《飞机滑行道系统构型与设计理念及方法》3500字

飞机滑行道系统构型与设计理念及方法滑行道是机场飞行区内供航空器滑行使用的场面交通通道，将跑道、机坪、航站区、货运区、维修区等区域相互连接。作为飞行区重要的交通通道，滑行道构型规划是否合理将在很大程度上影响场面整体运行效率与运行安全。滑行道系统通常包含多种类型的滑行道，主要有:平行滑行道、联络滑行道、③快速出口滑行道、绕行滑行道、机坪滑行道、机位滑行通道等。滑行道系统构型规划相关标准规范文件对于滑行道系统构型的规划与设计原则均有所涉及，但各文件的侧重点并不完全相同。例如，民用机场总体规划规范中提出的相关原则侧重于滑行道系统整体规划方面，而AirportDesign则介绍了更加具体的设计原则。根据对相关文献的分析、归纳与总结，将进行滑行道系统构型规划与设计时宜遵循的几类原则简要说明如下。（1）规划应与目标年航空业务量相适应预期航空业务量决定了目标年机场运行的交通密度，需要合理规划滑行道系统以满足给定交通密度对于滑行道系统容量的需求。不同交通密度对于不同类别滑行道的需求有所区别。根据民用机场总体规划规范的要求，目标年航空器年起降架次超20000时，宜规划部分平滑；年起降架次达40000时，宜规划全长平滑；年起降架次达70000时，跑道双方向均应规划两至三条快速出口滑行道。此外，在满足本期建设的同时还应适当考虑未来远期的扩建需求。路线设置直接、清晰、简洁在规划时宜尽可能使滑行道呈现出清晰、明确的滑行路线，如果可能，应尽量减少滑行道弯道的设置，以减少航空器滑行速度改变的频度。此外，应避免设置复杂的滑行道交叉口。FAA建议，在一个滑行道交口处最好只有三条可供选择的接续路径，被称为“三节点理念”尽可能避免对跑道运行产生影响在规划滑行道系统时应考虑减少航空器滑行对于跑道运行的干扰。滑行道的路线设置应能保证航空器在滑行过程中，机身不穿透跑道的障碍物限制面，且不对导航设备的正常工作产生影响与干扰。为最大程度少跑道入侵事件发生的可能，如非必需，应尽量减少穿越道的设置。如设置穿越道，宜垂直穿越跑道，以减少航空器穿越时在跑道上驻留的时间。由于离场航空器在跑道中间1/3段滑跑速度较快，在该段设置的跑滑交点被称作“高能量交叉点”，为防止滑行航空器侵入跑道产生严重后果，在规划穿越道时应尽量避免出现“高能量交点”。此外，不宜设置从机坪直接通向跑道的滑行道，以防飞行员将跑道误当作平滑，转弯进入跑道滑行，导致严重跑道侵入事件的发生。滑行道种类及设计原则滑行道种类繁多、功能各异，各类滑行道的设置与否需要在分析其功能与意义的基础上，结合机场实际需求以及飞行区其它区域的布局情况进行综合考虑后确定。下面对几类主要滑行道及其设置目的与依据做简要说明。平行滑行道平行滑行道通常与跑道间隔一定距离，平行于跑道设置。平滑是进/离港航空器从跑道滑行至机坪（或从机坪滑行至跑道）的主要交通通道，是滑行道系统中的主干要道。平滑可以为等候起飞或等候穿越跑道的航空器提供排队场地。在土地面积充足时，通常宜设置两条单向运行的平滑，分离不同方向的进离港地面交通流，使滑行道系统中冲突更少，运行更加顺畅。联络滑行道联络滑行道是一类滑行道的统称，这类滑行道通常提供平滑与跑道、其它平滑或机坪滑行道之间的垂直连接。主要包括进/出口滑行道(跑道端联络道)、旁通滑行道、穿越滑行道、其它联络道等。进/出口滑行道进口滑行道通常应位于跑道端部，垂直于跑道设置。使用全跑道长度起飞时航空器通过进口滑行道进入跑道起飞或等待，或在进口滑行道的跑道等待点外排队，等待进入跑道。由于设置在跑道端部，进口滑行道可以用作另一方向着陆航空器的出口滑行道。此外，在着陆跑道的中部位置可设置90°出口滑行道，供双方向着陆的中、小型航空器脱离跑道使用。旁通滑行道旁通滑行道通常设置于交通密度高的跑道，与进口滑行道间隔一定距离，在满足表3.2的要求下，宜尽量靠近进口滑行道，使得由该滑行道进入跑道起飞的航空器能够更加充分地利用跑道的可用起飞滑跑距离。旁通道的设置不仅可以为等待起飞的航空器提供更多排队空间，还可以方便管制员灵活调整航空器进入跑道起飞的顺序，同时也可以为临时放弃起飞的航空器提供就近脱离跑道的出口。穿越滑行道当飞行区的不同功能区域(如航站区与维修区)分别位于一条或多条跑道的不同侧时，或当功能区域位于两条跑道的同一侧时，可以设置穿越滑行道，供位于跑道一侧的航空器快速达到另一侧的目的地，而无需绕行至端联络道穿越跑道，这在大多数情况下可以缩短航空器的滑行距离和时间。虽然穿越道可以为航空器提供便捷穿越路径，但在实际运行中也可能加跑道侵入的风险与隐患。其他联络道其它联络道泛指连接两条或多条场面主要交通通道的联络道，这些联络道将孤立的线型滑行道结构相互连接，形成场面滑行交通网络，为航空器滑行路径的调度与规划提供更多且更灵活的选择。快速出口滑行道快速出口滑行道通常设置于交通密度高的着陆跑道。不同于普通出口滑行道的直角设计，快滑与跑道的夹角为锐角，且应在25°与45°之间，通常宜设置为30°，这使得着陆航空器能够以较快的速度脱离跑道，而无需减至适合90°出口滑行道的转出速度。因此，快滑的设置在理论上可以减少着陆航空器的跑道占用时间，加速跑道的周转使用，进而达到提升跑道容量与运行效率的目的。滑行道设计技术指标与设计方法本文在对滑行道系统构型进行设计时，主要依据MH5001-2013和民用机场飞行区技术标准中相关技术指标的要求进行，也将参考AirportDesign中给出的相关具体设计方法。通用技术指标为保证航空器的滑行安全以及避免对飞行区其它区域的正常运行产生影响，需要规定各类滑行道道面的宽度，以及其与跑道、其它滑行道以及物体之间的距离。对于滑行道弯道还需要规定其转弯中线半径。宽度指标滑行道的宽度需根据使用该滑行道的航空器中主起落架外轮外侧边的最大间距加上两倍净距确定，但最小宽度不得小于道面最小宽度的要求表3.1航空器主起落架外轮外侧边与道面边缘净距及道面最小宽度要求主起落架外轮外侧边缘间距范围/m外轮外侧与道面边缘净距/m道面最小宽度/m［0，4.5）1.57.5［4.5，6）2.2510.5［6，9）315［9，15）423（2）间距指标滑行道的间距设置主要考虑滑行道中心线与跑道中心线、其它滑行道中心线以及物体等之间的距离，它与航空器翼展、滑行偏移以及净距要求等因素相关，对不同飞行区等级代字的滑行道要求有所区别。滑行道中心线与跑道、其它滑行道、物体的间距通用要求见表3.2。表3.2滑行道中心线间距要求代字仪表跑道跑—滑间距滑—滑间距滑—物间距A—2315.5B1523220C1584426D1666337E172.57643.5（3）弯道半径指标根据MH5001-2013要求，滑行道弯道的设计应能满足航空器转弯特性，并保证航空器主起落架外轮外侧边与道面边缘净距不小于表3.1第二列中的值。具体地，在确定滑行道弯道中线半径R的大小时，需要综合考虑航空器的机动特性以及乘客的舒适度。半径的大小主要与航空器的滑行速度v相关，乘客舒适度可用横向荷载因子f的大小进行衡量。半径计算方法见式（3.1）R=(v/3.6)式中，f取0.133g，g为重力加速度，取9.8m/s根据式（3.1），结合航空器在飞行区内不同位置滑行时的一般速度，计算出各位置滑行道弯道中线半径理论值，结果见表3.3。表3.3滑行道弯道中线半径位置速度/（km/h）滑行道弯道中线半径/m跑道进/出口3060机坪2030跑道快速出口93550其余位置2540各类滑行道设计方法平行滑行道平滑的宽度应满足目标年规划运行最大机型的使用需求，相关参数设置按表3.1要求进行。平滑中心线与飞行区其它设施的间距应满足表3.2的相关要求，包括与跑道中心线、其它滑行道中心线以及物体之间的距离。此外，在设计平滑时还应注意滑行道上运行的航空器不得穿透相邻跑道的障碍物限制面。联络滑行道进/出口滑行道与旁通滑行道中心线间距需满足表3.2中的要求，考虑到一定的运行冗余，通常取间距为150～200m。对于穿越道，如有可能，宜首先考虑将穿越道设置在靠近跑道端部的1/3跑道长度区间内，但当目的是为就近连通跑道两侧功能区域以提供很大程度上的滑行便利时，也可在跑道中间1/3部分设置。其次为满足多架航空器同时穿越跑道的需求，充分利用起飞跑道的放行时间间隔，可设置多条穿越道。穿越道位置设计应尽可能将各功能区直接相连，减少航空器在不同功能区域间的滑行时间。穿越道的位置设计宜结合快滑出口与平滑交又点的位置进行，便于航空器着