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机场空域规划
第七章机场空域规划
空域规划
空域现状
一、深圳机场所属空域的范围
深圳机场空域位于广州飞行情报区/珠海终端管制区内,进出港飞机由珠海进近管制中心负责在该区域内统一调配和指挥;
管制高度:标准海平面气压3600m或以下;
二、空域特点
深圳宝安机场位于珠海终端区内,其进离场由珠海进近管制中心负责在该区域内统一调配和指挥;珠江三角洲地区空域狭窄,南北长约40-60km,东西宽180km,机动空域有限;机场跑道南端距香港情报区边界23km,北端距珠海终端区现行北侧边界仅22km广州新机场启用后,距边界距离扩大至29km;机场南、北两端受香港国际机场、白云国际机场和军航岑村机场飞行活动的制约,南北方向上的飞行活动受到限制,进、离场飞行主要集中在东、西狭长的空域内;区内各机场进离场航线密集,上升、下降地带重叠,飞行冲突大,飞行活动因受军方和相邻机场的限制又主要集中在平洲至连胜围以东和石龙至BEKOL以西的狭小空域范围内,给飞行调配带来相当大的难度,同时也给空域规划和飞行程序设计带来相当大的困难;因此,合理地规划香港、深圳、广州三大国际机场的飞行空域将是今后我们面临的一个重大课题;深圳机场与各机场飞行关系具体分析如下:
1、深圳宝安机场与广州白云机场飞行关系分析
广州白云机场位于深圳宝安机场325度方位、距离82km;广州白云机场和深圳宝安机场是珠江三角洲内最繁忙的机场,它们对空域的需求构成了两大机场的进离场航线相互渗透和制约的矛盾;
首先,在航班的走向上,两个机场飞往西南、中南北部、华北、华东的离场航班共用相同的出口,飞越广州白云机场侧方时与白云机场的进离场航线交叉重叠,随着飞行流量的增加,调配难度加大;在飞行繁忙时段,由于航路和扇区容量限制,需要控制飞行流量,导致广州白云、深圳宝安等机场航班地面等待放行的情况时常发生;
其次,飞往深圳宝安机场的进场航班65%要飞经广州白云机场侧方,与广州白云机场的进离场航线交叉、重叠,随着飞行流量的增加,因广州进近容量和飞行调配的需要,进港航班空中延误的可能性在增加;同时,由于空域狭小,由深圳机场北面进港的航班只有一个入口进入珠海终端管制区临时航路关闭时,在进场流量大时,对进场航班构成制约;
最后,随着广州新白云机场双跑道独立仪表进近程序的使用,白云机场向北落地时对东南面空域有着很大的需求,这与深圳机场双跑道向南运行时对机场西北面的空域需求构成矛盾;
所以,深圳宝安机场和广州白云机场的飞行关系主要是体现在对空域资源的使用上,如何有效地化解矛盾需要对现有军民航空域进行统一规划和调整;
2、深圳宝安机场与香港机场飞行关系分析
深圳机场和香港新机场之间直线距离为37km,跑道方向基本垂直;深圳机场跑道南端距香港进近管制区边界约23km,南面进离场和进近航线距香港进近区香港机场管制地带边界最近点仅有
,目前深圳机场在南山距跑道南端上设有一个VOR/DME导航台,主要目的就是为了缩小深圳机场进离场航线的保护区,并严格控制飞机航迹,不得向东南方向偏航,防止误入香港管制区域;香港新机场北跑道运行也极大限制了深圳宝安机场南端空域的使用,空域的紧张致使深圳机场由南向北运行中间进近航段长度刚刚满足最小要求,飞机进近时下降梯度达5%,缺少平飞航段,同时由于南山海拔高度336m的影响,自香港方向经BEKOL起始进近航段下降梯度较大,曾出现假近地告警;
两个机场分属不同的管制区实施指挥,在天气不好的情况下,由于绕飞雷雨,飞机需要进入对方空域,当不能及时协调沟通时,潜在冲突较大;另外,由于内地与香港、澳门管制模式不一致,计量单位不统一,也给空管安全构成了隐患;
3、深圳宝安机场与澳门机场飞行关系分析
澳门机场位于深圳机场203°、距离59km,跑道方向基本平行;因澳门机场位于香港机场242°、34km处,跑道方向基本垂直,澳门机场交通地带距香港空中交通服务代理区边界仅,所以澳门机场观澜方向进离场航线需穿越深圳机场上空,与深圳机场进离场航线相互交错,上升、下降飞行冲突较大;另外,澳门机场16号跑道进近航迹向东北偏置54度IGS,与深圳机场33号跑道进近航线和15号跑道离场航线造成冲突,也限制了深圳宝安机场的机动空域;
4、深圳宝安机场与军航岑村机场飞行关系分析
军航岑村机场位于深圳机场322°、距离74km处,该机场空域距珠海终端区现行北侧边界7km,空域高度一般在2100m以下,致使机场北侧活动空域受到限制,无法为进近航空器提供良好的排序空间,成为影响机场容量的重要因素之一;
5、深圳宝安机场与军航佛山、惠阳机场飞行关系分析
佛山机场位于深圳机场西侧60km处,佛山军航开飞时,航空器过亭角的移交高度要抬高到3300m,深圳宝安机场向南落地的时候,由于亭角到15号跑道的起始进近点的距离只有30km左右,进场航空器在30km的进场航段要消磨高度2400m和速度,是比较困难的,特别是在北面有多架飞机进场的时候,移交高度需要高过3300m;所以珠海进近管制员通常引导进场航空器在机场西面做机动下降高度、消磨速度,但由于军航活动,民航飞机被限制在平洲—连胜围连线以东做机动飞行;
惠阳机场空域位于深圳机场东侧70km处,在惠阳军航开飞时,民航飞机机动飞行被限制在石龙-BEKOL以西一线;进出H21航线的航班严格按航线飞行;
所以,佛山、惠阳机场有活动时,深圳宝安机场的进、离场飞行限制比较多,缺乏机动飞行空域;
6、深圳宝安机场与深圳南头直升机场飞行关系分析
深圳机场和南头直升机场相距,两机场跑道方向交叉,南头机场距深圳机场33号跑道五边延长线的直线距离不足5km;南头直升机场的仪表进近着陆程序与深圳机场33号跑道进近航道有两个交叉点,当直升机做仪表进近着陆时,导致深圳机场33号跑道的着陆和15号跑道的起飞都无法进行;
深圳机场现有跑道-滑行道组合
深圳机场现有一条跑道,七个与跑道相连接的滑行道A-G,其中三个为直角脱离道A、B、G,四个为快速脱离道C、D、E、F;通过观测和统计,我们发现,中型机飞机着陆后通常在1450m左右可以到达航空公司规定的地面转弯速度,但是第一个可用的快速脱离道在2100m左右,落地的飞机在跑道中还要***门往前滑600m左右才能脱离;中型飞机的跑道占用时间平均在65秒左右通常中型机的跑道占用时间是45秒左右;在单跑道有起有落的情况下,落地飞机跑道占用的时间过长,导致尾随落地航空器间的间隔要加大,直接影响机场的容量;所以快速脱离道的分布不尽合理影响了跑道的容量;
现有运行方式及标准
一、深圳机场现有的导航设施
表7-1 机场现有导航设施一览表
设备名称
识别
频率
坐标
位置
附注
磁向°
距离m
LMM
RWY33
M
195K
N0223704
E1134914
155
1070入口
RWY33
LMM
RWY15
Q
416K
N0223943
E1134746
335
1028入口
RWY15
NDB
RWY15
QJ
253K
N0224743
E1134348
337
19370中心
偏离跑道延长线东侧500m
ILS/LLZ
RWY15
IQJ
NOE
155
260入口
GP/DME
RWY15
IQJ
NOE
330
1395中心
距跑道中心线西侧122m,跑道北端内308m
ILS/LLZ
RWY33
IMH
NOE
335
260入口
GP/DME
RWY33
IMH
NOE
160
1395中心
距跑道中心线西侧122m,跑道南端内308m
深圳VOR/DME
SZX
CH100X
N0223850
E1134808
324
1020中心
跑道北端内700m,中心线西侧200m
蛇口VOR/DME
SHK
CH106X
N0222954
E1135406
151
18430中心
观澜VOR/DME
GLN
CH57X
N0224236
E1140206
074
24510中心
南朗VOR/DME
NLG
CH124X
N0223154
E1133348
247
27870中心
二、进近方式及运行标准
现行公布的深圳机场进近方式为仪表进近方式,包括ILS/DME、ILS/DMEGP不工作、VOR/DME三种进近方式;
表7-2着陆运行方式及其最低标准
着陆最低标准
RWY15
A
B
C
D
ILS-I
DADH
VIS
RVR
6460
800
550
6460
800
550
6460
800
550
6965
800
600
LS-GP不工作
MDAMDH
VIS
9591
1600
9591
1600
9591
1600
9591
2000
VOR
MDAMDH
VIS
140136
1600
140136
1600
140136
2000
140136
2400
着陆最低标准
RWY33
A
B
C
D
ILS-I
DADH
VIS
RVR
6460
800
550
6460
800
550
6460
800
550
6965
800
600
着陆最低标准
RWY15
A
B
C
D
LS-GP不工作
MDAMDH
VIS
150146
1600
150146
1600
150146
2000
150146
2800
VOR
MDAMDH
VIS
250246
1600
250246
2000
250246
3600
250246
4000
盘旋
进近
MDAMDH
VIS
260256
1600
260256
2000
260256
4000
260256
4400
跑道
起飞最低标准有备降
飞机分类
HIRLRCLSRVR、米
HIRL不工作VIS、米
15/33
3、4发
500
800
双发
500
1600
珠海终端区空域调整的必要性
一、合理使用空域的意义
从理论上讲,流量的集中程度与空域自由度成反比,即当空域的自由度越大,就可以更大程度地疏散和分流飞行流量,缓解流量的拥挤和集中程度;相反,当空域的自由度较小时,管制员在指挥上受到很大的限制,调配余度小,飞行流量就只能被限制在相对狭窄的空域中,加大了流量的集中度;空域是一种有限的资源,科学合理的规划和使用空域,是发挥其效益的重要手段;
1、对于一个大型枢纽机场来说,空中进出通道的多少和分布状况,直接关系到机场的吞吐量;特别是对多跑道的机场,如果没有足够的、分布合理的空中通道,即使有很先进、很完善的机场设施,也无法充分发挥其吞吐能力,也就满足不了空运的需要;
2、合理使用空域的一个重要方面是为了航空器进、离场和进近飞行提供便捷、可靠、安全的飞行路线和适当的飞行剖面;不必要的迂回航行和在机场上空盘旋上升和下降高度以及过多的航空器等待时间都会给航空公司带来在经济、效益、航班正常性等方面的巨大损失;
3、空中交通管制员实行雷达管制,及时合理地调配飞行冲突,指挥航空器进行方向、高度上的机动飞行,维护良好的空中交通秩序,加大空中交通流量,确保飞行安全,都有赖于合理的使用空域所提供的充裕空间;
总之,空域使用事关机场当局和航空公司的基本利益,从根本的说,关系到国家和人民生命财产的安全,应得到妥善的解决;
二、制约深圳机场流量增长的空域因素
制约深圳机场流量增长的空域因素,主要包括以下几个方面:
1、空域狭小及空域容量的限制
珠三角空域资源有限,随着珠三角内各个民用机场飞行流量不断增加,民航用户之间面临对空域资源需求的矛盾;在珠三角还有三个军用机场,军用飞行对空域的需求也越来越大,军、民航之间的飞行构成了第二个矛盾;随着经济的发展,通用航空飞行不断增加,成为对空域需求的另一个用户,所以珠三角内空域资源紧张是制约深圳机场容量提高的关键因素;
2、空域结构复杂及不合理的限制
珠海终端区内机场多,且布局不合理,相互之间冲突点多,而且受进近区域小、高度低等原因,空中交通管制部门调配飞行冲突、改善流量的余地很小,影响了局部空域流量,从而直接影响了深圳机场飞行流量的提高;
3、空域航班流量分布不均匀的限制
进近区域内的进出口流量最大的是亭角和水口,占总流量的55%;每天大量的航班都从这两个点进出,受安全间隔和飞行调配的影响,常常也会限制流量,成为本区域的两个瓶颈;
4、空域进出点分布不合理的限制
目前的放行方式主要受大区域航线结构的影响;广州、香港、深圳、澳门等机场来往内地城市的飞行路线基本相同,几大繁忙机场拥有相同的进出口,空中交通拥挤,导致流量限制,常常造成航班延误;
5、军航训练空域的限制
军用空域设置决定了民航航线的现行结构,军用飞行也让民航飞行显得更加拥挤;本区域受空军活动的影响主要表现为:
当岑村或者佛山机场本场有活动时,飞机通过亭角的高度要求保持3300m或以上,比通过亭角的正常高度2700m高出600m,常常造成进场飞机难以下降至规定高度,只能在区域内盘旋消失高度,导致空域拥挤;
当岑村机场有航线飞行时,其部分训练飞行的航线就在本区域内,并和从亭角进场的航线有交叉,冲突很大;
当佛山机场有航路活动时,往闸陂方向的飞机必须更改航线,由原本的进出港航线分离变成只有单点进出,这样必然减少容量,同时也增大了飞行冲突;
当惠阳机场有活动时,往石龙方向出港的航班被严格限制在水口和石龙连线以西,可用机动空间更少;
6、珠海终端区与周边空域不共享的限制
目前的空管现状应该说是比较分散式管理,即广州本场由广州终端承担进离场管制工作,香港本场由香港终端承担进离场管制工作,深圳宝安、南头,珠海三灶、九洲机场的进离场管制工作由珠海终端承担,澳门机场因其地理位置的特殊性而由珠海、香港终端共同承担;基于自身终端管制区的管制便利,广州、珠海、香港三个终端的高度上限均不相同,如广州终端区的空域上限为5700m,珠海终端上限为3600m,而香港终端上限为F250;
1终端区上限彼此不统一,容易造成空中交通管制上的“盲区”;如珠海终端区和广州终端区在亭角、水口附近,由于空域的彼此耦合,广州进近、珠海进近、广州区调三方协调量大大增加;
2终端区之间彼此设立保护区,原本狭小的空域显得更加狭小,空域资源无法充分利用和共享;特别在珠海终端区,由于香港终端和广州终端的南北夹击,深圳宝安机场的两个五边均不足20km,客观上增加了航班的调配难度;
3澳门16号跑道IGS进近与香港07号跑道ILS进近呈现同高度相对飞行,到达转弯位置后各自右转切盲降,相距最近距离仅7-8km,机组操纵稍有偏离或遇上雷雨天气,在相邻管制部门之间来不及协调的情况下,容易造成飞行冲突;
4内地与港澳之间存在单位度量衡、安全间隔标准不同;在天气不好的情况下,由于绕飞雷雨的需要,飞机经常在管制区边界飞行,有时甚至需要进入对方空域,单位度量衡不同容易造成冲突;另外在空域的边界附近,由于安全间隔标准不同,对港澳管制部门而言符合间隔标准的距离,而对我们来说很可能就会带来冲突告警;
7、直升机场对空域的限制
现行的两个直升机场对空域容量的影响较大,特别是深圳南头直升机场的仪表进近着陆程序与深圳机场33号跑道进近航道有两个交叉点,当直升机做仪表进近着陆时,导致深圳机场33号跑道的着陆和15号跑道的起飞都无法进行,因此建议搬迁深圳南头直升机场,或将南头直升机场飞行改为目视飞行;
三、对应上述制约深圳机场流量增长的空域因素,调整珠海终端区是十分必要的
在下一阶段工作中,需对如下几个方面进行研究论证:
1、珠海终端区空域边界的调整;
2、机场进出点的调整;
3、珠江三角洲各机场进离场航线的调整;
4、军航空域的调整;
根据深圳机场和珠海终端区容量评估,在现有的飞行程序下,深圳机场容量受空域的制约很大,为了提高机场的使用效率,需要对进离场航线进行调整、增设进出口,某些调整地段和军航活动区域相关;
5、实行空域共享,建立联合管制的设想;
6、直升机场的调整;
飞行程序设计
按宽距平行跑道方案进行设计;
跑道构型
规划宽距平行跑道距现跑道西侧1600m,跑道南端向北错开600m,跑道入口内移200m,跑道磁方向155°-335°,长度3600m;
障碍物评估
现跑道东侧处起山头较多,呈东北-西南走向,山头标高介于76-381m之间;新增平行跑道为填海造地,净空良好;现对新增跑道和双跑道独立运行进行障碍物评估;
一、离场上升梯度计算
表7-3
跑道
离场方式
障碍物名称
标高m
上升梯度
处理情况
15L
转弯离场
无
%
33R
转弯离场
无
%
二、双跑道独立运行PAOAS面评估
如果平行跑道准备同时使用两个ILS进近程序,在设计这两个程序时必须使用以下附加准则:
1、切入航道的最大切入角为30o,切入航道的切入点应位于切入下滑道的点之前至少2nm;
2、两个程序的中间航段最低高度差至少为300m;
3、两个复飞程序的标称航迹扩散至少为30o,有关复飞转弯规定为“尽可能立即转弯”可能要规定在一个或两个复飞程序中;
精密进近的超障余度准则如基本ILS准则、OAS准则、CRM准则,除这些准则以外,必须检查其它平行跑道相交一侧区域内的障碍物,为安全保护早转弯的需要,避开潜在的从全跑道侵入飞机,这种检查可使用分别规定的平行进近评价面PAOAS;
除了使用OAS准则以外规定了平行进近评价面PAOAS以安全保护用“尽可能立即转弯”执行早复飞程序;PAOAS准则用以说明超障余度,适应从进近部分和最低复飞起始高入口标高以上120m以及多至45o的转弯;PAOAS准则对ILS/MLS进近所有分类有效;
深圳机场CATⅠ类ILS,GP3o,LLZ—THR距离3600m,复飞梯度%,其OAS面方程如下:
①ZW=-
②ZX=+面方程如下:
⑤ZP1=++5
⑥ZP2=+15
用以上方程求解各点坐标:
1求F″
令Z=300
③ZY=+联解得:X=3776Y=1067
F″3776,1067
2求G″
令Z=300
③ZY=+联解得:X=191Y=3132
G″191,3132
3求G″″
令Z=600
⑤ZP1=++5
⑥ZP2=+15
联解得:X=191Y=6247
G″″191,6247
4求H″
令ZP2=300
⑥ZP2=+15=300
联解得:Y=3132取XP2=XE″=-12900
H″-12900,3132
5求H″″
令ZP2=600
⑥ZP2=+15
联解得:Y=6247取XP2=XE″=-12900
H″″-12900,6249
6求C″″
令ZP1=600
⑤ZP1=++5
联解得:Y=314取XP1=XC″=-10807
C″″-12900,6249
7求G′
③ZY=+联解得:X=191Y=260
G′191,260
8求E′
③ZY=+联解得:X=-9219Y=2121
E′-9219,2121
输入以上点,作保护区图;
在保护区内的主要障碍物山如下:未加植被高度
1号:庙仔顶X=-584Y=3700Z=
2号:茅山X=2917Y=5100Z=
3号:凤凰岩X=3494Y=5847Z=308
15L跑道经评价,1号障碍物超高,
⑥ZP2=+15=<+15=;
33R跑道经评价,1号障碍物超高,
⑥ZP2=+15=<+15=;
15R跑道:经评价,无障碍物超高;
33L跑道:经评价,无障碍物超高;
结论:1号障碍物超高,需要处理庙仔顶植被;
三、双跑道独立运行仪表进近障碍物评估
本次主要对双跑道由南向北运行33L/R跑道对障碍物进行评估;由于深圳机场距香港机场较近,直线距离38km,跑道方向基本垂直,导致深圳机场由南向北进近五边长度较短,跑道南端距管制区域边界仅,因此在深圳机场实行独立进近时,要求飞机切入两条跑道ILS下滑道的高度应尽量低,以使五边长度最短;
深圳机场跑道南端净空条件较差,距跑道南端16km处的南山标高336m、27km处的圆头山香港境内,标高375m、大青山香港境内,标高583m对双跑道独立进近影响最为明显;此次对33L/R跑道切入下滑道的高度做了三个组合:950/650,450/750和600/900;经评价,600/900高度组合进近航迹进入了香港机场区域,两机场不能同时运行;450/750高度组合需要处理南山、赤湾山和园头山香港境内等障碍物,难度极大,因此不予考虑;下面主要分析950/650高度组合方案;
此方案的主要目的有:
——33L/R跑道能实行独立进近方式;
——不需要处理障碍物;
——进近航迹位于管制空域边界北侧;因管制空域边界距香港机场跑道延长线垂直距离,距香港机场25R跑道复飞航迹,所以如果深圳机场进近航迹进入管制空域边界南侧,两机场将不能同时运行;
1、33L跑道仪表进近障碍物评估
无障碍物超高;
2、33R跑道仪表进近障碍物评估
1起始进近:控制障碍物为
南山,标高336m,考虑植被高度15m,位于主区,MOC取300m,OCA为651m;
圆头山,位于香港境内,标高375m,考虑植被高度15m,位于副区,MOC为260m,OCA为650m;
从上述评估可以看出,南山超高1m,圆头山处于超高的边缘,考虑地图和计算误差,应在下一阶段对这两个障碍物进行实测,并须控制南山的植被高度不超过14m;
2中间进近:控制障碍物为南山,标高336m,考虑植被高度15m,位于主区,MOC取150m,OCA为501m,超高1m,须控制南山的植被高度不超过14m;