2.2. Визначення довжин льотних смуг

При розробці проектів аеродромів, що знову будуються, а також проектів реконструкції існуючих одним з головних питань є визначення довжини і ширини елементів літніх смуг (ЗПС і смуг безпеки) і приаеродромній території, що забезпечують безпеку зльоту і посадки всіх типів літаків, експлуатованих на даному аеродромі.

Довжини льотних смуг залежать головним чином від льотно-технічних характеристик літаків (тягоозброєність, величина реверсування тяги двигунів при посадці, аеродинамічні якості, питоме навантаження на крило і т. п.), метеоумов (температури і тиск повітря) і умов експлуатації (рельєфу, типу покриття ЗПС і стану його поверхні), виду злітно-посадочної операції (зліт або посадка), міри облаштування аеродрому для забезпечення безпечних зльотів і посадок в умовах поганої видимості і деяких інших чинників.

Стандартна атмосфера, ухвалена в Україні, співпадає із стандартною атмосферою, ухваленою Міжнародною організацією цивільної авіації (ІКАО), і має наступні характеристики: повітря є ідеально сухим газом: фізичні константи повітря – густина на рівні моря ρ₀= 1,23 кг·м^-3 або масова густина ρ₀=0,125 кгс·с2·м^-4: температура на рівні моря Т₀=288,15ºК, або t₀=15ºС; тиск повітря на рівні моря 760 мм рт. ст.; стан повітря спокійний – штиль; закон падіння температури по висоті (до висоти 11 000 м над рівнем моря)

1.1

де Н – висота розташування аеродрому над рівнем моря, м.

Показники поверхні льотної смуги: поздовжній ухил льотної смуги рівний нулю, штучне покриття бетонне (бетонне, армобетонне, звичайне або попередньо напружене залізобетонне покриття), поверхня суха. Ці показники відповідають також рекомендаціям ІКАО.

При проектуванні конкретного аеродрому довжина ШЗПС і КСБ визначається кожного разу розрахунком з урахуванням розрахункових умов. Розрахунковими умовами називаються місцеві умови розташування аеродрому, на які перераховується довжина льотної смуги, певна для стандартних умов. Розрахунковими характеристиками місцевих умов є: висота розташування аеродрому над рівнем моря, розрахункова температура повітря і середній ухил злітно-посадочної смуги.

§1. Визначення необхідної довжини льотної смуги для зльоту літака в стандартних умовах.

Відповідно до рекомендацій ІКАО в даний час в Україні і за кордоном при визначенні довжини ШЗПС і КСБ для безпечного зльоту прийнятий як розрахункове випадок відмови в роботі одного з двигунів літака в процесі його розбігу. Всі сучасні вітчизняні пасажирські літаки, що мають, не менше двох двигунів здатні продовжувати зліт у разі відмови одного з них. Літак при цьому в більшості випадків не летить по заданому маршруту, а проводить посадку на найближчі аеродроми або аеродром, з якого злетів.

Очевидно, довжина ШЗПС, необхідна для досягнення літаком з одним двигуном швидкості відриву (мінімальної швидкості руху, при якій можливий безпечний відрив літака від поверхні аеродрому), що відмовив, потрібна більшою, ніж за відсутності відмови двигуна, і тим більшою, чим менше перервана швидкість V_відм – швидкість, при якій відбулася відмова двигуна. Також очевидно, що при невеликих значеннях швидкості V_відм літак доцільно не розганяти до швидкості відриву з подальшим його зльотом, а перекласти на етап пробігу з гальмуванням літака і його зупинкою в межах льотної смуги. Необхідно, щоб довжина льотної смуги забезпечувала безпечні умови для продовженого або перерваного зльоту залежно від швидкості, при якій відбулася відмова двигуна: V_відм > V_кр – продовжений зліт; V_відм < V_кр – перерваний зліт.

Рис. 2.3. Розрахункові схеми для визначення довжини ШЗПС:

а – у випадку продовженого зльоту літака; б – у випадку перерваного зльоту літака.

Таким чином, у разі відмови двигуна пілот повинен ухвалити рішення продовжувати зліт або перервати його. У разі продовженого зльоту довжина льотної смуги повинна забезпечувати розгін літака і підйом його на висоту 10 м над рівнем ШЗПС з одночасним розгоном літака до безпечної швидкості зльоту при одному двигуні, що відмовив(рис. 2.3.):

	(1.2)
	(1.3)

де - сумарна довжина ШЗПС і СБ в стандартних умовах, м;

- відстань від кінця ШЗПС до початку розбігу, рівна довжині ділянки, необхідного для вирулювання літака, м;

- злітна дистанція літака в стандартних умовах, м;

- довжина розбігу літака при всіх працюючих двигунах від моменту старту до точки відмови двигуна в стандартних умовах, м;

- довжина розбігу літака при одному двигуні, що відмовив, від точки відмови до точки відриву літака в стандартних умовах;

- повітряна ділянка злітної дистанції до набору висоти 10 м в стандартних умовах, м.

Необхідна довжина ШЗПС для безпечного продовженого зльоту літака в стандартних умовах, як випливає з рис. 2.3. а, рівна:

(1.4)

де - деякий запас, необхідний для забезпечення безпеки зльоту і випадках можливих відхилень від прийнятої технології пілотування на розгоні.

При перерваному зльоті (рис. 1. б) довжина дистанції руху літака по льотній смузі в стандартних умовах

(1.5)

де - ділянка гальмування літака до повної його зупинки, умовно включає також довжину ділянки, що проходить літак за час реакції пілота (t ≤ 3с);

- необхідний запас, визначається з умови забезпечення розвороту літака на КСБ по кривій експлуатаційного радіуса, приймається рівним експлуатаційному радіусу розвороту літака, м.

У формулі (1.5) передбачається, що перерваний зліт завершується в межах КСБ.

Для аналізу формулу (1.3) доцільно представити у вигляді

(1.6)

а формулу (1.5) у виді

(1.7)

де і - швидкість, при якій відбулася відмова двигуна і швидкість відриву літака, м/с;

і - середнє прискорення літака на ділянці розгону відповідно l_{разп n} і l_{разп n-1} м/с²; - негативне середнє прискорення літака на ділянці гальмування від швидкості до повної зупинки, м/с².