航空器縮減尾流間隔運行的可行性探究

摘 要：歐洲于2007年提出了航空器尾流重新分類（RECAT）的概念，通過重新計算各類別組合下的安全間隔，在確保安全水平不降低的情況下提出了縮減運行間隔的標準。本文通過研究歐洲尾流重新分類技術的工作原理、優勢和設計方法，結合國內外運行經驗及中國民航運行特點探究了該技術航空器縮減尾流間隔運行應用的可行性，并通過舉例說明此次實驗過程。

關鍵詞：航空器尾流;重新分類;安全間隔;標準

1 航空器尾流

1.1 航空器尾流定義

任何航空器都會在空氣中產生尾流，就像船在水中航行時掀起波浪和渦流。航空器尾流是透明不可見的。民航航班運行必須在前后客機之間保持安全尾流間隔，防止后機進入前機尾渦流場引起俯仰、滾轉、失速等危險情況[1]。

2.1 航空器尾流間隔

航空器尾流間隔是機場容量的重要限制因素之一，歐洲民航制定了基于實踐經驗的尾流間隔標準。旨在提高機場容量和效率，增加跑道吞吐量，現行航空器尾流間隔將航空器按照最大起飛重量來進行分類，進而給出不同類別組合下的航空器尾流間隔標準[2]。

在空中流量不大時，尾流間隔無關緊要。但隨著空中流量的持續增長，相對保守的尾流間隔標可能會在一定程度上限制了機場的容量提升，造成了不必要的航班延誤及航班等待[3]。

2 航空器尾流重新分類技術

歐洲于2007年提出了航空器RECAT的概念，在綜合考慮飛機重量、翼展、速度、展弦比等參數的基礎上，將航空器重新分成六類，通過重新計算各類別組合下的安全間隔，在確保安全水平不降低的情況下提出了縮減運行間隔的標準[4]。

RECAT-EU對重型、中型進行了細分，因此航班的間隔有所縮減，同時考慮到輕型飛機遭遇尾流后安全風險基礎上又適度增加了這類組合下的間隔。經實驗表明，機場在實施RECAT-EU后，可提升機場容量，改變了高峰時段的分布情況，縮短起降隊列中的等待時間[5]。

我國民航局于2015年出臺了相關策略。該策略明確了航行系統發展規劃的總體目標與基本原則。針對尾流間隔縮減技術研究方面，民航局空管協同中國民航大學開展在我國推廣應用RECAT技術可行性的研究、實施條件、建議方案以及機型分類指標與安全間隔計算方法[6]。

隨后民航局在廣州機場和深圳機場開展尾流再分類管制實驗運行。實驗將分三個階段：第一階段是啟動廣州機場和深圳機場的RECAT實驗運行，采用RECAT-CN標準;第二階段是鞏固并擴大范圍。擴大實施對象范圍至國內外全部航空公司的航空器;第三階段是引入規章開展試運行。根據前期實驗運行情況，結合飛行、管制實際運行需求，將RECAT-CN引入現有民航規章，明確實施條件，在國內主要繁忙機場開展RECAT試運行工作[7]。

3 縮減尾流間隔運行方法

采用RECAT方法縮減尾流間隔運行的幾個步驟如下：

3.1 建立一個具有來源可追溯性的數據平臺

通過大量收集飛機機型特性數據、尾跡數據、尾渦消散數據、最終進近速度剖面進入數據平臺，完成對各類飛機最大著陸重量、翼展、展弦比等參數的統計整理，存入數據庫，并通過數據分析建立相關模型。

3.2 制定合理的尾流間隔安全指標

通過合理選取尾流間隔安全指標，根據選定的機型，完成各機型組合下安全指標的計算，同時確定可接受的最低安全標準。

3.3 嚴重度指標度量

以安全指標的計算結果為基礎，根據前期收集的相關飛行試驗活動的數據，分析計算各機型組合在不同間隔距離下的尾渦強度，驗證尾渦遭遇嚴重度指標的合理性，其中嚴重程度指標的制定需要得到多個專家組認可[8]。

3.4 最小安全間隔計算

根據確定的最低安全標準及計算的各機型組合在不同間隔距離下的遭遇嚴重程度結果，完成各機型最小安全間隔的計算。

3.5 航空器重新分類及完善

根據對各機型最小安全間隔的分析，結合數據庫統計的數據，完成機型的分類，并不斷進行改進和完善。

3.6 仿真預測和評估

對調整后的尾流間隔標準進行仿真預測，判斷其提升效果，同時完成安全性分析。

3.7 建立可靠的安全案例

綜合安全案例，同時根據實踐試飛情況，為重新分類方法和結果提供安全保證，提供結構化論據和支持證據和參考。

4 結論與展望

本文通過對RECAT技術的介紹和應用方法分析，表明該方法是一種具有高可行性的實踐性的縮減尾流間隔運行的方法。

開展RECAT研究可打破歐美在的RECAT技術應用和安全性測試評估方面的封鎖，走出適應我國民航發展的航空器重新分類技術，同時加快新技術的研究和實際應用，提高科學生產力，創造相應的價值。

參考文獻

[1] 劉繼新，江灝，董欣放，蘭思潔，王浩哲.基于空中交通密度的進場航班動態協同排序方法[J/OL].航空學報：1-17[2020-07-11].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.1929.V.20200410.1908.004.html.

[2] 李直霖，潘衛軍，張曉磊，冉斌.基于RECAT的江北機場終端區實施效果預測分析[J].民航學報，2019，3（03）：68-72+28.

[3] 左杰俊. 進近階段飛機尾流遭遇風險研究[D].中國民用航空飛行學院，2019.

[4] 祝琳蕓. 基于改進RECAT尾流標準的我國多跑道機場容量分析[D].中國民用航空飛行學院，2019.

[5] 潘衛軍，冉斌，吳鄭源，朱新平.尾流間隔分類標準綜述[J].中國民航飛行學院學報，2019，30（02）：54-57+62.

[6] 魏志強，牟明江.飛機尾流間隔標準中的機型分類方法[J].空軍工程大學學報（自然科學版），2019，20（01）：32-37.

[7] 魏志強，吳金棟，劉馨澤，李娜.空中交通尾流間隔標準的安全性評估分析[J].中國安全生產科學技術，2018，14（12）：180-185.

[8] 梁海軍，鄧文祥，梁延安，左杰俊.航空器尾流間隔動態縮減技術現狀[J].兵器裝備工程學報，2018，39（12）：15-19.

作者簡介：龔立平，男，籍貫臺山，民族漢，本科學歷，就職于中國民用航空中南地區空中交通管理局，郵編510406，職稱：初級工程師，從事于機場管制區空中交通指揮工作，主要研究：廣州市白云機場縮減尾流間隔的可行性研究。