成都新机场交叉跑道管制运行模式

成都新机场交叉跑道管制运行模式

成都新机场一期工程跑道构型

成都天府国际机场位于成都简阳市芦葭镇附近，距成都市中心51km，是“十三五”规划建设的我国最大民用运输枢纽机场项目，定位为中国第四个国家级国际航空枢纽，丝绸之路经济带最大的航空港，将负责成都出港的全部国际航线。

成都新机场推荐的一期工程跑道构型由三条跑道组成，由机场飞行区西部的一组两条宽距平行跑道（满足双跑道同时独立进近运行），和飞行区东部的一条侧向跑道构成。侧向跑道用于向东起飞，一组宽距跑道在不同模式下将存在起飞和到达混用。新机场近期规划总面积 21.3km2，为三条跑道，分别为北一跑道、西一跑道、东一跑道。其中西一、东一跑道与现双流国际机场跑道平行，北一跑道与之垂直，预计 2020 年建成并投入使用。其具体参数为：北一跑道长3800m，宽 45m；西一跑道长 4000m，宽 60m；东一跑道长 3200m，宽 45m。跑道构型如图1所示。

对于前期三条跑道，经过研究分析：西一跑道、东一跑道（如图1所示）满足宽距平行跑道运行要求（根据中国民航《平行跑道同时仪表运行管理规定》：两条平行跑道中心线的间距不小于1035m时，允许航空器按照独立平行仪表进近的模式运行），因此西一和东一跑道可以按照独立平行离场、独立平行进近等相关要求独立运行；西一跑道、北一跑道运行过程中，两条跑道之间相互不影响；东一跑道与北一跑道在运行过程中，当东一跑道实行向北起飞、向北进近、复飞时，会对北一跑道的运行产生影响， 因此本文主要对东一跑道与北一跑道的向北的起飞、进近复飞以及向南的运行模式以及间隔作出分析。

东一跑道与北一跑道的管制运行模式分析

东一跑道北侧延长线与北一跑道西侧延长垂直，跑道头互不重叠；北一跑道中心线距东一跑道头1430m，东一跑道中心线距北一跑道340m，如图2所示。

在跑道构型不变的条件下，根据研究：东一跑道直线起飞离场不影响北一跑道向东离场；东一跑道向北偏置15°离场时，起飞离场保护区与北一跑道头有重叠，东一跑道起飞运行与北一跑道离场航空器之间航空器可能存在不满足运行间隔的情况，对北一跑道离场航空器运行有影响；东一跑道向北进近、复飞，I类精密进近条件下，当复飞爬升梯度大于6.0%，Ⅱ类精密进近条件下，当复飞爬升梯度大于6.67%时，东一跑道复飞航班与北一跑道起飞航班之间无尾流影响。

由于东一跑道起飞和进近、复飞都可能会对北一跑道向东起飞运行造成影响，所以在跑道构型不变的条件下，只能实施相关运行。

图1 成都新机场跑道构型图

图2 东一、北一跑道构型

东一跑道向北起飞与北一跑道的运行间隔分析

东一跑道向北直线起飞时，东一跑道向北起飞航空器标准仪表离场保护区与北一跑道头重叠203m，如图3所示。

根据相关调查和研究：侧风条件下（如图4所示），若存在最小尾流速度为3m/s的尾流，其尾流涡旋的最大生存时限在2 min左右（取140s），尾流最大水平侧向移动距离为：300ft×140s/20s=2100ft（约640m）。所以东一起飞飞机的尾流在侧风条件下最多向东边扩散至距北一跑道头543m+640m-320=863m。

对于D类飞机，若从跑道头开始滑跑，其起飞滑跑离地距离至少为1016m，大于尾流扩散距离863m，所以可认为北一跑道的D类飞机起飞不受东一跑道起飞飞机的尾流影响。

对于C类飞机，若从跑道头开始滑跑，其起飞滑跑离地距离至少为657m，在其离地时有可能会受东一跑道起飞飞机的尾流影响。

所以在跑道构型不变的条件下，可以考虑将北一跑道D类飞机跑道入口等待点设置在跑道头，C类飞机跑道入口等待点相应地移至距跑道头200m处（863m-657m≈200m），如图5所示。

图3 东一跑道直线起飞离场保护区

图4 尾流在侧风条件下漂移示意图

图5 跑道入口等待点设置

图6 东一跑道C类飞机飞行敏感区

图7 东一跑道D类飞机飞行敏感区

图8 东一跑道复飞情况

东一跑道向北进近复飞与北一跑道的运行间隔分析

根据第五章分析，东一跑道向北进近复飞时，其基本ILS面、OAS面（I类、Ⅱ类）均与跑道有重叠，所以在跑道构型不变的条件下，无法实行独立运行，只能实行相关运行。

东一跑道航空器向北进近着陆或复飞，北一跑道航空器向东起飞，东一、北一跑道夹角为90°，北一起飞离场航线与东一复飞进近航段偏离至少30°。为使东一跑道向北进近复飞和北一跑道向外侧起飞，在确保安全的原则下，提高运行容量，现对东一跑道提出C类、D类飞机飞行敏感区的概念，如图6、图7所示。

（一）飞行敏感区的设定参数：

（1）以跑道头后900m为敏感区上边界；

（2）以东一跑道与北一跑道延长线会聚点垂直向南3n mile（管制间隔）+1min提前量作为下边界；

注：C类飞机最后进近速度为295km/h、D类飞机最后进近速度为345km/h；1min提前量为指令发布延迟时间。

（二）飞行敏感区的使用

（1）当东一跑道进近飞机飞至敏感区，则塔台管制员不能再对北一跑道飞机发放起飞指令，直到飞机飞出敏感区并接地着陆。

（2）若东一跑道进近飞机在敏感区内发生复飞，直到飞机飞过东一跑道跑道与北一跑道的正切点后8km（都按C类计算），管制员才能继续对北一跑道飞机发放起飞指令，如图8所示。

东一跑道向南运行与北一跑道的运行间隔分析

根据文献可知东一跑道向南运行进近时，东一跑道基本ILS面进近面边界与北一跑道区域有重叠（20m），与跑道头600m后区域无重叠，如图9所示，基本无影响。

使用东一跑道以Ⅰ类精密进近向南运行进近时，最后进近至航空器落地过程中，进近航迹正切北一跑道头，进近保护区见图10，Ⅰ类精密进近OAS面中的W面（进近面）及侧面X（进近过渡）面。进近面保护区与北一跑道无重叠，进近过渡面边界距北一跑道头31m，与北一跑道滑跑离地起始区（跑道头以内600m）无重叠。

使用东一跑道以Ⅱ类精密进近标准向南进近运行，进近航迹的保护区如图11中W面（进近面）及侧面X（进近过渡）面所示。Ⅱ类精密进近运行时，进近面保护区边界、进近过渡面边界均与北一跑道无重叠。

则认为使用东一跑道以Ⅰ类、Ⅱ类精密进近标准向南运行时，东一跑道降落航班与北一跑道起飞航班无影响。

北一跑道的跑道容量分析

跑道容量计算模型

单跑道混合运行（一起一降）：

单跑道用于降落：Q3=V/S

或Z+V ×T1间的较大者。

相关参数说明：

Z-起飞航空器离地时，最后进近的航空器距跑道入口的距离。（根据《中国民用航空空中交通管理规则》第244条规定——在仪表进近过程中，塔台管制员给最后进近航空器发布着陆许可最晚不能迟于其距跑道入口4km。再考虑到管制员增加的间隔裕度因素=1-3km，所以Z取6km。

V-航空器最后进近速度

T -航空器落地后占用跑道时间，起飞为55s，着陆为50s

W-雷达尾流间隔

P-各机型组合出现概率

Q -小时起飞/着陆 架次

北一跑道独立运行

北一跑道只用于向东起飞，则北一跑道在单独运行时的跑道容量：

表1 北一跑道起飞最小雷达尾流间隔

由表1数据可知，东一跑道起飞最小雷达尾流间隔

从跑道占用时间角度上计算：

北一跑道相关运行

考虑东一跑道飞行敏感区对北一跑道起飞飞机放行指令影响后的北一跑道容量（为了保证北一跑道起飞的正常放行，故增大东一跑道的着陆间隔标准）：

图9 东一跑道向南运行基本ILS面

图10 向南运行Ⅰ类精密进近OAS面

图11 向南运行Ⅱ类精密进近OAS面

表2 东一跑道五边最小雷达尾流间隔

由表2数据可知，五边最小雷达尾流间隔

从跑道占用时间角度上计算：

由于北一跑道的起飞放行指令是按照东一跑道飞机的着陆为基准，所以在东一跑道向北满负荷进近的情况下，北一跑道容量即等于东一跑道容量。

综上，北一跑道容量如表3所示。

表3 北一跑道在不同情况下的容量

结语

成都新机场一期建设的3条跑道，根据分析可知西一跑道、东一跑道满足宽距平行跑道运行要求，可以按照独立平行离场、独立平行进近等相关要求独立运行；西一跑道、北一跑道运行过程中，两条跑道之间相互不影响。因此，本文主要是针对北一跑道和东一跑道的向北运行起飞、进近和复飞，在跑道构型不变的情况下，通过设定飞行敏感区，提高其安全性。但是经过计算其跑道容量有所减少，因此，在未来研究中应在确保安全的前提下，提高其跑道效率。

10.3969/j.issn.1001- 8972.2016.19.025