左青海 杨凡 潘卫军

摘 要：航空器尾流间隔是限制机场跑道容量的主要因素之一，与航空运行安全息息相关。本文对航空器尾流重新分类（Re-categorization，RECAT）技术的最新发展进行综述，对国际民航组织（ICAO）、欧洲空中航行安全组织（EUROCONTROL）、美国联邦航空局（FAA）、中国民用航空局（CAAC）的尾流间隔标准和重新分类方法进行了比较和分析，同时对尾流重新分类的试运行效果进行分析。相关研究表明，尾流重新分类能有效缩减平均尾流间隔，提高跑道运行效率。

关键词：尾流重新分类;尾流间隔;跑道容量;运行效率

中图分类号：V355.1文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）26-0065-06

Abstract： Aircraft wake turbulence separation is one of the main factors limiting the runway capacity of the airport， it's closely related to the safety of civil aviation operations. The paper summarized the latest development in aircraft wake re-categorization （RECAT） technology， and also reviewed the wake turbulence separation standards and re-categorization methods consisting of International Civil Aviation Organization （ICAO）， the European Air Navigation Safety Organization （EUROCONTROL）， the United States Federal Aviation Administration （FAA） and the Civil Aviation Administration of China （CAAC）， and analyzed the trial operation effect of the wake re-categorization at the same time. Related studies have shown that wake re-categorization can effectively reduce the average wake turbulence separation and improve runway operating efficiency.

Keywords： aircraft wake re-categorization;wake turbulence separation;runway capacity;operating efficiency

機场跑道容量及使用效率与航空器的起飞和着陆最小间隔直接相关，该间隔取决于空管监视能力及航空器尾流。飞机在飞行中会产生尾流，航班运行中需要给前后两架飞机之间配备安全的尾流间隔，防止出现后机遭遇前机尾流而导致失控等危险情况。

自20世纪70年代实施以来，ICAO现行的航空器尾流间隔标准并未进行过大的修订。受限于当时的技术条件，该标准显得相对较粗略与保守。随着民用航空运输量持续增加，其在一定程度上限制了繁忙机场的跑道容量，加重了航班的延误。将现行尾流间隔标准进行缩减与优化，精准地把握航空器尾流间隔，对提升民航运行安全与效率具有重要意义。RECAT技术成为民航业研究的一个重要方向。

经过数年的研究与论证，FAA与EUROCONTROL分别出台了各自的RECAT标准，并进行持续研究，以期对所有航空器之间建立实时的、动态的尾流间隔。

ICAO在2012年11月召开第十二次空中航行会议，提出修改全球空中航行计划（Global Air Navigation Plan，GANL）和航空系统组块升级计划（Aviation System Block Upgrades，ASBU），并达成战略协议。在各国研究成果基础上，ICAO将RECAT分为三个发展阶段：第一阶段，将当前ICAO的尾流间隔标准优化为6类;第二阶段，使用静态的配对机制来代替尾流间隔分类，每个飞机对之间配备合适的最小尾流间隔;第三阶段，动态尾流间隔，根据飞机重量、大气条件等实际参数来实时确定航空器的最小尾流间隔[1]。2016年，ICAO发布了最新一版的2016—2030年全球空中航行计划和航空系统组块升级计划（ASBU），将RECAT分为3个组块：组块0（B0-WAKE）通过优化尾流间隔优化跑道吞吐量;组块1（B1-WAKE）通过动态尾流间隔提高跑道吞吐量;组块2（B2-WAKE）应用基于时间的尾流最低间隔标准（Time Based Separation，TBS）[2]。

近几年，我国也加快了对尾流间隔缩减相关课题的研究与试验，在充分研究欧美RECAT可行性与安全性的基础上，结合国内外运行经验及国内民航运行特点，拟定了中国的尾流重新分类标准（RECAT-CN），并于2019年12月5日在深圳宝安国际机场、广州白云国际机场正式开始试验运行。

1 我国现行尾流间隔标准

目前，大多数ICAO成员国均采用ICAO Doc 4444文件中的尾流间隔标准。我国目前使用的尾流间隔标准依据是《民用航空空中交通管理规则》（CCAR-93-R5），航空器尾流等级分类与ICAO的标准相一致，航空器按最大起飞重量（MTOW）分为重型、中型、轻型三类（见表1），并将A380-800型航空器尾流间隔的指导意见融入规章[3]（见表2）。该标准对航空器的分类较为粗略，间隔是根据各类别中最坏的情形确定的，在很多情况下，间隔配备相对保守，随着民航业快速发展，渐渐无法满足实际运行需求。

2 EUROCONTROL尾流重新分类标准

EUROCONTROL在2007年提出尾流重新分类的概念，旨在将各类航空器的尾流评估后重新分类，通过对各机型组合下最小安全间隔的计算分析，使各类航空器之间的尾流间隔标准更加细致、更加合理，进而达到缩减尾流间隔、提高民航系统运行效率的目的。2009年，EUROCONTROL与FAA联合开展可行性研究，认为RECAT是一种可操作的缩减尾流间隔的运行方法[4-5]。

2013年，EUROCONTROL在与美国合作研究的成果基础上，开展RECAT-EU项目研究，综合考虑航空器速度、重量、翼展等因素，通过优化调整RECAT中各类别所属的机型种类，并对欧洲航行服务商提出的一些技术进行系统研究，以更好地提升容量，保证安全性，通过计算分析缩减尾流间隔[6]。

2015年7月，RECAT-EU标准[7]正式发布，该标准在原分类的基础上将航空器按最大起飞重量和翼展细分为六类（见表3）并配备新的尾流间隔（见表4），该分类下航空器的机型举例如表5所示。

RECAT-EU的试验运行表明，在高峰时段，新标准可以提高5%的跑道容量，具体取决于各个机场的航班组合;在同等吞吐量下，能够降低航班的进、离场总飞行时间，使管制员能够更加灵活地管理交通;能使机场运行从不利条件中快速恢复，从而减少总体延误[7]。

3 FAA尾流重新分类标准

2012年11月1日，美国孟菲斯机场成为全球第一个实施RECAT-I运行的机场。在运行6个月后，FAA与机场塔台、美國联邦快递公司等机构对该试运行期间的机场通行能力进行了全面评估。分析数据结果显示，该机场航空器离场容量增加22%，进场容量增加15%，美国联邦快递有85%的航班间隔会缩短，离场排队时间缩减了38%，在高峰时段的离场容量平均每小时增加7架次，同时没有航空器报告遭遇尾流[8]。2013年起，陆续向路易斯维尔、迈阿密等多个国际机场推广实施[9-11]。

2014年6月，FAA正式颁布了尾流重新分类间隔标准（RECAT 1.5），将航空器分为6类，并配备了新的间隔[12];在进一步运行研究的基础上，FAA对部分标准进行了修订，于2016年2月颁布更新的规章[13];2016年8月，FAA颁布了第二阶段尾流重新分类标准，将航空器分为A-G七类（RECAT 2.0），对美国机场实际运行的绝大部分ICAO常见类别航空器配对并配备尾流间隔[14];2018年6月发布联合的尾流间隔标准（Consolidated Wake Turbulence，CWT）[15]并于2019年8月发布CWT更新，将航空器分为A-I九类并更新了航空器间的最小尾流间隔标准[16];2019年10月10日颁布的航空器类型指示符对RECAT1.5、RECAT2.0、以及CWT进行了具体说明[17]。

本文选取FAA目前正在生效的RECAT1.5和CWT进行分析。RECAT1.5将航空器分为A～F六类，在最大起飞重量（MTOW）的基础上根据翼展（WS）的大小进一步细化分类，如表6所示，与之对应的尾流间隔标准如表7所示。

CWT标准将航空器分为A-I九类并为各类航空器之间配备尾流间隔，具体分类如表8所示，对应的尾流间隔标准如表9所示。

4 我国尾流重新分类标准

国内理论研究方面主要关注RECAT对跑道容量的影响[18-25]及进一步优化建议[26]，部分研究人员也对国内外尾流间隔标准及RECAT运行效果进行了对比分析[27]。此外，RECAT间隔标准下航空器的碰撞风险[28]、RECAT机型分类方法[29]也有相关研究。

2015年，中国民用航空局出台了《中国民航航空系统组块升级（ASBU）发展与实施策略》，对中国航空系统的发展做出规划，为我国尾流间隔缩减技术的发展指明了方向[30]。为此，中国民用航空局空中交通管理局对在我国推广应用RECAT技术的可行性、实施条件、建议方案等进行了深入研究。

2019年1月23日，中国民用航空局空中交通管理局在广州组织开展尾流重新分类管制实验运行的宣贯动员工作，拟定符合中国实际运行需要的RECAT-CN标准[31]。根据中国繁忙机场的交通流特点，RECAT-CN将航空器尾流等级按照最大起飞重量和翼展大小分为超级重型机（J）、重型机（B）、一般重型机（C）、中型机（M）、轻型机（L）等五类。

综合考虑飞机重量、翼展等参数，将航空器重新分类，该标准将现有的重型机（H）按不同翼展大小再细分为两类，其他与现行的标准保持一致，具体分类如表10所示。通过重新计算各类别组合下的安全间隔，在确保安全水平不降低的情况下有效地缩减了运行间隔标准。表11为RECAT-CN的尾流间隔标准。

2019年12月5日，广州、深圳开展RECAT-CN全天候试验运行。整个试验运行分为测试、推广两阶段，运行范围为深圳宝安国际机场和广州白云国际机场以及两机场相关的进近（终端）管制区，首先安排南航、海航、深航、美国联邦快递、联合包裹速递服务公司参与，在总结第一阶段运行经验基础上，逐步推广到广州白云国际机场、深圳宝安国际机场运行的所有适用航空器[32]。

此次试验运行中，一些航空器的之间的间隔缩减明显，比如，前后机均为B类航空器的间隔标准从之前的7.3 km缩减至5.6 km，前机为C类航空器、后机为M类航空器之间的间隔从9.3 km缩减至6.5 km，有效提高跑道容量，缩短航班排队等待时间，让旅客的出行更加高效。以空客A380和波音787为例，前后机之间的尾流间隔从11.1 km缩减为9.3 km，优化幅度达16.2%。而轻型飞机与重型飞机的间距增加了1.9 km，受前机尾流影响的可能性进一步降低。在大流量运行中，管制员调配余度增加，极大降低了管制负荷，随着RECAT-CN技术的持续推进，新标准在提高运行效率和经济性方面的成效将更加凸显[33]。

5 結论

ICAO现行的航空器尾流间隔标准相对保守，本文对EUROCONTROL、FAA以及CAAC的尾流重新分类方法及尾流间隔标准的发展进行了详细的分析，并对标准的试运行情况做了介绍。运行结果表明，RECAT间隔标准能有效缩减航空器之间的平均尾流间隔，对提升机场运行效率、提高机场运行容量有重要意义。在验证运行的同时，要进一步从理论的角度分析RECAT分类与间隔标准的合理性并进行持续优化。

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[32]中国民用航空局空中交通管理局.广州、深圳机场全面推动航空器尾流重新分类RECAT实验运行正式启动[EB/OL].（2019-12-09）[2020-07-29].http：//www.atmb.net.cn/ContentNew.aspx？newsid=A75D01D66C12F562.

[33]中国民航网.珠海进近实施尾流重新分類实验运行首月成效初显[EB/OL].（2020-01-10）[2020-07-29].http：//www.caacnews.com.cn/1/3/202001/t20200110_1289931.html.