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浅析珠海机场运输与训练飞行现状及冲突调配

发布时间:2019-06-19 06:12 来源:未知 编辑:admin

  珠海机场属于繁忙机场,机场运行的主要冲突为运输飞行和训练飞行的冲突调配,如何做到保障安全的同时兼顾效率,是当前需要解决的一大难题。本文从地形、天气、设备以及可能存在的冲突点着手,对运输飞行和训练飞行的冲突调配进行了分析,对可能影响运行效率的因素进行了讨论并提出了相关建议。

  珠海金湾机场于1995年6月启用,按照ICAO4E级标准规划设计和建设,可执行4F级起降,目前为一级民用机场,已经建成长4000米跑道和滑行道各一条,可满足B747,A380等大型客,货机起降。珠海机场包含停机坪面积68.5万平方米,廊桥机位17个,远机位6个,候机楼面积9.16万平方米,其设计可提供年保障能力飞机起降10万架次,旅客吞吐量1200万人次,货邮吞吐量60万吨,高峰小时起降23架次、旅客吞吐5000人次。珠海机场位于珠海市金湾区三灶镇,东经113°23′,北纬22°01′,东邻香港、澳门,北接中山,西连江门、阳江、茂名和湛江,距离珠海市区和澳门约35公里,距离中山,江门市区约75公里,距离阳江,茂名约250公里,覆盖人口2400余万。作为珠海重要的交通枢纽,珠海机场近几年的发展可谓也是突飞猛进,越来越多的正班班机、通用航空作业和公务机加班使得航班架次呈几何式增长。

  此外作为中南地区重要的飞行训练基地,珠海机场每年承担着繁重的飞行训练任务,南方航空公司、海南航空公司、深圳航空公司、四川航空公司、东海航空公司,还有香港的国泰航空和港龙航空两大航空巨头,以及香港航空、香港政府飞行服务队等数十家航空企业,小至四座的直升机、公务机,大到上百座的波音B747,空中客车A340,以及最新型的波音梦想飞行B787飞机,每年都要在珠海机场进行数万架次的训练飞行。然而,一座民用机场的空域资源是有限的,占用跑道起飞落地的时间资源更是有限的,伴随着正班加班等运输飞行的飞行量不断增长,势必会挤占更多的时间空间资源,相应的训练飞行飞行量将逐步受到影响。

  从2009年起,珠海机场的飞行架次稳重有升,如表1所示:短短5年时间架次上涨近100%,发展势头迅猛。在2011-2013年这三年间,在年总架次基本持平的状态下,随着运输飞行架次的增多,训练飞行架次有了明显回落。

  最近五个月飞行架次统计显示,运输飞行架次缓慢增长的同时,训练飞行架次明显回落,2014年一月份尤为明显。如表2所示

  由此可见,运输飞行增长对于训练飞行的影响是相当巨大的。如何在保证运输飞行飞行量稳中有升的前提下,尽可能的保证训练飞行的正常实施,进一步深挖管制运行各个环节过程中的潜能,切实保障珠海机场安全有序运行,提高珠海机场的运行效率,这成为了摆在管制员面前的重大难题。

  影响珠海机场的安全正常运行,与运输飞行和训练飞行保障息息相关的,主要包含以下三个方面的因素

  珠海机场气候特征为,本场属于海洋气候,常年雨量充沛,年平均气温26.3°C,最高气温32.0°C,最低气温13.0°C,相对湿度年平均达73%,大雾不长。

  春季:多低云和恶劣能见度。多半出现在华南沿海有静止锋的形势下,此种天气云高经常在100米左右,能见度1-2千米,维持时间数天,要到冷空气增厚,静止锋南推海上,或暖湿气流加强,静止锋北退到内陆,低云才抬头消散,能见度好转。

  夏、秋季:多雷雨和台风。4-6月多静止锋与低槽雷雨,出现时在后半夜至清晨和午后以前。7-8月为副高对流雷雨,一般出现在午后对流发展最盛的情况下,经常伴有阵风。九月底已有冷空气入侵,雷雨的出现与锋面活动有密切关系。6-11月为台风影响和侵袭季节,其中7月下旬至8月最多,9月次之。每次台风天气可维持1-2天,对本场危害最大的是台风前沿和东北方向来的雷雨,一般多出现在16点左右,此种雷雨的特点是强度强,发展快并伴有平均17米/秒左右,最高达32米/秒的大风,降水量大,能见度短时很坏,对起降和停场飞机危害最大,但此种雷雨维持时间不长,约1小时左右。

  冬季:受大陆冷高压控制,多偏北风,是一年里飞行的最好季节,常常晴空万里的好天气可维持几天或十几天。

  从珠海机场的气候特征结合近几年的气象数据统计不难看出,珠海机场一年当中,春季受静止锋和平流雾影响,多低云低能见度气象条件;夏秋季受雷雨台风天气影响,多大风雷暴等强对流气象条件;冬季航空气象条件较好,每年进入10月直至次年2月,常常是晴空万里无云的好天气,适合开展实施航空飞行活动。

  珠海机场地形特征为,珠海机场位于三灶岛的东南部,地形比较复杂,其西北侧紧靠丘陵山区,约2.4千米处有本岛的最高山,海拔为298米的拦浪山,东侧约2.8千米处有海拔为86.6米的雷达山,西南端和东北端为海湾沙滩地带,地势较为平坦。

  机场周边障碍物很大程度上影响着机场的净空条件,进而决定着进出机场的飞行程序、机场的运行模式、以及起飞落地运行标准等重要内容。珠海机场50公里范围内的障碍物,是影响机场安全正常运行的重要因素之一,其中对飞行产生直接影响的重要障碍物包括以下几个:

  珠海机场的东南侧为沙滩和水域,基本没有高高度的障碍物,对飞行影响也较小,适合开展较低飞行高度的飞行活动。在机场细则中也明确固定,机场起落航线在只限跑道的东南侧进行。

  珠海机场设有塔台管制室,主要负责珠海金湾机场的航空器进、离场及地面运行的管制工作,防止珠海塔台管制室管制范围内航空器之间、航空器与地面障碍物之间相撞,维护空中交通秩序,保障空中交通畅通。塔台管制室的管制范围包括:以机场基准点为中心,半径15千米的圆(所含进近管制区除外),五边进近自450米或以下至落地停车,开车起飞上升至150米止。

  塔台管制室目前尚未设置地面席和放行席,整个运行体系由带班主任席位、管制指挥席位和监控协调席位三个部分组成,其中按照SMS运行手册的规范,三个席位的具体职责分工为:

  管制指挥席按管制细则和工作程序,合理调配飞行冲突,维护空中交通秩序,防止航空器相撞及航空器与地面障碍物相撞;为机场管制范围内活动的航空器提供空中交通管制服务、飞行情报服务和告警服务。

  带班主任按照安全、业务、行政管理的规章制度监督、检查当日各岗位的运行情况,及时处理塔台管制室现场运行中存在的问题。

  塔台管制室为了更好的实施空中交通管制指挥工作,配备了先进的通讯导航监视设施。塔台管制室内共装备了多套德国SCHMID内话系统作为对空无线公里以上的无线电通信覆盖范围,作为补充还有PAET6TR电台甚高频电台,以及便携式贝克电台作为无线电通信的备用和应急设备。为了实现不间断监控航空器在塔台管制范围内的航空器动态,塔台管制室装备了两套TELEHPONICS自动化系统和ATC3000自动化备份系统雷达系统用于日常管制工作;最新型的ADS-B终端也在2013年度经过验收评估后投入实际运行。此外塔台管制室还安装了针对机场飞行区热点地区的红外线视频摄像功能以及用于与飞行区机动车辆保持不间断双向通讯的无线对讲系统,以时刻监控飞行区内航空器和运行车辆的实施动态。如此完善的通讯和监视设备保障了塔台管制员对塔台管制范围内的航空器可以不间断的进行管制监控,为管制工作安全和高效提供了必要的保证。

  在珠海机场内场区域,还配备了先进完善的导航设施和助航灯光设备,包括两套完整的ILS仪表着陆系统,多个NDB无方向信标台和DVOR多普勒全向信标台以及DME测距仪等导航设备(详见表5)。此外针对不同的导航设施,还配备了完整的共计十余套飞行程序,其中针对05跑道配备了9套离场程序、5套进场程序、4套进近方式;相应的为23跑道也配备了9套离场程序、5套进场程序、4套进近方式。新型的星基导航PBN飞行程序也于2013年末进入实地的试运行阶段,极大地丰富了航空器导航方式,完善了进离港飞行程序,优化了塔台管制工作程序。

  根据2013年民航中南地区各管制扇区和跑道通行能力评估专项工作小组对珠海机场跑道容量分析报告,从天气条件、已公布的进离场程序、机场保障能力、管制因素等等综合考虑,珠海机场跑道容量能够满足目前飞行流量,而就民航局最新航班时刻计划而言,目前珠海机场跑道容量还有提升的空间,也就是说在运输飞行架次未达到珠海机场跑道通行能力饱和值之前,可以将多余的跑道容量开展训练飞行。

  多数珠海机场训练飞行都是按照目视起落航线来实施。如果机组需要,也会申请实施沿ILS/DME或者NDB/DME进近程序作仪表飞行训练,此类飞行需要塔台与进近管制员双方协调后实施,且其训练航线有部分超出了塔台管制范围,此类训练飞行不在本文讨论范围。所谓目视起落航线(TRAFFICPATTERN),是一种飞机起飞后围绕机场建立航线然后着陆的飞行过程,这条航线是在特定的高度上(通常为450米),相对于跑道飞一个矩形航线。起落航线也是训练飞行员的一种重要基础课程,受训飞行员可从起落航线飞行中学习起飞、爬升、转向、平飞、下降及降落等重要飞行技巧。这种飞行具有时间短、动作多、准确性要求高、动作之间联系紧密等特点。起落航线通常包括五个边,分别是一边(UPWIND)、二边(CROSSWIND)、三边(DOWNWIND)、四边(BASE)、五边(FINAL)和四个转弯,即一转弯、二转弯、三转弯和四转弯。完整的起落航线并没有统一的正式定义,通常为航空器起飞滑跑离地后,保持跑道方向上升至450米,然后按照标准坡度转弯至三边航向并保持平飞,正切飞越跑道入口之后计时45秒,再继续下降转弯加入五边完成最后进近,直至着陆。通常情况下,航空器在三边保持平飞时空速一般在170至180节,最后进近速度在130节左右,那么完成一整个起落航线分钟。

  (2)有航空器复飞,高度在100米(夜间为150米)以上,或者开始第一转弯;

  (3)先起飞的航空器高度在100米(夜间为150米)以上,或者开始第一转弯;

  (1)同一跑道当前后起飞离场的航空器为重型机和中型机、重型机和轻型机、中型机和轻型机,前后航空器间非雷达间隔的尾流间隔时间不得少于2分钟;

  (2)当前后进近着陆的航空器为重型机和中型机时,其非雷达间隔的尾流间隔时间不得少于2分钟;

  (3)航空器在进行训(熟)练飞行连续起飞时,除后方航空器驾驶员能保证在高于前方航空器航径的高度以上飞行外,其尾流间隔时间应当在现行标准基础上加1分钟;

  4结合珠海机场具体的气象特征、地形特点、重要障碍物分布、管制空域结构以及塔台管制运行的具体情况,塔台管制室规定,在实施目视起落训练飞行时,还应当遵守以下要求:

  (1)当前后起飞离场的航空器为重型机和中型机、重型机和轻型机、中型机和轻型机,且使用同一跑道时,前后航空器间非雷达间隔的尾流隔时间不得少于2分钟;

  (2)当前后进近着陆的航空器为重型机和中型机时,其非雷达间隔的尾流间隔时间不得少于2分钟;

  (3)当前后进近着陆的航空器分别为重型机和轻型机、中型机和轻型机时,其非雷达间隔的尾流间隔时间不得少于3分钟。

  只要参与运输飞行和训练飞行的航空器机型不为轻型机,那么不论重型机或是中型机所需要配备的非雷达尾流间隔都是一致的。

  以上从客观条件分析可知,理论上同时实施运输飞行和训练飞行活动并没有太大的阻碍。然而实际工作中,直接实施管制指挥时塔台管制员需要进行实时的管制指挥调配,在运输飞行之间、训练飞行之间、以及运输飞行和训练飞行之间配备合理的管制间隔,严格保证安全裕度的同时,尽力提高和加速珠海机场运行的效率和飞行流量。那么在进行飞行冲突调配时,应当关注的因素包括哪些呢?本文以中型机为例针对不同情况下出港航空器与训练航空器的飞行冲突调配,分以下几种情况讨论:

  首先训练航空器起飞后保持一边延长至距跑道入口12公里处开始一转弯,这一过程速度从0加速至170节,平均地速为150节飞行时间大约为2.16分钟;之后按照标准程序开始一转弯至加入三边,这一过程的飞行时间约为1.01分钟;保持三边飞行并延长至距正切跑道入口点8公里处,按照平均地速180节计算,这一过程飞行时间需要3.6分钟;三转弯至对正跑道加入五边需飞行时间约1.01分钟;对正跑道直至再次离地经过下降高度减小速度等一系列操作至接地,飞行时间约1.73分钟,共计10余分钟。

  根据珠海空管站管制运行部与珠海进近管制中心管制运行部的工作协议中11-2条款:如有进港航空器飞行时,进港航空器与训练航空器由珠海进近统一调配指挥。当进港航空器和出港航空器与训练航空器同时运行时,训练航空器交由进近指挥,由于没有相应的仪表飞行航线,进近管制员只能采取雷达引导手段,即起飞后保持跑道方向上升至扇区最低雷达引导高度以上在实施雷达引导机动飞行,通常为高度1200米的右三边,此外为了确保地面出港航空器离地时与训练航空器保持足够的侧向间隔,通常地面出港航空器需等待直至训练航空器正切过跑道末端方可允许起飞。这个过程可以分为以下三个阶段:

  图5-1训练航空器飞至正切跑道入口点时间分布示意图训练航空器飞至正切跑道入口点共需耗费时间约4.93分钟,此时地面的出港航空器方可被允许起飞,这样的做法造成了出港航空器在跑道等待时间过长。此时五边还有正在进近的进港航空器不断逼近,一旦起飞的出港航空器机组操作动作慢占用跑道时间稍长,造成五边进港航空器无法在距跑道入口4千米以外获得着陆许可的风险大大增加进而造成中止进近和复飞等不正常机动飞行。如果起飞的出港航空器发生机械原因长时间占用跑道,则留给塔台管制员处置五边进港航空器的时间和空域将会非常有限,既由于地形条件不能指挥其左转复飞,又因为处于三边的训练航空器不能指挥其右转复飞,还由于跑道占用不能着陆,从而形成无路可去的不利境地,对塔台管制员和航空器机组形成非常严峻的挑战。建议向天津机场、深圳机场等划设塔台管制地带的机场或是潮汕机场、桂林机场等塔进合一的机场学习取经,设立珠海机场塔台管制地带,充分运用目视条件、结合雷达系统信号和地面航空器实际位置,统一由塔台管制员来指挥调配此类飞行冲突,缩短跑道占用时间,提高跑道使用效率,同时避免因跑道占用时间长导致运行效率降低,避免发生中止进近或复飞等不必要的机动飞行,甚至小于规定飞行间隔等更加严重的后果。

  按照塔台管制室目前规定的目视起落飞行标准为能见度大于5KM,云低高不低于500M。在实际运行中,尤其是同时指挥两个训练航空器与两个出港航空器飞行时,对于能见度要求应有所提高。由于调配其飞行冲突时可能会将其中某一架或者多架航空器指挥到一边延长至10千米处,或者三边距跑道入口10千米处,在这样极端条件的相对位置上,一方面应保证航空器飞行员对地面和跑道保持不间断的目视参考,同时又需要塔台管制员保持对整个起落航线上各个航空器目视能见,以便随时配备目视间隔和实施目视穿越,则建议将此类飞行运行时其气象条件提升至能见度不低于10千米,以确保发生即将小于相关规定飞行间隔时,塔台管制员能够顺利运用目视运行相关的规定,及时为航空器配备目视间隔,避免发生更加严重的后果。

  管制运行工作时时刻刻都充满不确定因素和风险,任何时候都有可能发生不正常情况,塔台管制员需要在极短的时间内综合分析判断大量的综合信息以做出正确恰当的决策。然而目前的管制空域结构却不利于塔台管制员在类似情况下实施管制预案,例如珠海机场地处华南海滨,气候温暖湿润,每年都有大量的大型鸟类从北方来到机场周边的低洼湿地过冬,鸟击风险远远高于其他内陆机场。倘若航空器在起飞滑跑阶段不幸发生鸟击,不论是击穿驾驶舱玻璃还是造成发动机失效甚至失火,航空器机组必然要求尽快着陆为上,然而目前的运行模式下塔台自身没有管制空域,无法在收到类似信息时第一时间进行调配,更加无法指挥当事航空器以最捷径的方式着陆,只能将有关的情况和航空器统一移交进近调配,况且在信息的传递过程中无法避免信息的衰减和时间的流逝,愈发的不利于第一时间为当事航空器提供管制指挥,不利于有效的控制事态发展以避免造成更加严重的后果。

  目前塔台管制室只设立了一个对空指挥席位,但在类似同时调配两架训练航空器与两架出港航空器的情况下,短短10分钟内就需要完成6架次航空器的指挥调配,需要塔台管制员高度集中精力和注意力。然而需要不间断监控和指挥调配的并不仅仅是起落航线上的航空器,地面航空器的放行许可、推出开车、滑行等待等等,都需要塔台管制员时刻监控并通过无线电语音及时发布指令,尤其是放行许可指令长、内容多、信息量大,再加上航空器机组复诵指令,难免增加占用无线电通讯时间,分散管制员注意力,甚至导致本应当及时发布的关键性管制指令被挤占或卡阻。随着珠海机场航班量日益攀升,此运行风险会更加明显,建议在高峰时段及时设立单独的对空指挥无线电通讯频率,缓解单一无线电通讯频率使用频度,细化规范管制员的职责范围,避免发生无线电通讯卡阻造成的管制指令发布不畅或执行不到位,造成更加严重的后果。

  以上对于运输飞行和训练飞行的冲突调配以及影响因素分析是基于理论数据和基本规则的讨论,而实际工作中还会受到其他因素影响和制约,例如空中的风向风速:这一因素直接影响了航空器的地速,使得一边或三边的时间以及转弯时机难以精准把握。其他因素比如航空器性能、飞行机组操作、管制员的心理状态、工作环境的嘈杂程度、临时性的流量控制、空中飞越以及重要走廊口的拥堵等情况,都会直接或间接地影响冲突调配预案的实施。也正是因为这种种的不确定性,造成了冲突调配的难度加大,同时也体现管制员的预案和临场指挥状态的重要性。

  综上:本文综合阐述了珠海机场当前条件下实施运输飞行与训练飞行的现状,从客观条件和技术层面上分析了管制员同时保障运输飞行和训练飞行的可行性和运行风险。随着近几年中国民航事业的蓬勃发展,越来越多的航空器引进和航路航线批复,使得原本并不富裕的空域变得更加拥挤,珠海机场的空间资源和时间资源日趋匮乏。珠江西岸地区地方经济的大幅飞跃不断促使珠海机场飞行架次日益攀升,在珠三角广州、深圳、香港三大机场的簇拥下,交错的航路航线和复杂的空域结构与不断增长的航班量,为珠海空管的管制运行工作带来了不小的压力。此外各大航空公司大量招募飞行员使得珠海机场训练飞行需求继续保持旺盛,严格完成训练飞行要求,培养出合格的航空器飞行员,才能保证航空公司的生产运输飞行安全顺畅,由此可见训练飞行业务量居全国前列的珠海机场其重要性,同时也不难看出,作为塔台管制员如何在保证安全的前提下更加高效合理的调配运输航空器和训练航空器之间的飞行冲突,在日常生产工作中是多么的重要。

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