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RECAT是什么鬼?能否成为提高航空物流运输空域容量的一把新钥匙?
- 2018-06-09 -

      


        2017年,中国民航年运输飞行小时首次突破了1000万,年增量也超过了100万。随着行业大体量、高速度的发展,空域和地面保障资源不足,日常运行环境复杂等问题,给中国民航安全运行带来了前所未有的挑战,如何进一步加快推动航行新技术的应用成为业界化解相关难题的方向。



    在第三届北京航空安全国际论坛上,尾流重新分类(RECAT)成为出现频率最高的一组词语,空管局相关负责人更是透露,今年下半年将在广州、深圳机场和广州、珠海进近进行RECAT试验运行。何为尾流?尾流重新分类如何操作?其又会对航班运行带来什么影响?



    何为尾流?


    尾流是指飞行时,由于翼尖处上下表面的空气压力差,产生的一对绕着翼尖的闭合涡旋。从飞机的后面看,尾流涡旋是向外、向上,并环绕在翼尖周围。相关专家表示,尾流是飞机机翼升力的一个副产物,飞机从起飞离地到降落的全过程都会产生尾流。


    不同飞机所产生的尾流是不同的,它主要是受飞机自身重量、载货量、飞行速度、空气密度等因素影响。在同等条件下,越大型的飞机的尾流越大,而如果后机受到前机尾流的影响,在高空中容易进入复杂状态,可能会出现空中超限(大坡度、超速等)、颠簸伤人等;在低空则增加了可失去操控坠地的风险。


    因为尾流存在的危害,国际民航业界一直对航空器尾流间隔有着明确的要求。与国际民航组织相关规章保持一致的中国民航《民用航空空中交通管理规则》把所有航空器划分为三大类,起飞全重136吨以上的航空器被定义为重型机、小于136吨大于7吨的航空器定义为中型机,等于小于7吨的航空器定义为轻型机。根据上述分类,在非雷达管制时,当后机重量等级大于或等于前机时,管制间隔不低于2分钟;后机重量等级小于前机时,后机小一个等级时,管制间隔不低于3分钟;小两个等级时,不低于4分钟。在进行雷达管制时,前后起飞离场或者前后进近如前机为空客A380型航空器,后机为非A380型的重型航空器,不小于11。1公里;如前机为A380型航空器,后机为中型航空器时,不小于13。0公里;如前机为A380型航空器,后机为轻型航空器时,不小于14。8公里;如前、后航空器均为重型航空器时,不小于7。4公里;如重型航空器在前,中型航空器在后时,不小于9。3公里;如重型航空器在前,轻型航空器在后时,不小于11。1公里;如中型航空器在前,轻型航空器在后时,不小于9。3公里。


    由于上述要求都规定的是下限,出于安全等方面的考虑,在实际运行中的航空器运行间隔一般都会比这一数值大很多,在中国民航运输飞行量快速增长的背景下,在乘机旅客方面的感受是,坐飞机遇到航班延误的概率增加。



    孟菲斯实践


    有没有一种可能让飞行中的航空器的间隔在保证安全的情况下适当地缩小间隔?国际民航业界一直在探索,并已经进行了一些尝试。今年3月,中国航空运输协会副理事长吴成昌带领国内航空公司相关负责人和空管局的相关负责人前往美国孟菲斯机场,实地体验了美国版的尾流重新分类。


    他向与会者分享了中国航协组团赴美国考察尾流重新分类和推广使用的情况,认为尾流重新分类将明显提高机场容量和运行效率,有助于缓解中国繁忙机场容量饱和问题。据此他代表中国航协建议根据实际运行特点,尽快开展尾流重新分类研究及试点工作,在条件适宜的机场率先开展尾流重新分类试点运行,在试运行结束后进行全面交流和总结,为今后推广应用此项技术提供宝贵经验。


    原来,早在2004年,美国联邦航空局就正式启动了尾流重新分类项目研究,并自2012年11月开始在孟菲斯机场正式实施尾流重新分类第一阶段的运行。该阶段对航空器根据最大起飞重量和翼展进行了进一步细分,由原来的4类(空客A380飞机被从重型机中划出,单属一类)增加到六类。其中A类包括空客A380和安-225,B类包括波音747系列、空客A340系列、波音777系列、空客A330系列、波音787系列,C类包括麦道11、波音767、空客A300、空客A310等,D类包括波音757系列、空客A320系列、波音737系列、麦道80系列、E190等机型,E类包括ATR72、E170等机型,F类则包括多发和单发的通用航空器,然后再根据相关技术测试的数据采集,制定出尾流重新分类后的新的尾流间隔矩阵。


    联邦快递亚太区总飞行师多洛雷斯帕夫莱蒂奇介绍说,他们机队的航空器主要属于上述分类中的B、C、D三类。在孟菲斯机场应用RECAT后,当前机为B类的波音777飞机,后机也为波音777飞机时,尾流间隔由此前的4海里缩短到了3海里;当前机为波音767等C类飞机,后机为B类或C类飞机时,尾流间隔由4海里缩短到3海里,前机为C类飞机,后机为波音757等D类飞机时,尾流间隔也从5海里降低到3。5海里。


    应用该项新技术对航空公司和机场可谓双赢。联邦快递机队中有70%的尾流间隔减少了1海里,孟菲斯机场容量提升了19%--RECAT实施前,在仪表气象条件下该机场双跑道的进近航班量为56架次,实施RECAT后,同等条件下的进近航班量提升至62架次。而联邦快递并不需要为该技术应用改装航空器,即意味着硬件投入为0。而由于机场容量提升带来的航班延误下降,联邦快递机队的滑行时间减少了,油耗和碳排放也相应的减少。帕夫莱蒂奇更是用“相当于为孟菲斯机场新建了一条跑道”来形容应用RECAT技术带来的效益。至于最被担心的安全问题,他也提供了一个让人放心的数据--从2012年11月计划开始到现在只有1个安全报告事件。


    欧美均在加快推进


    对孟菲斯机场情况有所了解的人都知道,它主要是作为联邦快递一家航空公司的枢纽而存在,运营的机型种类也并不多,那么其经验能被国内繁忙机场所借鉴吗?美国方面的实践并不只是在孟菲斯机场。


    吴成昌介绍,尾流分类技术继孟菲斯机场后还在美国亚特兰大、旧金山、芝加哥等机场正式实施,对于后面这些大型机场旅客吞吐量的提升效率约为8%~10%。目前美国共有31个机场管制塔台、17个终端管制区实施了尾流重新分类。“如果说美国孟菲斯机场由于Fedex货运航空集中飞进飞出特点,实施新尾流间隔所取得的成果与多样性的复杂国际机场不好比较的话,那么亚特兰大、旧金山和芝加哥与北京、上海和广州的比较不会有多大出入,如果中国的北上广机场能够达到8%-10%吞吐量提升,这将是一个了不起的工程。”他说。


    尾流重新分类也不是美国的专利,2015年,欧洲航空安全组织也推出了欧洲尾流间隔标准。其虽然也将飞机机型划分为六类,但在具体机型归属哪一类别上与美国的尾流重新分类有所区别,比如波音757飞机在欧洲尾流重新分类中被划分为C类,而美国联邦航空局则将其划分为D类。此外,欧美尾流重新分类对不同类别机型间的飞行间隔也有0。5海里~1海里的差异。


    需要注意的是,欧洲的尾流重新分类更关注前后飞机的时间间隔,比如今年第一季度开始进行的更精准的间隔控制就被称为RECAT+TBS(基于时间间隔的尾流配对),它同2012年开始实施的TBS相比,增加了过去几年实施中发现的对尾流间隔有影响的气象因素。而美国也将逐步进入尾流重新分类第二阶段运行,即在第一阶段的基础上,按照“机型配对”的方式对不同机型之间的尾流间隔进行进一步研究、细化、分类,同时,结合实际运行机场的机队情况,制定出更加精确的本地尾流间隔矩阵,进一步缩小运行间隔,提升运行效率。


    中国或于下半年试点RECAT


    中国民航目前在尾流分类上采用的是与国际民航组织完全一致的标准,但随着天空中的飞机越来越多,在保障压力不断增大的情况下,应用RECAT技术就变成了一个迟早的问题。


    数据显示,自2010年以来,我国民航飞行量年均增速为11。6%,但民航固定航路航线年均增长仅为1。7%,目前,我国东部繁忙空域和航路航线飞行密度过大,以单位可用空域面积所保障的飞行小时计算,中国的平均飞行密度是美国的1。47倍。国际上繁忙航路通常每天的飞行架次是400架次左右,而我国日飞行架次在500架次以上的有13条,最高的航段达到1169架次,航路拥堵的情况十分突出。在如此高密度运行的情况下,运行保障的压力与风险高企。因而在加快推动空域体制改革的同时,也迫切需要利用新技术,持续提高现有空域的利用效率。


    民航局空管局副局长马兵介绍,民航局于2015年出台了《中国民航航空系统组块升级(ASBU)发展与实施策略》,全面引进了国际民航组织有关“尾流间隔”引线对应的全部模块要求,使得尾流间隔缩减技术成为中国航行系统建设的重要技术方向之一。民航局空管局和中国民航大学也于同年开展了RECAT相关的研究工作。他在该次论坛上透露,他们原本计划选择广州白云机场作为国内RECAT技术的试点机场,后来考虑到区域性,将RECAT应用验证扩大到广州机场、深圳机场和广州进近、珠海进近,并预计于今年下半年开始试点。


    值得关注的是,RECAT在应用上也面临着一系列挑战,比如其只是一套缩小尾流间隔的技术方法,并不是一成不变的分类结果,如前面所言,目前欧美的RECAT在机型分类方法、分类依据、最小间隔上都不尽相同,国际上没有形成统一的标准。


    “实施RECAT需要统一的国际规则和标准,需要开展安全风险评估,需要对现有飞行计划和空中交通服务电报处理系统、管制自动化系统等进行必要的升级,同时还需要对管制员和飞行员进行针对性的培训等一系列工作,才能安全有效地开展RECAT应用。”他说。


    应用RECAT技术的压力很大落在了管制员头上。比如孟菲斯机场应用RECAT技术后,相关管制员要由此前只针对三个类别的飞机变成针对六个类别的飞机,且不同类别间的飞行间隔也有不同的要求,他们把机型分类制作成一张小卡片拿在手上,记不住的时候随时可以翻看。他们在开始应用RECAT技术前还都接受了为期一两周的课程培训,进行心理上的调整。


    “RECAT应用不是空管一家的事,而是一项系统性工程,不能光说管制员把间距降成3海里、4海里就行了,这肯定不是管制员一个人能干的,最起码飞行员得配合。原来4海里,现在变成2。5海里,飞行员脱离跑道能不能脱得那么快?跑道、平滑和快速脱离道设计是不是合理?你有没有三四条快速脱离道能让我灵活使用?比如在错过预定快速脱离道后,能否在下一个快速脱离道出去?这需要空管、机组和机场等所有人共同努力,还包括国际组织提供的标准和技术支持等。”一位业内人士表示。


作为一定提供24小时航空货运服务的物流公司,我们深知飞行安全的重要性。对RECAT的重新定义和管控,无论如果我们都要给一个大大的赞!!