縮小間隔應(yīng)用條件下航空器起飛復(fù)飛沖突解脫初探

胡昕

摘 要：隨著《民用航空空中交通管理規(guī)則》R5版[1]中落地許可條件變化以及縮小航空器起飛著陸間隔相關(guān)條款的實(shí)施，符合條件的機(jī)場(chǎng)航空器起飛與落地之間的間隔可以根據(jù)條款減少，但特情造成起飛與復(fù)飛航空器沖突的概率逐步增大，本文根據(jù)航空器起飛與復(fù)飛沖突案例對(duì)間隔降低后沖突解脫進(jìn)行了初步探討研究。

關(guān)鍵詞：起飛;復(fù)飛;著陸許可;沖突解脫

中圖分類號(hào)：V355.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2020）10-0201-02

0 引言

出現(xiàn)起飛航空器與落地復(fù)飛航空器飛行沖突時(shí)，管制指揮常涉及進(jìn)近與塔臺(tái)兩家管制單位，協(xié)調(diào)負(fù)荷較大。起飛與復(fù)飛航空器間隔較小時(shí)，如塔進(jìn)雙方未建立統(tǒng)一復(fù)飛處置機(jī)制則更容易給管制運(yùn)行帶來被動(dòng)。本文從一次典型起飛復(fù)飛沖突的案例出發(fā)探討起飛復(fù)飛沖突處置方法。

1 縮小間隔應(yīng)用前起飛復(fù)飛航空器沖突處置一般方法

縮小間隔應(yīng)用之前，起降航空器之間縱向間隔較大，調(diào)配方案簡(jiǎn)單，凈空條件允許時(shí)復(fù)飛航空器可獲取高度后轉(zhuǎn)彎，避開起飛航空器的離場(chǎng)航徑。凈空條件不允許時(shí)，通過調(diào)配讓起降航空器建立垂直間隔。

2 縮小間隔應(yīng)用后起飛與復(fù)飛航空器的間隔

《民用航空空中交通管理規(guī)則》R5版實(shí)施后，一般情況下，起飛與著陸航空器間隔可以縮小至跑道長(zhǎng)度。即著陸航空器飛越跑道入口前，前行離場(chǎng)航空器已經(jīng)飛越跑道末端或者已經(jīng)轉(zhuǎn)彎。在航空器起飛著陸縮小間隔應(yīng)用中，對(duì)于非高原機(jī)場(chǎng)且在日出后30min與日落前30min，在符合相應(yīng)的天氣、設(shè)備等條件下，起飛航空器與著陸航空器最小間隔針對(duì)不同起降機(jī)型，可以小至600m、1500m、2400m。即最小縱向間隔可能只有600m，如果縮小間隔條件下發(fā)生復(fù)飛，起飛與復(fù)飛航空器如何處置在相關(guān)規(guī)章中并未明確規(guī)定。

3 縮小間隔條件下起飛與復(fù)飛航空器沖突處置的思路

航空器在起飛與著陸階段常處于塔臺(tái)、進(jìn)近兩家管制單位。起飛航空器常離地后就聯(lián)系進(jìn)近，雙方責(zé)任邊界復(fù)雜。起降航空器在此過程中，空管間隔是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過程。相對(duì)于航空器從區(qū)域雷達(dá)管制間隔變化至進(jìn)近雷達(dá)管制6間隔，變化頻率及程度更快。因此起降階段沖突處置不能僅用雷達(dá)/程序間隔的框架進(jìn)行理解，而是應(yīng)在“防尾流”與“防相撞”前提上進(jìn)行探討。縮小間隔應(yīng)用后，起飛與復(fù)飛航空器縱向間隔可能小至600m～2400m，如果凈空條件不符合，復(fù)飛航空器不能盡快轉(zhuǎn)彎時(shí)，起飛與復(fù)飛航空器就存在相撞沖突。即使凈空條件符合，復(fù)飛航空器能夠轉(zhuǎn)彎時(shí)由于航空器性能需求，一般情況下均需要爬升至真高120m以上才能進(jìn)行轉(zhuǎn)彎機(jī)動(dòng)，則復(fù)飛過程中是否能與起飛航空器保持安全是程序設(shè)計(jì)者以及管制員必須思考的問題。

4 航空器起飛復(fù)飛沖突案例及分析

2013年9月，某航空公司一架B737-800（B738）型飛機(jī)執(zhí)行航班從印度海得拉巴飛往德里，向德里機(jī)場(chǎng)28號(hào)跑道進(jìn)近。同時(shí)，某航一架A320型飛機(jī)從印度德里飛往哥印拜陀正在準(zhǔn)備起飛，因間隔，塔臺(tái)指示離港航空器在28號(hào)跑道等待起飛指令。后離港A320得到起飛許可后開始滑跑，此時(shí)進(jìn)港B738正以無線電高度50英尺左右的高度越過跑道入口。由于跑道被離港A320飛機(jī)占用，進(jìn)港B738執(zhí)行復(fù)飛并爬升。起飛后的A320也開始爬升，兩機(jī)間隔不斷減少，復(fù)飛B738機(jī)組在目視看到離港A320空客飛機(jī)后迅速轉(zhuǎn)向，在最后一秒避免了空中相撞的發(fā)生。兩機(jī)最小垂直間隔0英尺，水平最小間隔300英尺[2]。飛行過程如圖1所示。

4.1 兩機(jī)間隔變化過程

進(jìn)港B738飛機(jī)下降至無線電高度275英尺時(shí)，離港A320飛機(jī)起飛滑跑。起飛滑跑22s后，離港A320飛機(jī)已加速至82節(jié)。此時(shí)，進(jìn)港B738飛機(jī)已越過跑道入口并開始復(fù)飛，離地最低無線電高度為29英尺。而此時(shí)跑道上起飛滑跑的A320飛機(jī)還有20s就要離地。進(jìn)港B738復(fù)飛后先是按復(fù)飛航跡上升，至無線電高度1600英尺左右后下降了一段時(shí)間，而后再次爬升。20s后離港A320離地，而進(jìn)近的B738復(fù)飛后爬升至無線電高度455英尺。水平方向上，復(fù)飛的B738位于起飛的A320后面，但其水平飛行速度比離港A320飛機(jī)快;垂直方向上，離港A320位于復(fù)飛的B738下方，但是離港A320起飛后的爬升率比復(fù)飛B738更快。因此，這兩架飛機(jī)在起飛航徑的垂直和水平方向上均存在飛行沖突。間隔變化過程如圖2所示。

4.2 TCAS沖突狀態(tài)

離港A320飛機(jī)在起飛后以較快垂直速度爬升時(shí)，TCAS RA在無線電高度1100英尺以下都處于抑制狀態(tài)，因此離港A320飛機(jī)的TCAS系統(tǒng)未向機(jī)組發(fā)出下降的RA指令。而復(fù)飛的進(jìn)港B738機(jī)組卻在收到TCAS RA爬升指令后，又收到與之相反的立即下降RA指令。進(jìn)港B737機(jī)組在收到爬升RA指令后先是保持平飛，而后按RA開始下降，這個(gè)操縱反而增加了兩機(jī)沖突接近率。之后，離港A320收到了爬升的RA指令。此時(shí)，進(jìn)港B738的RA要求機(jī)組增加下降率，A320飛機(jī)上的TCAS要求機(jī)組加速爬升。兩架飛機(jī)在垂直距離176英尺、水平距離520英尺處相互遠(yuǎn)離。（離地高度均在1475英尺以上，RA均可用）。后復(fù)飛的B738機(jī)組在目視看到A320飛機(jī)后，立即向右避讓。當(dāng)A320飛機(jī)位于B738上方后，兩個(gè)機(jī)組均收到TCAS系統(tǒng)的沖突解除提示。

此處我們不探討機(jī)組執(zhí)行或管制調(diào)配不妥當(dāng)?shù)牡胤剑歉鶕?jù)此案例來研究在實(shí)際運(yùn)行出現(xiàn)類似的小間隔復(fù)飛時(shí)如何安全處置。從過程分析中我們可以獲得以下啟示。

（1）要考慮到航空器TCAS系統(tǒng)在低高度下屏蔽后的風(fēng)險(xiǎn)：低高度屏蔽TCAS系統(tǒng)可能造成系統(tǒng)防相撞功能的缺失甚至不準(zhǔn)確。此案例中復(fù)飛航空器高度位于起飛航空器上方，如果雙方TCAS運(yùn)行正常，復(fù)飛航空器應(yīng)TCAS上升，起飛航空器應(yīng)TCAS 平飛或或下降以更快的沖突解脫。（2）此案例中這兩架飛機(jī)在航徑的垂直和水平方向上均存在飛行沖突。水平方向上，復(fù)飛的B737位于起飛的A320后面，但其水平飛行速度比離港A320飛機(jī)快;垂直方向上，離港A320位于復(fù)飛的B738下方，但是離港A320起飛后的爬升率比復(fù)飛B738更快。考慮到復(fù)飛航空器已經(jīng)具備一定速度，機(jī)動(dòng)性能更好，沖突處置時(shí)可以安排復(fù)飛航空器以較大爬升梯度上升，將動(dòng)能盡量轉(zhuǎn)化為垂直速度。起飛航空器保持較小爬升梯度減小，將動(dòng)能盡量轉(zhuǎn)化為水平速度。對(duì)于凈空條件不好的機(jī)場(chǎng)，或者縮減間隔應(yīng)用較頻率，間隔較小時(shí)，最好在進(jìn)近圖中對(duì)復(fù)飛爬升梯度和起飛爬升梯度進(jìn)行設(shè)置，復(fù)飛梯度略大于起飛爬升梯度。起飛航空器保持爬升梯度直至離開復(fù)飛影響區(qū)域方可改變。解脫效果見圖3所示。

（3）縮減間隔使用后落地許可可以推遲至飛越跑道入口，但是也增加了起飛復(fù)飛沖突程度。因此建議落地許可與決斷高一致，不要太晚，同時(shí)航空器在決斷高未收到落地許可后應(yīng)復(fù)飛，而不需要繼續(xù)進(jìn)近至跑道入口。

5 結(jié)語

綜上所述，縮小間隔以及TCAS系統(tǒng)在低高度被屏蔽等環(huán)境下，起飛復(fù)飛沖突處置思路會(huì)產(chǎn)生一定的變化，復(fù)飛航空器首選轉(zhuǎn)彎盡快避開起飛航徑。對(duì)于受凈空影響，或者起飛落地間隔很小暫時(shí)不能轉(zhuǎn)彎時(shí)，起飛航空器控制爬升梯度，水平增速。復(fù)飛航空器保持更大的爬升梯度，達(dá)到凈空所需的高度后盡快轉(zhuǎn)彎避免相撞風(fēng)險(xiǎn)。實(shí)際過程中，沖突處置時(shí)間短，管制員與飛行員短時(shí)壓力極大，建議在程序設(shè)計(jì)上通過控制起飛與復(fù)飛航空器爬升梯度的方式進(jìn)行沖突規(guī)避。

參考文獻(xiàn)

[1] CCAR-93TM-R5民用航空空中交通管理規(guī)則[S].2017-09-29.

[2] 中國民用航空局空管行業(yè)管理辦公室.IB-TM-2017-003.國外典型空中交通事件通報(bào)（2013-2014）[S].