通過醒目的紅色停止排燈,可更直觀更有效地減少機組的誤入行為。
3.目前虹橋機場繞滑只能允許翼展36m(不含)以下的C類機型使用,原因在于起飛爬升面的保護和與圍界的安全距離,按照國際民用航空公約附件14中的要求,為了使得A320、B737等常見的C類機型能夠使用繞滑,把西跑道的跑道末端內(nèi)移了150米,跑道末端變?yōu)镠6,按照2%的爬升梯度,計算投影如圖3。
圖3:計算投影
這樣才使得翼展36m(不含)以下的C類機型能夠使用繞滑,造成這種限制現(xiàn)象的根本原因在于跑道末端到機場圍界縱向距離不夠。要實現(xiàn)所有類型的航空器都能使用繞滑才能杜絕跑道穿越帶來的風(fēng)險,這也是虹橋機場繞滑最終要實現(xiàn)的目標。根據(jù)規(guī)章制度的限制理論,可以探討使用三種方案:
第一種方案,研究西跑道末端繼續(xù)內(nèi)移。目前已經(jīng)內(nèi)移了150米,可用起飛距離為3210米,可用起飛滑跑距離為3150米,可用加速停止距離為3300米。按照虹橋機場目前能起降的最大機型B747-8計算,垂尾高度為19.4米,按照2%的爬升梯度,跑道末端內(nèi)移還至少需要280米,上述可用起飛距離、可用加速停止距離以及落地可用距離等各項指標將進一步縮減,是否能滿足機場和航空公司的要求,是否能夠滿足周圍環(huán)保要求,還需要進一步討論。參考國際上的千萬級以上大型機場,3000米左右的可用起飛距離是能夠滿足絕大部分機型起飛需求的。
第二種方案,借鑒貴陽機場的下凹工藝的使用經(jīng)驗。繞滑下凹可以增大航空器的垂尾與起飛爬升面之間的距離,從而減少對機型的限制。但是下凹工藝對機場地下空間的要求很高,對施工工藝提出很高的要求,特別是虹橋機場跑道下方有隧道、地鐵、河流、各種管線等,需要更加合理、更加完善的方案,需要謹慎且科學(xué)的研討。
第三種方案,研討使用跑道近端繞滑模式。按照虹橋機場的實際情況就是使用起飛跑道的起始端繞滑,即從起飛航空器的后面滑過。這種模式可以避免受制于起飛爬升面的限制。但是帶來的問題是對于落地航空器導(dǎo)航信號的影響,由于虹橋機場兩條近距跑道間隔只有365米,跑道起始端繞滑的部分區(qū)域處于盲降信號的保護區(qū)內(nèi),對于盲降信號的影響又是一個新的課題。這個方案將需要更多的研討以及導(dǎo)航校飛的驗證。
虹橋機場繞滑自使用以來,整體運行平穩(wěn)順暢,減少了跑道穿越次數(shù),提高了跑道安全裕度,減輕了飛行員和管制員穿越跑道的工作壓力,在增加滑行時間不多的情況下提高了機場整體的運行效率,提高了小時跑道容量,在滑行速度、增加保障機型方面還有提升空間。
目前繞滑在國內(nèi)及國外機場的運行均比較少,但是隨著國內(nèi)平行跑道的數(shù)量越來越多,跑道穿越成為跑道安全的重大隱患,限制了機場保障效率的提高,繞滑的需求會越來越多,目前上海浦東、廣州白云、深圳寶安等機場已經(jīng)開始或計劃開始繞滑建設(shè)。對于繞滑這個新鮮事物,各個機場應(yīng)該在規(guī)劃、建設(shè)、運行等方面加強溝通交流,加快實踐探索,盡快形成我國在此領(lǐng)域的行業(yè)標準規(guī)范。