（一）研究成果主要内容 为破解我国的机场场面运行效率与国外相比较为低下、运行管制标准制定缺乏关键理论及技术支撑等瓶颈，实验室围绕运行管制标准中的尾流间隔标准、多跑道机场穿越方式等开展了从基础理论到具体实施方案的系统性研究，相关研究获得国家自然科学基金重点项目、民航安全能力建设等多个项目支持，具体成果内容包括： （1）近地阶段飞机尾流演化与风险控制 结合历史数据、风洞实验等对飞机尾流的形成、发展和耗散进行演化机理研究，揭示了基于尾流特征参数、尾涡失稳过程和尾涡诱导及其与二次涡的相互影响关系；考虑近地阶段飞机飞行高度和飞行速度不断变化的特点，研究了不同跑道构型下的飞机近地阶段碰撞风险模型；根据实际和理论数据确定尾流间隔标准安全评估指标，对近地阶段飞机尾流间隔缩减进行安全性分析，进而提出近地阶段飞机尾流间隔标准建议。该研究成果为制定更科学的尾流间隔标准、提高机场跑道利用效率提供理论基础和实验依据。 （2）起飞飞机后侧穿越跑道方式可行性研究 在对目前国内典型跑道穿越方式进的运行效率及安全性能分析基础上，提出了一套典型飞机的起飞性能评估分析方法，对减跑道起飞的单发失效的超障性能进行了研究。针对起飞飞机尾喷的影响情况及后方穿越限制，构建了基于流体力学模型的起飞滑跑飞机对后机的影响距离优化模型，提出了一类起飞飞机与穿越飞机所需最小安全间隔确定方法。结合穿越跑道飞机的抗侧风标准等，制定了相应的跑道穿越方案，并在该种穿越方式下进行滑行路径优化设计。自主研发设计的仿真平台软件实现了对跑道穿越方案进行效率评估。 （二）主要的科技创新贡献（包括理论的创新、技术的突破、重要应用或应用前景） 理论创新： （1）采用高精度格式和脱体涡模型解决尾流耗散过程精细数值模拟难题。发展适合于模拟飞机尾涡演化过程的高精度DES 数值方法和网格匹配技术，主要采用数值方法对飞机尾流的形成、发展和消散过程进行研究，捕捉尾涡细腻结构及其重要特征参数演化细节，并辅以必要的风洞试验，结合计算与实验对尾流复杂流动进行分析，发现新的尾流流动规律、解释或总结尾流演化机理。 （2）在掌握飞机尾流基本演化规律的基础上，综合探讨大气参数(如稳定分层参数、侧风、湍流度等)和地面效应对飞机尾流演化过程的影响，通过分析尾涡特征参数的变化情况、尾涡失稳过程和尾涡诱导及其与二次涡的相互影响等，总结敏感参数的影响规律，进一步揭示近地阶段飞机尾流在不同条件下的演化机理，为机场尾流间隔的优化提供依据。 技术创新： （1）构造多机型、单跑道、近距平行跑道离场航空器尾流间隔动态仿真模型。针对不同天气、不同管制运行环境（如离场程序）条件，建立了对离场航空器尾流间隔标准验证及评估策略。 （2）起飞飞机后侧穿越跑道方式可行性评估技术。基于流体力学等多角度，提出了起飞滑跑飞机尾喷影响距离评估方法；根据地面抗侧风标准，提出了一种在起飞飞机后侧穿越跑道实施方式，在提升跑道运行效率的同时，保证飞机的运行安全。该技术可为优化多跑道机场的跑道穿越提供方案，提高管制运行效率并保证机场运行安全，同时为管制规则的制定与实施提供技术参考。 （三）国内外影响的主要证据 相关研究已获得“国产ARJ21飞机起降安全间隔研究”民航安全能力建设项目持续支持。代表性成果关键理论及技术已结合国产民机ARJ-21开展进一步研究，已进行ARJ21飞机的具有高度连续变化特征下的碰撞风险分析模型建立，对尾流间隔缩小标准进行了安全性分析；基于动态尾流间隔研究，提出了缩小后的单跑道、近距平行跑道航空器管制间隔标准，为民航局制定ARJ21飞机与多类型飞机尾流间隔标准提供了关键支持。 |
