Chương trình Tái phân loại nhiễu động RECAT (Wake Recategorised)

Tại Hoa kỳ, Cục hàng không liên bang (FAA) đang thực hiện chương trình Phát triển hệ thống hàng không quốc gia mới (NextGen - mặc dù cho đến nay chương trình này chủ yếu tập trung vào dẫn đường và ADS - B (Giám sát tự động phụ thuộc - Phát quảng bá) nhằm nâng cao năng lực và hiệu quả khai thác của các vùng trời, tập trung vào giai đoạn bay đường dài của tàu bay.

Bên cạnh đó, một thực tế là có khoảng 500 sân bay thương mại ở Mỹ, và nhiều trong số các sân bay như NY Frank Kenedy, Atalanta, San Francisco ...đã gần hoặc hết công suất, từ đó đặt ra câu hỏi cần làm những gì để nâng cao năng lực tiếp thu và hiệu quả sử dụng vùng trời trung tận. Một phần của câu trả lời này nằm trong kết quả của các công trình nghiên cứu về nhiễu động và phân cách tối thiểu đã được tiến hành trong vòng 20 năm qua. Tuy nhiên, chỉ mới gần đây FAA - kết hợp với Eurocontrol - đã tiến hành các nghiên cứu và chuyển thành một chương trình chính thức nhằm tối ưu hóa phân cách tàu bay và tăng cường năng lực tại các sân bay, điều này đặc biệt hữu ích tại các sân bay có mật độ cao.

Trước đó, vào cuối những năm 1960, Boeing đã kết hợp với FAA để nghiên cứu về nhiễu động, thực hiện những khảo sát quan trọng khi tiến hành thử nghiệm với các tàu bay Boeing 707, 737 và 747. Đầu tiên, mức độ mạnh yếu của nhiễu động được xác định bởi trọng lượng, tốc độ và sải cánh của tàu bay tạo ra. Thứ hai, nhiễu động mạnh nhất xảy ra khi máy bay trọng lượng lớn, ở tốc độ chậm và đã thu càng và cánh tà. Vào thời điểm đó, các nghiên cứu của Boeing và FAA được thúc đẩy bởi sự ra đời của máy bay vận chuyển thương mại thân rộng như máy bay B747. "Việc sử dụng hiệu quả và an toàn 2 đường băng song song với khoảng cách gần (dưới 762m) được xác định là một phần quan trọng của NextGen", FAA tuyên bố.

Trong một báo cáo trình bày tại hội nghị của Hiệp hội không lưu - ATCA năm 2012, Jeff Tittsworth , người chịu trách nhiệm chính của FAA về phân cách nhiễu động, cùng với các quan chức của NASA và Trung tâm Hệ thống giao thông quốc gia Volpe đã trình bày một báo cáo ngắn gọn về quá trình nghiên cứu nhiễu động và nêu ra những nỗ lực hiện tại nhằm hoàn thiện các tiêu chuẩn phân cách tối thiểu dựa trên nhiễu động. Với thực tế là các tiêu chuẩn phân cách của ICAO theo trọng lượng hiện tại đã được coi là lỗi thời từ lâu, FAA hiện đang nghiên cứu và áp dụng chương trình tái phân loại nhiễu động Wake re-categorisation RECAT và xem xét tiêu chuẩn phân cách để xác định lại phân cách trên cùng đường băng cho tất cả hơn 9000 tàu bay đăng bạ theo ICAO. Đầu tiên sẽ thử nghiệm tại một số sân bay, sau đó tiến tới áp dụng trên toàn nước Mỹ.

Theo cách xếp hạng nhiễu động mới sẽ có 6 hạng tàu bay, từ A đến F, áp dụng cho cả cất và hạ cánh được dựa trên trọng lượng, tốc độ tiếp cận và đặc điểm cánh có tính tới "trường hợp đặc biệt tàu bay với khả năng hạn chế khi gặp nhiễu động". Hạng nặng (heavy) hiện tại được chia thành ba loại: A (siêu nặng – super), B (nặng hơn – upper heavy) và C (nặng vừa – lower heavy). Với cách phân hạng mới, phân cách có thể tăng đối với một số hoặc tất cả các cặp máy bay, phân cách sẽ giảm cho một số hoặc tất cả các cặp hạng, và không thay đổi trong một số hoặc tất cả các cặp hạng.

Sẽ có sự cải thiện về năng lực tiếp thu, tuy nhiên, một quan chức FAA tuyên bố rằng không có mục tiêu cụ thể cho tăng năng lực của từng sân bay, tất cả chỉ mới chỉ dựa trên những nghiên cứu và sẽ làm cơ sở cho phép FAA tiến hành áp dụng vào thực tế. FAA kết hợp với Eurocontrol thực hiện RECAT vì lợi ích của sự kết hợp giao thông hàng không giữa Mỹ và châu Âu trong đó đội bay của FAA và Châu Âu chiếm khoảng 85% đội bay trên toàn thế giới. Ngoài ra, đây có thể là mục tiêu để thiết lập một tiêu chuẩn quốc tế về phân cách mà ICAO sẽ áp dụng rộng rãi.

Tuy nhiên, các quan chức FAA nhấn mạnh rằng phải mất bảy năm để thu thập dữ liệu và thực hiện phân tích an toàn. Sau đây là một số lợi thế của RECAT:

Lợi thế đáng kể của RECAT - không giống như các thành phần khác của NextGen - là không cần bất kỳ thiết bị bổ sung nào hoặc trên máy bay hoặc trên mặt đất.

Tháng 11/2012, FAA đã thực hiện áp dụng các tiêu chuẩn RECAT tại sân bay quốc tế Memphis. Memphis được chọn để áp dụng đầu tiên vì vùng trời Memphis tương đối đơn giản, chỉ có một đài kiểm soát không lưu và là cơ sở của hãng vận chuyển hàng hóa nổi tiếng FedEx - nơi hãng thực hiện khoảng 500 chuyến bay mỗi ngày, trong đó phần lớn các tàu bay do FedEx khai thác là MD- 11, B.767 và A.300 thuộc hạng C của phân loại theo RECAT.

Các báo cáo của FAA cho thấy với các tiêu chuẩn phân cách mới, Memphis đã tăng được 15% năng lực, và sân bay có thể phục vụ thêm hơn chín chuyến bay mỗi giờ. Báo cáo của Fedex thậm chí còn cao hơn: 23% cho khởi hành, và 16 % cho tàu bay đến.

Các quan chức FAA hy vọng các sân bay khác của Mỹ, trong tương lai gần sau khi thực hiện RECAT có thể gia tăng năng lực đạt trung bình 7%, cho cả hoạt động bay đến và đi tùy thuộc vào độ phức tạp pha trộn các loại tàu bay. Hiệu quả lớn hơn dự kiến ​​đạt được tại sân bay quốc tế Louisville nơi sẽ áp dụng RECAT vào tháng 8.2013 và nơi đặt đại bản doanh của UPS – Công ty vận chuyển hàng đầu của Mỹ. Hai sân bay tiếp theo trong danh sách áp dụng RECAT là San Francisco và Atlanta. Sân bay San Francisco, năng lực bị hạn chế vì thời tiết mù thường xuyên tuy nhiên với bốn đường băng song song đặt gần nhau sẽ mang lại những lợi ích to lớn, tiếp theo là Atlanta Hartsfield, sân bay bận rộn nhất ở Mỹ. Philadelphia, nơi có nhiều nhất các chuyến bay bị trì hoãn khởi hành. JFK của New York cũng sẽ có thể sẽ đạt được những lợi ích rất quan trọng trong việc tăng năng lực.

Một câu hỏi đặt ra là cần thiết phải có hệ thống tự động hóa nào hoặc cần nâng cấp thiết bị khi phát triển phân cách đối với các tàu bay mới hay không? "Nâng cấp công nghệ mới có thể có ích nhưng cuối cùng các KSVKL vẫn là người có trách nhiệm đảm bảo phân cách mọi lúc -  đó là thách thức lớn nhất", theo Tiến sĩ John Hansman, một giáo sư hàng không tại MIT, thành viên của Viện Nghiên cứu và Phát triển FAA Ủy ban tư vấn và là chuyên gia về gió đứt (windshear) được quốc tế công nhận rộng rãi. "Kiểm soát viên không lưu sẽ phải lưu tâm tới 6 loại tàu bay thay vì 5 như trước kia".

Tuy nhiên, các quan chức FAA cho rằng KSVKL có phản hồi rất tích cực về chương trình mới, sau khi trải qua 30 ngày huấn luyện trên các tiêu chuẩn mới. "Chúng tôi đã tính tới các yếu tố con người nhỏ nhất này với Hiệp hội Kiểm soát viên không lưu quốc gia (NATCA)" một quan chức FAA nói, và "họ đã là một đối tác rất quan trọng của chúng tôi khi thực hiện những nghiên cứu này". Hansman cho biết thêm rằng các tiêu chuẩn RECAT mới đại diện cho một tinh chỉnh nhỏ nhưng mà sẽ cho hiệu quả lớn, "Chúng tôi thấy khả năng thông qua tại các sân bay của Mỹ có thể tăng từ 6 đến 10%. Đối với các sân bay quốc tế như London, Dubai và Singapore thậm chí là lớn hơn. Và điều này sẽ không hề làm giảm mức độ an toàn trong bất kỳ tình huống nào".

Các vấn đề về an toàn.

Có một số câu hỏi có thể đặt ra về vấn đề an toàn khi rút ngắn phân cách, tuy nhiên Steve Barnes, người quản lý Chi nhánh của FAA về Bay giả định (Simulator), chịu trách nhiệm giám sát nghiên cứu, thực hiện và phát triển RECAT từ góc độ an toàn cho biết: "Đối với FAA bạn không thể áp dụng bất cứ điều gì trừ khi bạn có thể chứng minh rằng nó là an toàn hơn so với những gì bạn đã có hiện tại. Chúng tôi đã cùng làm việc với Eurocontrol trong năm năm được hỗ trợ bởi khoa học và kỹ thuật tiên tiến, nhằm đảm bảo an toàn của các tiêu chuẩn mới”.

"Chúng tôi cho rằng các tiêu chuẩn mới của RECAT là khá tốt. Chúng ta phải luôn luôn đưa ra các trường hợp xấu nhất, do đó chính các tiêu chuẩn đã có yếu tố an toàn thêm vào, và như vậy những gì chúng ta có hiện nay đã gồm yếu tố an toàn trong đó". Bây giờ chúng ta có một bảng phân loại đã bao trùm khoảng 99 phần trăm các loại tàu bay hoạt động trên toàn thế giới, dựa trên các tiêu chuẩn ICAO, Barnes cho biết thêm. "Chúng tôi xác định rằng sáu loại là một con số hợp lý – Kiểm soát viên không lưu có thể vận dụng dễ dàng". Mô phỏng RECAT thực hiện tại Trung tâm Công nghệ FAA đã mô tả việc đưa RECAT vào ứng dụng. Barnes cho biết thêm kết quả áp dụng RECAT tại Memphis cho đến nay rất tốt, thậm chí tốt hơn so với FAA đã dự đoán.

Áp dụng cho tương lai

Nhìn về tương lai và những lợi ích của tăng năng lực với RECAT. "Sẽ đạt được mục tiêu tăng năng lực nhưng tôi không biết chúng ta có thể đạt được cụ thể bao nhiêu. Khoa học nghiên cứu về nhiễu động đang được cải thiện mỗi ngày và chúng ta ngày càng hiểu biết nhiều hơn về nó", Barnes nói. "Nhiễu động là một yếu tố rất quan trọng. Chúng ta cần phải hiểu rõ hơn bởi vì tàu bay sẽ được gần nhau hơn, sẽ có ít thời gian hơn để nhiễu động đó biến mất. Chúng ta hiện tại biết nhiễu động ở đâu nhưng không có vị trí chính xác. Có một số nỗ lực đang được thực hiện để đưa ra các công cụ có thể trợ giúp phi công xác định nơi có nhiễu động, nhưng tôi không nhìn thấy điều này sẽ sớm thành hiện thực. Nhưng có một điều bạn càng cung cấp nhiều thông tin cho phi công, bạn có thể đạt được độ chính xác cao hơn".

Để kết thúc bài viết, xin trích dẫn nhận xét của Giáo sư về hàng không và vũ trụ Hansman từ MIT tóm tắt suy nghĩ của mình về RECAT: "Vào thời điểm bắt đầu của NextGen mọi người đều tập trung vào công nghệ. Nhưng nếu bạn nâng cao năng lực trên đường bay mà không tăng năng lực của vùng trung tận, lợi ích đạt được sẽ không đáng kể. Lợi ích của RECAT là nó không đòi hỏi có thiết bị mới và có thể được thực hiện nhanh chóng. RECAT rõ ràng sẽ làm tăng năng lực sân bay nhưng nó cũng sẽ tác động lên cách điều hành tàu bay của KSVKL”.