航空器缩减尾流间隔运行的可行性探究

摘 要：欧洲于2007年提出了航空器尾流重新分类（RECAT）的概念，通过重新计算各类别组合下的安全间隔，在确保安全水平不降低的情况下提出了缩减运行间隔的标准。本文通过研究欧洲尾流重新分类技术的工作原理、优势和设计方法，结合国内外运行经验及中国民航运行特点探究了该技术航空器缩减尾流间隔运行应用的可行性，并通过举例说明此次实验过程。

关键词：航空器尾流;重新分类;安全间隔;标准

1 航空器尾流

1.1 航空器尾流定义

任何航空器都会在空气中产生尾流，就像船在水中航行时掀起波浪和涡流。航空器尾流是透明不可见的。民航航班运行必须在前后客机之间保持安全尾流间隔，防止后机进入前机尾涡流场引起俯仰、滚转、失速等危险情况[1]。

2.1 航空器尾流间隔

航空器尾流间隔是机场容量的重要限制因素之一，欧洲民航制定了基于实践经验的尾流间隔标准。旨在提高机场容量和效率，增加跑道吞吐量，现行航空器尾流间隔将航空器按照最大起飞重量来进行分类，进而给出不同类别组合下的航空器尾流间隔标准[2]。

在空中流量不大时，尾流间隔无关紧要。但随着空中流量的持续增长，相对保守的尾流间隔标可能会在一定程度上限制了机场的容量提升，造成了不必要的航班延误及航班等待[3]。

2 航空器尾流重新分类技术

欧洲于2007年提出了航空器RECAT的概念，在综合考虑飞机重量、翼展、速度、展弦比等参数的基础上，将航空器重新分成六类，通过重新计算各类别组合下的安全间隔，在确保安全水平不降低的情况下提出了缩减运行间隔的标准[4]。

RECAT-EU对重型、中型进行了细分，因此航班的间隔有所缩减，同时考虑到輕型飞机遭遇尾流后安全风险基础上又适度增加了这类组合下的间隔。经实验表明，机场在实施RECAT-EU后，可提升机场容量，改变了高峰时段的分布情况，缩短起降队列中的等待时间[5]。

我国民航局于2015年出台了相关策略。该策略明确了航行系统发展规划的总体目标与基本原则。针对尾流间隔缩减技术研究方面，民航局空管协同中国民航大学开展在我国推广应用RECAT技术可行性的研究、实施条件、建议方案以及机型分类指标与安全间隔计算方法[6]。

随后民航局在广州机场和深圳机场开展尾流再分类管制实验运行。实验将分三个阶段：第一阶段是启动广州机场和深圳机场的RECAT实验运行，采用RECAT-CN标准;第二阶段是巩固并扩大范围。扩大实施对象范围至国内外全部航空公司的航空器;第三阶段是引入规章开展试运行。根据前期实验运行情况，结合飞行、管制实际运行需求，将RECAT-CN引入现有民航规章，明确实施条件，在国内主要繁忙机场开展RECAT试运行工作[7]。

3 缩减尾流间隔运行方法

采用RECAT方法缩减尾流间隔运行的几个步骤如下：

3.1 建立一个具有来源可追溯性的数据平台

通过大量收集飞机机型特性数据、尾迹数据、尾涡消散数据、最终进近速度剖面进入数据平台，完成对各类飞机最大着陆重量、翼展、展弦比等参数的统计整理，存入数据库，并通过数据分析建立相关模型。

3.2 制定合理的尾流间隔安全指标

通过合理选取尾流间隔安全指标，根据选定的机型，完成各机型组合下安全指标的计算，同时确定可接受的最低安全标准。

3.3 严重度指标度量

以安全指标的计算结果为基础，根据前期收集的相关飞行试验活动的数据，分析计算各机型组合在不同间隔距离下的尾涡强度，验证尾涡遭遇严重度指标的合理性，其中严重程度指标的制定需要得到多个专家组认可[8]。

3.4 最小安全间隔计算

根据确定的最低安全标准及计算的各机型组合在不同间隔距离下的遭遇严重程度结果，完成各机型最小安全间隔的计算。

3.5 航空器重新分类及完善

根据对各机型最小安全间隔的分析，结合数据库统计的数据，完成机型的分类，并不断进行改进和完善。

3.6 仿真预测和评估

对调整后的尾流间隔标准进行仿真预测，判断其提升效果，同时完成安全性分析。

3.7 建立可靠的安全案例

综合安全案例，同时根据实践试飞情况，为重新分类方法和结果提供安全保证，提供结构化论据和支持证据和参考。

4 结论与展望

本文通过对RECAT技术的介绍和应用方法分析，表明该方法是一种具有高可行性的实践性的缩减尾流间隔运行的方法。

开展RECAT研究可打破欧美在的RECAT技术应用和安全性测试评估方面的封锁，走出适应我国民航发展的航空器重新分类技术，同时加快新技术的研究和实际应用，提高科学生产力，创造相应的价值。

参考文献

[1] 刘继新，江灏，董欣放，兰思洁，王浩哲.基于空中交通密度的进场航班动态协同排序方法[J/OL].航空学报：1-17[2020-07-11].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.1929.V.20200410.1908.004.html.

[2] 李直霖，潘卫军，张晓磊，冉斌.基于RECAT的江北机场终端区实施效果预测分析[J].民航学报，2019，3（03）：68-72+28.

[3] 左杰俊. 进近阶段飞机尾流遭遇风险研究[D].中国民用航空飞行学院，2019.

[4] 祝琳芸. 基于改进RECAT尾流标准的我国多跑道机场容量分析[D].中国民用航空飞行学院，2019.

[5] 潘卫军，冉斌，吴郑源，朱新平.尾流间隔分类标准综述[J].中国民航飞行学院学报，2019，30（02）：54-57+62.

[6] 魏志强，牟明江.飞机尾流间隔标准中的机型分类方法[J].空军工程大学学报（自然科学版），2019，20（01）：32-37.

[7] 魏志强，吴金栋，刘馨泽，李娜.空中交通尾流间隔标准的安全性评估分析[J].中国安全生产科学技术，2018，14（12）：180-185.

[8] 梁海军，邓文祥，梁延安，左杰俊.航空器尾流间隔动态缩减技术现状[J].兵器装备工程学报，2018，39（12）：15-19.

作者简介：龚立平，男，籍贯台山，民族汉，本科学历，就职于中国民用航空中南地区空中交通管理局，邮编510406，职称：初级工程师，从事于机场管制区空中交通指挥工作，主要研究：广州市白云机场缩减尾流间隔的可行性研究。