机场及滑行道设计报告.doc

机场跑道设计报告

机场跑道设计报告
2017-4-27

2017-4-27

姓 名：鲁 宇 轩（另一小组成员：卢嘉源）

姓 名：鲁 宇 轩（另一小组成员：卢嘉源）

学 号：141141220

学 号：141141220

班 级：自 动 化 B

班 级：自 动 化 B

指 导 老 师：高 庆 吉

指 导 老 师：高 庆 吉

目 录

1.任务设计描述 2
1.1具体设计要求 2
1.2跑道基本参数 2
2.方案分析与设计 3
2.1方案分析 3
2.2方案参考 3
2.3跑道及滑行道规格 5
3. 跑道及滑行道标志 11
3.1跑道标志 11
3.2滑行道标志 15
3.3跑道全景 21
4.自我评价 21
4.1小组分工 21
4.2设计感言 22
5.参考文献 22

一、 设计任务描述
1.1具体设计要求
（1）跑道等级4E及以上，长度自定；滑行道类型齐全（详见讲义）
（2）设计跑道标志系统和滑行道标志系统，要求包括书中所讲的标志，尺寸、线条、字符和颜色符合规范；
（3）标注清楚（如尺寸、颜色）；
（4）上交CAD图纸电子版或纸质版（完整的设计可以考虑标准纸质输出，图纸可拼接） ；
（5）上交标志系统清单，包含内容如下：标志的编号、名称、数量、位置、颜色等信息。

1.2跑道基本参数
（1） 跑道分类：
III类精密进近跑道
（2） 机场基准代号：
飞行区指标I基准代码：4
飞行区指标II基准代字：F
（3） 跑道长度：
4022米
（4） 跑道宽度：
60米
（5） 滑行道宽度：
25米（飞机转弯处将12.5米加宽至22米）

二、 方案分析与设计
2.1方案分析
跑道的方位和条数应根据机场净空条件、风力负荷、飞机运行的类别和架次、与城市和相邻机场之间的关系、现场的地形和地貌、工程地质和水文地质情况、噪声影响、空域条件、管制运行方式等各项因素综合分析确定，且跑道方位和条数应使拟使用该机场的飞机的机场利用率不少于95%。
为使飞机运行安全、高效，根据需求求设置了几种滑行道。为加快飞机进、出跑道，我们在跑道两端分别设置了三条垂直跑道的滑行道和两条快速出口滑行道，以保证交通密度为高时对空面各个部分的飞机通路畅通。在这些滑行道的另一端我们设置了一条平行于跑道的主滑行道，作为飞机往返于跑道与机坪的主要通道，系统的左半平面图如图2-1：

图2-1 跑道左半平面图

2.2方案参考
本次机场跑道设计详参南昌昌北国际机场
基本介绍：
南昌昌北国际机场（见图2-2），位于江西省南昌市新建区东北部，与昌九大道（机场快速路）相连，距离南昌市区28公里，南昌昌北国际机场建于1996年10月，1999年9月竣工通航，2011年5月T2航站楼建成并投入使用，南昌昌北国际机场是一座现代化的4E级干线机场，可满足A330、B777、B747等各类大、中大型客机全重起降。

图2-2南昌昌北国际机场

详参：
（1）跑道长：3600m
（2）跑道宽：50m
（3）跑道方向：03/21
（4）距市区距离：28公里
（5）海拔高度：25米
（6）IATA代码：KHN
（7）ICAO代码：ZSCN
（8）地理位置：东经115°27′-116°35′，北纬28°09′-29°11′
（9）登机桥：25个（其中双头廊桥3个）

本次设计在南昌昌北国际机场的跑道上做了一些扩充，将跑道道长由3600米延伸至4022米，跑道道宽由50米加宽至60米，跑道方向不变，另外增加了一条与跑道平行的滑行道，和一条快滑出口供飞机滑行。

2.3跑道及滑行道规格
（1）跑道规格
主跑道的实际长度应足够满足准备使用该跑道的飞机的运行要求，并且
不应小于对该飞机的运行和性能特性按当地条件加以修正后所确定的最大长度，
再考虑当地条件包括标高、气温、跑道坡度、湿度和跑道的表面特性，最后综合当地的地形限制计算出跑道适合的长度，飞行区指标I基准代码为 4的跑道要求飞机的基准飞行场地长度至少为1800m（如表2-1），此处设计的跑道为4000米，后考虑到跑道标志的对称性，故延长22米至4022米。
设计跑道宽度时，应考虑跑道表面污染物（雪、雨水等）、侧风、飞机在接地带附近偏离中线的程度、橡胶积累、飞机进近方式和速度、能见度及人等因素。根据飞行区指标II基准代字的选取，要求跑道宽度至少为60m（如表2-2），此处设计的跑道宽度为60m（图2-3），满足要求。
表2-1

表2-2

图2-3 跑道宽度

（2）滑行道规格
滑行道本身应能使航空器安全而迅速地进行地面活动，其道面宽度应使滑行飞机的驾驶舱位于滑行道中线标志上时，飞机的主起落架外侧主轮与滑行道道面边缘之间的净距不小于表2-3中的规定值，直线部分的道面宽度应不小于表2-4中的规定值，至少为25m，滑行道转弯部分理应在原有宽度上进一步加宽道面（图2-4说明加宽滑行道以达到规定的轮子净距的一个例子），此处在飞行需要转弯的滑行道加宽至22米（如图2-5）

图2-4

表2-3

表2-4

图2-5
（3）滑行道间距
滑行道中线与跑道中线、平行滑行道中线或一个物体间的间隔距离应不小于表2-5规定的数值，根据表中级别为4F的仪表跑道滑行道中线与跑道中线的距离至少为190m，此处设计宽度为190m（图2-6）符合规定距离。滑行道中线到滑行道中线的距离至少为97.5m，此处设计的距离有100m和220m（图2-7与图2-8）两个数值，均满足要求。
表2-5

图2-6

图2-7

图2-8
（4）快速出口滑行道
快速出口滑行道（图2-9）以锐角与跑道连接，并设计的使着陆的飞机可以比用其他出口滑行道更快的速度转出，从而减少占用跑道时间的滑行道，为加快飞机进出跑道的运行，跑道上应设置足够的入口滑行道和出口滑行道，此处以跑道中心为对称点，一共设计了4条快速出口滑行道，此处四条快滑出口与跑道的交角为25°（图2-10），满足附件14规定的25°~ 45°的区间，且转出半径为550m（图2-11），满足飞机以93km/h的速度在潮湿的滑行道上转出的曲线半径（不小于550m）

图2-9

图2-10

图2-11

三、 跑道及滑行道标志
3.1跑道标志
（1）跑道号码标志
跑道号码标志由两位数字组成，此两位数应是从进近方向看最接近于跑道磁方位角度数（从磁北方向顺时针方向计算，与向该跑道端进近方向的夹角）的十分之一的整数，若为平行跑道，则跑道号码为在两位数字后加一个字母，数字和字母的高度应不小于9m，宜为18m，此处设计为18m，其形状与比例详见图3-1.

图3-1

（2）跑道入口标志
跑道入口标志的线段必须从距离跑道入口6m处开始，由一组尺寸相同、位置对称于跑道中线的纵向线段组成。线段的总数应按跑道宽度确定，见表3-1。跑道入口标志线段至少长30m，宜为45m，宽度和间距均约1.8m，最靠近跑道中线的两条线段之间必须用双倍的间距隔开，此处设计的跑道入口标志长度为48米（如图3-2）
表3-1

图3-2
（3）瞄准点标志
有铺筑面的跑道的每一个进近端应设瞄准点标志，瞄准点标志的开始端至跑道入口的距离见表3-2，此处跑道可用着陆距离大于2400m，所以跑道入口至标志开始点距离为400m，标志线宽度为10m，长度为60m（见图3-3），均符合表中所规定值。
表3-2

图3-3

（4）接地带标志
有铺筑面的仪表跑道和飞行区指标I为3或4的有铺筑面的非仪表跑道应设接地带标志。在飞行区指标I为1或2的非精密进近跑道上，应在瞄准点标志之后的150m处增设一对接地带标志，接地带标志必须由若干对对称地设在跑道中线两侧的长方形标志块组成，其对数可用着陆距离有关，当一条跑道两端的进近方向均要设置该标志时，则与跑道两端入口之间的距离有关，具体规定见表3-3，此处设计标志块对数为6对，接地带标志应符合图3-4两种形式中的一种，此处设计选择的是第一种。

表3-3

图3-4

（5）跑道边线标志
有铺筑面的跑道应在跑道两侧设跑道边线标志。跑道边线标志设在跑道两端入口之间的范围内，在与滑行道交叉处应予以中断。跑道边线标志由一对设置于跑道两侧边缘的线条组成，线条的外边在跑道的边缘上。只有在跑道宽度大于60m时，标志才应设在距跑道中线30m处。跑道边线标志的线条宽度为0.9 m，此处设计为方便计算，线条宽度取为1m（如图3-5）

图3-5
3.2滑行道标志
（1）滑行道中线标志
①普通滑行道中线标志
 滑行道、飞机机位滑行通道以及除冰防冰设施应设滑行道中线标志，并能提供从跑道中线到各机位之间的连续引导，在滑行道的直线部分，滑行道中线标志应沿滑行道中线设置，在滑行道弯道部分（飞机机位滑行通道除外），滑行道中线标志应使当飞机的驾驶舱保持在滑行道中线标志上时，飞机的外侧主轮与滑行道边缘之间的净距为4.5m。
滑行道中线标志为不小于15cm的黄色连续实线，浅色道面（如水泥混凝土道面）上的滑行道中线标志两侧宜设置不小于5cm宽的黑边。
滑行道中线标志在于跑道等待位置标志、中间等待位置标志及各类跑道标志相交应中断，中断的滑行道标志与上述标志的净距为0.9m（不含黑框）；如0.9m间距无法实现时也可采用0.3间距，此处设计采用的为0.9m间距，如图3-6.

图3-6
②增强型滑行道中线标志
当机场交通密度为中或高时，在与跑道直接相连的滑行道（单向运行的滑行道除外）上的A 型跑道等待位置处，应设置增强型滑行道中线标志。该标志的作用是为飞机驾驶员提供额外的确认A 型跑道等待位置的目视参考，并构成跑道侵入防范措施的一部分；此处设计增强型滑行道中线标志从A 型跑道等待位置标志沿驶离跑道方向延伸47m的距离（如图3-7）。滑行道中线两侧的边线标志宽度0.15 m，道面上的标志设黑色背景，黑色背景的外边宽为0.05 m（见图3-8）。

图3-7

图3-8
（2）跑道等待位置标志
为保护跑道、障碍物限制面或仪表着陆系统的临界、敏感区而设定的位置，在这个位置，行进中的航空器和车辆必须停住并等待，直到机场管制塔台发出放行许可才能通过的位置称为跑道等待位置。在跑道等待位置处必须设置跑道等待位置标志，跑道等待位置与跑道中线的距离在此级别的跑道最小距离为90m，此处设计与最小距离一致为90m.（如图3-9）
跑道等待位置标志为黄色，有A、B两型，浅色道面上的跑道等待位置标志应设置为黑色背景，黑色背景的外边为0.1m，此处设计采用的是A型跑道等待位置标志如图3-10与图3-11。

图3-9

图3-10

图3-11
（3）中间等待位置标志
除了跑道等待位置以外，为控制交通还应设置中间等待位置标志。在这个位置，如果机场管制塔台指示滑行中的飞机和行进中车辆必须停住和等待直到再次放行时才能继续前进，那么它们必须在此位置停住并等待。 中间等待位置标志应为黄色单条断续线（虚线）如图3-12，中间等待位置与滑行道中线最小距离需满足表2-5的要求，此处设计取距离为60m（如图3-13）

图3-12

图3-13
（4）滑行道边线标志
凡不易与承重道面区别开来的滑行道、跑道掉头坪、等待坪和停机坪的道肩以及其他非承重道面，应沿承重面的边缘设置滑行道边线标志，标志的外缘大致在承受面的边缘上。滑行道边线标志由一对黄色实线组成，每条线宽0.15m，间距0.15m。如图3-14。

图3-14
（5）滑行道道肩标志
在滑行道转弯处，或其他承重道面与非承重道面需要明确区分处，应在非承重道面上设置滑行道道肩标志。滑行道道肩标志由垂直于滑行边线或滑行边线的切线的线条组成。在弯道上，在每一个切点处和沿弯道的各个中间点上应各设一条线条，线条之间的间距应不超过15m，线条应宽 0.9 m，并应延伸至距离经过稳定处理的铺筑面的外边缘 1.5 m 处，或长 7.5 m，（取其使标志长度较短者）示例如图3-15.

图3-15
3.3跑道全景

1跑道左半平面

2跑道右半平面

四、 自我评价
4.1小组分工
由于此次机场跑道设计需要运用到AUTO CAD设计软件，此前我们并没有接触到过CAD的使用，所以再设计跑道之前，我事先在网络上看了几个小时的CAD教学视频，与此同时小组成员卢嘉源帮忙收集画跑道所需的资料。查阅过相关资料之后，我们便讨论相关的设计理念，初步确定了绘制4F机场跑道，初步确定为两条平行跑道，随后我按照国际民航组织附件十四和上课所用课本的规定开始绘制跑道及滑行道，后应双跑道绘制量太大，故最后改至一条4000m的机场跑道。绘制完成后，卢嘉源同学对绘制完成的跑道进行了相关参数的检查。

4.2设计感言
在设计并绘制机场跑道及滑行道的过程中，对AUTO CAD软件的认识上升到了一个新的高度，刚开始绘制的时候，由于对软件的不熟悉，往往花费数个小时也只能完成很小的一部分绘制，而且常常绘制错误，其中有一个特别严重的失误，直到大体设计基本完成后才发现，那就是滑行道边线和中线的线宽问题，按照相关规定其线宽应为0.15m，在画图的过程中，我也把线条调整至了0.15mm（按照比例1:1000），但直到画增强型滑行道中线时我才发现将线条的宽度调整并不能满足相关规定，由于时间的问题，滑行道线宽只改了需要增加增强型滑行道中线标志的地方，这个失误也是此次设计的一个遗憾。除此之外，在设计绘制的过程中翻阅了多次ICAO附件14和机场目视助航技术和系统讲义，使我对机场跑道及滑行道上标志有了更加更深刻的认识和体会，也发现了附件14及讲义的一些疏漏及错误。
由于此次设计不仅是我第一次使用CAD，还是第一次设计机场跑道及滑行道，所以其中的设计失误一定不在少数，其中也体验到了设计师绘图的不易。虽然本次设计学会了CAD基本的二维绘图，但是有关三维绘图的相关技巧仍然一无所知，日后若有时间我也一定会在网络上学习相关的知识。总体来说本次的跑道设计差强人意，以后跑道灯光的设计我会继续努力。

五、 参考文献
[1]高庆吉、徐萍等．机场目视助航技术与系统（讲义）．中国民航大学.2017版
[2]ICAO 附件14 第一卷，第四版
[3]百度百科

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