5.3. Довжина літної смуги для зльоту і посадки у розрахункових умовах

При проектуванні аеродромів довжину льотної смуги визначають з умови забезпечення безпеки зльоту і посадки заданого типу повітряного судна з урахуванням реальних розрахункових умов. Розрахунковими називаються місцеві умови розташування аеродрому, на які перераховується довжина льотної смуги, що визначена для стандартних умов. До основних розрахунковим умов відносяться: щільність, температура, тиск повітря, величина поздовжнього ухилу ШЗПС.

Тому в процесі проектування аеродрому необхідно визначати розрахункові (місцеві) умови. Щільність повітря в розрахункових умовах

де , і - відповідно щільність, тиск і температура повітря в стандартних умовах; , і - те ж, в розрахункових умовах.

Якщо стандартні значення , і підставити у формулу (5.34), отримаємо

Збільшення довжини розбігу літака при зменшенні щільності повітря та наявності на ШЗПС попутного ухилу враховується шляхом осереднених коефіцієнтів. Розглянемо практичні способи визначення довжини льотної смуги в розрахункових умовах.

Визначення довжини льотної смуги для зльоту повітряних суден в розрахункових умовах. Довжина ШЗПС для розрахункових умов

Довжина кінцевої смуги безпеки (КСБ)

де і - необхідна довжина ШЗПС і КСБ при стандартних умовах; - поправочний коефіцієнт для врахування розрахункових значень температури повітря; - поправочний коефіцієнт, що враховує зміну тиску повітря в залежності від розташування конкретного аеродрому над рівнем моря; - поправочний коефіцієнт, що враховує вплив поздовжнього ухилу.

Для визначення поправочних коефіцієнтів встановлено ряд залежностей, що отримали дослідно-теоретичним шляхом.

Для визначення поправочного коефіцієнта прийнята наступна формула:

де - розрахункова температура повітря; - температура, що відповідає стандартній атмосфері при розташуванні аеродрому на висоті над рівнем моря.

Розрахункова температура повітря

Поправочний коефіцієнт, що враховує зміну тиску повітря в залежності від висоти розташування аеродрому над рівнем моря

Поправочні коефіцієнти, що враховують зростання ухилів:

для повітряних суден I групи

де - середній ухил ШЗПС (відношення різниці відміток на початку і в кінці ШЗПС до її довжини);

для повітряних суден II і III груп

для повітряних суден IV групи

Визначення довжини льотної смуги для посадки повітряного судна в розрахункових умовах. Довжина ШЗПС для посадки повітряного судна в розрахункових умовах

де - необхідна довжина ШЗПС для стандартних умов; - поправочний коефіцієнт, що враховує одночасно вплив температури і тиску в місцевих (розрахункових) умовах; - поправочний коефіцієнт, що враховує вплив поздовжнього ухилу.

Поправочний коефіцієнт визначається за формулою

де і - щільність повітря при стандартних і розрахункових умовах; - відносна щільність повітря.

Відносна щільність повітря

Підставляючи в формулу (5.46) стандартні умови и , одержимо

Розрахунковий тиск залежить від висоти розташування аеродрому

Розрахунковий тиск в формулі (5.48) виражено в міліметрах ртутного стовпа. Для переведення в одиниці системи СІ використовують співвідношення: 760 мм рт. ст. = Па.

Розрахункова температура повітря визначається за формулою (5.39). Чисельне значення коефіцієнта визначається за формулами. (5.41-5.43).

Визначаючи довжину ШЗПС при посадці, крім розглянутих чинників, необхідно враховувати: метеорологічні умови в районі аеродрому; наявність на аеродромі обладнання для автоматичного заходу повітряного судна на посадку. При посадці до приземлення пілот повинен візуально визначити положення повітряного судна відносно осі і торця ШЗПС за наземними видимими ​​орієнтирами вдень ​​(межі ШЗПС, маркування) і по вогням світлоустаткування аеродрому в темний час доби. Потім пілот виводить повітряне судно на вісь ШЗПС і виконує посадку. У складних метеорологічних умовах, наприклад при низькому розташуванні хмар або тумані, повітряне судно заходить на посадку і здійснює зниження за приладами до висоти, з якої наземні орієнтири стають видимими і візуальна посадка стає можливою.

Для забезпечення безпеки і регулярності польотів для кожного аеродрому встановлюється метеомінімум для посадки, тобто мінімально допустимі значення видимості на ШЗПС і висоти нижньої межі хмар (вертикальної видимості). Залежно від обладнання аеродрому комплексом засобів для автоматичного заходу повітряних суден на посадку встановлюються три категорії метеомінімуму. Встановлено, що сучасні системи автоматичної посадки забезпечують досить високі точності приземлення повітряних суден в умовах метеомінімуму II і III категорій, що прирівнюється до точності візуальної посадки в умовах хорошої видимості. Тому необхідна довжина ШЗПС при візуальній посадці і посадці в умовах метеомінімуму II і III категорій з урахуванням формули (5.45) розраховується за формулою

де - необхідні довжини ШЗПС при візуальній посадці і посадці в умовах метеомінімуму II і III категорій; - необхідна довжина ШЗПС для посадки повітряного судна в стандартних умовах.

Найбільші відхилення вздовж осі ШЗПС від заданої точки приземлення спостерігаються при посадці повітряних суден в умовах метеомінімуму I категорії. Довжина ШЗПС, що забезпечує безпеку посадки в умовах метеомінімуму I категорії, приймається найбільшою з двох величин:

де розраховується за формулою (5.49).

Розрахункова довжина ШЗПС і ЛС встановлюється в результаті співставлення їх необхідних довжин, що обчислені для розрахункових (місцевих) умов окремо для зльоту і посадки з урахуванням прийнятої категорії метеомінімуму. В якості розрахункової величини приймається найбільша.

На грунтових ЗПС, що не мають штучних покриттів, опір руху коліс істотно змінюється через різкі коливання міцності грунту. У періоди перезволоження грунту (навесні, восени, при затяжних літніх дощах) у зв'язку з утворенням колій відбувається значне зростання коефіцієнта опору грунту, що приводить до збільшення дистанції при розбігу. Посадка повітряного судна на грунтову ЗПС не становить труднощів і тому не є розрахунковим випадком.

Таким чином, довжина грунтової ЗПС визначається для зльотів у розрахункових умовах. Вплив міцності грунту і опір руху коліс враховується за допомогою поправочного коефіцієнта. Формула для визначення необхідної довжини

де - довжина ШЗПС, що розрахована для зльоту за формулою (5.36); - поправочний коефіцієнт, що враховує міцність грунтової поверхні і показує, у скільки разів дистанція розбігу повітряного судна по грунті більше, ніж при розбігу по штучним покриттям:

Тут і - сумарна тяга двигунів і вага повітряного судна; - питома навантаженість коліс головних опор шасі повітряного судна; - навантаження на колесо головної опори; і - зовнішній діаметр і ширина профілю шини визначається за даними каталогу авіаційних шин; - параметр міцності грунту - межа пластичного опору при деформації грунту місцевим навантаженням; - коефіцієнт, що враховує деформацію шини при коченні колеса по грунту при нормальному тиску повітря в шині, що відповідає усадці 32% на твердій поверхні; приймається в залежності від величини ; - коефіцієнт, що враховує ступінь розбіжності між заданим і нормальним тиском повітря в. шині, що визначається залежно від величини .

Слід зазначити, що довжина ГЗПС, обчислена за формулою (5.51), є дещо завищеною, оскільки коефіцієнт не враховує наявність повітряної ділянки злітної дистанції.

Розрахунки показують, що для більшості повітряних суден цивільної авіації коефіцієнт не перевищує 1,15, тобто дистанція розбігу по грунту більше необхідної довжини ШЗПС зі штучним покриттям в середньому на 10%.