|
Расчетные величины
|
Л-410
|
Ан-24
|
|
1
|
2
|
3
|
|
для взлета:
|
|
|
|
|
1,09
|
1,09
|
|
|
1,07
|
1,11
|
|
|
1,07
|
1,07
|
|
|
1310,34
|
1359,32
|
|
Для посадки:
|
|
|
|
1
|
2
|
3
|
|
|
1,06
|
1,06
|
|
|
1,04
|
1,04
|
|
|
1748,96
|
1564,86
|
|
|
1748,96
|
1564,86
|
|
Класс аэродрома
|
Г
|
Г
|
2.
Определение величины пропускной способности взлетно-посадочных полос
Пропускная способность ВПП - это способность элементов
аэропорта обслуживать в единицу времени определенное количество пассажиров
самолетов (пассажиров, грузов) с соблюдением установленных требований к
безопасности полетов и уровню обслуживания пассажиров.
Существуют теоретическая, фактическая и расчетная пропускные
способности ВПП.
Рассмотрим теоретическую и расчетную пропускную способность.
2.1
Теоретическая пропускная способность
Теоретическая пропуская способность определяется в
предположении того, что взлетно-посадочные операции на аэродроме осуществляются
непрерывно и через одинаковые интервалы времени, равные минимальным допустимым
интервалам, установленным из условий обеспечения безопасности полетов. Для
определения теоретической пропускной способности ВПП необходимо знать время
занятости ВПП одним самолетом, совершающим взлет и посадку. Время занятости ВПП
находится с учетом правил производства полетов ППП (правила полета по приборам)
и ПВП (правила визуального полета). Время занятости складывает из:
) занятие ВПП при взлете - начало руления самолета на
исполнительный старт с места ожидания, расположенного на рулежной дорожке;
2) освобождение ВПП после взлета - момент пролета самолетом с
торца полосы ВПП при полетах по ПВП (правилам визуальных полетов) или момент
набора высоты 
при полетах по ППП:
(13)
) занятие ВПП при посадке - момент достижения самолетом высоты
принятия решения;
) освобождение ВПП после посадки - момент выруливания самолета за
боковую границу ВПП на рулежную дорожку.
Таким образом, время занятости ВПП при взлете определяется как:
(14),
где 
- время руления с места ожидания, расположенного на рулежной
дорожке, на исполнительный старт;
- время на операции, выполняемые на исполнительном старте;
- время разбега;
- время разгона и набора установленной высоты .
Время занятости ВПП при посадке определяется как:
=
) (15),
где 
- время движения самолета от начала планирования с высоты
принятия решения до момента приземления;
- время пробега от момента приземления до начала отруливания на
рулежную дорожку;
- время отруливания за боковую границу ВПП;
- время снижения по глиссаде.
Далее определим минимальные теоретические временные интервалы
между следующими друг за другом взлетно - посадочными операциями. Для этого
необходимо учитывать правила УВД:
1) самолет начинает выруливать с места ожидания на исполнительный
старт, когда предыдущий взлетающий самолет начинает разбег;
2) самолет начинает выруливать с места ожидания на
исполнительный старт, когда приземляющийся самолет пролетает перед рулежной
дорожкой, на которой размещается место ожидания;
) самолет начинает разбег в момент освобождения ВПП
предыдущим взлетающим или садящимся самолетом;
) к моменту пролета высоты принятия решения садящимся
самолетом ВПП должна быть свободна;
) минимальное расстояние между снижающимися самолетами
на глиссаде при полетах по ПВП - 2 км, при полете по ППП - 5 км;
) минимальный временной интервал между
последовательными взлетами или посадками принимается не менее 45 с.
Таким образом, минимальный временной интервал между смежными
взлетно-посадочными операциями определяется как наибольший из следующих
расчетных условий:
) между последовательными взлетами:
; (16)
2) между последовательными посадками:
(17)
где 
- минимальный интервал времени между
следующими друг за другом посадками самолетов, определяемый из условий
минимально допустимых расстояний между самолетами на участке снижения по
глиссаде;
3) между посадкой и последующим взлетом:
(18)
4) между взлетом и последующей посадкой:
(19)
Таким образом, теоретическая пропуская способность ВПП при
эксплуатации однотипных самолетов для случаев:
) последовательные взлеты
; (20)
) последовательные посадки
; (21)
3) посадка - взлет
; (22)
) взлет - посадка
. (23)
2.1.1 Самолет
Л-410
Рассчитаем теоретическую пропускную способность для самолета
Л-410. Будем пользоваться значениями характеристик этого самолета из таблиц
П2.1 и П2.2 приложения 2.
Для этого определим временные характеристики
взлетно-посадочных операций. На рисунке П1.2 приложения 1 показана схема совершения
взлета и посадки самолета на ВПП. В соответствии с формулой (14):
;
(24),
где 
- длина пути руления самолета от места ожидания на
предварительном старте до места исполнительного старта,
- скорость руления.
Для рассматриваемого самолета 
м, 
м/с.
Для рассматриваемого самолета 
с, так как 4 группа ВС.
(25),
где 
- длина разбега в стандартных условиях,
- скорость отрыва в стандартных условиях.
Для самолета Л-410:
м,
, 
=1,07,
,
,
.
.
При полетах до ППП до набора 
:
(26),
где - высота освобождения ВПП,
- вертикальная составляющая скорости на траектории начального
набора высоты.
Для самолета Л-410 
м/с.
Так как скорость полета по кругу для рассматриваемого самолета -
220 км/ч, что меньше 300 км/ч, то 
м.
По формуле (24) имеем:
.
В соответствии с формулой (15):
=).
При полетах по ППП:
(27)
Для самолета Л-410:
=99,73 c.
(28),
где 
- расстояние от БПРМ до торца ВПП,
- расстояние от торца ВПП до точки приземления,
- скорость планирования,
- посадочная скорость.
Для самолета Л-410:
м, 
м, 
м/с, 
м/с.
(29),
-расстояние от торца ВПП до точки пересечения осей ВПП и РД, на
которую отруливает самолет;
- расстояние от точки начала траектории схода на РД до точки
пересечения осей ВПП и РД;
- скорость отруливания с ВПП на РД.
(30),
где 
- угол примыкания РД к ВПП,
- радиус схода самолета с ВПП на РД,
(31), 
(32),
где 
- коэффициент, учитывающий снижение скорости.
(33)
(34),
Где 
- ширина ВПП.
Так как аэродром класса Г, то 
. Рассмотрим 2 случая:
1) самолет отруливает с ВПП на обычную соединительную
РД.
Тогда = 7 м/с, =1, 
.
По формуле (34) получаем:
м
В соответствии с формулой (30) имеем:
м
Исходя из формулы (31) находим:
По формуле (33) находим:
Подставим полученные результаты в формулу (32) имеем:
=
.
Следовательно, из формулы (15) получаем:
=
99,73) = 57,7 (157,43) c.
2) самолет отруливает с ВПП на соединительную РД
скоростного схода.
Тогда =22 м/с, =0,9,
.
По формулам (34), (30), (31) соответственно имеем:
м.
м.
По формуле (29) получаем:
.
Т.к. РД примыкает к ВПП под углом 
, то 
.
По формуле (33):
.
Таким образом, подставляя полученные данные в формулу (32),
получаем:
=
.
В результате получаем:
=
99,73) = 54,59 (154,32) c.
По формуле (16) определим интервал между последовательными
взлетами. Этот временной интервал рассчитывается одинаково как для обычной
соединительной РД, так и скоростной:
По формуле (17) определим интервал между последовательными
посадками:
) для обычной СРД:
) для СРД скоростного схода:
- как для
обычной, так и для скоростной РД.
По формуле (18) определим интервал между посадкой и последующим
взлетом: 1) для обычной СРД:
) для СРД скоростного схода:
- как для обычной, так и для скоростной РД.
По формуле (19) определим интервал между взлетом и последующей
посадкой. Этот временной интервал рассчитывается одинаково как для обычной
соединительной РД, так и скоростной:
Таким образом, на основе полученных данных получаем теоретическую
пропускную способность ВПП при эксплуатации самолета Л-410 для случаев: 1) последовательные
взлеты:
=69,66 
(20)
) последовательные посадки:
(21)
) посадка - взлет
(22)
) взлет - посадка
(23)
2.1.2 Самолет
Ан-24
Рассчитаем теоретическую пропускную способность для самолета
Ан-24. Будем пользоваться значениями характеристик этого самолета из таблиц
П2.1 и П2.2 приложения 2. Для рассматриваемого самолета: м, м/с.
с, так как самолет 3 группы ВС.
Для самолета Ан-24:
м,
, =1,07,,
,.
Согласно формуле (25):
.
Рассчитаем время набора высоты при полетах до ППП по формуле (26):
Для самолета Ан-24 
м/с.
Так как скорость полета по кругу для рассматриваемого самолета -
290 км/ч, что меньше 300 км/ч, то м.
В итоге по формуле (24) получаем:
.
Рассчитаем временные характеристики для посадочных операций.
Исходя из формулы (27):
=99,73 c.
Для самолета Ан-24:
м, м, м/с, м/с.
По формуле (28) имеем:
Рассмотрим 2 случая: 1) самолет отруливает с ВПП на обычную СРД.
Тогда = 7 м/с, =1, .
По формуле (34) получаем:
м
Тогда в соответствии с формулой (30):
м
Исходя из формулы (31):
По формуле (29) получаем:
По формуле (33) находим:
Подставим полученные результаты в формулу (32):
=.
Следовательно, из формулы (15) получаем:
=
99,87) = 53,54 (153,27) c.
) самолет отруливает с ВПП на СРД скоростного схода.
Тогда =22 м/с, =0,9,.
м.
м.
По формуле (29) получаем:
.
Т.к. РД примыкает к ВПП под углом , то .
По формуле (33) находим:
.
Таким образом, подставляя полученные данные в формулу (32),
получаем:
=.
В результате получаем:
=
99,87) = 50,7 (150,43) c.
По формуле (16) определим интервал между последовательными
взлетами. Этот временной интервал рассчитывается одинаково как для обычной СРД,
так и для скоростной:
По формуле (17) определим интервал между последовательными
посадками:
) для обычной СРД:
) для СРД скоростного схода:
- как для
обычной, так и для скоростной РД.
По формуле (18) определим интервал между посадкой и последующим
взлетом:
) для обычной СРД:
) для СРД скоростного схода:
- как для обычной, так и для скоростной РД.
По формуле (19) определим интервал между взлетом и последующей
посадкой. Этот временной интервал рассчитывается одинаково как для обычной СРД,
так и для скоростной:
Таким образом, на основе полученных данных получаем теоретическую
пропускную способность ВПП при эксплуатации самолета Л-410 для случаев:
) последовательные взлеты:
=59,64 (20)
) последовательные посадки:
(21)
) посадка - взлет:
(22)
) взлет - посадка:
(23)
2.2 Расчетная
пропускная способность
Из-за влияния случайных факторов интервалы времени на
различные операции оказываются фактически больше или меньше теоретических. По
статистике определен ряд коэффициентов, позволяющих переходить от теоретических
к фактическим интервалам времени. Выражения для временных интервалов с учетом
указанных коэффициентов:
) интервал между последовательными взлетами:
; (35)
) интервал между последовательными посадками:
(36)
) интервал между посадкой и последующим взлетом:
(37)
) интервал между взлетом и последующей посадкой:
(38)
Значения коэффициентов принимаются:
; 
= 0,95;
.
Из-за неравномерности движения ВС возникает очереди на взлет и
посадку, что вызывает расходы авиакомпаний. Очереди можно сократить за счет
строительства дополнительных ВПП, но это также требует затрат. Существует
некоторая оптимальная длина очереди, минимизирующая затраты. Доказано, что этой
длине соответствует оптимальное время ожидания 
мин. Расчетная пропускная способность ВПП должна обеспечивать
выполнение 
. Таким образом, расчетная пропускная
способность ВПП при эксплуатации однотипных самолетов для случаев:
) последовательные взлеты:
(39)
2) последовательные посадки:
(40)
3) посадка - взлет:
(41)
4) взлет - посадка:
(42)
Так как взлеты и посадки происходят в случайной
последовательности, то расчетная пропускная последовательность для общего
случая определяется как:
(43)
где 
- коэффициенты, определяющие долю различных случаев чередования
операций. По статистике:
Для случая эксплуатации различных типов ВС:
П=
(44)
где i - тип рассматриваемого самолёта;
- доля интенсивности движения i типа ВС в общей
интенсивности движения самолетов;- число типов самолетов, обслуживаемых в
аэропорту.
2.2.1 Самолет
Л-410
Рассчитаем расчетную пропускную способность для самолета
Л-410 для следующих случаев:
) последовательные взлеты:
Данный интервал одинаковый и для обычной СРД, так и для СРД
скоростного схода.
) последовательные посадки:
) обычная СРД:
) скоростная СРД:
.
Таким образом, 
для обеих РД.
3) посадка - взлет: 1) для обычной СРД:
) для СРД скоростного схода:
- для обеих РД.
4) взлет - посадка:
Этот временной интервал рассчитывается одинаково как для
обычной СРД, так и скоростной:
Таким образом, расчетная пропуская способность ВПП при
эксплуатации самолета Л-410 для случаев: 1) последовательные взлеты:
(39)
) последовательные посадки:
(40)
) посадка - взлет:
(41)
) взлет - посадка:
(42)
По формуле (43) посчитаем пропускную способность для общего
случая:
.
.2.2 Самолет
Ан-24
Рассчитаем расчетную пропускную способность для самолета
Ан-24 для следующих случаев:
) последовательные взлеты:
Данный интервал одинаковый и для обычной СРД, и для СРД
скоростного схода.
) последовательные посадки:
) для обычной СРД:
) для СРД скоростного схода:
Таким образом, для обеих РД.
) посадка - взлет:
) для обычной СРД:
) для СРД скоростного схода:
- для обеих РД.
) взлет - посадка:
Этот временной интервал рассчитывается одинаково как для обычной
СРД, так и для скоростной:
Таким образом, расчетная пропуская способность ВПП при
эксплуатации самолета Ан-24 для случаев:
) последовательные взлеты:
(39)
) последовательные посадки:
(40)
) посадка - взлет:
(41)
) взлет - посадка:
(42)
По формуле (43) посчитаем пропускную способность для общего
случая:
.
Доля интенсивности движения самолета Л-410 в общей интенсивности
воздушного движения составляет 42%. Так как на аэродроме эксплуатируются 2
самолета, то доля интенсивности самолета Ан-24 - 58%.
По формуле (44) посчитаем пропускную способность для случая
эксплуатации двух самолетов Л-410 и Ан-24:
П = 34,84*0,42 + 33,6*0,58 = 34,12 ВС/ч.
Результаты расчетов представлены в таблице 2.1.
Таблица 2.1 - Результаты расчетов по определению
теоретической и расчетной величины пропускной способности ВПП
|
Расчетные величины
|
Л-410
|
Ан-24
|
|
1
|
2
|
3
|
|
|
17,86
|
17,86
|
|
|
28
|
42,5
|
|
|
32,29
|
30,77
|
|
|
19,39
|
9,7
|
|
|
97,54
|
100,83
|
|
|
26,69
|
26,69
|
|
|
27,08
|
22,92
|
|
|
25,26
|
21,37
|
|
|
3,93
|
3,93
|
|
|
2,64
|
2,64
|
|
|
99,73
|
99,73
|
|
|
157,43
|
153,27
|
|
|
154,32
|
150,43
|
|
|
51,68
|
60,36
|
|
|
99,73
|
99,73
|
|
|
45,86
|
60,36
|
|
|
78,37
|
67,16
|
|
 , ВС/ч69,6659,64
|
|
|
|
|
36,097
|
36,097
|
|
|
78,5
|
59,64
|
|
|
45,94
|
53,6
|
|
|
67,51
|
66,61
|
|
1
|
2
|
3
|
|
|
129,65
|
129,65
|
|
|
52,11
|
66,61
|
|
|
92,86
|
77,4
|
|
|
41,62
|
42,31
|
|
|
18,03
|
18,03
|
|
|
56,76
|
42,31
|
|
|
27,95
|
35,17
|
|
|
34,84
|
33,6
|
|
П, ВС/ч
|
34,12
|
3.
Определение направления летной полосы
Число и направление летных полос зависит от ветрового режима.
Ветровой режим - повторяемость ветров определенных направлений и силы.
При определении ветрового режима используется 2 принципа:
1) К каждому румбу относят все ветры, дующие в пределах
прилегающих к нему полусекторов с величиной угла 
.
) В пределах каждого сектора скорость и повторяемость
ветров считается распределенной равномерно.
) В отношении летной полосы вектор скорости ветра может
быть разложен на две составляющие: продольную 
, боковую 
.
Взлет и посадка выполняются, как правило, против . Величина для каждого типа самолета имеет ограничение.
Для каждого класса аэродрома установлены расчетные скорости
бокового ветра 
. Они приведены в таблице 3.1.
Таблица 3.1 - Расчетные скорости бокового ветра
|
Класс АД
|
А, Б, В, Г
|
Д
|
Е
|
|
|
12
|
8
|
6
|
Аэродром открыт для полетов в том случае, когда
; 
W*sin 
(45)
где 
- максимально допустимое значение угла между направлением летной
полосы и направлением ветра, дующего со скоростью 
.
При 
можно выполнять полеты при любом ветре. Необходимо выбрать
направление ЛП, обеспечивающее наибольшее время ее использования.
Вводится понятие коэффициента ветровой загрузки (
) - это повторяемость ветров, при которой боковая составляющая
скорости ветра не превышает расчетной величины для данного класса аэродрома.
(46)
где 
- повторяемость ветров направления 
, дующих со скоростью от 0 до
;
- повторяемость ветров направления , дующих со скоростью выше .
Если по местным условиям не удается разместить ЛП так, чтобы
обеспечить 
, то требуется строительство
вспомогательной ЛП. Вспомогательная ЛП строится под углом 
к основной длиной, меньшей основной ЛП.
Так как обычно ЛП используется для взлетов и посадок в 2
противоположных направлениях, то при выборе направления ЛП складывают
повторяемость ветров по взаимно противоположным направлениям и строят
совмещенную таблицу ветрового режима.
Таким образом, таблица ветрового режима выглядит так:
Таблица 3.2 - Таблица ветрового режима
|
W, м/с
|
повторяемость в направлениях, %
|
Суммарная повторя- емость по скорости, %
|
 по скорости, град.
|
|
С-Ю
|
СВ-ЮЗ
|
В-З
|
СЗ-ЮВ
|
|
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
|
0-6
|
10,2
|
3,7
|
2
|
17,6
|
33,5
|
90
|
|
6-9
|
3,1
|
7,6
|
4,9
|
16,2
|
31,8
|
90
|
|
9-12
|
3,4
|
14,3
|
4,7
|
5
|
27,4
|
90
|
|
12-15
|
0,3
|
2
|
1,1
|
0,8
|
4,2
|
53
|
|
15-18
|
0,2
|
1,5
|
0,5
|
0,9
|
3,1
|
42
|
|
Суммарная повторяемость по направ- лениям
|
17,2
|
29,1
|
13,2
|
40,5
|
100
|
|
|
|
0,5
|
3,5
|
1,6
|
1,7
|
7,3
|
|
Так как аэродром класса А, то в соответствии с таблицей 4 
м/с.
) По формуле (45) посчитаем для скоростей ветра 12-15,15-18.
;
;
) Наибольшую повторяемость ветры большой скорости (
) имеют в направлении СВ-ЮЗ. Следовательно, ЛП нужно ориентировать
близко к этому направлению.
) Найдем для направления CВ-ЮЗ.
Для начала определим повторяемость ветров, дующих со скоростью
0-12 м/с:
33,5 + 31,8+ 27,4= 92,7 %.
4) Определим повторяемость ветров, дующих со скоростью
12-15 м/с:
= 2, 95 %.
5) Определим повторяемость ветров, дующих со скоростью
15-18 м/с:
,5*
= 1,8 %.
) Рассчитаем по формуле (46) значение :
=92,7+ 2,95 + 1,8= 97,45 %
меньше нормативного (97,45<98).
Следовательно, необходимо строительство вспомогательной ЛП под
углом 
в направлении СЗ-ЮВ.
Результаты расчетов приведены в таблице 3.3.
Таблица 3.3 - Результаты расчетов по определению направления ЛП
|
Расчетные величины
|
Полученные величины
|
|
 ,%92,7
|
|
|
|
2,95
|
|
|
1,8
|
97,45
|
Заключение
В данной курсовой работе были рассчитаны потребные длины
взлетно-посадочной полос для самолетов Ан-24 и Л-410. Определены величины
теоретических и расчетных пропускных способностей аэродрома для этих самолетов.
Для каждого воздушного судна были рассмотрены два случая расчета в зависимости
от отруливания самолета со взлетно-посадочной полосы на обычную рулежную
дорожку и на скоростную. Найдено направление летной полосы, соответствующее
наибольшему значению коэффициента ветровой загрузки и определена необходимость
строительства вспомогательной летной полосы.
Список
использованных источников
1. Астапенко
П.Д., Баранов A. M., Шварев И.М. Погода и полеты самолетов и вертолетов. - Л.:
Гидрометеоиздат, 2009. − 280с.
2. Клімат
України. За ред. В.М. Ліпінського, В.А. Дячука, В.Н. Бабіченко − К:
Видавництво Раєвського, 2010. − 343с.
. Кобышева
Н.В., Наровлянский Г.Я. Климатическая обработка метеорологической информации -
Л.: Гидрометеоиздат, 2012. − 364с.
. Коренной
С.Н. К вопросу о разработке и моделировании авиационно-климатических
характеристик аэродромов и воздушных трасс Украины. Матеріали VII Міжнародної
науково-технічної конференції "АВІА − 2007”, 5-27 квітня 2007. −
с.21.32 − 21.35.
. Лещенко
Г.П., Перцель Г.В., Коренной С.Н. Авиационно-климатическая характеристика
аэропорта и метеоусловия полетов на воздушной трассе. Методические рекомендации
по выполнению курсовой работы по авиационной метеорологии − Кировоград:
ГЛАУ, 2007. − 32с.
. Лещенко
Г.П., Коренной С.Н. Вопросы по авиационной метеорологии. Учебное пособие. −
Кировоград: ГЛАУ, 2011. −140 с
. Мячкова
Н.А. Климат. Издательство Московского университета, 2009.
. Наровлянский
Г.Я. Авиационная климатология. - Л.: Гидрометеоиздат, 2008. − 266с.
Приложения
Приложение 1
Схемы летной полосы
Рисунок П1.1
Рисунок П1.2
Приложение 2
Характеристики самолетов
Таблица П2.1 - Характеристики самолетов
|
Тип ВС
|
Максимальная взлетная масса, т
|
Посадочная масса, т
|
Потребная длина ВПП для взлета в стандартных
условиях, м
|
Длина разбега в стандартных условиях, м
|
Скорость отрыва в стандартных условиях, км/ч
|
Посадочная дистанция в стандартных условиях, м
|
Длина пробега в стандартных условиях, м
|
Посадочная скорость, км/ч
|
Скорость планирования, км/ч
|
Скорость полета по кругу, км/ч
|
Скорость набора высоты, км/ч
|
Группа ВС
|
|
Л-410
|
5,7
|
5,5
|
1050
|
630
|
170
|
950
|
650
|
165
|
175
|
220
|
185
|
4
|
|
А-24
|
21
|
20
|
1050
|
630
|
185
|
850
|
550
|
165
|
175
|
290
|
200
|
3
|
Таблица П2.2 - Характеристики групп воздушных судов
|
Группа ВС
|
Дистанция приземления, м/с
|
Вертикальная составляющая скорости на
траектории начального набора высоты, м/с
|
Время пребывания на исполнительном старте, с
|
Расстояние от торца ВПП до места
исполнительного старта, м
|
Длина пути руления самолета от места ожидания
на предварительном старте до места исполнительного старта, м
|
|
3
|
300
|
10
|
42,5
|
50
|
125
|
|
4
|
300
|
5
|
28
|
50
|
125
|
Приложение 3
Графическое определение направления летной полосы аэродрома в
зависимости от ветрового режима местности
Рисунок П3.1
Рисунок П3.2