罗定发创新工作室隶属新疆空港建筑设计有限责任公司,成立于2017年10月,专注于空域规划、飞行程序设计、飞机性能分析、航行评估及运行最低标准制定与维护等业务,是全国民航机场系统内首个以航行服务为研究方向的专业技术团队。
工作室对标民航强国战略目标,深耕新疆民航市场,秉承“执着专注、精益求精、一丝不苟、追求卓越”的工匠精神,以保障全疆各机场飞行运行安全为己任,重点聚焦飞行程序相关辅助软件开发、飞机性能分析输入软件编写、军民融合飞行程序设计、低温飞行运行安全等方面开展技术攻关,攻坚克难,为新疆辖区26个机场飞行运行安全、运行品质提升提供强有力的专业技术支撑,为新疆民航高质量发展做出突出贡献。
工作室于2022年5月被命名为“自治区劳模和工匠人才创新工作室”;2024年4月被命名为“全国民航劳模和工匠人才创新工作室”;2024年10月被评为“新疆维吾尔自治区质量标杆集体”。
当前,空域限制条件下的飞行程序设计工作多以符合性单向设计为主。随着我国民航业迅猛发展及第三方飞行训练任务激增,传统飞行程序设计思路局限性愈发突出。喀什徕宁国际机场作为边疆地区旅客吞吐量较大的军民合用机场之一,原进离场飞行程序在结构层面潜在冲突点较多,程序管制条件下空域使用效率低,运行风险高。
工作室积极响应我国民航高质量发展中关于提升空域使用效率和降低运行冲突风险的迫切需求,聚焦提升全疆飞行程序品质,以喀什徕宁国际机场进离场分离飞行程序设计研究为切入点,实现喀什徕宁国际机场运营效率升级,为全疆乃至全国中小机场提供典型经验。
工作室开展喀什徕宁国际机场进离场飞行程序设计的关键在于因地制宜、守正创新,即在机场周边诸多运行限制条件下突破原有方案思维局限,创新程序设计理念,在满足规章符合性条件下发挥飞行程序设计主观能动性,输出能够有效化解喀什徕宁国际机场进离场航空器运行冲突、提高空域使用效率的技术成果。
工作室基于进离场分离理念,结合程序设计规范及飞行程序设计质量保证措施,为喀什徕宁国际机场进离场分离飞行程序设计量身定制全过程流程图。重点收集空域、导航设施、运行、地形、气象等数据,并利用自主研发的辅助工具进行逐项验证,确保原始数据的分辨率、准确性及完好性。
喀什徕宁国际机场26号跑道离场飞机爬升转弯时,极易与进场下高度飞机发生对头冲突,导致发生离港航空器地面等待、进港航空器空中盘旋的情况,空域使用效率低,航班延误现象频发,给旅客造成不良乘机体验。若管制员为化解冲突而偏离既定程序进行指挥,又将增加安全风险。
工作室基于对多项数据的验证结果以及对问题产生原因的深入分析,梳理了程序设计需要重点关注的问题,与军方、空管、航空公司等相关方进行沟通协调,创造性地提出了“半矩形”程序结构,使进离场飞机在汇聚到同一航线之前就能够保持安全的垂直间隔,消除了原飞行程序方案在进离场结构层面的潜在冲突。
“半矩形”结构成立最大的难点是离场飞机推测段长度超标,保护区绘制和超障评估没有依据。为确保技术成果的安全性、合理性和可飞性,工作室成立设计专班进行头脑风暴,深化程序设计,在满足空域使用需求、运行机型性能限制及飞行员操作习惯的前提下,设置不同的进离场参数进行分组对照试验,绘制保护区,复核超障评估结果。
工作室经通过使用最低扇区安全高度(MSA)这一创新理念解决推测航段长度不确定,及不能按照设计规范绘制离场转弯保护区、进行超障评估等问题。
据统计,新程序投入使用后航空器空中飞行时间缩短至少7分钟。以运行典型机型B737-800为例,进近着陆阶段的油耗约为2.4吨/小时,为每个航班节约燃油成本至少2000元,每年为运行喀什机场的航司累计节约燃油成本至少1600万元,助力喀什经济特区经济社会高质量发展。
自新程序投入使用以来,喀什徕宁国际机场航班正常性及运输生产指标完成率稳居全国旅客吞吐量200-1000万级中小机场前列。加速了喀什机场航线网络布局的优化升级,对降低喀什经济特区企业物流成本,增强产业核心竞争力,提高企业资源配置及经济运行效率起到了推动作用。
喀什徕宁国际机场进离场分离飞行程序方案的设计、评估、验证及投用过程是全国中小机场在程序管制条件下实施进离场分离运行的开拓性实践。在符合既有空域结构及飞行程序设计基本规则前提下,典型做法有:
(一)重新定义。梳理现有航路(线)结构,重新定义空中交通流走向;
(二)创新理念。创新使用“半矩形”飞行程序设计结构,固化管制冲突调配路径,在进离场航空器形成“对头”冲突前配备至少300米的垂直高差;
(三)创新方法。通过使用最低扇区安全高度(MSA)这一创新理念解决推测航段长度不确定,及不能按照设计规范绘制离场转弯保护区、进行超障评估等问题;
(四)改进模式。调动管制员、飞行员以及性能工程师深度参与飞行程序设计方案的积极性,形成多角色、多维度共建模式,充分拟合管制调配习惯和运行机型的性能特点;
(五)弥补标准空白。针对行业规范中并未明确的内容,通过采用地面验证、专家评审、模拟机及实地试飞等方式进行验证完善,弥补行业标准空白。
(六)形成知识产权。目前已获得与提升飞行程序设计质量相关的软件著作权5项,发明专利1项。
全国现有运输机场263个,除38个千万级机场外,受地基导航设施信号覆盖影响,中小机场均采用程序管制方式指挥进离场航空器。当机场空域受限或管制区域内流量增加较快时,可采用喀什机场进离场分离运行模式梳理空中交通流走向,从程序结构层面固化管制调配方式和路径,降低管制员工作负荷,提高空域使用效率。
本案例所述方法可畅通空中进出通道,降低企业物流成本,提高区域生产资源配置和经济运行效率,助力发展方式向质量效率型、创新驱动型转变,真正发挥航空运输在构建综合立体交通和“国内国际双循环”新发展格局中的作用。
作者 | 崔大庆 牛若静