波音、中国商飞开展动态尾流间隔研究 Boeing, COMAC study on Dynamic Wake Turbulence Separation 26 近年来，我国民航航班起降架 次增长迅速，航空器尾流间隔作为 影响跑道容量的重要因素，现已逐 渐成为制约繁忙机场航班架次增长 的主要原因之一。波音与中国商飞 共同发起并开展动态尾流间隔研究， 旨在不改变机场跑道构型和空域结 构的情况下，实施动态尾流间隔可以 有效提高机场容量，减少航班延误。 为了提升机场容量， 不少机 场都建设了新的跑道。出于节约用 地的考虑，无法按照独立平行进近 的标准建造平行跑道且中心线间隔 1035 米以上（远距平行跑道），一 些新建跑道与原有跑道平行，但新 旧跑道中心线间距不足700 米。按 照现行间隔标准，凡运行在中心线 间隔760 米以内的两条平行跑道（窄 距平行跑道）上的进港航班无法实 施相关平行进近或独立平行进近， 因此在窄距平行跑道落地的前后两 个航班，虽然运行在不同的跑道， 两架飞机之间的尾流间隔依然需要 按照一条着陆跑道的间隔掌握。动 态尾流间隔技术为大型枢纽机场提 高跑道容量提供了解决方案。 国外成功经验 现行的基于距离的尾流标准订 立于数十年前，受到当时计算技术、 观测技术以及飞机尾涡流体力学研 究水平的限制，人们对尾涡的消散 机制了解不深，因此在制定尾流间 隔的时候留有较大余量。随着计算 机技术的发展，计算流体力学的进 步，观测手段的丰富，尤其是从20 世纪80 年开始，大涡模拟在尾涡传 输与消散模型方面的研究应用，提 高了人们对尾涡机制的理解，进而 提出了动态尾流间隔的概念。 人们发现在有利的天气条件下 飞机尾涡破散较快，结合进近航空 器前、后两架飞机的机型以及具体 时刻的气象状况，经数学模型预测 前机尾流耗散速率和移动轨迹，可 评估该机尾涡对后机的安全影响， 进而动态地调整前、后机之间的最 小尾流安全间隔。 针对动态尾流间隔，美国和欧 洲的研究机构已经开发出原型系统。 欧洲某机构开发的一种新的尾流间 隔运行系统可以在不改变跑道构型 的基础上，提高机场容量近5%。目 前，该原型系统处于初级应用阶段， 即在有利侧风的影响下，在上风向 跑道着陆的飞机不再受限于在相关 窄距平行跑道运行的下风向跑道飞 机的尾流间隔要求。国外相关机构 还在进行高级动态尾流间隔的研究， 较之初级应用， 高级动态尾流间隔 的不同点在于它将引入基于时间的 尾流间隔，即前后飞机的间隔将依 时间而定，并且应用范围从窄距平 行跑道扩展到单一跑道。 国内最新进展 为了支持我国空中交通管理系 统的运行，波音与中国商飞在节能减 排联合研究中心的框架下，共同发起 并支持与动态尾流相关的研究工作。 目前飞机尾涡传输与消散建模项目 与激光雷达尾流探测项目正在进行 之中，并已经取得了阶段性成果。 经验证，波音与中国商飞联合 开发的尾涡传输与消散数学模型可 以较为精确地演算尾涡在不同气象 条件下移动和衰减的轨迹，轨迹推 演的精度与国外的研究模型相当。 同时，用于探测尾涡的激光雷达的 开发也进展顺利，经过比对试验， 原型系统实地观测结果与数值模型 预测值吻合较好，可以准确测量飞 机尾涡的位置和强度，它为动态尾 流系统其他模块的开发打下良好的 基础。 （ 转载自《国际航空》杂志 2014 年9 月刊） 在国内大型枢纽机场的繁忙时段，时常可见长串等待起飞的航班。( 摄影 魏萌)
Boeing China Newsletter 2014Q4
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