駱菁菁

基于兩種飛行訓(xùn)練模式的跑道容量評(píng)估

駱菁菁

隨著民航業(yè)快速發(fā)展和飛行員培養(yǎng)量急劇增加，跑道容量已成為訓(xùn)練機(jī)場(chǎng)評(píng)定的重要指標(biāo)。目前我國(guó)飛行訓(xùn)練有目視與儀表兩種方式，對(duì)跑道容量計(jì)算模型有不同的影響。本文通過(guò)對(duì)訓(xùn)練機(jī)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查，探討出航空器起降時(shí)間與空間的關(guān)系，構(gòu)建了訓(xùn)練機(jī)場(chǎng)跑道容量評(píng)估綜合模型，從而推導(dǎo)出訓(xùn)練機(jī)場(chǎng)可承載的飛行員培養(yǎng)量。

隨著民航迅速發(fā)展，通航飛行訓(xùn)練需求也相應(yīng)地增加。然而，訓(xùn)練機(jī)場(chǎng)跑道作為訓(xùn)練飛行的載體部分，對(duì)培訓(xùn)量有限制要求。通航飛行訓(xùn)練模式、訓(xùn)練機(jī)型等方面是訓(xùn)練機(jī)場(chǎng)跑道容量的核心因素，間接影響飛行訓(xùn)練需求。因此，計(jì)算訓(xùn)練機(jī)場(chǎng)跑道容量，以此為基準(zhǔn)，對(duì)飛行訓(xùn)練需求評(píng)估有著非常重要的意義。

E.G.Bowen以飛行到達(dá)符合泊松分布計(jì)算跑道容量，Blumstein提出IFR運(yùn)行下跑道容量計(jì)算模型。它們研究在航班運(yùn)行某一種形式下的跑道容量。國(guó)內(nèi)研究考慮多方跑道影響因素，如公共進(jìn)近航段、飛行安全最小間隔、機(jī)型組合、著陸許可發(fā)布允許距離建立著陸跑道容量模型。本文針對(duì)訓(xùn)練機(jī)場(chǎng)特性，分別討論跑道容量，對(duì)飛行員培養(yǎng)需求評(píng)估。

模型構(gòu)造

由于需先計(jì)算本場(chǎng)目視訓(xùn)練和航線儀表飛行平均服務(wù)加權(quán)時(shí)間。在不考慮飄飛和違背管制規(guī)定的前提下，對(duì)兩種不同的飛行情況進(jìn)行概率統(tǒng)計(jì)計(jì)算。加權(quán)服務(wù)時(shí)間E(T)可以通過(guò)下列公式求出:

目視本場(chǎng)訓(xùn)練著陸時(shí)間間隔

航空器著陸必須確定跑道上無(wú)障礙物，目前目視飛行訓(xùn)練取得著陸許可有兩類情況:在四轉(zhuǎn)彎加入起落航線取得著陸許可與在決斷高度取得著陸許可。

四轉(zhuǎn)彎為著陸許可決策臨界點(diǎn)

決斷高度為著陸許可決策臨界點(diǎn)

儀表轉(zhuǎn)場(chǎng)訓(xùn)練著陸時(shí)間間隔

儀表轉(zhuǎn)場(chǎng)訓(xùn)練時(shí)間間隔考慮的因素有空中安全間隔，發(fā)布著陸許可條件（滿足在航空器進(jìn)近著陸航徑上沒有其他航空器活動(dòng)且跑道上無(wú)障礙物），尾流影響。

儀表訓(xùn)練著陸時(shí)間間隔

轉(zhuǎn)場(chǎng)訓(xùn)練飛行主要進(jìn)行儀表航線飛行。

圖1 四轉(zhuǎn)彎為決策點(diǎn)前后機(jī)空間關(guān)系

圖2 決斷高度為決策點(diǎn)前后機(jī)空間關(guān)系

圖3 儀表飛行著陸空間關(guān)系

即

飛行訓(xùn)練起飛時(shí)間間隔

航空器起飛時(shí)間間隔由航跡與航空器速度決定。起落飛行航跡高度交叉進(jìn)行，相互航跡不同。航空器同速或者速度前慢后快，時(shí)間間隔為2min；速度前快后慢，時(shí)間間隔為1min，記間隔時(shí)間為。前機(jī)占機(jī)隊(duì)比例 ，后機(jī)占機(jī)隊(duì)比例，則平均時(shí)間間隔:

飛行訓(xùn)練期望時(shí)間間隔

目視飛行著陸可選擇間隔時(shí)間較小值進(jìn)行飛行著陸。目視起降訓(xùn)練都在本場(chǎng)進(jìn)行，且單次飛行時(shí)間短，則起飛與著陸次數(shù)相等，目視飛行期望時(shí)間間隔:

儀表飛行訓(xùn)練轉(zhuǎn)場(chǎng)進(jìn)行，飛行時(shí)間長(zhǎng)。在考慮空中安全間隔和著陸許可取得標(biāo)準(zhǔn)與尾流比較，保證安全前提，取較大者。為起降航班概率，則儀表飛行期望時(shí)間間隔:

訓(xùn)練機(jī)場(chǎng)跑道容量由總平均期望時(shí)間間隔求出，其為單位時(shí)間起降架次數(shù)量:

飛行員培養(yǎng)需求評(píng)估

要進(jìn)行飛行員培養(yǎng)需求評(píng)估，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)訓(xùn)練大綱與跑道容量限制下的最大飛行小時(shí)數(shù)比較，可對(duì)跑道改擴(kuò)評(píng)估?？沙薪幼畲箫w行小時(shí)數(shù):

算例分析

廣漢機(jī)場(chǎng)是專門用于培養(yǎng)民航飛行員使用的訓(xùn)練機(jī)場(chǎng)。其中塞斯納172R30架，進(jìn)近速度65kt，跑道滑行時(shí)間54s；西門諾爾小雙發(fā)7架，進(jìn)近速度75kt，跑道滑行時(shí)間47s；獎(jiǎng)狀與新舟4架，進(jìn)近速度110kt，跑道滑行時(shí)間67s。B類飛機(jī)空中縱向最小間隔為3km，標(biāo)準(zhǔn)起落航線四轉(zhuǎn)彎點(diǎn)離跑道距離3km，Ⅰ類決斷高度60m，標(biāo)稱下滑梯度5.2%，儀表進(jìn)近著陸許可點(diǎn)離跑道4km。機(jī)型前中后輕尾流間隔3min。

對(duì)于目視與儀表飛行前后機(jī)以及起飛間隔分別計(jì)算，得到最小時(shí)間間隔如表1所示。

表1 各訓(xùn)練機(jī)型最小時(shí)間間隔

飛機(jī)各機(jī)型所占比例為:塞斯納172R 73%，西門諾爾17%，獎(jiǎng)狀與新舟10%。則機(jī)型組合概率按前后飛機(jī)比例概率作為出現(xiàn)概率，得到機(jī)型組合概率矩陣:從方程式中的到供到達(dá)飛機(jī)使用的跑道體系的容量為:

飛機(jī)各機(jī)型一次起降飛行時(shí)間:塞斯納172R30min，西門諾爾30min，獎(jiǎng)狀與新舟240min，訓(xùn)練小時(shí)數(shù)4900小時(shí)。年跑道承接小時(shí)數(shù):

廣漢機(jī)場(chǎng)近7年培訓(xùn)平均人數(shù)為398人。大綱要求每個(gè)培訓(xùn)飛行員飛行195h。則培訓(xùn)需求飛行小時(shí)數(shù)為:兩個(gè)小時(shí)數(shù)可以看出機(jī)場(chǎng)跑道使用幾乎達(dá)到飽和，且訓(xùn)練天數(shù)過(guò)多，可以考慮對(duì)機(jī)場(chǎng)進(jìn)行改擴(kuò)建，增大跑道容量，提高飛行訓(xùn)練數(shù)。

結(jié)語(yǔ)

訓(xùn)練機(jī)場(chǎng)由于大量目視飛行起降訓(xùn)練，間隔標(biāo)準(zhǔn)，著陸許可與傳統(tǒng)運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)存在差異，容量評(píng)估也因此不同。本文將目視飛行與儀表飛行分別探討，根據(jù)空中管理規(guī)定分別構(gòu)建模型。最后數(shù)組概率將容量評(píng)估，同時(shí)比較訓(xùn)練需求，能對(duì)訓(xùn)練機(jī)場(chǎng)做出有效評(píng)估。

駱菁菁

中國(guó)民用航空飛行學(xué)院

駱菁菁，女，四川廣漢人，空中交通管理學(xué)院，研究實(shí)習(xí)員，主要研究方向?yàn)榻煌ㄟ\(yùn)輸與規(guī)劃。

青年基金項(xiàng)目Q2014-069

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.07.001