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空管助推RNP程序在丽江机场的应用

发表时间:2010-11-09 来源:民航资讯网 浏览量:

[导读]

  [摘要]:丽江机场属于高原机场,跑道较短,现有ILS进近程序下滑坡度大,仅有20号进场程序,有多次进场飞机冲偏出跑道的情况,丽江进场塔台管制员全程参与机场RNP程序的设计讨论,为程序的设计提出了较多有利的建议,积极探索RNP程序运行后的管制工作方案,为丽江RNP程序和常规程序同时混合运行的管制间隔提供了有利的建议,最终促成了丽江RNP程序和常规程序的混合运行,使丽江机场成为世界上第一个常规程序和RNP程序同时混合运行的机场。

  关键字:混合运行 管制 常规程序

  1 丽江机场概况

  1.1 地形特征 丽江机场处于狭长的鹤庆坝子内,机场标高2242.6米,四面环山。东西面山体较高,距离较近,造成东西面净空不好,飞机的机动性受到很大限制。南北面山体较远,净空较好。着陆,复飞,起飞航道贯穿南北,必须满足超障高度,能见度,云底高度等标准。雷雨天气对飞行造成很大难度。

  1.2 基础设施

  1.2.1 丽江机场仅20号跑道装有ILS,下滑坡度为3.5°。

  1.2.2 跑道长度为2500米,20号跑道入口内越55米。

  1.2.3 机场塔台提供程序管制管制服务。

  1.2.4 VOR/DME 信号受地形条件的影响,作用距离短,曾经有20海里收不到信号的情况。

  1.3  历史上多次发生飞行冲偏出跑道的客观原因

  1.3.1 丽江机场属于高原机场,地形复杂。

  1.3.2 高原机场气压底,飞机减速缓慢、反推效果差。

  1.3.3 潮湿跑道,小雨、小顺风及底能见度天气。

  1.3.4 跑道长度相对较短。

  1.3.5 丽江机场单跑道进场程序,只能顺风落地。

  1.3.6 ILS下滑坡度大。

  2 RNP程序应用的好处

  2.1  可以实现丽江机场双向起降,解决多年来丽江机场仅能单向进场落地的现状,提供在20号跑道顺风,不利飞行的天气情况下,使用02号跑道RNP进场落地的又一选择。

  2.2  降低进港飞机进近的下滑坡度,减小飞机冲出跑道的基率。

  2.3  解决丽江进场02号跑道起飞部分机型应爬升梯度的限制,导致起飞减载的问题。

  2.4  提供机场又一先进的进离场方式。在常规导航设备ILS等设备不可用的情况下,确保机场的正常运行。

  2.5  由于RNP程序不依赖于常规地面导航设备(VOR/DME、ILS、NDB等),可以少建道面导航设备也能保住机场的正常运行,从而大大降低机场建设运行成本。

  3 RNP程序在丽江应用面临的困难

  3.1  面临RNP程序和常规程序混合运行的问题 由于丽江机场RNP程序的推进只能是逐步进行,目前仅计划东航云南一家公司的一种机型飞机执行RNP程序运行,经过目前飞行数据计算,可执行RNP运行的航班量不到机场总航班量的30%。运行初期,RNP程序和常规程序同时混合运行成为必然。

  3.2  无先例可借鉴

  3.2.1 目前,国外没有那个程序管制机场有常规程序和RNP程序同时运行。

  3.2.2 林芝机场实现RNP程序运行,但林芝机场航班量少,仅有RNP程序运行,无常规程序和RNP程序混合运行的问题,无飞行冲突。

  3.2.3 九寨机场建立了RNP程序,但因九寨机场塔台无自己管制员,外来管制员帮助工作时间有限,无法在短时间内确保RNP程序和常规程序同时混合运行,结果只能是RNP程序运行是常规程序不运行,常规程序运行是,RNP程序不运行。

  3.3  无RNP程序管制标准

  3.3.1 由于RNP程序和常规程序运行尚属探索阶段,民航局未制定相应的间隔标准。

  3.3.2 现行RNP运行方式,机场管制部门草拟管制方案报相关部门审批执行。

  3.3.3 常规程序不同机组飞行轨迹差异较大,各航段飞行时间差异较大,飞行间隔控制估算困难。

  根据目前国内外RNP运行的情况分析,RNP程序和常规程序是否能够成功混合运行,管制工作方案和RNP程序管制标准成为关键。

  4 RNP程序设计

  4.1 参与RNP程序设计电话讨论会 为了确保RNP程序设计顺利进行,由局方代表、波音公司程序设计师、航空公司飞行人员、机场塔台管制员代表每周召开一次集中电话会议,讨论程序设计进展情况,各方对程序设计提出有利的修订建议。为确保常规程序和RNP程序的混合运行,从管制的立场出发,我方对程序设计提出修订建议:

  4.1.1 设计相同的进场定位点,以便管制员控制飞行间隔。丽江所有常规进场程序是以NDB台为归航台,从过NDB后开始仪表进近。要求程序设计者,RNP程序也从NDB台开始进近。

  4.1.2 设计和常规程序相同的进场高度和离场起始高度,从高度层上控制飞行间隔。

  4.1.3 提供RNP程序定位点相对本机场VOR/DME导航台的方位和距离。因RNP飞行定位精度高,RNP程序点可用作为飞机位置点调配飞行间隔。从而可以使用现有程序管制VOR/DME间隔标准指挥飞机进行高度穿越。

  4.2  观看飞行员丽江RNP程序飞行模拟机训练

  4.2.1 管制员在飞行模拟机驾驶舱全程观看飞行员RNP程序模拟飞行的全过程,了解飞行员的切身感受,加强和机组的沟通和交流。

  4.2.2 参与飞行模拟训练的讨论会。

  5 丽江机场RNP程序和常规程序混合运行管制方案的制定

  5.1 RNP运行要求

  5.2 在丽江机场塔台管制范围内执行RNP飞行的航空器,RNP值必须小于等于1.0。

  5.3 具备RNP运行能力、所需的导航性能满足申请执行RNP程序要求的航空器,方可向丽江塔台申请使用RNP程序,并对其RNP能力符合性负责。

  5.4 所有RNP程序图中位置标注点都可以作为确定航空器位置的依据。

  5.5 航图手册应公布《AIR TRAFFIC CONTROL FIX BEARINGS AND DISTANCES FROM LJA VOR/DME》表中的数据。

  5.6 为确保安全,采取逐步推进的方式分为三个阶段实施。每个阶段配备不同的飞行间隔,间隔逐步缩小,最终实现RNP程序和常规程序的混合运行。

  5.6.1 第一阶段:自RNP正式运行开始六个月。

  5.6.2 第二阶段:自第一阶段后运行一年。

  5.6.3 第三阶段:第二阶段以后。

  5.7 管制指挥方案 经过三个阶段的过渡,最终实现下列工作方案

  5.7.1 在丽江塔台管制区域内执行RNP程序的两航空器飞向飞离同一位置报告点,同时相互穿越或占用对方高度层的最低间隔标准应当符合如下规定:

  5.7.1.1 航迹差在0度至45度范围内

  a. 不论飞向位置报告点的航空器在何位置,飞离位置报告点的航空器飞离位置报告点10公里后。

  b. 飞向位置报告点的航空器的位置在距离报告点10公里以外,飞离报告点的航空器飞过位置报告点后。

  5.7.1.2 航迹差在46度至90度范围内

  a. 不论飞向位置报告点的航空器在何位置,飞离位置报告点的航空器飞离位置报告点15公里后。

  b. 飞向位置报告点的航空器的位置在距离报告点15公里以外,为飞离报告点的航空器飞过位置报告点后。

  5.7.1.3 航迹差在91度至135度范围内

  a. 飞向位置报告点的航空器和飞离位置报告点的航空器距离位置报告点均在20公里外完成穿越的。

  b. 无论飞离位置报告点的航空器在何位置,飞向报告点的航空器距离位置报告点30公里外可以完成穿越的。

  c. 无论飞向位置报告点的航空器在何位置,飞离位置报告点的航空器距离位置报告点30公里外可以完成穿越的。

  5.7.1.4 航迹差在136度至180度范围内

  a. 飞离位置报告点的航空器距离位置报告点的距离和飞向位置报告点的航空器距离位置报告点的距离大于10公里。

  b. 两航空器都飞向同一位置报告点,且两航空器能够在距离位置报告点25公里外完成相互穿越的。

  5.7.2 在丽江塔台管制区域内执行RNP程序的两航空器在两位置报告点(两个位置报告点距离不小于5公里)外侧分散或汇集飞行时,同时相互穿越或占用对方高度层的最低间隔标准应当符合如下规定:

  5.7.2.1 分散飞行:两航空器有一个或者两个过位置报告点,且两航空器之间间隔在20公里以上的。

  5.7.2.2 汇集飞行:如果能够保证在飞越位置报告点前25公里,彼此已经上升或者下降到符合垂直间隔规定的高度层,可以在飞越位置报告点前25公里相互穿越

  5.7.3 在丽江塔台管制区域内执行RNP程序的两航空器在两位置报告点(两个位置报告点距离不小于20公里)外侧分散或汇集飞行时,同时相互穿越或占用对方高度层的最低间隔标准应当符合如下规定:

  5.7.3.1 分散飞行:两航空器均飞越位置报告点后。

  5.7.3.2 汇集飞行:如果能够保证在飞越位置报告点前,彼此已经上升或者下降到符合垂直间隔规定的高度层时。

  5.7.4 在丽江塔台管制区域内一航空器执行RNP程序和另一航空器执行常规程序,两航空器在两位置报告点(一个位置报告为RNP报告点,另一报告点为导航台且两点之间间距不小于5公里)外侧分散或汇集飞行时,同时相互穿越或占用对方高度层的最低间隔标准应当符合如下规定:

  5.7.4.1 分散飞行:

  a. 执行常规程序的航空器过导航台2分钟,执行RNP的航空器过定位点10公里。

  b. 执行执行RNP的航空器过定位点10公里,执行常规程序的航空器过导航台3分钟。

  5.7.4.2 汇集飞行

  a. 如果能够保证执行RNP的航空器在飞越位置报告点前25公里,彼此已经上升或者下降到符合垂直间隔规定的高度层,可以在飞越位置报告点前25公里相互穿越。

  b. 如果能够保证执行常规程序的航空器在飞越位置报告点前6分钟,彼此已经上升或者下降到符合垂直间隔规定的高度层,可以在飞越位置报告点前前6分钟相互穿越。

  5.7.5 在丽江塔台管制区域内一航空器执行RNP程序和另一航空器执行常规程序,两航空器在两位置报告点(一个位置报告为RNP报告点,另一报告点为导航台且两点之间间距不小于20公里)外侧分散或汇集飞行时,同时相互穿越或占用对方高度层的最低间隔标准应当符合如下规定:

  5.7.5.1 分散飞行:

  a. 执行常规程序的航空器过导航台,执行RNP的航空器过定位点20公里。

  b. 执行执行RNP的航空器过定位点,执行常规程序的航空器过导航台5分钟。

  5.7.5.2 汇集飞行

  a. 如果能够保证执行执行RNP的航空器在飞越位置报告点前20公里,彼此已经上升或者下降到符合垂直间隔规定的高度层,可以在飞越位置报告点前20公里相互穿越。

  b. 如果能够保证执行常规程序的航空器在飞越位置报告点前5分钟,彼此已经上升或者下降到符合垂直间隔规定的高度层,可以在飞越位置报告点前5分钟相互穿越。

  6 丽江机场RNP程序和常规程序混合运行管制方案安全性分析

  在丽江塔台管制区域内执行RNP程序的两航空器飞向、飞离同一RNP标注点,同时相互穿越或占用对方高度层的最低间隔标准应当符合如下规定:

  6.1.1 航迹差在0度至45度范围内

  6.1.1.1 不论飞向RNP标注点的航空器在何位置,飞离RNP标注点的航空器飞离RNP标注点10公里。

  航空器之间极端距离    SIN45°=X/10

            X=SIN°×10=0.707×10=7.07

  按照雷达告警距离6公里计算,极端情况下也不会告警。

 

  6.1.1.2 不论飞离报告点的航空器在何位置,飞向RNP标注点的航空器的位置在距离报告点10公里。

 

  航空器之间极端距离为10公里,应该是安全的。

  6.1.2 航迹差在46度至90度范围内

  6.1.2.1 不论飞向RNP标注点的航空器在何位置,飞离RNP标注点的航空器飞离RNP标注点15公里。

 

  航空器之间极端距离CON45°=X/15

           X=SIN45°×15=0.707×15=10.605

  按照雷达告警距离6公里计算,极端情况下也不会告警。

  6.1.2.2 不论飞离报告点的航空器在何位置,飞向RNP标注点的航空器的位置在距离报告点15公里。

  航空器极端距离为15公里,应该是安全的。

  6.1.3 航迹差在91度至135度范围内

  6.1.3.1 不论飞向RNP标注点的航空器在何位置,飞离RNP标注点的航空器飞离RNP标注点20公里。

 

  航空器极端距离CON45°=X/20

         X=CON45°×20=0.707×20=14.14公里

  按照雷达告警距离6公里计算,极端情况下也不会告警。

  6.1.3.2 不论飞离报告点的航空器在何位置,飞向RNP标注点的航空器的位置在距离报告点20公里。

 

  航空器极端距离SIN45°=X/201

         X=SIN45°×20=0.707×20=14.14公里

  按照雷达告警距离6公里计算,极端情况下也不会告警。

  6.1.3.3 两航空器距离RNP标注点均在15公里以外。

 

  X>Y=0.707×15=10.605公里

  按照雷达告警距离6公里计算,极端情况下也不会告警。

  6.1.4 航迹差在136度至180度范围内

  飞离RNP标注点的航空器距离该点的距离与飞向RNP标注点的航空器距离该点之间的距离差大于5公里。

  航空器之间极端最小距离为X=0.707×5=3.535公里,此种情况下,雷达必然告警,因此5公里的值过小。调整为10公里后,可能出现的最小值为7.07公里,按照雷达告警距离6公里计算,极端情况下也不会告警。

  7 丽江机场RNP程序和常规程序混合运行

  经过各方共同努力,丽江机场RNP程序运行得到有关批准,2009年4月开始正式运行。

 

  (作者单位:云南机场集团有限责任公司丽江机场塔台)

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