140513_机场净空管理

机场净空规划,机场净空保护对于机场运行安全而言，具有重要的作用。起飞和降落事故占全部飞行事故的70%。机场净空对保证飞机起飞、着陆安全具有举足轻重的作用机场范围内的某些空域应视为机场本身的重要组成部分。,净空机场净空的概念是基于对机场范围空域无障碍物程度的重要性而产生的。机场周围保持无障碍物的空域附件14为保障飞机起降安全而规定的障碍物限制面以上的空间，用以限制机场及其周围地区障碍物的高度。,机场净空保护狭义：对机场周边影响飞行安全的障碍物进行高度控制广义：在机场附近划设的若干空间集合，用以保证飞机起降安全所需要的无障碍、无电磁干扰、无能见度影响和无助航设施辨识干扰的近空适航环境。要创造一个适航、安全的“干净的近空空域”，在这个空域里面，不仅没有超高的固定障碍物，也没有诸如电磁环境干扰、漂浮物、烟雾、粉尘、灯光、鸟类、施工机械、车辆等影响飞行安全的事物。,主要内容,机场净空管理对象机场净空要求影响因素起飞净空要求进近净空要求机场净空其他要求,一、机场净空管理对象实体障碍物控制防止航空器与之相撞烟雾、粉尘控制防止机场附近空域能见度下降场环境控制保证通信导航设施正常工作光环境控制保证助航灯光的有效性,（1）实体障碍物控制防止航空器与之相撞固定障碍物控制建、构筑物地形、地物固定设备、设施危险设施（如航煤罐、煤气罐、危险品库等）移动障碍物控制车辆移动机械、设备漂浮物、升空物和吹来物控制气球、风筝飞艇、滑翔机爆竹草团、枝叶、塑料袋、泡沫塑料等鸟击控制（防范）,2000年10月31日23时17分，新加坡航空公司一架B747-400飞机，本应在台北桃园中正国际机场05L跑道实施起飞，但却错误选择了05R跑道，撞到了跑道上的施工机械后焚毁。给机组的航行资料上显示，在滑行道N4和N5间的05R号跑道在2000年9月13日到2000年11月22日之间由于跑道施工原因关闭，机组确认了05右跑道关闭，且该跑道只能用于滑行。然而飞机没有穿过05右跑道并按照许可进入05左跑道起飞，而是在05右跑道上时机长就决定开始起飞滑跑。第一副驾和第二副驾对机长的决定没有发出任何疑问。机组持有从停机位到起飞跑道滑行路线的机场航图以及杰普逊航图，然而，当飞机从NP滑行道滑向N1滑行道并进入05右跑道时，机组成员并没有对其滑行路线进行核实。机长即沿着绿色的滑行道中线灯滑进05右跑道。事故鉴定：机组失责+机场目视导航设备+不停航施工管理+恶劣天气,二、机场净空要求的影响因素飞机起落性能气象条件导航设备飞行程序,（1）飞机起落性能如果飞机起落航迹平缓，例如大型运输机全重起飞，对障碍物限制要求就严格；反之，则略微宽松。在近净空，特别是端近净空（距离跑道端5千米以内）范围内，飞机飞行速度低，飞行高度低，机动性能差，遇到障碍物很难采取有效手段规避，而且进近和起飞是飞行操作中最紧张时刻，所以对近净空，特别是端近净空的严格要求与飞机起落性能有密切关系。,（2）气象条件简单气象条件下，飞行员起飞、进近时能够看清地标，故航线容易保持准确，且能够及时发现和避开障碍物，所以相关净空要求不是很严格。在复杂气象条件下，起飞和着陆对净空要求差异较大。起飞时，飞机刚离地，航线不会出现大的偏差，所以对机场端近净空的要求和在简单气象条件下起飞基本相同。着陆时，由于飞行员看不清地标，只能借助导航设备操纵飞机，所以难以准确保持航线和及时发现、规避障碍物，故对净空要求较严。机场净空按照保障飞机在复杂气象条件下起飞、进近的安全来要求。,（3）导航设备导航设备性能好，飞机着陆航线容易保持准确，因而对机场净空要求不严，反之则严格之所以采用性能良好的导航设备，往往是由于机场存在复杂的气象条件，而复杂气象条件必然对净空提出严格的要求。例如仪表跑道虽然导航设备完善，但是由于要保证飞机在复杂气象条件下安全着陆，故对净空要求很严格。而非仪表跑道，虽然没有引导飞机着陆的导航设备，但是只需要保证飞机在简单气象条件下运行，飞行员可凭借目视着陆，因地对净空要求不严。,（4）飞行程序飞机起飞和着陆需要遵循规定的飞行程序，每个飞行程序都有相应的净空要求。如果飞行程序改变，那么机场净空要求也需要改变。例如，在正常情况下，跑道两侧应该能够保证能飞目视盘旋进近程序，因而跑道两侧有内水平面的净空要求。如果跑道一侧受地形限制，规定飞机只能沿着跑道另一侧飞目视盘旋进近程序，这是，对于不飞行一侧的净空要求可大大降低。,三、起飞净空要求飞机全过程起飞段起飞爬升段飞机起飞航迹飞机起飞净空要求起飞爬升面几何标准起飞爬升面起点位置起飞爬升面坡度起飞爬升面长度,（1）飞机全过程在起飞过程中，许多因素如发动机失效、飞机超重、跑道条件、外物击伤、气候条件以及飞行员操作失误等，可能导致严重后果，因此对飞机的起飞要求很严格。,在讨论之前，有必要解释以下术语,决断速度由飞行员选定的速度，在该速度飞行员知道关键发动机失效后要决定继续起飞还是减速。Failureofthecriticalengine如果发动机失效发生在达到决断速度以前，飞行员应停止如果发动机失效发生在达到决断速度以后，飞行员不应停止而继续起飞一般规则：决断速度应选得低于或者最多等于起飞安全速度，但是应超过在最关键的发动机失效的情况下，飞机仍能在地面上或者接近地面处得到控制的最低速度。,起飞安全速度起飞达到10.7米（35ft）的高度后允许飞行员以该速度爬升的最低速度，以保证一台发动机发生失效时飞机仍能在起飞面以上至少保持所需的最小爬升梯度。抬头速度飞行员开始让飞机抬头起来以使起落架离地升起的速度landinggear离地速度飞机最早升空时的速度，以校准的空速表示（飞机与空气的相对速度）,请思考，对于一个正常起飞的过程，这四个速度的顺序应该是？,答案,起飞全过程：从加速滑跑到离地并爬升到450米高度起飞段离地10.7米安全高度前为起飞段起飞爬升段10.7米到450米，又称起飞航迹段,起飞段可能有下列情况1、全部发动机正常工作2、一发失效继续起飞3、一发失效中断起飞,起飞段,全部发动机正常工作此时所经过的水平距离为起飞距离，FAA规定的起飞距离为该距离再加上15%的裕量。一发失效继续起飞某一速度时，一台发动机失效停车，但飞机仍然继续加速，经过0-3秒（FAA为2秒），驾驶员意识到有发动机失效。此时，若滑跑速度已经超过决断速度，别无选择，只能继续起飞。然后分别达到抬头速度、离地速度和起飞安全速度。此时经过的全部水平距离为继续起飞距离。若发动机未能及时排除故障，在完成起飞后，加入进港队列，尽快降落，以便检查。一发失效中断起飞在飞机滑跑速度低于决断速度时，中断起飞措施，采用刹车、收油门以及打开扰流板等手段，使飞机尽快降低速度，直到最后全部停止。整个滑跑距离为中断起飞距离。,起飞爬升段第一阶段第二阶段第三阶段第四阶段,第一阶段10.7米至起落架收起止，此时飞机使用起飞推力，襟翼角不变，以安全表速爬升第二阶段从起落架收起至爬升到不小于120米，并且安全越过障碍物为止。此时飞机推力，襟翼角度，爬升表速均不变。由于飞行高度不高，距离较长，本段是起飞安全的关键阶段。机场起飞净空要求，就是根据飞机一台发动机失效时在第二阶段规定的爬升性能确定的。第三阶段是平飞阶段使用飞机起飞推力或者最大连续推力。此时飞机将收起襟翼和加速至规定的最后爬升速度。第四阶段是最后爬升段以最大连续推力爬升到不低于450米。,起飞段跑道和净空道保证安全起飞爬升段机场净空保证安全,总航迹由飞机制造商提供的真实航迹净航迹考虑到油门调整不准、制造误差等各种因素，这个爬升梯度中再扣除一个量得到一个更为保守的起飞爬升航迹。障碍物的高度应至少低于一台关键发动机停车时的起飞航迹10.7米。运输机在一台发动机停车时的总航迹和净航迹必须符合运输类飞机适航标准规定的总梯度（总航迹坡度）和净梯度（净航迹坡度）要求。,运输类飞机适航标准的要求15摄氏度，标高为0,起飞爬升面的几何标准参考下面两张图第二张图为飞行区代码为3或者4。,起飞爬升面的起点位置在限制坡度一定的情况下，限制面起点的位置离开跑道端越远，限制越严格。起飞爬升面的起点应为飞机完成初始爬升至10.7米高度所对应的水平位置。所以限制面至少起始于升降带的端部。如果设有净空道，则净空道长度应至少应保证飞机在其端部能够爬升到10.7米处，所以当净空道长度超过60米时，障碍物限制面要从净空道端起始。,起飞爬升面坡度与飞机有关（哪种飞机严格？）限制面坡度针对标准条件制定，当机场条件，例如温度和标高，与标准条件相差悬殊时，要考虑采用更为严格的限制坡度。例如在高原地区，空气密度减小将使发动机推力、机翼升力大为减少，导致飞机爬升梯度显著降低。根据上面的图，以代码为3或者4为例，从第一段一直到第四段均采取2%的坡度。必须根据飞机的具体飞行性能及其要求确定限制面坡度。,起飞爬升面长度对于代码为3或者4的飞行区，长度15000米是根据四发飞机、以最小爬升梯度3%从10.7米爬升到450米高所需的水平距离确定的。WHY？,起飞爬升面是在跑道端或净空道端外的一个倾斜平面或其它规定的面。内边的标高等于从跑道端至内边之间的跑道中线延长线上最高点的标高，当设有净空道时，则内边标高必须等于净空道中线上地面最高点的标高。,起飞爬升面,障碍物限制面,起飞爬升面的内边位于跑道端外规定距离处，或当设有净空道而其长度超过上述规定距离时位于净空道端处，垂直于跑道中线的一条水平线；两条侧边是以内边的两端为起点，从起飞航道以规定的比率均匀地扩展至一个规定的最终宽度，然后在起飞爬升面的剩余长度内继续维持这一宽度；其外边垂直于规定的起飞航道的一条水平线。,飞机起飞净空（在更大的空间内）,飞机起飞净空,飞机起飞净空,飞机起飞净空,飞机起飞净空（俯视图）,侧边散开率12.5%,起端宽度180m,末端宽度1800m,总长15000m,总长15000m,飞机起飞净空（立面图）,总长15000m,总长15000m,坡度2%,坡度2%,四、飞机进近净空要求进近面过渡面内水平面锥形面复飞面内进近面内过渡面,进近面非仪表跑道根据目视盘旋进近程序的下滑着陆要求确定。飞行区代码为4的非仪表跑道进近面长度为3000米，是根据飞机沿着目视盘旋进近程序飞至最后转弯终点并对准跑道方向时，距离跑道端通常约3000米来确定。坡度限制为2.5%，是根据飞机最后转弯结束时高度200米，越障余度120米，得到限制坡度为2.67%，取2.5%。仪表跑道仪表进近程序的中间进近和最后进近的要求确定。代码为4的仪表跑道,代码为4的仪表跑道第一段：15000-6600米，长度8400米中间进近航段，平飞高度300米，超障余度150米，故规定该段进近面高度为300-150=150米第二段：6600-3000米，长度3600米第二段为仪表进近的最后航段要求飞行高度135米，超障余度75米，故规定该段进近面高度为135-75=60米，于是第二段坡度为150-60/3600=2.5%第三段：距离起端3000米范围第三段为仪表进近的最后航段60-0/3000=2%进近面起端宽度300米，距离跑道入口60米是根据代码为4的仪表跑道的升降带宽度及起端位置所确定的。向两侧散开的斜率为15%。,请参考附件14.,过渡面从升降带两侧边缘和进近面的部分边缘开始，按照规定的坡度向上和向外倾斜，直到与内水平面相交的复合面。保证飞机正常复飞的安全。,过渡面的界限必须由下列各边组成a)一条底边：从进近面侧边与内水平面相交处开始、沿进近面侧边向下延伸至进近面的内边，再从该处沿升降带的全长与跑道中线相平行；b)一条顶边：位于内水平面的平面上。,单跑道进近净空（过渡面）,作用：保证飞机正常复飞的安全,单跑道进近净空（过渡面）,进近面,进近面,过渡面,内水平面高出跑道45米的一个平面以跑道两端入口中点的平均标高起算，其范围以跑道两端入口中点为圆点，按照下图规定的半径画出圆弧，用平行跑道中点的两条直线与圆弧相切形成的一个近似椭圆形。作用：保护飞机着陆前目视盘旋所需的空域。,请想想正视图和侧视图是什么形状？请描绘。,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的外缘高度为止。设置目的：保证目视盘旋飞机围绕跑道飞行时与飞行高度相同的障碍物隔开足够的距离。例如飞行区代码为4的跑道，要求障碍物高145米处距离航线2000米，由此可得锥形面高100米，坡度5%。,请想想正视图和侧视图是什么形状？请描绘。,请同学们画出正视图和侧视图的详细尺寸。充分想象三维空间的布局。,复飞面梯形斜面起点距离跑道入口1800米，考虑飞机着陆未成的复飞起点在接地带灯的终点处（900）+平飞加速15秒距离（900）。坡度3.33%，全部发动机工作情况下飞机复飞允许的最低爬升坡度。,内进近面用于精密进近跑道，长方形。是一个矩形斜面。起端与进近面起端重合，按下图的宽度、长度和坡度向上、向外延伸至内进近面的终端。,内过渡面用于精密进近跑道，较过渡面更接近跑道。作用：限制那些必须设置在接近跑道的助航设备、飞机、车辆等物体，除了易折装置的物体外一概不能超过这个限制面。,内过渡面的界限必须包括一条底边：从内进近面的末端开始，沿内进近面的侧边向下延伸到该面的内边，从该处沿升降带平行于跑道中线至复飞面的内边，然后再从该处沿复飞面的边线向上至该边线与内水平面相交处为止。,内过渡面,内水平面,过渡面,对于精密进近跑道，内进近面、内过渡面和复飞面组成了所谓的“无障碍物区域”（OFZ）在此区域内，除轻型易折助航设备外，不得存在固定物体，并当跑道用于航空器进近时，不允许有移动的物体高出这些限制面。Obstaclefreezone(OFZ).Theairspaceabovetheinnerapproachsurface,innertransitionalsurfaces,andbalkedlandingsurfaceandthatportionofthestripboundedbythesesurfaces,whichisnotpenetratedbyanyfixedobstacleotherthanalow-massandfrangiblymountedonerequiredforairnavigationpurposes.,单跑道进近净空（OFZ）,内进近面、内过渡面和复飞面组成了“无障碍区（OFZ）”,单跑道进近净空（复飞面）,复飞面,起端宽度120m距跑道入口距离1800m侧边散开率10%坡度3.33%,作用：保证飞机在着陆失败后能够顺利复飞所需的空间。,单跑道进近净空（内进近面）,内进近面,宽度120m起端距跑道入口60m长度900m坡度2%,单跑道进近净空（内过渡面）,复飞面,内进近面,内过渡面,底边：从内进近面的末端开始，沿内进近面的侧边向下延伸到该面的内边，从该处沿升降带平行于跑道中线至复飞面的内边，然后再从该处沿复飞面的边线向上至该边线与内水平面相交处为止顶边：位于内水平面的平面上,作用：这个区域内必须靠近跑道来履行它们的作用的轻型易折助航设施外，必须没有固体物体，并当跑道用于二类或三类精密进近时，没有路过的物体如飞机和车辆。,平面图立面图,进近面过渡面内水平面锥形面,内进近面内过渡面复飞面这三个形成精密进近跑道的无障碍区,