成都新機場交叉跑道管制運行模式

成都新機場交叉跑道管制運行模式

成都新機場一期工程跑道構型

成都天府國際機場位于成都簡陽市蘆葭鎮附近，距成都市中心51km，是“十三五”規劃建設的我國最大民用運輸樞紐機場項目，定位為中國第四個國家級國際航空樞紐，絲綢之路經濟帶最大的航空港，將負責成都出港的全部國際航線。

成都新機場推薦的一期工程跑道構型由三條跑道組成，由機場飛行區西部的一組兩條寬距平行跑道（滿足雙跑道同時獨立進近運行），和飛行區東部的一條側向跑道構成。側向跑道用于向東起飛，一組寬距跑道在不同模式下將存在起飛和到達混用。新機場近期規劃總面積 21.3km2，為三條跑道，分別為北一跑道、西一跑道、東一跑道。其中西一、東一跑道與現雙流國際機場跑道平行，北一跑道與之垂直，預計 2020 年建成并投入使用。其具體參數為：北一跑道長3800m，寬 45m；西一跑道長 4000m，寬 60m；東一跑道長 3200m，寬 45m。跑道構型如圖1所示。

對于前期三條跑道，經過研究分析：西一跑道、東一跑道（如圖1所示）滿足寬距平行跑道運行要求（根據中國民航《平行跑道同時儀表運行管理規定》：兩條平行跑道中心線的間距不小于1035m時，允許航空器按照獨立平行儀表進近的模式運行），因此西一和東一跑道可以按照獨立平行離場、獨立平行進近等相關要求獨立運行；西一跑道、北一跑道運行過程中，兩條跑道之間相互不影響；東一跑道與北一跑道在運行過程中，當東一跑道實行向北起飛、向北進近、復飛時，會對北一跑道的運行產生影響， 因此本文主要對東一跑道與北一跑道的向北的起飛、進近復飛以及向南的運行模式以及間隔作出分析。

東一跑道與北一跑道的管制運行模式分析

東一跑道北側延長線與北一跑道西側延長垂直，跑道頭互不重疊；北一跑道中心線距東一跑道頭1430m，東一跑道中心線距北一跑道340m，如圖2所示。

在跑道構型不變的條件下，根據研究：東一跑道直線起飛離場不影響北一跑道向東離場；東一跑道向北偏置15°離場時，起飛離場保護區與北一跑道頭有重疊，東一跑道起飛運行與北一跑道離場航空器之間航空器可能存在不滿足運行間隔的情況，對北一跑道離場航空器運行有影響；東一跑道向北進近、復飛，I類精密進近條件下，當復飛爬升梯度大于6.0%，Ⅱ類精密進近條件下，當復飛爬升梯度大于6.67%時，東一跑道復飛航班與北一跑道起飛航班之間無尾流影響。

由于東一跑道起飛和進近、復飛都可能會對北一跑道向東起飛運行造成影響，所以在跑道構型不變的條件下，只能實施相關運行。

圖1 成都新機場跑道構型圖

圖2 東一、北一跑道構型

東一跑道向北起飛與北一跑道的運行間隔分析

東一跑道向北直線起飛時，東一跑道向北起飛航空器標準儀表離場保護區與北一跑道頭重疊203m，如圖3所示。

根據相關調查和研究：側風條件下（如圖4所示），若存在最小尾流速度為3m/s的尾流，其尾流渦旋的最大生存時限在2 min左右（取140s），尾流最大水平側向移動距離為：300ft×140s/20s=2100ft（約640m）。所以東一起飛飛機的尾流在側風條件下最多向東邊擴散至距北一跑道頭543m+640m-320=863m。

對于D類飛機，若從跑道頭開始滑跑，其起飛滑跑離地距離至少為1016m，大于尾流擴散距離863m，所以可認為北一跑道的D類飛機起飛不受東一跑道起飛飛機的尾流影響。

對于C類飛機，若從跑道頭開始滑跑，其起飛滑跑離地距離至少為657m，在其離地時有可能會受東一跑道起飛飛機的尾流影響。

所以在跑道構型不變的條件下，可以考慮將北一跑道D類飛機跑道入口等待點設置在跑道頭，C類飛機跑道入口等待點相應地移至距跑道頭200m處（863m-657m≈200m），如圖5所示。

圖3 東一跑道直線起飛離場保護區

圖4 尾流在側風條件下漂移示意圖

圖5 跑道入口等待點設置

圖6 東一跑道C類飛機飛行敏感區

圖7 東一跑道D類飛機飛行敏感區

圖8 東一跑道復飛情況

東一跑道向北進近復飛與北一跑道的運行間隔分析

根據第五章分析，東一跑道向北進近復飛時，其基本ILS面、OAS面（I類、Ⅱ類）均與跑道有重疊，所以在跑道構型不變的條件下，無法實行獨立運行，只能實行相關運行。

東一跑道航空器向北進近著陸或復飛，北一跑道航空器向東起飛，東一、北一跑道夾角為90°，北一起飛離場航線與東一復飛進近航段偏離至少30°。為使東一跑道向北進近復飛和北一跑道向外側起飛，在確保安全的原則下，提高運行容量，現對東一跑道提出C類、D類飛機飛行敏感區的概念，如圖6、圖7所示。

（一）飛行敏感區的設定參數：

（1）以跑道頭后900m為敏感區上邊界；

（2）以東一跑道與北一跑道延長線會聚點垂直向南3n mile（管制間隔）+1min提前量作為下邊界；

注：C類飛機最后進近速度為295km/h、D類飛機最后進近速度為345km/h；1min提前量為指令發布延遲時間。

（二）飛行敏感區的使用

（1）當東一跑道進近飛機飛至敏感區，則塔臺管制員不能再對北一跑道飛機發放起飛指令，直到飛機飛出敏感區并接地著陸。

（2）若東一跑道進近飛機在敏感區內發生復飛，直到飛機飛過東一跑道跑道與北一跑道的正切點后8km（都按C類計算），管制員才能繼續對北一跑道飛機發放起飛指令，如圖8所示。

東一跑道向南運行與北一跑道的運行間隔分析

根據文獻可知東一跑道向南運行進近時，東一跑道基本ILS面進近面邊界與北一跑道區域有重疊（20m），與跑道頭600m后區域無重疊，如圖9所示，基本無影響。

使用東一跑道以Ⅰ類精密進近向南運行進近時，最后進近至航空器落地過程中，進近航跡正切北一跑道頭，進近保護區見圖10，Ⅰ類精密進近OAS面中的W面（進近面）及側面X（進近過渡）面。進近面保護區與北一跑道無重疊，進近過渡面邊界距北一跑道頭31m，與北一跑道滑跑離地起始區（跑道頭以內600m）無重疊。

使用東一跑道以Ⅱ類精密進近標準向南進近運行，進近航跡的保護區如圖11中W面（進近面）及側面X（進近過渡）面所示。Ⅱ類精密進近運行時，進近面保護區邊界、進近過渡面邊界均與北一跑道無重疊。

則認為使用東一跑道以Ⅰ類、Ⅱ類精密進近標準向南運行時，東一跑道降落航班與北一跑道起飛航班無影響。

北一跑道的跑道容量分析

跑道容量計算模型

單跑道混合運行（一起一降）：

單跑道用于降落：Q3=V/S

或Z+V ×T1間的較大者。

相關參數說明：

Z-起飛航空器離地時，最后進近的航空器距跑道入口的距離。（根據《中國民用航空空中交通管理規則》第244條規定——在儀表進近過程中，塔臺管制員給最后進近航空器發布著陸許可最晚不能遲于其距跑道入口4km。再考慮到管制員增加的間隔裕度因素=1-3km，所以Z取6km。

V-航空器最后進近速度

T -航空器落地后占用跑道時間，起飛為55s，著陸為50s

W-雷達尾流間隔

P-各機型組合出現概率

Q -小時起飛/著陸 架次

北一跑道獨立運行

北一跑道只用于向東起飛，則北一跑道在單獨運行時的跑道容量：

表1 北一跑道起飛最小雷達尾流間隔

由表1數據可知，東一跑道起飛最小雷達尾流間隔

從跑道占用時間角度上計算：

北一跑道相關運行

考慮東一跑道飛行敏感區對北一跑道起飛飛機放行指令影響后的北一跑道容量（為了保證北一跑道起飛的正常放行，故增大東一跑道的著陸間隔標準）：

圖9 東一跑道向南運行基本ILS面

圖10 向南運行Ⅰ類精密進近OAS面

圖11 向南運行Ⅱ類精密進近OAS面

表2 東一跑道五邊最小雷達尾流間隔

由表2數據可知，五邊最小雷達尾流間隔

從跑道占用時間角度上計算：

由于北一跑道的起飛放行指令是按照東一跑道飛機的著陸為基準，所以在東一跑道向北滿負荷進近的情況下，北一跑道容量即等于東一跑道容量。

綜上，北一跑道容量如表3所示。

表3 北一跑道在不同情況下的容量

結語

成都新機場一期建設的3條跑道，根據分析可知西一跑道、東一跑道滿足寬距平行跑道運行要求，可以按照獨立平行離場、獨立平行進近等相關要求獨立運行；西一跑道、北一跑道運行過程中，兩條跑道之間相互不影響。因此，本文主要是針對北一跑道和東一跑道的向北運行起飛、進近和復飛，在跑道構型不變的情況下，通過設定飛行敏感區，提高其安全性。但是經過計算其跑道容量有所減少，因此，在未來研究中應在確保安全的前提下，提高其跑道效率。

10.3969/j.issn.1001- 8972.2016.19.025