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1、Airport Planning,刘衍希中国民航大学机场学院,机场规划,机场规划,机场：在地面或水面上划定的一块区域，供飞机起飞、着陆、停放、加油、维修及组织飞行保障活动之用的场所。,规划：进行比较全面的长远的发展计划，是对未来整体性、长期性、基本性问题的思考、考量和设计未来整套行动方案,机场的组成,机场的组成部分,飞行区旅客航站区货运区机务维修设施供油设施空中交通管制设施安全保卫设施,救援和消防设施行政办公区生活区生产辅助设施后勤保障设施地面交通设施机场空域,机场规划的内容,飞行区规划机场目视助航设施规划空管及通导等设施规划旅客航站区规划货运规划机务维修规划机场供油规划机场环境保护和土地利用
2、,机场救援及消防设施规划机场安全保卫设施规划生产辅助、行政后勤设施规划机场地面交通设施规划机场公用设施规划机场管线规划机场竖向设计和排水规划,航空业务量预测,机场位置选择,交通规划,规定目标和目的调查收集资料分析资料并推导数学模型做出预测编制各种方案检验和评估规划方案,交通规划,交通发生与吸引量预测交通分布交通方式划分交通分配,城市规划,城市：国家按行政建制设立的直辖市、市、镇。城市规划：是一定时期内城市发展的目标和计划，是城市建设的综合部署，也是城市建设的管理依据。,城市的分级,特大城市市区和近郊区非农业人口100万；（截至2008年底118个）大城市市区和近郊区非农业人口50万；中等城市市
3、区和近郊区非农业人口20万50万；小城市市区和近郊区非农业人口20万。超大城市:1、联合国把人口超过1000万的城市称为超大城市,超大城市是在二战以后发展起来的;2、自然增长率为5.48%,人口在200万人以上的称为超大城市城市群概念,作为国家领导人，你将怎样发展管理国家的城市？,国家的城市发展策略,国家对城市发展的方针：严格控制大城市规模、合理发展中等城市和小城市。目的是促进生产力和人口的合理布局。编制城市规划应当贯彻的原则：有利生产、方便生活、促进流通、繁荣经济，促进科学技术文化教育事业。合理用地、节约用地。编制城市规划应当符合的要求：城市防火、防爆、抗震、防洪、防泥石流和治安、交通管理、
4、人民防空建设。,城市规划的内容,城市的性质；发展目标和发展规模；城市主要建设标准和定额指标；城市建设用地布局；功能分区和各项建设的总体部署；城市综合交通体系和河湖、绿地系统，各项专业规划，按期建设规划。,城市建设用地布局,大类：居住用地，公共设施用地，工业用地，仓储用地，对外交通用地，道路广场用地，市政公用设施用地，绿地，特殊用地，水域和其它用地。,功能分区和各项建设的总体部署,功能分区通常是在评定、选择城市用地的基础上进行的。一般城市分为：居住区、工业区、仓库区、对外交通区等。有些城市还有行政区、商业区、文教区、休疗养区等。,城市综合交通体系,城市对外交通城市内部交通,其他规划,城市绿化工程
5、管线电力网络给水系统排水系统城市防震,第一章 机场设计基本知识,航空运输发展概况民航运输机及机场发展概况民航运输机场分类及飞行区分级民航运输机场组成,航空运输发展概况,民航运输创建初期莱特兄弟制造飞机各国开展定期航班民航运输发展期第二次世界大战结束至今具有速度快、建设周期短、投资少、占地少、舒适、安全的特点,民航运输机及机场发展现状,民航运输机发展史机场发展现状,机场发展现状,第一个机场世界上的第一个机场是莱特兄弟试飞第一架飞机的场地。我国的第一个机场是北京市南郊的南苑机场。民航运输创建初期机场概况主要使用小型活塞式飞机，运输量不大，因此机场较小，而且设施不完善。民航运输发展期机场概况机场向大
6、型化和现代化迈进。,民航运输机发展概况,干线运输机载客量大于100人，航程大于3000km的大型运输机。支线运输机载客量小于100人，航程200400km，航行于中心城市与小城市及小城市与小城市之间的运输机。,第一章 机场设计基本知识,航空运输发展概况民航运输机及机场发展概况民航运输机场分类及飞行区分级民航运输机场组成,民航运输机场的组成,民航运输机场由飞行区、航站区、货运区、机务维修区、供油设施、空中交通管制设施、安全保卫设施、救援和消防设施、行政办公区、生活区、生产辅助设施、后勤保障设施、地面交通设施及机场空域 等组成。,飞行区,飞行区包含地面设施和净空区两个部分。地面设施是机场的主体。升
7、降带跑道端安全地区净空道滑行道机坪,航站区,航站区主要由航站楼、站坪及停车场所组成航站楼：联接地面交通的设施办理各种手续的设施联接飞机的设施航空公司营运和机场管理部门必要的办公室、设备服务设施,货运区,货运区供货物办理托运手续、装上飞机以及从飞机卸货、临时存储、交货等用。业务楼货运库装卸场停车场货机坪,第二章 航空业务量预测,在进行机场规划和设计时，首先要对机场未来的客运量、货邮运量等航空业务量做出预测，然后根据预测结果确定机场所需各项设施，它们的规模和等级、合理的建设分期。,航空业务量预测,专家判断法类比法趋势外推法计量经济法市场分析法,专家判断法,个人判断法专家会议法特尔斐法,分组表现专家
8、会议法讨论天津机场2020年的旅客吞吐量,类比法,先要找出与预测机场周围环境和运输条件相似的而且有较长历史资料的机场作为类比模型。新建机场的航空业务量可采用类比法进行预测，历史资料较短或不齐全的机场，也可采用此方法预测。,类比法的工作要求,机场要求作为类比模型的机场，应为2-3个。其周围环境和运输条件应与预测机场相似，而且有完整的历史资料。类比项目社会、政治和经济环境运输条件和管理条件机场周围环境,趋势外推法,趋势外推法是根据过去发生的状况推测今后发生的情况，并认为影响过去发展的主要因素在今后仍然是影响未来的发展因素。主要步骤：收集有关历史数据得出随时间变化的曲线用曲线外推出预测数据,趋势外推
9、的几种方法,线性回归方法指数曲线法,计量经济法,趋势外推法是用航空业务量本身的规律去推测未来年的航空业务量，没有考虑因素的变化。计量经济法分析航空业务量与影响它的各个主要因素之间的关系的基础上去推测未来的航空业务量。,计量经济法,主要步骤：根据航空业务量确定与自变量的关系，建立函数关系模型；计算函数关系中的各个参数值，并确定函数关系式检查函数关系中因变量与自变量之间的相关程度根据收集数据，预测自变量的未来发展，进一步确定预测航空业务量。,影响航空业务量的主要因素,人口和户数国家或地区总产值进出口数量某一地区在另一地区出生的人口数量航空运输费用航班次数航班可靠率和准点率空中旅行时间,市场分析法,
10、市场份额法市场调查法,市场份额法,将全国或地区范围内的航空业务量按比例分配到一个小地区或一个机场的预测方法称为市场份额法。,市场调查法,把机场影响范围的人口按工作、职务、收入、学历、年龄等分成明显的不同类别，并统计处目前各类的人数和乘飞机情况，然后根据各类人数变化趋势及乘飞机发展情况，去预测未来的机场客运量。,预测的应用,预测的分期本期近期远期终端,预测内容和方法,机型年客运量年货邮运量年飞机起降架次高峰小时客运量高峰小时起降架次高峰小时车流量,年起降架次,2020年客运量为国内500万，国际100万机场不通航货机,高峰小时起降架次,高峰小时客运量采用高峰月的平均日高峰小时客运量或一年中第40
11、个或第30个的繁忙小时客运量高峰小时客运量与年客运量之间通常有一个大致的关系。高峰小时客运量看考虑采用年客运量的0.03%-0.05%，年客运量愈大，采用的百分数越,高峰小时起降架次,机场客运量情况与上例相同，预测某机场2020年高峰小时客运量和各种飞机起降架次经统计和分析，2010年高峰小时客运量为年客运量的0.044%,机场主要设施规模和等级的确定,飞行区旅客航站区航空油库总容量,飞行区,飞行区等级跑道尺寸及承载能力跑道数量,旅客航站区,航站楼主要根据高峰小时客运量确定站坪停机位数量主要依据高峰小时飞机起降架次,航空油库总容量,按1.5-2个月的飞机用油量确定。月用油量根据各种飞机出发和中
12、转的月平均架次，乘以每架飞机相应的加油量而得出,飞行区平面设计,跑道长度设计升降带、跑道端安全地区及净空道设计滑行道机坪,跑道长度设计,飞机起飞着陆过程及对跑道长度的要求跑道长度计算的基本公式影响跑道长度的因素飞机最大计算起飞质量跑道长度计算,飞机起飞着陆过程及对跑道长度的要求,起飞正常起飞起飞出现一发故障着陆,飞机正常起飞,LF V1 Vr Vlof V2V1:起飞决断速度Vr:抬前轮速度Vlof:离地速度 V2:起飞安全速度（35FT处）,35ft,正常起飞,跑道端不设净空道，则跑道长度应保证飞机在整个起飞初始阶段的安全，其长度为：,跑道端设净空道，则跑道及净空道长度应保证飞机在整个起飞初
13、始阶段的安全，跑道长度为：,起飞出现一发故障,飞机在起飞滑跑过程中有一台临界发动机停车：如果继续起飞，则跑道长度或跑道及净空道长度应足以保证继续起飞安全；如果中断起飞，则跑道长度或跑道及停止道长度应足以保证中断起飞安全。,起飞出现一发故障,跑道端不设净空道和停止道跑道端设长度相同的净空道和停止道跑道端设长度不同的净空道和停止道跑道端只设净空道,跑道端不设净空道和停止道,35ft,硬质跑道,跑道端设长度相同的净空道和停止道,硬质跑道停止道,35ft,跑道端设长度相同的净空道和停止道,硬质跑道停止道净空道,35ft,跑道端只设净空道,硬质跑道净空道,35ft,着陆,15m,对跑道的要求,应由以下三
14、种长度的最大值确定正常起飞所需跑道长度起飞出现一发故障所需跑道长度着落所需跑道长度,影响跑道长度的基本因素,飞机机场大气,飞机最大起飞质量计算,飞机结构限制最大起飞质量根据机场规划最远航程确定的最大起飞质量刹车能量限制的最大起飞质量轮胎速度限制的最大起飞质量第二段爬升梯度限制的最大起飞质量越障限制的最大起飞质量,飞机重量的组成,减载油量,剩余油量,商务载重,机组人员,机上后勤用品,任务装备,空载重量,油量的组成,出发 目的地 备降场,放开刹车,复飞,接地,机坪,1.滑出/进,2飞行用油,3航路等待,4到备降场,5等待燃油,6应急燃油,7额外燃油,飞机起飞质量计算,直接计算查飞机对应手册计算用软
15、件计算,最大起飞质量,飞机结构限制的最大起飞质量根据最远航程确定的最大起飞质量最大机型的空机备份燃油质量最大结构商务载量航程所需油耗,起飞质量的计算,对于B737-300、B757-200等没有AFM-DPI(飞机飞行手册-数字性能信息软件)、只有纸质飞行手册的老机型，可用障碍物限制起飞重量查图的方法分析新增障碍物对航空器减载的影响。,起飞质量的计算,MARK7J、MARK7L用于B737-300、B757-200等没有AFM-DPI(飞机飞行手册-数字性能信息软件)、只有纸质飞行手册的老机型。STAS、LAND用于B777-200 B737-800等有AFM-DPI的新机型、也可用于老机型的
16、起飞、着陆性能计算。现统一用STAS、LAND。空客公司早期DOS下的PEPC(用于A330、A310、A320)OCTOPUS(用于A319、A321 A330、A340),现在统一用PEP FOR WINDOWS(PEPC-性能工程师程序)。麦道公司早期的A9EA(用于MD-80)、A9EA90(用于MD-90)，现在统一使用STAS、LAND。,刹车能量限制的最大起飞质量,质量大 刹车能量大 刹车装置过热 刹车损坏影响因素起飞质量、襟翼偏度、工作的刹车数跑道平均纵坡气温、机场气压高度、风速,轮胎速度限制的最大起飞质量,轮胎速度限制的最大起飞质量与许可离地速度有关，主要影响因素：飞机轮胎限
17、制速度襟翼偏度气温气压风速,第二段爬升梯度限制的最大起飞质量,起飞航迹的四阶段主要影响因素：襟翼偏度（怎么确定最有利的襟翼偏度）气温气压高度空调及防冰系统跑道两端净空,越障限制的最大起飞质量,跑道延长线上不远处有高出净空限制面的障碍物时，飞机在起飞的第二段就要以较大的梯度爬升，起飞质量可能受到限制。主要影响因素：在第二段需要爬升的梯度（怎样计算）气温、气压空调和防冰系统襟翼偏度,越障限制的最大起飞质量查表示意,跑道长度计算,简单计算方法（起飞跑道）：第一步：查表的基准跑道长度第二步：修正标高修正：标高每增加300m,跑道长度增加7%气温修正：每超过机场海拔高度的标准大气温度1度，跑道长度增加1
18、%坡度修正：跑道纵坡每1%，起飞跑道长度增加10%。,计算,在海平面和标准大气条件下着陆所需跑道长度2500m,在跑道平坡、海平面和标准大气条件下起飞所需跑道长度2800m,现机场标高为150m，机场基准温度24度，（150m标准大气温度为14.025度），跑道纵坡为0.5%，请按机场实际情况进行长度修正。,跑道长度计算,跑道长度的影响因素：气压气温最大起飞质量净空道长度襟翼偏度风向风速坡度,飞行区平面设计,跑道长度设计升降带、跑道端安全地区及净空道设计滑行道机坪,升降带、跑道端安全地区及净空道设计,升降带：包括跑道和停止道的场地。跑道跑道道肩停止道跑道端安全地区净空道,滑行道,进口滑行道旁通
19、滑行道出口滑行道平行滑行道联络滑行道机坪滑行道机位滑行道,滑行道布局要求,既能满足使用要求又能经济节约既通畅又短安全与其他设施相适应,滑行道宽度,滑行道道面宽度滑行道道肩宽度滑行带总宽度及平整带宽度,滑行道的数量和位置,滑行道应根据航空交通量发展情况分期设置,滑行道最小间距,滑行道的间距要求滑行道中线与跑道中线的间距：=1/2翼展+1/2升降带宽度滑行道中线与滑行道中线间距=翼展+2横向偏移+翼尖净距滑行道中线据物体最小间距=1/2翼展+横向偏移+净距机位滑行道中线据物体最小间距=1/2翼展+横向偏移+净距,滑行道弯道中线半径,转弯速度跑道中部快速滑行道的弯道速度滑行道其他弯道应保证的速度转弯
20、半径考虑横向载荷系数的原因R=0.0591V2,弯道增补面,飞机滑行状况：飞机沿直线段滑行时，主起落架中点沿滑行道中线移动。当前轮进入弯道后，主起落架中点就逐渐向内偏移。需要满足的条件：主起落架向内侧偏移最大时，外轮外侧至道面边缘的净距符合规定过渡段的长度应满足需求,弯道增补面设计方法,主起落架中心行径法增补面弧和切线法确定增补面圆弧半径确定加宽过渡段长度根据主起落架外轮偏移由最大值减至许可值来确定根据便于价值飞机进入转弯姿态来确定根据保证旅客舒适来确定,跑道中部的出口滑行道,滑行道种类：直角出口滑行道快速出口滑行道位置：飞机接地位置减速至规定速度所需的距离数量：根据高峰运行时飞机的入口分类,
21、快速出口滑行道,飞机出口速度，代码为3或4时，可取93km/h，代码为1或2时，可取65km/h滑行道与跑道的交角应为2545度，最好为30度弯道中线半径：代码为3或4时，可取550m，代码为1或2时，可取275m,机坪,站坪的布局旅客登机方式在站坪上步行使用登机桥用车辆运送飞机在航站楼前集结形式前列式指廊式卫星式远机位式,飞机在航站楼前的集结形式,试根据你所在城市的人口数进行航站楼和集结方式设计,站坪的平面尺寸,影响因素站坪的基本布局站坪机位数量使用该站坪的飞机尺寸净距要求飞机停放方式飞机地面服务要求,机坪设计应注意的事项,机坪便于多种飞机使用机坪便于发展绘制飞机进出路线图,机场净空,无线电
22、导航设施空中交通管制运输机飞行程序机场净空,无线电导航设备,无方向性信标台全向信标台测距台精密进近雷达站仪表着落系统,无方向性信标,无方向性信标与机载无线电罗盘配合工作，用以测定飞机与信标台的相对方位角，引导飞机沿预订航线飞行、归航和进场着陆。航路的无方向信标台：设在航路的转弯点、检查点和空中走廊进出口机场进近的无方向信标台应设在跑道中线延长线上：远距无方向信标台近距无方向信标台,无方向性信标台,以信标台的天线为中心，场地要求：半径100m内半径300m内半径500m内半径150m内半径120m内半径50米内,全向信标台,全向信标台与机载全向信标接收机配合工作，能全方位、不间断的向飞机提供方位
23、信息，引导飞机沿预订航线飞行、归航和进场着陆。机场全向信标台：跑道中部外侧符合机场侧净空要求的地方，距跑道中线200-250m的地方。跑道中线延长线上符合机场端净空要求的地方，距跑道段300-11000m,全向信标台场地,以天线为中心，半径200m以内不应有建筑物，半径200m外，金属结构建筑物的高度不应超过天线基础为准1.2度垂直张角，木结构建筑物的高度不应超过以天线基础为准2.5度垂直张角。以天线为中心，半径150m以内以天线为中心，半径360m以内,测距台,测距台与机载设备配合工作，不间断地为飞机提供距离信息，用以引导飞机沿预订航线飞行、归航和进场着陆。测距台通常与全向信标台配置在一起，
24、对场地的要求与全向信标台相同。,精密进近雷达,精密进近雷达站向着陆方向交替发射水平和垂直扫描波束，接收飞机的反射回波，测定其位置，用以引导飞机进场着陆。精密进近雷达站通常设在跑道中部的一侧，距跑道边缘120m-250m.,仪表着陆系统,仪表着陆系统由机载航向、下滑、指点信标接收机和地面航向台、下滑台、指点信标台组成，为飞机提供航向道、下滑道、距跑道着陆端的距离信息，供在复杂气象条件下引导飞机进场着陆用。航向台下滑台指点信标台,空中交通管制,航路和航线空中走廊特殊空域空中交通管制机构,航路和航线,航路：具有一定宽度的空中通道，供飞机飞行用。上限高度下限高度宽度航线：在航路的基础上建立的，按起始点
25、的归属不同分为国际和国内航线。,空中走廊,空中走廊是为航空器进出某地区而划定的具有一定宽度的空中通道。对飞机进出走廊的方法、飞行高度、上升或下降地段等都有明确规定。,特殊空域,空中禁区危险区限制区,空中交通管制机构,区域管制进近管制机场管制塔台,运输机飞行程序,飞行程序：飞机从离地至加入航路，或从脱离航路至着陆，按照规定进行一系列机动飞行的航迹和动作。,运输机飞行程序的种类和组成,仪表进近程序目视盘旋进近程序仪表离场程序等待程序,仪表进近程序,仪表进近程序：飞机在低云低能见度条件下，依靠无线电导航设备的引导，安全而顺畅地从脱离航路到着陆，所进行的飞行程序。非精密进近程序：只提供航迹引导，不提供
26、下滑道引导精密进近程序：提供航迹引导，也提供下滑道引导通常由进场、起始进近、中间进近、最后进近和复飞五个航段组成。,仪表进近程序,各进近航段的起终点通常是无线电定位点。仪表进近可以分为:直线进近程序沿测距仪距离弧进近程序推测航迹进近程序反向进近程序直角航迹进近程序,直线进近程序,飞机进入方向接近着陆方向和导航设备较完善时。,沿测距仪距离弧进近,推测航迹进近程序,推测航迹进近程序有U型和S型。在这两种程序中起始进近航段都是由第一段和推测航段两部分组成。,反向进近程序,直角航线进近程序,适用于进场较高，没有足够的直线距离用来下降高度的情况。,目视盘旋进近程序,补充目视盘旋的使用,仪表离场程序和等待
27、程序,仪表离场：直线离场和转弯离场两种。等待程序：等待程序供飞机等待着陆用。其组成与直角航线进近程序相同。,机场要保证的飞行程序,保障飞机的正常起飞和着陆，必须要保证飞机离场程序，讨论飞机需要保障的进近程序。运输机着陆方式正常情况下机场应保证的进近程序不得已时机场应保证的进近程序机场设置进近程序要考虑的因素,运输机着陆方式,进场方向接近着陆方向：机场方向与着陆方向相反：进场高度较高不能直接着落：着陆失败复飞：进入机场区域后不允许着陆：,正常情况下机场应保证的进近程序,运输机两侧能飞直线进近程序U型进近程序或反向进近程序目视盘旋进近程序跑道一端或两端能飞等待程序直角航线进近程序,机场设置进近程序
28、要考虑的因素,飞行量附近机场的飞行程序和空域航路、航线、禁区、危险区净空和气象条件,机场净空,为了保证飞机起飞着陆安全，沿着机场跑道周围有一个没有影响飞行安全的障碍物的区域，这个区域叫做机场净空区。主要影响因素：飞机起落性能气象条件导航设备飞行程序,机场净空要求,机场起飞净空要求机场进近净空要求,机场起飞进近要求,起端：位于跑道端外规定距离处或净空道末端。起端宽度：180m两侧散开斜率：12.5%坡度：2%末端宽度：1200m总长度：15000m,飞机起飞净空要求来源,确保飞机在起飞第二部分的飞行安全。由飞机公司提供的真实起飞航迹称之为总航迹，由总航迹制定的用以限制障碍物高度的航迹称为净航迹。
29、起点位置来源：第二部分起飞开始点障碍物限制面坡度来源：一发失效时的爬升坡度障碍物限制面长度来源：爬升高度及坡度,飞机进近净空要求,限制面组成及来源：进近面过渡面内水平面锥形面复飞面内进近面内过渡面,进近面,非仪表跑道进近面：根据目视盘旋进近程序的下滑着陆要求确定。仪表跑道进近面：根据仪表进近程序的中间进近和最后进近的要求确定。中间进近段：平飞高度300m，超障余度150m最后进近段：飞行高度：135m,超障余度75m,过渡面,从升降带两侧边缘和进近面的部分边缘开始，按固定的坡度向上，向外倾斜，直到与内水平面相交。过渡面是根据保障飞机正常复飞时安全的要求确定。,内水平面,内水平面是高出跑道45m
30、的一个平面，其范围以跑道两端入口中点为圆点，按规定半径画弧，用平行跑道中心线的两条直线与圆弧相切形成一个近似椭圆形。内水平面主要根据目视盘旋进近程序的要求确定。,锥形面,锥形面从内水平面的周边开始，以5%的坡度向上和向外倾斜，至规定外缘高度为止。锥形面的尺寸是根据飞机目视盘旋进近程序确定的。,其他要求,当跑道要保障飞机在两个方向都能着陆时，则障碍物高度必须按起飞和进近比较严格的要求进行控制；当各面重叠时，按要求严格的部分进行控制在一个机场有多条跑道时，重叠部分按严格的控制；遮蔽原则；新建和改扩建时原则。,选择跑道时应该考虑的问题,端净空和侧净空端近净空端远净空对于高温低压的情况为机场安全和远期着想电磁设备表1和表2保障的空间特殊情况,Thank you,
