尾流間隔應(yīng)用實務(wù)探討(進近梁凱)

1、尾流間隔應(yīng)用實務(wù)探討促使筆者下定決心寫一篇關(guān)于尾流間隔方面文章的原因是起源于筆者在十余年的進近管制一線崗位經(jīng)歷遇到的數(shù)次起飛階段符合現(xiàn)行尾流間隔標準飛行員卻報告遭遇前機尾流，印象特別深刻的是有一次后機空客A319報告遭遇前機波音B738的尾流，而它們之間的放飛間隔有2分鐘。而一些小于現(xiàn)行尾流間隔標準落地的前后機之間卻未碰到機組報告遭遇尾流。筆者決定由點及面，對尾流間隔的標準及實際運行相關(guān)方面進行一次有益的探討。多年的局方檢查員經(jīng)歷使我養(yǎng)成了對管制工作的嚴謹態(tài)度。特別是發(fā)生的大大小小的事件和事故，不論是自己指揮的還是做帶班主任時班組組員遇到的。在進行事后業(yè)務(wù)探討時都要求自己和組員對每一次的指揮方

2、法、細節(jié)、通話用語等等是否經(jīng)得起局方的事故調(diào)查為標準，以事故調(diào)查的標準逆向進行反推。萬千的小事情、小紕漏、小聰明如果沒有得到及時有效的監(jiān)管和及時的糾正，終會以我們無法承受的代價呈現(xiàn)出來。民用航空空中交通管理規(guī)則是管制這個行業(yè)安身立命之本，幾十年來只是進行了小修小補，其中許多條款早已不能適應(yīng)現(xiàn)在民航業(yè)的快速發(fā)展，而于2014年就開始進行大規(guī)模的版本更新卻遲遲不能終稿，給管制行業(yè)的發(fā)展帶來諸多掣肘。而民用航空器事故征候在2011年、2013年、2015年這短短的五年時間就頻繁地進行了3個版本的更新為例，可以看出局方在安全監(jiān)察方面的重視程度和承擔(dān)的壓力。其中關(guān)于尾流間隔事故征候的評判發(fā)生了一個顯著從

3、嚴的評判標準變化（見圖表1和圖表2）。圖表1、2013年版民用航空器事故征候關(guān)于違反尾流間隔的評分圖表2、2015年版民用航空器事故征候關(guān)于違反尾流間隔的評分前后版本的民用航空器事故征候文字表述都一樣：“發(fā)生小于規(guī)定尾流間隔事件時，危險指數(shù)大于等于90屬于運輸航空嚴重事故征候；危險指數(shù)75（含） 89（含）為運輸航空一般事故征候?！遍g隔小于等于規(guī)定尾流間隔的3/4時，2015版本的危險指數(shù)由70分增加到75分，一腳就由差錯踏進了事故征候的門檻。這起碼說明以下兩點：1、 局方對尾流間隔越來越重視，對尾流間隔方面的差錯容忍度越來越低。違反尾流間隔可能造成的不安全事件和事故比傳統(tǒng)觀念要嚴重得多。2、

4、 對違反尾流間隔的評判標準只有以距離計算。而在民用航空空中交通管理規(guī)則中存在著以時間計算的尾流間隔標準，這樣可能會給一線管制員造成違反時間計算的尾流標準難以被評判和處罰的錯誤觀念。這在實際運行中未造成影響時可能會存在這樣的情況，可是不要忘了，一旦造成影響，局方可以違反民用航空空中交通管理規(guī)則雷達管制間隔和尾流時間間隔條例，并參照民用航空器事故征候中關(guān)于雷達管制間隔和以距離計算尾流間隔的雙重標準進行評判和處罰。基于上述觀點，我們有必要對現(xiàn)行尾流間隔標準從實際運行的角度進行一次梳理。限于篇幅，本文尾流間隔的討論范圍集中于單跑道運行的標準，而關(guān)于跑道入口內(nèi)移、交叉跑道、反方向起降等情形并未包含。一、

5、 我國現(xiàn)行的尾流間隔。首先，梳理一下現(xiàn)行中國民用航空空中交通管理規(guī)則等規(guī)定的國內(nèi)尾流間隔標準。表1.國內(nèi)航空器分類前機類型后機Super后機Heavy后機Middle后機LightSuper12km13km15kmHeavy8km10km12kmMiddle6km6km10kmLight6km6km6km表2.雷達尾流間隔（前后起飛離場或前后進近著陸的航空器）前機類型后機Super后機Heavy后機Middle后機LightSuper3min4minHeavy2min3minMiddle3minLight表3.非雷達進場航空器尾流間隔前機類型后機Super后機Heavy后機Middle后機Li

6、ghtSuper2min3min3minHeavy2min2minMiddle2minLight表4.非雷達離場航空器尾流間隔前機類型后機Super后機Heavy后機Middle后機LightSuper4min4minHeavy3min3minMiddle3minLight表5.非雷達離場航空器尾流間隔（跑道中部起飛）Super代表空客A380類的單獨列出尾流標注為“J”的重型機。波音B757作為前機時，尾流間隔按重型機算。上述所有表格中的空白格顯然不代表間隔是0公里或0分鐘。對此作出了一定解釋的是民航局空管辦和民航局空管局聯(lián)合發(fā)文的空中客車A380機型尾流類型及尾流間隔標準的規(guī)定中第六條 “

7、當(dāng)尾流間隔不做要求時，按照規(guī)章規(guī)定的雷達間隔標準執(zhí)行。此處尾流間隔不做要求表示A380-800機型跟隨另一架A380-800機型或其它重型機時，無尾流間隔限制?！比绻斫鉃榕鷾柿俗畹屠走_間隔是6km的管制單位可以使用6km的間隔，而批準了最低雷達間隔是10km的管制單位必須使用10km的間隔。如下表6，那么會造成在使用最低雷達間隔10km的管制單位，后機為A380時反而需要10km的間隔浪費。前機類型后機Super后機Heavy后機Middle后機LightSuper6km/10km12km13km15kmHeavy6km/10km8km10km12kmMiddle6km/10km6km6km

8、10kmLight6km/10km6km6km6km表6.雷達尾流間隔（最低雷達間隔填入）Heavy類型跟隨Super類型的尾流間隔是一個很大的BUG。在雷達管制下需要12km的間隔，在程序管制下，只有離港要求2分鐘的間隔，而對于前機跑道中部的起飛以及前后機進近卻不做時間間隔要求同樣說不通。上述疑問希望局方在管制員熱切期盼的新版民用航空空中交通管理規(guī)則予以明確說明。二、明確特定間隔標準適用的單位。在未實施雷達管制的管制單位，比如義烏、舟山。通常他們調(diào)配遵守的程序間隔要遠高于非雷達尾流間隔標準而使得他們不會去輕易觸碰尾流間隔的底線。但是對已實施雷達管制的浙江分局來說，杭州塔臺和杭州進近在航空器進

9、場和離場應(yīng)遵守什么間隔就會產(chǎn)生爭議。這涉及到雷達尾流間隔、非雷達尾流間隔、雷達管制間隔三種間隔標準。1、進港航空器間隔。對于進近階段，進近在連續(xù)降落的航空器開始進近到交給塔臺之前的整個過程，航空器是處于全程雷達管制的環(huán)境下的，而當(dāng)航空器被移交給塔臺之后，由于塔臺并不實施雷達管制，法理上塔臺應(yīng)非雷達尾流間隔來掌握航空器之間的尾流間隔。那么參照表2和表3，以最常見的重型Heavy和中型Middle為例：進近應(yīng)確保連續(xù)進近的航空器，middle類型跟隨heavy類型的距離間隔是10km，middle類型跟隨middle類型的距離間隔是6km。塔臺應(yīng)確保連續(xù)進近的航空器，middle類型跟隨heavy

10、類型的時間間隔是2分鐘；middle類型跟隨middle類型的時間間隔不做要求。在本場執(zhí)飛的定期航班在五邊落地前2分鐘到落地，地速一般在220-280km/h之間。進近按10km移交前重后中的間隔，只要后機平均速度小于300km/h，都能符合塔臺需要的2分鐘的非雷達尾流間隔。進近按6km移交前中后中的間隔，按220-280km/h計算，可以給塔臺帶來1分20秒1分40秒的時間間隔，這個間隔對塔臺來說同樣不存在問題。進港間隔中需特別考慮的是前機復(fù)飛對后機造成的尾流影響，復(fù)飛程序作為進近程序的一部分，每一次進近都需要考慮復(fù)飛的可能。前機只要執(zhí)行復(fù)飛，那么它產(chǎn)生的尾流就會直接覆蓋影響到后機（直到前機

11、上升到下滑道高度300米以上）。大多數(shù)情況下后機是在追趕前機的，所以進近移交給塔臺機型為前重后中的間隔應(yīng)保證直到前機接地之前都不會追趕到小于10km。一旦間隔被追趕到10km以內(nèi)，而前機執(zhí)行了復(fù)飛，那么管制員應(yīng)中止后機的進近。機型為前中后中的前后機不但存在這個尾流間隔的問題，而且更易發(fā)生復(fù)飛的低云低能見度的天氣下，一旦間隔追趕到6km，前機復(fù)飛還易造成兩機只能使用雷達管制間隔而不能使用目視間隔發(fā)生小于間隔事件的風(fēng)險。更進一步講，以后若杭州要推行目視間隔降落，須詳細制定出一旦前機復(fù)飛，后機應(yīng)如何指揮處置的詳細操作指引以防范系統(tǒng)性風(fēng)險。2、離港航空器間隔。對于離場階段，我們要注意相關(guān)標準文件要求比

12、實際運行中的通常做法要復(fù)雜得多。一般塔臺在連續(xù)放飛航空器的間隔應(yīng)遵照表4和表5執(zhí)行，舉例表述：塔臺應(yīng)確保連續(xù)離港的航空器，middle類型跟隨heavy類型的時間間隔是2分鐘； middle類型跟隨middle類型的時間間隔不做要求。當(dāng)航空器到達進近，應(yīng)確保連續(xù)離港的航空器，middle類型跟隨heavy類型的距離間隔是10km，middle類型跟隨middle類型的距離間隔是6km。在浙江分局的空域中，離港航空器從塔臺移交給進近后就立即需要符合雷達尾流間隔和雷達管制間隔兩個標準。我們設(shè)定在連續(xù)離港的航空器離地后前2分鐘執(zhí)行的平均速度都一樣為300km/h（波音737起飛階段3分鐘內(nèi)速度是從起

13、飛抬前輪速度153kt持續(xù)增加到190kt以上），那么前重后中離港的航空器由塔臺按2分鐘間隔放飛移交到進近的水平距離剛好為雷達尾流間隔10km，若前機速度稍慢，就保證不了10km的水平間隔。這時主要是前后機之間的垂直間隔保證了它們之間的安全。前中后中離港的航空器移交到進近手里要保證6km的水平間隔需要間隔多少時間放飛呢？還是按前后機300km/h的地速計算，就是1分12秒。但是按2分鐘間隔放飛前重后中的航班，按1分12秒放飛前中后中的航班需要遵守的條件限制非?？量?。在運行環(huán)境沒有達到最規(guī)范的要求之前，我們應(yīng)該給自己的操作畫一個更大的保護圈而不去輕易觸碰安全的底線。三、 使用尾流間隔常見的誤區(qū)。

14、1、塔臺放飛航班時，不但要遵守非雷達尾流間隔，同時還要遵守程序管制的間隔。中國民用航空空中交通管理規(guī)則第五章第一百一十七條中規(guī)定：“程序管制D類空域內(nèi)，儀表飛行航空器離場放飛的最低間隔標準應(yīng)當(dāng)符合如下規(guī)定同速航空器在不同航跡上飛行，航跡差大于45度，并在起飛后立即實行側(cè)向間隔時，為2分鐘間隔，。航跡相同，快速航空器在前，慢速航空器在后，為2分鐘間隔；航跡差大于45度，并在起飛后立即實行側(cè)向間隔，快速航空器在前，慢速航空器在后，為1分鐘間隔；航跡差大于45度，并在起飛后立即實行側(cè)向間隔，慢速航空器在前，快速航空器在后，為2分鐘間隔；航跡相同，慢速航空器在前，快速航空器在后時，如機場區(qū)域內(nèi)具備目視

15、氣象條件，慢速航空器起飛后立即實行30度（含）以上側(cè)向間隔（離開快速航空器起飛、上升航跡），則可按尾流間隔放行快速航空器起飛。待快速航空器的高度超越慢速航空器的高度后，慢速航空器再加入航線?！辫b于此規(guī)定較為復(fù)雜，且部分條件如慢速航空器、快速航空器定義不清，使得部分條款不具備操作性。追本溯源，以我國主要參閱的國際民航組織ICAO.4444文件（2007年第15版），建議作為我們參考的標準。如圖1，后機與前機離港航跡夾角45°，并在起飛后立即實行側(cè)向，可以用1分鐘間隔放飛；后機與前機航跡相同，前機速度大40kt時，放飛間隔是2分鐘。圖1、國際民航組織ICAO.4444文件關(guān)于塔臺放飛間隔

16、2、以杭州機場向東運行，使用07號跑道放飛為例（圖2和圖3）。機場NAIP中規(guī)定航空器起飛在未飛越跑道末端之前禁止轉(zhuǎn)彎，再加上3個方向所有的離港航班起始航向都是082°（傳統(tǒng)程序要求飛越HGH臺1.7海里，RNAV程序要求高度達到300米）。這就表明所有的離港航班在離地后的1分鐘內(nèi)航跡是完全重合的，1-2分鐘內(nèi)飛行軌跡重合度也很高，沒有側(cè)向間隔使得后機遭遇前機尾流的幾率大增。同時圖1中前后起飛的航班航跡夾角45°縮小為1分鐘間隔我們也不能使用。如果我們的離場程序不進行優(yōu)化修改，包括局方近期提出的離港航班航跡夾角大于15°可以使用縮小的放飛間隔規(guī)范對杭州來說同樣不適

17、用。圖2、跑道07號離港程序圖圖3、跑道07號RNAV離港程序圖3、民用航空空中交通管理規(guī)則（修訂版）及ICAO.4444文件中都已不存在的一條尾流間隔規(guī)定。被刪除的是現(xiàn)行民用航空空中交通管理規(guī)則“第四十五條、在正側(cè)風(fēng)風(fēng)速大于3米/秒時，起飛和著陸航空器之間的尾流間隔時間不得少于1分30秒”的規(guī)定。這表明原來對大于3米/秒的正側(cè)風(fēng)可以減輕尾流影響的認知已不適用。在實際運行過程中應(yīng)慎用此規(guī)定調(diào)配尾流間隔。4、實際運行中容易被忽視的一條尾流間隔要求是民用航空空中交通管理規(guī)則“第四十三條、當(dāng)前后起飛離場的航空器為重型機和中型機、重型機和輕型機、中型機和輕型機，中部起飛時，前后航空器間非雷達間隔的尾流

18、間隔時間不得少于3分鐘?！边€是以前機重型機跑道中部起飛時，中型跟隨起飛的時間間隔要求由2分鐘增加至3分鐘。實際運行中，當(dāng)塔臺管制員觀察到重型機幾乎使用了全跑道起飛時，往往會考慮到該機負荷較重，爬升率較慢，而對跟隨離港的中型機推遲放飛的時間，潛意識中考慮的是兩機之間的垂直間隔。而實際上，若前機重型機在跑道中部之前起飛，對后隨的中型機不采取3分鐘的間隔就直接違反了尾流間隔規(guī)定。四、正確認識尾流及可能造成的危害。 首先我們必須承認現(xiàn)在的航空航天業(yè)對尾流的認識依然是不充分的和一直在發(fā)展的。已掌握的尾流特性包括：1、尾流由滑流、紊流和尾渦三部分組成。2、尾流在飛機后面一個狹長的尾流區(qū)里形成極強的湍流。尾

19、渦流場的寬度約為2個翼展，厚度約為1個翼展。圖4、尾流的旋轉(zhuǎn)方向 圖5、尾流的寬度和厚度3、尾流的強度由產(chǎn)生尾渦的飛機重量、飛行速度和機翼形狀所決定，其中最主要的是飛機的重量。尾渦強度隨飛機重量的增加和飛行速度的減小而增大，曾測得最大的湍流切線速度達67米秒。4、當(dāng)重型飛機在光潔構(gòu)型下低速飛行時，將會產(chǎn)生最強的尾流。5、尾流是向外和向下擴散運動的。在空中，尾流大約以120150米分鐘的速率下降（最大可達240270米分鐘），在飛行高度以下約250米處趨于水平，不再下降。圖6、尾流的下沉和傳播距離6、當(dāng)存在側(cè)風(fēng)的時候，尾流將向下風(fēng)方向移動。當(dāng)存在頂風(fēng)時，將在飛機的后方延長尾流區(qū)。當(dāng)存在順風(fēng)時，尾

20、流將增加向外擴散的速度。尾渦的壽命依賴于當(dāng)時的氣象條件，總的來說，平靜大氣中的尾渦會有更長的壽命，而大氣湍流則會減速尾渦的衰減。 圖7、后機遭遇前機尾流發(fā)生滾轉(zhuǎn)后機從后方進入前機的一個尾渦中心時，一個機翼遇到上升氣流，另一個機翼遇到下降氣流，飛機會因承受很大的滾轉(zhuǎn)力矩并出現(xiàn)飛機抖動、下沉、改變飛行狀態(tài)、發(fā)動機停車等現(xiàn)象。滾轉(zhuǎn)速率主要取決于后機翼展的長度，翼展短的小型飛機滾轉(zhuǎn)速率大。如果滾轉(zhuǎn)力矩超過飛機的控制能力，飛機就會失控翻轉(zhuǎn)。處置不當(dāng)就會造成航空事故。五、離港航空器更易遭遇前機尾流。1、進港航空器在進近過程中的三維軌跡是非常確定的。只要連續(xù)進近的航空器被正確地操作并嚴密地監(jiān)控處于指定的下滑

21、道，那么前機產(chǎn)生的尾流在重力的作用下只要下沉1個翼展的高度（按本文第四條的第5項中的數(shù)據(jù)計算，空客A380翼展79.6米以下的機型只需20-40秒），后機就不會處于前機造成的尾流區(qū)域內(nèi)。在目視條件下縮小尾流間隔的操作中，當(dāng)機組能夠目視前機，只要向上風(fēng)方向和/或下滑道之上偏離1個翼展的距離，就可以避免遭遇前機尾流。圖8、后機在左側(cè)風(fēng)環(huán)境可在下滑道的左上象限避免前機尾流2、管制員對落地航班的監(jiān)控強度遠遠大于對起飛航空器的監(jiān)控，特別是航空器從起飛到被雷達識別之前存在著監(jiān)控盲區(qū)，識別之后對航空器速度、航向以及上升率的掌握都較弱。3、飛行員對標準離場程序的執(zhí)行和重視程度相對較弱，在執(zhí)行環(huán)節(jié)偏差較大。每架

22、離港航空器的離地點（抬前輪）以及之后的上升軌跡在三維立體空間中體現(xiàn)出來的差別非常大，機組的操作具有很大的自我習(xí)慣性。4、每架航空器在起飛階段必然是重量最重的，而在落地時經(jīng)過了數(shù)小時的燃油消耗后，重量必定會減少幾噸至幾十噸。從航空器構(gòu)型上看，起飛航空器通常在離地后會盡快收起落架、收襟翼，而落地航空器從開始進近時就一直處于起落架放下，放襟翼的構(gòu)型。當(dāng)然起飛和落地都處于低速飛行。所以從影響航空器尾流強度的三大因素上來看。實際運行中，起飛航空器必然比落地航空器產(chǎn)生更大的尾流。六、加強對“低、慢、小”航空器尾流間隔影響的認識。入駐蕭山機場本場的警航目前有兩個型號的直升機，AW139(序號56)和AW11

23、9(序號63)。它們分類雖然是輕型機，但尾流的特殊影響不可忽視。1、當(dāng)塔臺放飛時則特別要注意直升機一離地即在跑道頭產(chǎn)生了尾流。對后續(xù)跟隨的離港甚至是進港的較輕的航空器都可能產(chǎn)生尾流影響。圖9、直升機向前飛行產(chǎn)生的尾流2、當(dāng)警航直升機進近時，速度慢的特性會造成后機的過度追趕，同樣要多留間隔余地。另外由于警航基地就在06號跑道接地端的側(cè)方，所以當(dāng)向西運行24號跑道落地時，警航直升機會低空滑行穿過整條跑道，尾流影響的時間會較長；在基地附近還可能會做一定時間的懸停。懸停即會造成旋翼直徑3倍范圍內(nèi)強烈的下洗氣流。圖10、直升機懸停會造成旋翼直徑3倍范圍內(nèi)強烈的下洗氣流美國作為全世界民航業(yè)和通用航空業(yè)都最

24、為發(fā)達的國家。其在制定規(guī)則、航空器分類、尾流間隔標準上往往有其特殊的優(yōu)勢，值得我們借鑒和參考。附上表7和表8，并在表9中對65架航空器按我國和FAA的標準均進行了分類。其中序號第45架至第54架這個區(qū)間的航空器在我國現(xiàn)行的分類標準中屬于和波音B737同一類型的中型機而在FAA的標準中卻屬于比B737低一等級的小型機（Small）。那么我們可以考慮在實際運行中對這類航空器作為后機時，不要使用到尾流間隔的極限。表7.美國FAA航空器分類表8.美國FAA尾流間隔標準在表9中序號第39架至第41架的ATR-72、運7、新舟60。它們都屬于中型機而且都是渦槳發(fā)動機。鑒于渦槳發(fā)動機類型的航空器產(chǎn)生的尾流特

25、性會更大及紊亂，地速相對較慢，當(dāng)它們作為前機時，對其后機使用的尾流間隔可考慮適當(dāng)?shù)丶哟?。文章的大部分都以重型機和中型機為例說明尾流間隔的標準，但我們同樣不可忽視的是現(xiàn)在越來越多的通用航空、公務(wù)飛行、警用直升機這類“低、慢、小”航空器在區(qū)域特別是本場的活動帶來的隱患。它們中的大部分機型對管制員來說都是常見卻陌生。常見的是它們的機型號，陌生的是它們的外形參數(shù)、性能等。附表（表9）把涉及到浙江區(qū)域內(nèi)常飛機型按最大起飛重量降序排列做成表格，方便大家在有疑問的時候可以對照查閱，減少無意識地違反尾流間隔標準的幾率。序號機型MTOW（噸）翼展（米）備注1An-225640Super88.74J2A380-8

26、0056079.8J3An-124405Heavy73.34B747-400362-39564.45A340-60036563.56A340-30027560.37MD-1127351.778A350-900265649A330-30023060.310B777-20023060.9311B787-80022058.812DC-1019547.313IL-7619050.5空警200014B767-30018747.5715A300-60016544.8416A310-30015043.8917B757-300122.538.0518B757-200115.638.0519Tu-154100MiddleLarge37.5520A321-1008334.0921B737-8007934.322C91977.333預(yù)計參數(shù)23運977空警20024A320-20073.534.0925麥道MD90-4072.832.8726A3196434.0927B737-3006228.928安-12613829運8613830雅克4256.534.8831EMB-19051.828.7232龐巴迪環(huán)球50004228.633灣流G55041.