基于两种飞行训练模式的跑道容量评估

骆菁菁

基于两种飞行训练模式的跑道容量评估

骆菁菁

随着民航业快速发展和飞行员培养量急剧增加，跑道容量已成为训练机场评定的重要指标。目前我国飞行训练有目视与仪表两种方式，对跑道容量计算模型有不同的影响。本文通过对训练机场实地调查，探讨出航空器起降时间与空间的关系，构建了训练机场跑道容量评估综合模型，从而推导出训练机场可承载的飞行员培养量。

随着民航迅速发展，通航飞行训练需求也相应地增加。然而，训练机场跑道作为训练飞行的载体部分，对培训量有限制要求。通航飞行训练模式、训练机型等方面是训练机场跑道容量的核心因素，间接影响飞行训练需求。因此，计算训练机场跑道容量，以此为基准，对飞行训练需求评估有着非常重要的意义。

E.G.Bowen以飞行到达符合泊松分布计算跑道容量，Blumstein提出IFR运行下跑道容量计算模型。它们研究在航班运行某一种形式下的跑道容量。国内研究考虑多方跑道影响因素，如公共进近航段、飞行安全最小间隔、机型组合、着陆许可发布允许距离建立着陆跑道容量模型。本文针对训练机场特性，分别讨论跑道容量，对飞行员培养需求评估。

模型构造

由于需先计算本场目视训练和航线仪表飞行平均服务加权时间。在不考虑飘飞和违背管制规定的前提下，对两种不同的飞行情况进行概率统计计算。加权服务时间E(T)可以通过下列公式求出:

目视本场训练着陆时间间隔

航空器着陆必须确定跑道上无障碍物，目前目视飞行训练取得着陆许可有两类情况:在四转弯加入起落航线取得着陆许可与在决断高度取得着陆许可。

四转弯为着陆许可决策临界点

决断高度为着陆许可决策临界点

仪表转场训练着陆时间间隔

仪表转场训练时间间隔考虑的因素有空中安全间隔，发布着陆许可条件（满足在航空器进近着陆航径上没有其他航空器活动且跑道上无障碍物），尾流影响。

仪表训练着陆时间间隔

转场训练飞行主要进行仪表航线飞行。

图1 四转弯为决策点前后机空间关系

图2 决断高度为决策点前后机空间关系

图3 仪表飞行着陆空间关系

即

飞行训练起飞时间间隔

航空器起飞时间间隔由航迹与航空器速度决定。起落飞行航迹高度交叉进行，相互航迹不同。航空器同速或者速度前慢后快，时间间隔为2min；速度前快后慢，时间间隔为1min，记间隔时间为。前机占机队比例 ，后机占机队比例，则平均时间间隔:

飞行训练期望时间间隔

目视飞行着陆可选择间隔时间较小值进行飞行着陆。目视起降训练都在本场进行，且单次飞行时间短，则起飞与着陆次数相等，目视飞行期望时间间隔:

仪表飞行训练转场进行，飞行时间长。在考虑空中安全间隔和着陆许可取得标准与尾流比较，保证安全前提，取较大者。为起降航班概率，则仪表飞行期望时间间隔:

训练机场跑道容量由总平均期望时间间隔求出，其为单位时间起降架次数量:

飞行员培养需求评估

要进行飞行员培养需求评估，通过标准训练大纲与跑道容量限制下的最大飞行小时数比较，可对跑道改扩评估。可承接最大飞行小时数:

算例分析

广汉机场是专门用于培养民航飞行员使用的训练机场。其中塞斯纳172R30架，进近速度65kt，跑道滑行时间54s；西门诺尔小双发7架，进近速度75kt，跑道滑行时间47s；奖状与新舟4架，进近速度110kt，跑道滑行时间67s。B类飞机空中纵向最小间隔为3km，标准起落航线四转弯点离跑道距离3km，Ⅰ类决断高度60m，标称下滑梯度5.2%，仪表进近着陆许可点离跑道4km。机型前中后轻尾流间隔3min。

对于目视与仪表飞行前后机以及起飞间隔分别计算，得到最小时间间隔如表1所示。

表1 各训练机型最小时间间隔

飞机各机型所占比例为:塞斯纳172R 73%，西门诺尔17%，奖状与新舟10%。则机型组合概率按前后飞机比例概率作为出现概率，得到机型组合概率矩阵:从方程式中的到供到达飞机使用的跑道体系的容量为:

飞机各机型一次起降飞行时间:塞斯纳172R30min，西门诺尔30min，奖状与新舟240min，训练小时数4900小时。年跑道承接小时数:

广汉机场近7年培训平均人数为398人。大纲要求每个培训飞行员飞行195h。则培训需求飞行小时数为:两个小时数可以看出机场跑道使用几乎达到饱和，且训练天数过多，可以考虑对机场进行改扩建，增大跑道容量，提高飞行训练数。

结语

训练机场由于大量目视飞行起降训练，间隔标准，着陆许可与传统运输机场存在差异，容量评估也因此不同。本文将目视飞行与仪表飞行分别探讨，根据空中管理规定分别构建模型。最后数组概率将容量评估，同时比较训练需求，能对训练机场做出有效评估。

骆菁菁

中国民用航空飞行学院

骆菁菁，女，四川广汉人，空中交通管理学院，研究实习员，主要研究方向为交通运输与规划。

青年基金项目Q2014-069

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.07.001