2. Елементи літної смуги, їх визначення та призначення.

Ширину елементів ЛС призначають відповідно до класу ГЗПС при відсутності ТЗПС.

Рис. 2.3. Схема до визначення довжини ЛС за умов убезпечення зльоту: а - продовженого; б - перерваного

У вітчизняній і зарубіжній практиці проектування за основу розрал потрібної довжини ЛС при зльоті прийнято випадок відмови у роботі од з двигунів на етапі розбігу. Сучасні літаки ЦА мають можливість подова зліт з одним відмовленим двигуном. Тому за вимогами ІСАО пасажирському літаку треба мати не менше двох двигунів. Відмова двиі потребує такої довжини ЛС, яка б гарантовано убезпечила повне погашени швидкості літака аж до його зупинки (перерваний зліт) або продовження зльоту на форсованому режимі працюючого двигуна (продовжений зліт) Причому, після такого зльоту літак відразу робить маневр для аварійної, посадки. Пілот приймає рішення, який здійснювати зліт. Час прийняття рішення не повинен перевищувати 3 с, впродовж якого швидкість літі стане дещо меншою від швидкості, що відповідає відмові двигуна.

Довжина дистанції перерваного зльоту и^ складається (рис.2.3,б) з ■ппПСів розбігу /«,* і гальмування /_г до остаточної зупинки літака на ПССГ. щоб знайти довжину ТЗПС+ПССГ в цьому випадку, треба до такої дистанції додати довжини /_ет і Н частини ПССГ:

Довжини 7Л.ППОГОССГ і *Лд« встановлюють за наслідками льотних випробувань кожного типу літака і наводять у переліку його льотно-технічних характеристик як такі, шо задовольняють і перерваний, і продовжений зльоти. Одночасно отримують графічну залежність потрібної довжини ТЗПС+ПССГ від швидкості У\ в момент прийняття рішення, принциповий характер якої показано на рис.2.4. Якщо відмова двигуна виникла на невеликій швидкості (меншій від значення Ув)> то перерваний зліт потребує довжини смуги 1\ набагато меншої ніж Ьі для продовженого зльоту. На великій швидкості в момент відмови (більшій від швидкості У_а)

перерваний зліт потребує навпаки довжини смуги Ьу, набагато більшої ніж Ь₄ для про­довженого зльоту. У першому ви­падку гальмувати легше, ніж форсу­вати розбіг, у дру­гому — навпаки. Існує точка В перетину кривих, коли для будь-якого злоту пот­рібна однакова (збалансована)

критичною швидкістю прийняття рішення. Значення У₀ , визначене з урахуванням щільності р в момент зльоту, і є критерієм для пілота. С.Якщо У\ £ Ув I^го виконують перерваний зліт, а якщо У\ > У_в г- продовжений.

Потрібну довжину І^ттс +ПСсг і ^"ппс для зльоту літака в розрахункових умовах визначають за формулами:

ІЗЛ ТІЛ • Іґ Іґ Іґ • І *" — 1*^т іґ іґ Іґ •

•ппс+пхсг І* о.тзлс+госсг ^лг І*р*ь§ , Ь т-ціс о.тотсЛ/Л^Л/,

К,= 1+ О.ОІС/,-/,,) ; К_р = 1+0,07 Н/300; К, = 1 + п/серед! /, = 1,07 /₁₃- 3°, де К, КрКі - поправкові коефіцієнти, які враховують вплив зміни відповідно температури, тиску атмосфери та ухилу ТЗПС; 1_р - розрахункова температура повітря, °С; Я - позначка поверхні ТЗПС, м; п - поправка на ухил, яку приймають рівною 9,8 і 5 для літаків відповідно І, ІІ(Ш) і IV груп; /_п - середньомісячна температура самого жаркого місяця року, яка зафіксована о 13 годині за багаторічний період спостережень, °С. ^ Значення коефіцієнтів можна округляти з точністю до третього знака

після коми. Якщо вони виявляються меншими за 1,0, то при розрахунках їх ₍₁. приймають рівними 1,0. Ч

Відмова одного з і двигунів при посадці ^ літака не є розрахун­ковою умовою для призначення потріб­ної довжини ЛС, бо сумарну тягу двигу­нів і так максималь­но знижують вже на кінцевому етапі пла­нерування. Довжина , посадкової дистанції в стандартних умо­вах Ьолл (рис.2.5) складається з довжи­ни ділянок зони приземлення /„риз і пробігу /„роб До остаточної зупинки літака ,на ТЗПС, не доходячи до її протилежного торця на деяку відстань Іу. Для убезпечення посадки досить довжину ПССГ завжди приймати 1^»^ - 60 м. Тому за нормам» льотної придатності літаків ЦА потрібну довжину І^По_іППС > /Л.ппс+пга- при посадці літака в стандартних умовах отримують за формулами:

!".. -

і-> О.ТЗПС ⁼ 1 ,0 / ІуО.П Д , Ь О.ТЗПОПССГ ⁼ *" О.ТЗПС ' 00.

Як і для зльоту довжину £^п₀.тзпс встановлюють в результаті льотних випробувань для кожного типу літаків і наводять її у переліку його льотно-технічних характеристик. Потрібні довжини А^п ппе І ^ тзпе +ПСсг ДЛЯ ПОСЗДКИ літака в розрахункових умовах визначають за формулами:

Ь тзпе ~ £ о.тзпсЛіК,р\ Ь тзпе.пха ⁼ Ь тзпе + 60 ; Л, ⁼ 1 ⁺ З 'середі і^і.р ⁼ І'А, (2-4)

де Кі та К,# - поправкові коефіцієнти, які враховують вплив відповідно поздовжнього ухилу ТЗПС та одночасно температури і тиску атмосфери; Д -

відносна щільність повітря.

За формулою (2.1) і значеннями показників у стандартних умовах легко

розрахувати відносну щільність:

Якщо значення К,,_р менше ніж 1,0, то для розрахунків приймають К,_іР = 1. Оскільки для всіх літаків, що експлуатуються на аеродромі, характерні різні значення потрібних довжин у стандартних умовах, в наведені формули підставляють максимальні значення Л^м₀,тмх*гассг, £^Мо,так і /Л.тіпс Внаслідок цього виявляються всього один або два розрахункові типи літаків, що впливають на довжину ЛС. З розрахунку окремо на зліт і посадку остаточно приймають найбільші значення Ьттс+пах і £ттс, які й визначають довжину ПССГ, ЛС і ГЗПС за формулами:

Остаточні результати округляють завжди в більший бік і кратними 5 або 10 м. Коли отримують Ьщ^ > Ь^, то приймають

Іншими словами (див.рис.1.1), дещо подовжують ПССГ за торцями ТЗПС, відмовляючись від ПССГ за торцями ГЗПС.

Аналіз формули (2.2) показує, що зліт і посадку завжди слід виконувати проти вітру, оскільки вектори швидкості літака і вітру підсумовуються, зменшуючи потрібні значення К₈ідр і У_п, що, в свою чергу, скорочує злітну і посадкову дистанції або потрібну довжину ЛС. Звідси наявність вітру не є розрахунковою умовою, за яку й приймають штиль. Ґрунтова поверхня ЗПС дещо заважає розбігу через колії від коліс літака, тому довжина ГЗПС перевищує довжину ТЗПС. До речі, ширина ГЗПС більша від ширини ТЗПС з цієї ж причини: колієутворювання призводить до перенесення в бік чергового старту при високій інтенсивності руху на ГЗПС. Ширину ЛС В_Лс отримують як суму ширини Ь її елементів (ТЗПС, ГЗПС і БСБ):

2.3. Визначення напряму і кількості літних _Си залежно від вітрового режиму'місцевості*

Злггно-посадквві операції, як уже зазначалося, треб ш вітру, який характеризується швидкістю і напрямом (зі»^{3 ВИКон}У»*~ залежно від місцевості ці показники можуть змінювати ^Еін ^Ш доби, Це обумовило на світанку авіації будувати аерот - квадратної форми у плані. Для сучасних літаків ЦА діаметр* '^:р*5и досяг би декількох тисяч метрів. Навіть важко уявити витрати' й експлуатаційне утримання таких аеродромів. Тому тепер ^ м "■* смуг.

Виникає питання: як, враховуючи мінливість вітру, зо₀-місцевості напрям ЛС, щоб забезпечити регулярність і, "^ відповідала б потрібній інтенсивності руху літаків? На вибіп тау_л здебільшого впливають такі чотири основні чинники: впров а місцевості в районі аеродрому, напрям ЛС на оточуючих аеоп розташування найближчих населених пунктів, рельєф і гідрогеологічні ділянки для будівництва аеродрому. Основну увагу приділяють пес■'■■'"! вітровому режиму. ^^^^^^^^

Швидкість вітру біля поверхні землі заміряють анемометраЛ виражають частіше у метрах за секунду (м/с). Напрям вітру фіщ^ флюгером, вимпелом або вітровим конусом і виражають в румбах, назва збігається з назвою сторін світу. Стосовно аеродромів зви використовують восьмирумбову систему (за годинниковою стрілкою Півночі) — Пн, ПнС, С, ПдС, Пд, ПдЗ, 3, ПнЗ. Вітри різних напрям і швидкостей повторюються, причому одні частіше, інші рідше. Вини домінуючий напрям вітру.

Повторюваність вітру за напрямами і швидкістю, виражену відсотках від тривалості (наприклад,року); характеризує вітровий режі* районі аеродрому (табл.2.1).

Таблиця 2.1 Приклад вітрового режиму місцевості

ча багаторічний період спостережень (не««азус о^{серЄДНЄНУ}по^ протягом якої дме вітер зазначених ^П'^ років) ^ча^_ап^Р₀°£; Вітровий режим місцевою можна ;_н"_в^видкості та »^^У_аб0 за даними найближчо^ метеостанцію І\ кліматичних ^^ _в рельєфі місцевості в районі станцп та

^^'^•^;^^ горбів) впливає на характеристики «ппиу (наявність ярі», пежиму базується на таких двох допущеннях, які

Створення вітрового.^_п^У_{охибок у ПО}дальшом_У використанні цих _1ЧН0 не дають пом.

Очевидно, що напрями ЛС і домінуючих вітрів повинні збігатися якимось чином. Усе залежить від повторюваності таких вітрів і характеру її прояву. Виникає питання про вітрове завантаження ЛС, яке характеризується коефіцієнтом вітрового завантаження К_гл з таких міркувань.

Ікщо в будь-який проміжок часу вітер даного напряму дме під кутом а (рис.2.6,6), то вектор його швидкості IV розкладається на дві І Поздовжня складова ІУ_Х полегшує зліт-посадку, а бічна складова ІЇ₆ иує. виникає момент аеродинамічних зусиль, що намагається так носовою частиною у бік вітру. До якогось значення ЇЇ* оже здобами керування утримувати літак вздовж ЗПС. Із збільшенням кута а, збільшується бічна складова. З точки зору БП для кожного типу ПС цю складову обмежують граничними значеннями, які наведено в керівництві з льотної експлуатації. Для літаків ^ групи ці значення вищі за значення для літаків IV групи, але вони залежать і від стану ЗПС, який впливає на сили зчеплення з колесами.

У практиці проектування аеродромів замість граничних використовують розрахункові значення бічної складової швидкості вітру Щ . Будівельні норми (БН) встановлюють їх залежно від класу аеродрому: для класів А,Б,В,Г вони становлять 12 м/с; Д- 8 м/с; Е — 6 м/с. Ці значення трохи менші за граничні, бо вони враховують можливість погіршення стану поверхні ЗПС й одночасну експлуатацію на аеродромі різних типів ПС. . Таким чином, зліт-посадка виявляються можливими, якщо виконується умова % ^ 0р. Звідси виникає питання: до якого максимального кута а,^ може відхилятися напрям вітру зі швидкістю V/ від осі ЗПС, щоб забезпечити цю умову?

У граничному стані наведена умова записується як Щьт = №_р. Зі схеми рис.2.6 ,б випливає, що іУбтлх ⁼ В^ШОяих або 1¥_р = Н^/8Іткх_піах, звідки

Користуючись формулою (2.6), визначають кути сітах для будь-яких класів аеродрому і швидкості вітру. Як приклад результати таких розрахунків наведено в табл.2.2. Очевидно, що коли швидкість IV < \У_р, кут От» ■ 90°, тобто вітер з такою швидкістю не викликає небезпеки щодо відповідних ПС, а напрям ЛС може бути будь-яким.

Отже, напрям ЛС повинен збігатися з напрямом усіх вітрів таким чином, щоб забезпечити потрібні регулярність і БП. Якщо при цьому кут відхилення від осі ЗПС вітру великої швидкості Щ> И'_р перевищить значення і ост» для неї, зліт-посадка стануть не можливими. Одним з критеріїв оцінювання варіантів орієнтування на місцевості ЛС є коефіцієнт її вітрового завантаження К_гл . Коефіцієнт А*,., — це виражена у відсотках від року бі сумарна повторюваність таких вітрів, бічна складова швидкості яких не перевищує значенням Ир для даного класу аеродрому або типу ПС, тобто, це 'частка року (у відсотках), протягом якої може експлуатуватися розглядувана ЗПС

Таблиця 2.2 ' Максимально допустимі кути відхилення а_т«('фад) напряму вітру від осі ЗПС

Швидкість вітру й'.м/с	Швидкість И'р, м/с.
	12	8	6
0-6	90	90	90
8	90	90	49
10	90	53	37
12	90	42	30
15	53	32	24
18	42	27	20

Рис.2.6. Схеми до розрахунку вітрового завантаження: а - групування вітрів напрямів ПиС і ПдЗ за восьмирумбовою системою, б - складові швидкості вітру

ча багаторічний період спостережень (не««азус о^{серЄДНЄНУ}по^ протягом якої дме вітер зазначених ^П'^ років) ^ча^_ап^Р₀°£; Вітровий режим місцевою можна ;_н"_в^видкості та »^^У_аб0 за даними найближчо^ метеостанцію І\ кліматичних ^^ _в рельєфі місцевості в районі станцп та

Коефіцієнт К„л впливає на економічні показники аеропорту. Через це БН встановлюють мінімальні значення коефіцієнта вітрового завантаження аеродромів: для класів А,Б,В,Г-98%, Д-95%,Е -90%. Ці значення можна зменшувати, обґрунтовуючи економічними розрахунками. З одного боку, це дозволяє більш вільне орієнтування ЛС на місцевості і спрощує вибір ділянки під аеродром з метою скорочення витрат на його будівництво. З другого боку, знижується регулярність польотів і прибуток авіалідприємства. Зіставлення доходів і витрат дозволяє уточнити зменшення значення вітрового завантаження.

Коефіцієнт Кщл розраховують за формулою

(2.7)

К„ = ^А*- 5 м>_г + £л* > ^и',.

де перший доданок - сумарна повторюваність вітрів усіх напрямів, що дмуть зі швидкістю IV £ \У₉\ другий доданок - сумарна повторюваність вітрів, які мають швидкість IV > \У₉ і дмуть відносно осі ЗПС в межах кута сітах для конкретної швидкості.

Методику такого розрахунку краще розглянути на прикладі. Нехай треба вибрати напрям ЛС аеродрому класу В на місцевості з вітровим режимом за табл. 2.1. Оскільки ЛС використовують для ЗПО у взаємно протилежних напрямах, повторюваності вітрів із взаємно протилежними напрямами можна скласти.Такі розрахунки на підставі табл.2.1 наведені у табл. 2.3, де значення Ощах взято з табл.2.2 (сума £ - сумарна повторюваність вітрів).

Таблиця 2.3

Приклад суміщеного вітрового режиму аеродрому

Швидкість \У,м/с	Кут Сілих. град	Повторюваність вітру У напрямах , %				І за ШВИД­КІСТЮ, %
		Пн-Пд	ПнС-ПдЗ	с-з	ПдС-ПнЗ
0-12 12-15 15-18	90 53 42	17,5 1.5 0,6	17,0 0,0	25,5 0,7 0,4	34,0 1,8 1,0	94,0 4,0 2,0
І за напрямами	-	19.6	17,0	26,6	36,8	100,0

Варто звернути увагу ще на одну умовність: значення ссщах для діапазону швидкостей відповідає максимальному значенню швидкості у діапазоні. Цю умовність враховують при розрахунках.

За даними табл.2.3 будують площову діаграму (плющову розу вітрів), показану на рис.2.7. Для цього по горизонталі відкладають чотири сполучені румби однакової ширини, яка відповідає куту сектора румба 45 (див.рис.2.6,а). Меридіан напряму, який точно відповідає назві румба, проходить посередині "сектора" (Пн - Пд), наприклад, проходить посередині крайнього лівої о прямокутника).

По вертикалі будують прямокутники однакової ви­ соти, площа яких умглшо відповідає сумарній повто­ рюваності вітрів, що дмуть зі швидкістю до \У_Р , тобто в даному випадку 0-12 м/с. "Шгім вище вже у прийнятому (довільному) масштабі за вертикаллю від­ кладають повторюваності вітру для діапазонів швид­ костей 12-15 і 15-18 м/с і отримані прямокутники штрихують.

Назви суміщених рум­ бів записують у строгій по­ слідовності за годинниковою стрілкою, починаючи з пів­ нічного напряму (див.рис.2.6,а), наприклад, Пн-Пд, ПнС-ПдЗ,..., Пд-Пн, ПдЗ ПнС і т.д. Це дуже важливо для уникнення помилки при визначенні посадкового маї _ шляхового кута (ПМШК) для вхідного торця ЗПС прийнятого напряму, шляховий кут відповідає азимуту осі ЗПС. Азимут- кут за годинникої " стрілкою між північним напрямом меридіана та віссю ЗПС. Напри ; (див.рис.2.6,а), ЗПС розташована строго з ПнС на ПдЗ. Тоді для

направленого на ПнС, азимут дорівнює 45 , а для протилежного торця- 45 : +180° =225°. Або ЗПС розташована із 3 на С, тоді для східного торця ази . дорівнює 90°, а для західного - 90° + 180° = 270°. Для ПМШК аз» округляють з точністю до 10° , наприклад: від 5° до 14°- 10°, від 15° до 24 ' 20°, від 105° до 114°- 110°, від 225° до 234° ~ 230° ; від 355° до 4°-Частки градуса бкругляють до цілого значення за цим же правилом, а записують таким чином: для двозначного значення нуль відкидають і пиі його перед цифрою (наприклад, 01,02,05,09), а для тризначного - запис перші дві цифри (наприклад, 10,11,20,23,36).

На рис. 2.7 знаходять два сусідніх суміщених румби з максимальї заштрихованою площею. У даному випадку- це Пн-Пд і ПдС-ПнЗ. ^зручності розрахунків на діаграмі такі румби варто розташовувати пор -Тому Пн-Пд і ПнС-ПдЗ переносять праворуч, але записують їх, як вка вище. У першому наближенні напрям ЗПС (1-І) слід вибирати між сусіДИЧ румбами з максимально заштрихованими площами. Азимути такого напря*

Напрям П-П дає виграш всього 0,12 % за вітровим завантаженням проте дозволяє варіювати орієнтацією ЗПС на місцевості в межах мінімум | 8°, що досить суттєво. Крім площової будують векторну діаграму (розу вітрів), розташовуючи її у верхньому куті генерального плану (генплану) аеропорту. На неї наносять положення ЗПС. Така діаграма за даними табл.2.1 показана на рис. 2.8. її отримують таким чином. На кожному відрізку з назвою румба у прийнятому масштабі відкладають відсотки повторюваності впрів у послідовності зростання швидкостей або Ті сумарне значення. Точки однаковими швидкостями з'єднують прямими. Рози вітрів дають наочне івлення про вітровий режим місцевості. Так, за рис. 2.8 легко встановити, Що домінуючими є вітри напрямів ПнЗ і 3.

.оли максимальне значення Я",., виявляється меншим від нормативного!

му, відповідний цьому значенню напрям приймають для так званої'

і її довжину призначають^ як розглянуто вище. Одночасно¹

«У або дві допоміжні ЛС, розташовані під кутом 90-60° до!

рис.І.З.а і І,4Дв.д) таким чином, щоб сумарне значення К_ІЛ

порівня" порівнювало нормативному. На допоміжні ЛС припадае|

^Ци»идк»стю^НН?^Н>^Чи?^{Й в,дсотокд}У^же сильних вітрів, які дмуть вздовж них зі

^Ск°Ротити довж ^Р' ^{СаМЄ Т}°^ДІ' ^К°^{ЛИ ТаКІ ЛС} використовують. Це дозволяє

У допоміжних смуг. її отримують множенням довжини

Рис.2.8. Векторна роза вітрів (два варіанти): 1-4 - зони повторюваності вітрів,

"які дмуть зі швидкістю відповідно 0-5, 5-12, 12-45 і 15-18 м/с, ЦІ - напрями ЛС

Іноді на аеродромі високого класу вдаються до допоміжної смуги тільки для легких літаків IV групи, хоча дляголовної ЗПС на такі коефіцієнти: для аеродромів класів А і Б- 0,78; головної смуги значення К_{в 3} £ &93 %.Розрахунок для неї цього коефіцієнта з меншими кутами а^х (за умов -експлуатації легких літаків) може дати значення нижче за 95% або 90%. Ко­ли на вибір напряму ЛС вирішальний вплив чинить не вітровий режим, а один з решти трьох чинників, вказаних вище, то будівництво допоміжних смуг стає, як правило, обов'язковим. В цьому випадку значення А",₃для кож­ної смуги буде нижчим за нормативне. і