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虹桥机场绕滑行道设置及运行情况分析

2022-07-07民航华东空地区管局赵亚东

民航管理 2022年5期
关键词:管制员航空器机型

□ 民航华东空地区管局 赵亚东/文

2021年10月9日,上海虹桥国际机场(以下简称“虹桥机场”)南绕滑道投入试运行,2021年12月2日,虹桥机场北绕滑道也正式投入使用。至此,虹桥机场成为国内首家使用跑道端绕滑道系统的机场,预计可减少约70%落地航班穿越起飞跑道的情况,在提升跑滑安全运行裕度的同时,离港航班等待时间有望进一步缩短。

本文介绍虹桥机场绕滑行道(以下简称“绕滑”)的布局及使用策略,分析运行以来的使用情况,探讨提高绕滑使用效率的方法,希望能给其他需要建设绕滑的单位提供可借鉴的参考。

虹桥机场绕滑的设置和使用策略

(一)绕滑的概念

绕滑最早由德国法兰克福机场提出并实践,它能够有效解决近距平行跑道(CSPR)运行关联问题,特别是减少航空器穿越跑道带来的风险。从空管运行管理的角度看,绕滑最大的优点是避免或减少跑道穿越的频次,减少跑道侵入风险、为缩短运行间隔奠定基础。理论上,绕滑运行模式有两种:从跑道末端绕滑(End Around Taxiway,EAT)和从跑道近端绕滑(Start Around Taxiway,SAT)。目前,国外机场使用的模式是EAT,国内使用绕滑的机场有上海虹桥机场和贵阳龙洞堡机场两家,虹桥机场使用的是EAT,贵阳龙洞堡机场使用的是EAT和SAT。

(二)虹桥机场绕滑的设置

虹桥机场绕滑项目开始于2016年,当年虹桥机场旅客吞吐量达到约4046万人次,航空器起降架次达到约26万架次。虹桥机场紧邻虹桥国际商务区,位于我国经济最发达区域长三角的核心,辐射周边数十个城市,是虹桥交通枢纽的重要组成部分,旅客出行需求旺盛,但是虹桥机场飞行区布局局促、扩展几无可能,同时日常穿越跑道次数达到330架次左右,运行风险和安全压力问题日益突出,影响航班运行效率,无法满足经济发展的需求。因此虹桥机场绕滑建设势在必行。结合虹桥机场的地形结构和设施布局,经过民航华东地区管理局、上海机场集团、民航华东地区空管局、新时代设计院等各方专家的论证,最终确定了中间绕滑的布局模式(见图1)。

(三)虹桥机场绕滑的使用策略

按照虹桥机场绕滑的各项技术指标,可以允许翼展不超过36m(不含)的C类机(含)以下航空器使用绕滑。按照虹桥机场目前飞行区的使用情况,西跑道用于航空器起飞,东跑道用于航空器落地。航空器在东跑道落地脱离后,可以使用绕滑的航空器继续滑行,不能使用绕滑的航空器等待穿越西跑道。例如,向南运行时,停靠西区的落地航空器在东跑道落地后加入B滑,滑行到强制等待点HP2后,根据机型判断是否可以使用南绕滑,C类机型(含)以下的继续滑行加入南绕滑,到达强制等待点HP4后加入D滑。D类(含)以上的机型在H6等待穿越西跑道的机会。向北运行时,跟上述情况类似(见图2)。

图1:虹桥机场中间绕滑的布局模式

图2:虹桥机场的绕滑策略示意

目前虹桥机场绕滑24小时运行,遇有特殊或紧急情况时,可以暂停绕滑使用,改用穿越跑道模式。为防止D类(含)以上的机型误入绕滑,在绕滑入口设置了与跑道运行方向相关的停止排灯,一旦航空器误入绕滑,还制定了相关的应急处置程序。

虹桥机场绕滑运行情况分析及提高措施

(一)运行整体情况分析

虹桥机场绕滑自投入使用以来,整体运行平稳,经发放问卷调查和会议沟通,机组总体反映运行顺畅,降低了穿越跑道以及防跑道侵入的压力,管制指挥顺畅、移交顺畅,管制指令清晰合理易于理解和执行,目视遮蔽物遮蔽情况良好,不影响起飞,地面标志清晰。同时管制员也反映,降低了防止跑道侵入的压力、提高了安全保障水平。

据统计,截至2022年2月底,有约15000架次的航空器使用了绕滑,进港航空器在绕滑上平均滑行时间约3.5分钟,进港时间(从脱离跑道到停靠停机位)平均11.8分钟,较原有的穿越跑道模式增加约2分钟,出港时间(从航空器开始滑行到起飞)平均11.67分钟,较没有使用绕滑以前减少约1分钟。和2019年2月同期相比,航班出港准点率提高了约15个百分点(数据来源于飞常准)。

目前,每日使用绕滑的航空器数量占原有穿越跑道航空器总量约70%,大大减少了穿越跑道带来的运行风险,基本上达到了前期设定的在不大幅增加滑行时间的基础上提高安全保障水平、提高出港准点率的预期目标。虹桥机场的小时跑道容量也因此提高了2个架次。

(二)运行中的问题和完善措施

在整体运行顺畅的情况下,通过多次的现场调研和对机场、空管、航空公司的意见收集,汇总出以下问题:

1.机组使用绕滑的整体滑行速度有待提高,经统计,机组在绕滑上滑行平均速度约为25公里/小时左右,没有充分发挥B滑以及B滑延伸段的长直线的优势,导致使用绕滑后滑行时间变长。

2.部分非基地航空公司的机组对绕滑路线不熟悉,多次与管制员证实,还出现了两起机组滑错、险些造成跑道侵入的事件。

3.虽然航空器穿越跑道的数量减少了70%,但是翼展超36米以上的宽体机穿越跑道的情况依然存在,管制员依然不能对穿越跑道带来的重大安全隐患放松警惕。虹桥机场受制于周边环境的限制,航班量增长的空间不大,面对旺盛的旅客出行需求,越来越多的航空公司改用宽体机在虹桥机场运行,穿越跑道的架次将会越来越多。2019年宽体机占比在40%左右,预期疫情后将会逐步增加。

对于以上突出问题,按照民航相关规章要求,结合虹桥机场运行实际,笔者提出以下改进提高措施:

1.提高航空器在绕滑上的滑行速度,目前从机场管理和空管运行要求上看,对航空器滑行速度没有限制,航空公司机组在保证安全的前提下可以提高滑行速度。从技术细节上,管制员提早做出预案,在判断没有滑行冲突的前提下,预先给出滑行指令覆盖强制等待点,让机组尽量在绕滑及相关滑行道上连贯不停的滑行起来。通过提高滑行速度,使得绕滑真正成为快速路。

2.虹桥塔台、机坪管制等运行部门应根据每月的运行情况及时与相关公司或代理单位沟通,提高机组对绕滑的熟悉程度。对于机组容易误入H1或H7道口的情况,可以采用两种措施,一是利用防跑道侵入光电系统及时提醒管制员航空器的误滑行为,一旦场面监视雷达发现航空器的动态与管制员的指令相违背,系统会及时给出告警,管制员可以及时制止纠正机组的错误行为。二是在H1或H7道口设置与绕滑相关联的红色停止排灯提醒机组,具体细节上,北绕滑使用时H1处的红色停止排灯亮,南绕滑使用时H7处的红色停止排灯亮。通过醒目的红色停止排灯,可更直观更有效地减少机组的误入行为。

3.目前虹桥机场绕滑只能允许翼展36m(不含)以下的C类机型使用,原因在于起飞爬升面的保护和与围界的安全距离,按照国际民用航空公约附件14中的要求,为了使得A320、B737等常见的C类机型能够使用绕滑,把西跑道的跑道末端内移了150米,跑道末端变为H6,按照2%的爬升梯度,计算投影如图3。

图3:计算投影

这样才使得翼展36m(不含)以下的C类机型能够使用绕滑,造成这种限制现象的根本原因在于跑道末端到机场围界纵向距离不够。要实现所有类型的航空器都能使用绕滑才能杜绝跑道穿越带来的风险,这也是虹桥机场绕滑最终要实现的目标。根据规章制度的限制理论,可以探讨使用三种方案:

第一种方案,研究西跑道末端继续内移。目前已经内移了150米,可用起飞距离为3210米,可用起飞滑跑距离为3150米,可用加速停止距离为3300米。按照虹桥机场目前能起降的最大机型B747-8计算,垂尾高度为19.4米,按照2%的爬升梯度,跑道末端内移还至少需要280米,上述可用起飞距离、可用加速停止距离以及落地可用距离等各项指标将进一步缩减,是否能满足机场和航空公司的要求,是否能够满足周围环保要求,还需要进一步讨论。参考国际上的千万级以上大型机场,3000米左右的可用起飞距离是能够满足绝大部分机型起飞需求的。

第二种方案,借鉴贵阳机场的下凹工艺的使用经验。绕滑下凹可以增大航空器的垂尾与起飞爬升面之间的距离,从而减少对机型的限制。但是下凹工艺对机场地下空间的要求很高,对施工工艺提出很高的要求,特别是虹桥机场跑道下方有隧道、地铁、河流、各种管线等,需要更加合理、更加完善的方案,需要谨慎且科学的研讨。

第三种方案,研讨使用跑道近端绕滑模式。按照虹桥机场的实际情况就是使用起飞跑道的起始端绕滑,即从起飞航空器的后面滑过。这种模式可以避免受制于起飞爬升面的限制。但是带来的问题是对于落地航空器导航信号的影响,由于虹桥机场两条近距跑道间隔只有365米,跑道起始端绕滑的部分区域处于盲降信号的保护区内,对于盲降信号的影响又是一个新的课题。这个方案将需要更多的研讨以及导航校飞的验证。

总 结

虹桥机场绕滑自使用以来,整体运行平稳顺畅,减少了跑道穿越次数,提高了跑道安全裕度,减轻了飞行员和管制员穿越跑道的工作压力,在增加滑行时间不多的情况下提高了机场整体的运行效率,提高了小时跑道容量,在滑行速度、增加保障机型方面还有提升空间。

目前绕滑在国内及国外机场的运行均比较少,但是随着国内平行跑道的数量越来越多,跑道穿越成为跑道安全的重大隐患,限制了机场保障效率的提高,绕滑的需求会越来越多,目前上海浦东、广州白云、深圳宝安等机场已经开始或计划开始绕滑建设。对于绕滑这个新鲜事物,各个机场应该在规划、建设、运行等方面加强沟通交流,加快实践探索,尽快形成我国在此领域的行业标准规范。

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