交通運輸工程導(dǎo)論(第二版)第8章機(jī)場工程課件

1、第八章 機(jī)場工程 第1頁，共49頁。運輸機(jī)場應(yīng)具有三方面功能： 保證飛機(jī)安全、準(zhǔn)點、平穩(wěn)地起飛和降落； 安排旅客和貨物及時、方便、舒適地上下飛機(jī)； 提供便利和迅捷的地面交通連接市區(qū)陸域機(jī)場系統(tǒng)空域：航站區(qū)空域，供進(jìn)出機(jī)場的飛機(jī)起飛和降落。 進(jìn)出機(jī)場的地面交通機(jī)場：航空運輸系統(tǒng)中運輸網(wǎng)絡(luò)（航線）的交匯點，是旅客和貨物由地面轉(zhuǎn)向空中或由空中轉(zhuǎn)向地面的接口（交接面）。飛行區(qū)航站區(qū)第2頁，共49頁。第一節(jié) 機(jī)場系統(tǒng)的組成機(jī)場系統(tǒng)飛行區(qū)旅客航站樓航站區(qū)空域陸側(cè)部分空側(cè)部分航站樓附屬設(shè)施地面交通設(shè)施貨運航站樓跑道滑行道飛機(jī)維修機(jī)庫和機(jī)坪停機(jī)坪第3頁，共49頁。圖 8-1第4頁，共49頁。圖 8-2第5頁，

2、共49頁。一、跑道構(gòu)形跑道布置的內(nèi)容：確定跑道的條數(shù)及其方位，并布置成不同的構(gòu)形。第二節(jié) 飛行區(qū)平面布置飛行區(qū)平面布置：飛行區(qū)內(nèi)各項主要設(shè)施的總體布局，包括 跑道的數(shù)目、方位和構(gòu)形，跑道同航站區(qū)的相對位置， 滑行道的安排，各種機(jī)坪的位置及各種附屬設(shè)施的布置等。跑道的布置方案飛行區(qū)的布置格局基本決定第6頁，共49頁。圖 8-3跑道布置的構(gòu)形分為單條跑道、多條平行跑道、開口V形跑道或交叉跑道四種基本形式。第7頁，共49頁?？罩薪煌ü苤埔蛩貦C(jī)隊組成環(huán)境因素飛行區(qū)所需設(shè)置的跑道條數(shù)決定跑道通過能力跑道布置和使用方案影響規(guī)劃期預(yù)計的飛機(jī)運行次數(shù)二、跑道通過能力第8頁，共49頁。1. 空中交通管制因素跑道

3、上不允許同時有兩架飛機(jī)運行，前后飛機(jī)的間隔時間便決定了跑道的通過能力。影響跑道的通過能力空中交通管制系統(tǒng)的完善程度管制系統(tǒng)的執(zhí)行效率顯著影響前后飛機(jī)的間隔時間 第9頁，共49頁。2. 機(jī)隊組成采用機(jī)隊指數(shù)MI來反映這一特性：式中：C最大起飛重為55.6133.4kN的飛機(jī)的運行次數(shù)占總次數(shù)的比例；D最大起飛重為133.4kN的飛機(jī)的運行次數(shù)占總次數(shù)的比例。機(jī)隊中各類飛機(jī)的組成不同平均速度和飛機(jī)間隔時間不同通過能力出現(xiàn)差異第10頁，共49頁。4. 環(huán)境因素布置多條跑道間距為1310m間距760m 兩條跑道方可分別獨立起降兩架飛機(jī)不能平行起降通過能力與單條跑道幾乎一樣間距為7601310m通過能力

4、取決于著陸跑道的通過能力同時分別進(jìn)行起飛和著陸3. 跑道布置和使用方案能見度、風(fēng)、跑道表面狀況等環(huán)境因素均會影響跑道的通過能力。能見度差時，增加飛機(jī)間隔時間和跑道占用時間。第11頁，共49頁。分析跑道通過能力時，對能見度分為三種情況：（1）當(dāng)云層高為地面以上305m以外，能見度至少為4.83km時，可采用目視飛行規(guī)則（簡稱VFR），即駕駛員可憑目視保持飛機(jī)間的間隔和觀測地面目標(biāo)；（2）當(dāng)云層高在152m以上305m以下和（或）能見度為1.614.83km時，需采用儀表飛行規(guī)則（簡稱IFR），即由空中交通管制人員利用儀表指定具體航路、飛行高度和飛機(jī)間最小間隔；（3）當(dāng)云層高152m以下和（或）能

5、見度為1.61km以下時，屬云層低和能見度差的情況（簡稱PVC）。第12頁，共49頁。三、跑道方位跑道的方位應(yīng)平行于主導(dǎo)風(fēng)向布置，使飛機(jī)在一年內(nèi)能有95以上的時間可在側(cè)風(fēng)風(fēng)速低于容許值的情況下使用該跑道?；鶞?zhǔn)場地長度1500m側(cè)風(fēng)速度分量10.3m/s（37km/h）基準(zhǔn)場地長度1200m1500m側(cè)風(fēng)速度分量6.7m/s（24km/h）基準(zhǔn)場地長度1200m側(cè)風(fēng)速度分量5.3m/s（19km/h）最大的容許側(cè)風(fēng)速度與飛機(jī)尺寸、機(jī)翼構(gòu)形和跑道表面狀況有關(guān)。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的數(shù)值為：第13頁，共49頁。四、航站區(qū)同跑道的相對位置航站區(qū)的位置應(yīng)布設(shè)在從它到跑道起飛端之間的滑行距離最短的地方，并且盡可能

6、使降落飛機(jī)的滑行距離也最短。航站區(qū)宜設(shè)在跑道中部位置起飛和降落可在兩個方向進(jìn)行對于單一跑道航站區(qū)不宜放在兩條跑道的外側(cè)跑道的端部宜錯開布置，航站區(qū)設(shè)在接近起飛端的部位對于設(shè)置兩條平行跑道一條供降落，另一條供起飛每個方向的起飛和降落次數(shù)大致相等時航站區(qū)宜設(shè)在中間部位第14頁，共49頁。圖 8-4第15頁，共49頁。五、滑行道布置最簡單的滑行道布置，是在跑道兩端設(shè)置可供飛機(jī)調(diào)頭用的滑行道，并用短段滑行道同機(jī)坪相連。隨著飛機(jī)運行次數(shù)的增加，可以設(shè)置短段平行滑行道。而當(dāng)飛機(jī)運行次數(shù)預(yù)期在5年內(nèi)將達(dá)到年運行50000次或者年平均周高峰小時達(dá)到20次時，需設(shè)置全長的平行滑行道。出入跑道的滑行道為飛機(jī)提供從

7、跑道到航站區(qū)的來往通道，使降落的飛機(jī)迅速離開跑道，提高跑道的運行效率?；械劳C(jī)坪上的滑行道第16頁，共49頁。當(dāng)飛機(jī)運行次數(shù)預(yù)期將達(dá)到跑道容量的40%75%時，應(yīng)在跑道中部設(shè)置快速出口滑行道。當(dāng)年運行次數(shù)將達(dá)到75000次，或者高峰小時運行次數(shù)將達(dá)到30次時，應(yīng)在跑道端部或其附近設(shè)施等待起飛機(jī)坪。在飛機(jī)需要沿著滑行道的兩個方向滑行時，可考慮在第一條滑行道的外側(cè)增設(shè)平行滑行道。第17頁，共49頁。圖 8-5第18頁，共49頁。六、凈空要求為保障飛機(jī)的起飛和降落安全以及機(jī)場的正常使用，在機(jī)場周圍一定范圍的空域內(nèi)必須沒有障礙物影響飛機(jī)的運行。 因此機(jī)場場址和跑道方位選擇時，必須考慮凈空要求。以下為

8、一些主要限制面：（l）內(nèi)水平面、（2）錐形面、（3）進(jìn)近面 、（4）過渡面 、（5）起飛爬升面。按進(jìn)近程序的不同，可將跑道分為：非儀表跑道非精密進(jìn)近跑道精密進(jìn)近跑道第19頁，共49頁。一、跑道長度確定跑道長度時，主要考慮以下四方面因素： 1.飛機(jī)起飛和著陸性能的要求 2.飛機(jī)質(zhì)量 3.氣候條件 4.跑道特性第三節(jié) 跑道系幾何設(shè)計跑道系的組成：跑道、道肩、跑道端安全地區(qū)、防吹坪和升降帶等。跑道系幾何設(shè)計的內(nèi)容：確定各組成部分所需的長度、寬度、縱斷面和橫斷面。第20頁，共49頁。1.飛機(jī)起飛和著陸性能的要求其跑道長度不乘以1.15倍的安全系數(shù)飛機(jī)在正常起飛情況下所需的起飛距離：從跑道端部開始啟動到

9、離開地面并爬升到離地面的安全高度為10.7m處所需的長度，再乘以1.15倍的安全系數(shù)。兩種發(fā)動機(jī)出現(xiàn)故障的情況：起飛過程中一只發(fā)動機(jī)出現(xiàn)故障，其速度小于決斷速度飛機(jī)出現(xiàn)故障，其速度大于決斷速度第21頁，共49頁。圖 8-7場地長度：三種起飛長度和一種著陸長度的最大值飛機(jī)著陸所需的距離：飛機(jī)下滑到跑道入口處時離地面的高度為15.2m，從此入口處開始繼續(xù)下滑到起落架觸地并減速滑跑到完全停止時所需的長度，再乘以1.67的安全系數(shù)。第22頁，共49頁。2.飛機(jī)質(zhì)量在起飛爬升面上有障礙物而必須以更大的坡度爬升時，起飛質(zhì)量按低于最大值的障礙物限制質(zhì)量確定。障礙物限制質(zhì)量則同障礙物的位置和高度情況有關(guān)，也同

10、機(jī)場的壓力高程和大氣條件有關(guān)。備用燃油重航程用燃油商務(wù)載重飛機(jī)質(zhì)量越長滑行和爬升距離基本質(zhì)量跑道長度組成越大越長最大著陸質(zhì)量著陸長度決定飛機(jī)結(jié)構(gòu)起飛長度限制飛機(jī)的最大起飛質(zhì)量決定第23頁，共49頁。3.氣候條件注：mmHg133.322Pa高度（m）050010001500200025003000溫度（）1511.758.55.252.01.254.5氣壓（mmHg）760716674634596560526密度（kg/m3）1.2251.1671.1121.0581.0060.9570.909風(fēng)對飛機(jī)的起降也有影響。順風(fēng)起降時，跑道長度需增加；逆風(fēng)起降時，跑道長度可減小。標(biāo)準(zhǔn)大氣 表8-5大

11、氣因素包括相互關(guān)聯(lián)的壓力、密度和溫度?！皹?biāo)準(zhǔn)大氣”：代表一個特定地區(qū)內(nèi)實際大氣的平均狀況。以機(jī)場氣象臺所記錄的平均年最熱月內(nèi)的日最高氣溫的月平均值，作為機(jī)場的基準(zhǔn)溫度。隨溫度升高，所需的跑道長度增加。第24頁，共49頁。4.跑道特性跑道的縱向起伏影響飛機(jī)起飛和著陸所需的長度。跑道中線的有效坡度：中線最高點和最低點的高程差除以跑道的長度?？v向起伏的表征?；鶞?zhǔn)條件：機(jī)場所處的情況為海平面、標(biāo)準(zhǔn)大氣、無風(fēng)、有效縱坡為零、表面干燥、飛機(jī)以最大起飛質(zhì)量和最大著陸質(zhì)量運行?；鶞?zhǔn)場地長度：按基準(zhǔn)條件確定的場地長度。第25頁，共49頁。圖 8-8第26頁，共49頁。圖 8-9第27頁，共49頁。示例機(jī)場的高程

12、為500m，基準(zhǔn)溫度為25C，有效縱坡為0.5%。飛機(jī)按最大起飛質(zhì)量和最大著陸質(zhì)量運行。請確定B-757-200飛機(jī)所需的跑道長度。由圖8-8和圖8-9可查到B-757-200飛機(jī)在以最大起飛質(zhì)量(116.6Mg）和最大著陸質(zhì)量（90.7lMg）運行時，在基準(zhǔn)條件下所需的起飛和著陸跑道長度相應(yīng)為2220m和1500m（道面表面潮濕）。起飛長度修正：高程按每300m增加7%進(jìn)行修正，則修正后長度為22200.0750030022202479m第28頁，共49頁。溫度按每增加1C變化1%進(jìn)行修正，則由表8-5，500m高程時的標(biāo)準(zhǔn)氣溫為11.75C，修正后長度為24790.01(2511.75)2

13、4792807m有效坡度按每1%增加10%進(jìn)行修正，則修正后長度為28070.10.0050.0128072947m著陸長度修正：高程按每300m增加7%進(jìn)行修正，則修正后長度為17140.07500/30017241925m由此，所需跑道長度為2947m或取整為3000m。第29頁，共49頁。二、跑道寬度、橫坡和縱斷面飛機(jī)起飛和著陸過程中主起落架輪跡在跑道上的橫向分布，相對于跑道中心線呈正態(tài)分布，全部運行幾乎集中在跑道中部30m寬度范圍內(nèi)。設(shè)置附加寬度的作用：減少飛機(jī)偶然駛離跑道時受損的危險性，并防止松散材料被吸入噴氣發(fā)動機(jī)內(nèi)。跑道的橫坡度應(yīng)大小適中，既滿足道面表面排水的需要又避免危及飛機(jī)的

14、運行安全。跑道的縱坡度應(yīng)盡可能平緩，并且盡可能避免坡度變化。第30頁，共49頁。三、道肩和升降帶跑道兩側(cè)設(shè)置道肩防止松散材料被吸入噴氣發(fā)動機(jī)內(nèi)，減少飛機(jī)偶然駛離跑道時受損的危險性，并供應(yīng)急或維護(hù)車輛行駛。升降帶跑道周圍的矩形安全地帶。 其地面必須平整，且無危及飛行安全的物體。升降帶在跑道入口前至少30m的長度內(nèi)應(yīng)修筑成能防止噴氣氣流吹蝕的防吹坪。第31頁，共49頁。第四節(jié) 滑行道和停機(jī)坪幾何設(shè)計 確定滑行道、道肩和滑行帶所需的寬度 布置出入口位置 選定曲線半徑和計算曲線加寬 設(shè)計縱橫斷面 保障滑行道同跑道、其它滑行道或物體間的最小間隔距離要求滑行道幾何設(shè)計的主要內(nèi)容第32頁，共49頁。一、滑行

15、道寬度和坡度直線滑行道道面的寬度，依據(jù)主起落架外輪緣的間距和外輪緣到滑行道邊緣的凈距確定?；袔В夯械劳庠O(shè)置的安全地帶?；袔挾龋簭幕械乐芯€向兩側(cè)延伸不小于滑行道中線到物體的距離。第33頁，共49頁。三、滑行道曲線和出口滑行道滑行道應(yīng)盡量少轉(zhuǎn)向。不可避免時，轉(zhuǎn)角要小，其曲線半徑應(yīng)同飛機(jī)的滑行速度相適應(yīng)，二、滑行道最小間隔距離滑行道中心線同平行跑道或滑行道，或者同物體之間要保持一定的間隔距離。其隨翼展、外輪緣道滑行道邊緣的凈距和安全間距的不同要求而變化。出口滑行道飛機(jī)迅速駛離跑道同跑道成銳角同跑道成直角占用跑道的時間長增加跑道容量飛機(jī)進(jìn)入出口滑行道之前的速度必須降低第34頁，共49頁。四、

16、停機(jī)坪幾何設(shè)計作用：供飛機(jī)停放以上下旅客以及飛機(jī)進(jìn)出機(jī)位的操縱和滑行。停機(jī)坪大小和布局的影響因素分類機(jī)位的尺寸航站樓平面布局方案飛機(jī)停放的方式1. 機(jī)頭向內(nèi)2. 機(jī)頭斜角向內(nèi)3. 機(jī)頭平行航站樓1. 飛機(jī)自行操縱進(jìn)入和退出2. 自行操縱進(jìn)入由牽引車推出3. 由牽引車拖進(jìn)和推出預(yù)定需容納的高峰小時飛機(jī)運行次數(shù)和每個機(jī)位的容量機(jī)位的數(shù)目受飛機(jī)進(jìn)出機(jī)位方式的影響分為取決于第35頁，共49頁。圖 8-10第36頁，共49頁。第五節(jié) 航站區(qū)布局規(guī)劃和設(shè)計的目的：應(yīng)能經(jīng)濟(jì)有效地使旅客和行李方便、舒適和快速地實現(xiàn)地面和航空運輸方式的轉(zhuǎn)換。旅客航站樓乘機(jī)旅客和行李轉(zhuǎn)換運輸方式的場所航站樓本身提供轉(zhuǎn)換場所，以辦

17、理各種轉(zhuǎn)換手續(xù)，匯集登機(jī)和疏散下機(jī)的旅客和行李一側(cè)供旅客和行李離開或進(jìn)入地面交通系統(tǒng)一側(cè)供旅客和行李進(jìn)入或離開飛機(jī)第37頁，共49頁。一、航站樓設(shè)施單元旅客航站樓通常由下述設(shè)施單元所組成：（1）航站樓前路邊為航站樓同地面汽車交通的交接面，按旅客進(jìn)出樓內(nèi)辦理手續(xù)的流動路線最短而直捷的原則設(shè)置；（2）航站樓大廳供辦理票務(wù)和交運行李用，大廳的尺寸取決于辦票柜臺線總長度、柜臺前旅客排隊的長度和周圍流通的空間；（3）安全檢查系統(tǒng)設(shè)在辦票區(qū)和出發(fā)候機(jī)室之間，以驗證身份和檢查手提行李；（4）政府管制機(jī)構(gòu)包括海關(guān)、邊防和檢疫等，是國際航班旅客必須通過的關(guān)卡；第38頁，共49頁。旅客航站樓通常由下述設(shè)施單元所組

18、成：（5）候機(jī)室作為出發(fā)旅客等待登上特定航班飛機(jī)的集合和休息的場所；（6）過廳或走廊連接上述各單元，供旅客內(nèi)部流通的場所；（7）行李設(shè)施系統(tǒng)辦理行李交運和提取手續(xù)，進(jìn)行行李分檢、裝運或卸運等；（8）登機(jī)和下機(jī)有客車轉(zhuǎn)運和采用登機(jī)橋兩種方式；（9）經(jīng)營管理辦公室包括機(jī)場、航空公司和政府管制部門的辦公室和有關(guān)設(shè)施；（10）為旅客和送行者提供的各種服務(wù)設(shè)施和特許經(jīng)營商店。第39頁，共49頁。二、平面布局方案航站樓的平面布局應(yīng)處理好以下三方面的關(guān)系：影響航站樓的平面布局的因素：旅客量、飛機(jī)運行次數(shù)、交通類型（國內(nèi)或國際）、使用該機(jī)場的航空公司數(shù)、場地的物理特性、出入機(jī)場的地面交通模式。不同類型的旅客辦

19、理手續(xù)，是集中在一個區(qū)域內(nèi)順序進(jìn)行，還是分散在不同的區(qū)域內(nèi)分別進(jìn)行控制旅客從航站樓一側(cè)進(jìn)入到另一側(cè)離開之間的步行距離，使之在可接受的長度內(nèi)航站樓空側(cè)邊飛機(jī)?？克璧拈T位數(shù)和空間，同其陸側(cè)邊出入機(jī)場的地面交通所需的路邊線或空間之間的矛盾第40頁，共49頁。布局的四種基本方案（4）轉(zhuǎn)運型飛機(jī)停放在同航站樓分開的停機(jī)坪上,旅客通過地面車 輛載運出入航站樓。（2）廊道型航站樓空側(cè)邊向外伸出指形廊道。（3）衛(wèi)星型一座或多座衛(wèi)星式建筑物，通過通道同主樓相連接。步行距離在廊道長時比較遠(yuǎn)主要缺點優(yōu)點（1）線型這是最簡單的一種布局方案。通道造價較高，衛(wèi)星建筑物缺乏擴(kuò)展的靈活性，旅客步行距離較長缺點增加門位時，可

20、只擴(kuò)建廊道而不變動主樓 步行距離在廊道長時比較遠(yuǎn)優(yōu)點缺點增加門位時，可只擴(kuò)建廊道而不變動主樓第41頁，共49頁。圖 8-11第42頁，共49頁。圖 8-12第43頁，共49頁。三、豎向布局方案豎向布局的目的：把出發(fā)和到達(dá)的旅客流分開，以方便旅客和提高運行效率。航站樓豎向布置體系分為單層、一層半和兩層或多層系統(tǒng)。第44頁，共49頁。圖 8-13第45頁，共49頁。四、出入機(jī)場交通機(jī)場規(guī)劃要考慮出入機(jī)場的地面交通問題，規(guī)劃時可采用以下交通方式：（1）私人汽車和出租汽車有很大的機(jī)動性，但機(jī)場要為之設(shè)置較大的停車場；（2）公共汽車和機(jī)場班車費用較低，但行駛路線和班次固定，對旅客不太方便，較適用于機(jī)場工作人員；（3）城市捷運系統(tǒng)同城市捷運系統(tǒng)銜接的軌道交通線（地鐵、輕軌、高速鐵路等），可使大批量旅客較迅速而可靠地出入市區(qū)大部分地區(qū)。第46