Параметры работы аэропорта

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Количественный рост и качественные изменения самолетов гражданской авиации обусловили необходимость решения целого ряда новых проблем, связанных с дальнейшим развитием аэропортостроения.

Среди этих проблем важное место занимает проблема всестороннего обоснования размеров элементов аэродрома и, в частности, длины взлетно-посадочных полос, а также пропускной способности и направлений их расположения.

Актуальность этой проблемы обусловлено как требованиями обеспечения безопасности взлетно-посадочных операций на аэродромах гражданской авиации, так и экономическими требованиями. http://www.nchkz.ru/lib/48/48465/index.htm

1. Определение потребной длины летной полосы для взлета и посадки самолёта в стандартных условиях

1.1 Взлет самолета

Расчет проводится для практического случая - отказа одного из двигателей самолета. Длина летной полосы должна обеспечить безопасность продолжения взлета при одном отказавшем двигателе (продолженный взлет) или погашения скорости после отказа до полной остановки (прерванный взлет).

Определим дистанцию продолжительного взлета:

;

Определим суммарную длину ИВПП (или ГВПП) и КПБ из условия безопасности продолжительного взлета:

;

- длина отрывка выруливания на предварительный старт;

;

;

;

Прерванный взлет

;

Определим суммарную длину ИВПП (или ГВПП) из условия безопасности прерванного взлета:

;

Прерванный взлет завершается в пределах КПБ;

Сбалансированная длина взлетной дистанции определяется следующим образом:

;

;

- полная длина летной полосы при взлете;

-потребная длина ВПП;

и определяются в результате летных испытаний воздушного судна.

1.2 Посадка самолета

Отказ не является расчетным случаем, т.к. уже на этапе планирования доводят до минимума, чтобы только дотянуть до полосы.

, где 1,67 - коэффициент, определенный нормами летной годности;

Определим полную длину летной полосы при посадке:

;

2. Определение потребной длины летной полосы для взлета и посадки самолета в расчетных условиях

Расчетные условия - местные условия расположения аэродрома (t. p) и характер его летной полосы (состояние поверхности и продольный уклон, на который пересчитывают длину летной полосы, определенной для стандартных условий).

2.1 Взлет самолета

Потребная длина летной полосы для взлета определятся следующим образом:

;

- потребная длина ВПП в стандартных условиях;

-поправочные усредненные коэффициенты;

;

-расчетная температура воздуха;

-температура, соответствующая стандартной атмосфере при расположении аэродрома на высоте Н над уровнем моря;

;

-среднемесячная температура самого жаркого месяца в 13⁰⁰ часов;

, где Н-высота над уровнем моря;

;

-коэффициент, учитывающий продольный уклон для ВС I-IV группы;

;

-средний уклон ВПП;

Суммарная длина ВПП и КПБ для расчетных условий:

;

;

Расчет потребной длины летной полосы для взлета самолета А-319

Расчет потребной длины летной полосы для взлета самолета А-319

2.2 Посадка самолета

пропускной посадочный взлетный аэродром

Потребная длина летной полосы для посадки определятся следующим образом:

;

Коэффициент одинаково определяется для всех групп ВС по формуле:

;

, где ;

, при <1000 м

Расчет потребной длины летной полосы для посадки самолета А-319



Расчет потребной длины летной полосы для посадки самолета В-737

Таким образом, потребная длина взлетно-посадочной полосы для самолета А-319 составляет:

Потребная длина взлетно-посадочной полосы для самолета В-737 составляет:

3. Расчет временных характеристик взлетно-посадочных операций

3.1 Расчет временных характеристик взлетной операции

Занятие ВПП при взлете - начало выруливания самолета на исполнительный старт с момента ожидания, расположенного на РД.

Освобождение ВПП после взлета - момент пролета самолетом торца ВПП, при полетах по правилам визуальных полетов (ПВП) или же моменты набора высоты , при полетах по правилам полетов по приборам(ППП).

- высота освобождения ВПП;

Для ВС со скоростью полета по кругу больше 300 км/ч ;

Для ВС со скоростью полета по кругу меньше 300 км/ч ;

Таким образом, время занятости ВПП при взлете составляет:

;

- время руления с места ожидания, расположенного на РД на исполнительный старт;

;

- путь от момента ожидания до места исполнительного старта определяется в соответствии с группой ВС;

;

- скорость руления для всех ВС равна ;

;

- время пребывания на исполнительном старте, определяется по статистике;

;

- время разбега самолета;

;

- длина разбега в стандартных условиях;

- скорость отрыва в стандартных условиях;

- время разгона и набора установленной высоты ;

Определим при полетах по ППП (до набора высоты ):

;

- вертикальная составляющая скорости на траектории начального набора высоты;

Определим при полетах по ПВП (до пересечения торца ВПП):

;

Расчет занятости ВПП при взлете для самолета А-319

Т.к данное ВС относится к III группе, то время пребывания на исполнительном старте равно:

Расчет занятости ВПП при взлете для самолета В-737

Т.к данное ВС относится к III группе, то время пребывания на исполнительном старте равно:

3.2 Расчет временных характеристик посадочной операции

пропускной посадочный взлетный аэродром

Занятие ВПП при посадке - момент достижения самолетом высоты принятия решения.

Освобождение ВПП после посадки - момент выруливания самолета за боковую границу ВПП на РД.

Таким образом, время занятости ВПП при посадке составляет:

;

- минимальный интервал времени между следующими друг за другом посадками самолетов, определяемый из условия минимально допустимого расстояния между самолетами на участке снижения по глиссаде;

Определим при полетах по ПВП:

;

Определим при полетах по ППП:

- время движения самолета от начала планирования с высоты принятия решения до приземления;

;

- расстояние от БПРМ до торца ВПП;

- расстояние от торца ВПП до точки приземления;

- время пробега самолета от места приземления до начала отруливания на РД;

;

- расстояние от торца ВПП до точки пересечения осей ВПП и РД, на которую отруливает самолет;

Т - расстояние от точки начала траектории схода самолета на РД до точки пересечения осей ВПП и РД;

- угол примыкания РД к ВПП;

для обычной соединительной РД;

для РД скоростного схода;

- радиус схода самолета с ВПП на РД;

для обычной соединительной РД;

для РД скоростного схода;

- скорость схода самолета с ВПП на РД;

для обычной соединительной РД;

для РД скоростного схода;

Пусть самолет отруливает с ВПП на РД сразу по достижению , тогда:

;

- время отруливания самолета за боковую границу ВПП;

;

- коэффициент, учитывающий снижение скорости;

=1 при отруливании самолета с ВПП на обычную соединительную РД;

=0,9 при отруливании самолета с ВПП на РД скоростного схода;

Для определения введем обозначения:

;

; ; ;

;

;

Расчет занятости ВПП при посадке для самолета А-319

;

Определим при полетах по ПВП:

Рассчитаем расстояние от торца ВПП до точки пересечения осей ВПП и обычной соединительной РД:

Угол примыкания обычной соединительной РД к ВПП составляет

Т.к. потребная длина ЛП для данного типа самолета больше 3200 м, то необходим аэродром класса А. Отсюда следует, что ширина элементов ЛП равна 60 м.

Таким образом, время пробега самолета от места приземления до начала отруливания на обычную соединительную РД равно:

Рассчитаем расстояние от торца ВПП до точки пересечения осей ВПП и РД скоростного схода:

Угол примыкания РД скоростного схода к ВПП составляет

Т.к. потребная длина ЛП для данного типа самолета больше 3200 м, то необходим аэродром класса А. Отсюда следует, что ширина элементов ЛП равна 60 м.

Таким образом, время пробега самолета от места приземления до начала отруливания на РД скоростного схода равно:

Рассчитаем время отруливания самолета за боковую границу ВПП на обычную соединительную РД:

=1, ,

Рассчитаем время отруливания самолета за боковую границу ВПП на РД скоростного схода:

=0,9, ,

Время занятости ВПП при посадке, при условии отруливания самолета А-319 с ВПП на обычную соединительную РД:

Время занятости ВПП при посадке, при условии отруливания самолета А-319 с ВПП на РД скоростного схода:

Расчет занятости ВПП при посадке для самолета В-737



Определим при полетах по ПВП:

Рассчитаем расстояние от торца ВПП до точки пересечения осей ВПП и обычной соединительной РД:

Угол примыкания обычной соединительной РД к ВПП составляет

Используем для расчетов аэродром класса А. Ширина элементов ЛП равна 60 м.

Таким образом, время пробега самолета от места приземления до начала отруливания на обычную соединительную РД равно:

Рассчитаем расстояние от торца ВПП до точки пересечения осей ВПП и РД скоростного схода:

Угол примыкания РД скоростного схода к ВПП составляет

Используем для расчетов аэродром класса А. Ширина элементов ЛП равна 60 м.

Таким образом, время пробега самолета от места приземления до начала отруливания на РД скоростного схода равно:

Рассчитаем время отруливания самолета за боковую границу ВПП на обычную соединительную РД:

=1, ,

Рассчитаем время отруливания самолета за боковую границу ВПП на РД скоростного схода:

=0,9, ,

Время занятости ВПП при посадке, при условии отруливания самолета В-737 с ВПП на обычную соединительную РД:

Время занятости ВПП при посадке, при условии отруливания самолета В-737 с ВПП на РД скоростного схода:

4. Пропускная способность

Пропускная способность - способность элементов аэропорта обслуживать в единицу времени определенное количество ВС (пассажиров, груза, почты) с соблюдением установленных требований к безопасности полетов и уровню обслуживания. Измеряется числом взлетов и посадок ВС или числом пассажиров в единицу времени.

Пропускная способность аэропорта определяется пропускной способностью ВПП. Различают теоретическую, фактическую и расчетную пропускные способности ВПП.

Теоретическая пропускная способность определяется предположением, что ВПО на аэродроме осуществляется непрерывно и через одинаковые интервалы времени, равные минимально допустимым интервалам, установленным из условия обеспечения безопасности полета.

Фактическая пропускная способность определяется в предположении, что ВПО на аэродроме осуществляется непрерывно и через одинаковые интервалы времени, равные средним фактическим интервалам. Средний фактический интервал, как правило, превышает минимально допустимый вследствие влияния случайных факторов.

Расчетная пропускная способность учитывает неравномерное движение ВС, из-за которого образуются очереди из самолетов, ожидающих взлет или посадку. Существует оптимальное время ожидания самолета в очереди на взлет или посадку, которому соответствует расчетная пропускная способность ВПП.

4.1 Теоретическая пропускная способность

Определим время занятости ВПП одним самолетом, совершающим взлет или посадку. Время занятости ВПП для определения пропускной способности находится с учетом занятия ВПП при взлете и занятия ВПП при посадке, освобождения ВПП после взлета и после посадки.

Таким образом, время занятости ВПП при взлете:

;

Время занятости ВПП при посадке:

;

Далее определяются минимальные теоретические временные интервалы между следующими друг за другом ВПО, учитывающие правила УВД:

Самолет начинает выруливать с места ожидания на исполнительный старт, когда предыдущий взлетающий самолет начинает разбег.

Самолет начинает выруливать с места ожидания на исполнительный старт, когда приземляющийся самолет пролетает над РД, но которой размещается место ожидания.

Самолет начинает разбег в момент освобождения ВПП предыдущим взлетающим (приземляющимся) самолетом.

К моменту пролета высоты принятия решения садящимся самолетом ВПП должна быть освобождена.

Минимальное расстояние между снижающимися самолетами на глиссаде 2 км при полетах по ПВП и 5 км при полетах по ППП.

Минимальный временной интервал между последовательными взлетами или посадками, а также между взлетом и посадкой должны приниматься не менее 45 секунд.

Таким образом, минимальный теоретический временной интервал между смежными ВПО определяется как наибольший из следующий расчетных условий:

Между последовательными взлетами:

2. Между последовательными посадками:

Между посадкой и последующим взлетом:

Между взлетом и последующей посадкой самолета:

учитывает возможности взлета в промежутке между посадками.

Определим теоретическую пропускную способность ВПП при эксплуатации однотипных ВС для следующих случаев:

Последовательные взлеты:

;

2. Последовательные посадки:

;

3. Посадка и последующий взлет:

;

4. Взлет и последующая посадка:

;

Расчет теоретической пропускной способности для А-319

Минимальный теоретический временной интервал между смежными ВПО, при условии отруливания самолета А-319 с ВПП на обычную соединительную РД, определяется как наибольший из следующий расчетных условий:

Определим теоретическую пропускную способность ВПП при эксплуатации самолета А-319 для следующих случаев:

1. Последовательные взлеты:

2. Последовательные посадки:

3. Посадка и последующий взлет:

4. Взлет и последующая посадка:

Минимальный теоретический временной интервал между смежными ВПО, при условии отруливания самолета А-319 с ВПП на РД скоростного схода, определяется как наибольший из следующий расчетных условий:



Определим теоретическую пропускную способность ВПП при эксплуатации самолета А-319 для следующих случаев:

1. Последовательные взлеты:

2. Последовательные посадки:

3. Посадка и последующий взлет:

4. Взлет и последующая посадка:



Расчет теоретической пропускной способности для самолета В-737

Минимальный теоретический временной интервал между смежными ВПО, при условии отруливания самолета В-737 с ВПП на обычную соединительную РД, определяется как наибольший из следующий расчетных условий:

Определим теоретическую пропускную способность ВПП при эксплуатации самолета В-737 для следующих случаев:

1. Последовательные взлеты:

2. Последовательные посадки:



3. Посадка и последующий взлет:

4. Взлет и последующая посадка:

Минимальный теоретический временной интервал между смежными ВПО, при условии отруливания самолета В-737 с ВПП на РД скоростного схода, определяется как наибольший из следующий расчетных условий:

Определим теоретическую пропускную способность ВПП при эксплуатации самолета В-737 для следующих случаев:

1. Последовательные взлеты:

2. Последовательные посадки:

3. Посадка и последующий взлет:

4. Взлет и последующая посадка:

4.2 Расчетная пропускная способность

Из-за влияния случайных факторов интервалы времени на различные операции оказывается фактически больше или меньше теоретических. По статистике, определенный ряд коэффициентов позволяет переходить от теоретических к фактическим интервалам времени.

Выражения для временных интервалов с учетом указанных коэффициентов принимают вид:



Значения коэффициентов принимаются:

Из-за неравномерности движения ВС возникают очереди на взлет и посадку, что вызывает непроизводительные расходы авиакомпании. Очереди можно сократить за счет строительства дополнительной ВПП, но это также требует затрат. Отсюда следует, что существует некоторая оптимальная длина очереди, минимизирующая затраты. Доказано, что этой длине соответствует время ожидания ;

Расчетная пропускная способность ВПП должна обеспечить :

1. Последовательные взлеты:

;

2. Последовательные посадки:

;

3. Посадка и последующий взлет:

;

4. Взлет и последующая посадка:

;

Т.к. взлеты и посадки происходят в случайной последовательности, то расчетная пропускная способность для общего случая равна:

;

- коэффициенты, определяющие долю различных случаев чередования операций;

По статистике значения коэффициентов принимаются:

Для случая эксплуатации различных типов самолетов пропускная способность определяется следующим образом:

- доля интенсивности движения i-го типа самолета в общей интенсивности движения

n - число типов самолетов;

Расчет теоретической пропускной способности для самолета А-319

Рассчитаем временные интервалы с учетом указанных коэффициентов и при условии отруливания самолета А-319 с ВПП на обычную соединительную РД:

1. Последовательные взлеты:

2. Последовательные посадки:

3. Посадка и последующий взлет:

4. Взлет и последующая посадка:

Рассчитаем временные интервалы с учетом указанных коэффициентов и при условии отруливания самолета А-319 с ВПП на РД скоростного схода:

1. Последовательные взлеты:

2. Последовательные посадки:

3. Посадка и последующий взлет:

4. Взлет и последующая посадка:

Расчет теоретической пропускной способности для самолета В-737

Рассчитаем временные интервалы с учетом указанных коэффициентов и при условии отруливания самолета В-737 с ВПП на обычную соединительную РД:

1. Последовательные взлеты:



2. Последовательные посадки:

3. Посадка и последующий взлет:

4. Взлет и последующая посадка:

Рассчитаем временные интервалы с учетом указанных коэффициентов и при условии отруливания самолета В-737 с ВПП на РД скоростного схода:

1. Последовательные взлеты:

2. Последовательные посадки:

3. Посадка и последующий взлет:

4. Взлет и последующая посадка:

Для случая эксплуатации различных типов самолетов, с учетом отруливания на обычную соединительную РД и РД скоростного схода, определяется следующим образом:

5. Число и направление летных полос в зависимости от ветрового режима местности

Ветровой режим - повторяемость ветров определенных направлений и силы.

Ветровой режим отображается в виде таблицы:

Таблица 5.1 - Повторяемость ветров в районе аэродрома

Скорость ветра, м/с	Повторяемость ветров, %, в направлении	Суммарная повторяемость, %, по скоростям
	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
0-18
Суммарная повторяемость, %, по направлениям									100%

При определении ветрового режима используется два принципа:

К каждому румбу относят все ветры дующие в пределах прилегающих к нему полных секторов с величиной угла .

В пределах каждого сектора скорость и повторяемость ветров считается распределенной равномерно.

В отношении ЛП вектор скорости ветра может быть разложен на две составляющие: продольную () и боковую (). для каждого типа ВС имеют свои ограничения.

Для каждого класса аэродрома установлены расчетные скорости бокового ветра:

Таблица 5.2 - Зависимость коэффициента ветровой загрузки и скорости бокового ветра от класса аэродрома

Аэродром	А, Б, В, Г	Д	Е
	12	8	6
	98	95	90
Количество дней в году, когда аэродром закрыт по причине ветра	7	18	36

Аэродром открыт для полетов при

- максимальное допустимое значение угла между направлением ЛП и направлением ветра, дующего со скоростью w;

Встает задача о выборе направления ЛП, обеспечивающего наибольшее время ее использования. Вводится понятие коэффициента ветровой загрузки

- повторяемости ветров, при которых боковая составляющая скорости не превышает расчетной величины для данного класса аэродрома;

- повторяемость ветров направления , дующих со скоростью от 0 до

- повторяемость ветров направления , дующих со скоростью выше

Для каждого класса аэродромов установлена нормативная величина . Если по местным условиям не удается разместить ЛП так, чтобы обеспечить , то требуется строительство вспомогательной ЛП.

Вспомогательная ЛП строится под углом к основной. Длина вспомогательной ЛП должна быть меньше основной с коэффициентами 0,78 для аэродромов класса А, Б; 0,73 для аэродромов класса В, Г, Д; 0,65 для аэродромов класса Е.

Т.к обычно ЛП используется для взлетов и посадок в двух противоположных направлениях, то при выборе направления ЛП, складывают повторяемости ветров по взаимно - противоположным направлениям и строят совмещенную таблицу ветрового режима.

Таблица 5.3 - Совмещенная таблица ветрового режима

Скорость ветра, м/с	Повторяемость ветров, %, в направлении	Суммарная повторяемость, %, по скоростям
	СЮ	СВ-ЮЗ	ВЗ	СЮ-ЮВ
0-18
Суммарная повторяемость, %, по направлениям					100%
Суммарная повторяемость, %, большой силы

5.1 Определение направления летной полосы аэродрома класса В

Таблица 5.4 - Повторяемость ветров в районе аэродрома класса В.

Скорость ветра, м/с	Повторяемость ветров, %, в направлении	Суммарная повторяемость, %, по скоростям
	С	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ
0-6	1,0	4,7	9,4	0,9	0,5	3,8	9,9	1,9	32,1
6-9	0,2	5,2	11,8	1,9	1,4	4,0	9,0	3,4	36,9
9-12	1,1	5,7	6,4	1,5	1,2	4,2	1,9	1,0	23
12-15	0,2	2,4	0,5	0,5	0,1	0,2	2,4	0,3	6,6
15-18	0,0	0,6	0,1	0,3	0,0	0,1	0,2	0,1	1,4
Суммарная повторяемость, %, по направлениям	2,5	18,6	28,2	5,1	3,2	12,3	23,4	6,7	100%

Так как, для аэродрома класса В , то:

1. при скорости ветра равной 15 м/с;

2. при скорости ветра равной 18 м/с;

Составим совмещенную таблицу ветрового режима. Дополним ее столбцом и строкой для суммарной повторяемости ветров большей скорости.

Таблица 5.5 - Совмещенная таблица ветрового режима в районе аэродрома класса В.

Скорость ветра, м/с	Повторяемость ветров, %, в направлении	Суммарная повторяемость, %, по скоростям	, град
	СЮ	СВ-ЮЗ	ВЗ	СЮ-ЮВ
0-6	1,5	8,5	19,3	2,8	32,1	90
6-9	1,6	9,2	20,8	5,3	36,9	90
9-12	2,3	9,9	8,3	2,5	23	90
12-15	0,3	2,6	2,9	0,8	6,6	53
15-18	0,0	0,7	0,3	0,4	1,4	42
Суммарная повторяемость, %, по направлениям	5,7	30,9	51,6	11,8	100%
Суммарная повторяемость, %, большой силы	0,3	3,3	3,2	1,2	8,0

Из таблицы 5.5 следует, что наибольшую повторяемость ветра большей скорости находится в направлении СВ-ЮЗ, значит ЛП необходимо ориентировать близко к этому направлению.

Найдем для направления СВ-ЮЗ и повторяемость ветров, дующих со скоростью 0-12 м/с:

Определим повторяемость ветров, дующих со скоростью 12-15 м/с и 15-18 м/с, с учетом ветров, вносимых вклад в :



Поскольку ниже нормативного, то необходимо строить вспомогательную ЛП в направлении близком к СВ-ЮЗ.

Заключение

Использование авиационной техники для перевозки пассажиров, грузов, почты во многих странах развивается все больше и больше, значит, необходимо точное проектирование безопасного для эксплуатации аэродрома и приаэродромного комплекса, оценка эксплуатационно-технического состояния покрытий аэродрома, расчет параметров неровностей покрытий аэродрома, а также рассмотрение и совершенствование других значимых параметров, в том числе, потребной длины летной полосы, минимального временного интервала между ВПО, времени занятия ВПП при взлете и посадке, других временных характеристик ВПО, которые позволяют произвести оценку пропускной способности взлетно-посадочной полосы аэродрома.

Выполнение каждого полёта в настоящее время невозможно без учёта состояния условий погоды. Исходя из климатических данных, выбирается направление взлётно-посадочной полосы (ВПП) при проектировании аэродрома.

Все эти данные позволяют обеспечить безопасность выполнения ВПО и повысить эффективность использования аэродромов.

Размещено на Allbest.ru