Civil Aviation University of China
机场目视助航技术与系统
基于CAD软件的机场设计
姓 名： 张有栋
学 号： 121141239
专 业： 自动化
学 院： 航空自动化学院
摘要
随着民用航空业的日渐发展壮大，飞机从小型化到大型化发展，各个机场的年旅客吞吐量增加，对民用机场的要求越来越高，从航站楼、跑道、滑行道、机坪、助航灯光、维护等各个方面每时每刻都是一个严峻的考验。民航业永不灭的话题安全在机场同样重要，起飞、着陆的黑色13分随时影响机场，此次设计是基于CAD软件，主要设计跑道、滑行道、跑道滑行道有关灯光、机场跑道滑行道附近的标志牌标志物，本次设计的机场属于4F级别机场，两条平行独立4000米跑道，宽60米+20米道肩，允许目前国内最大飞机起降，滑行道有宽60米的两条，长1600米，其余滑行道30米宽，灯光、标志牌、标志物按国家飞行区民用标准设定，符合标准。
目录
1、前期研究说明 1
2、总体设计说明 1
3、跑道设计说明 2
3.1 跑道入口 3
3.2 跑道长度 3
3.3 平行跑道之间的距离 4
3.4 道道肩的宽度 4
3.5 跑道号码和滑行道代号 5
3.6 跑道中线标志 5
3.7跑道入口标志 6
3.8 瞄准点标志 7
3.9 接地带标志 7
4、 滑行道设计说明 8
4.1 基本要求 8
4.2 滑行道宽度 8
4.3 快速滑行道及滑行道中线设计 9
4.4 普通滑行道 10
4.5 滑行道号码 11
5、 总结 12
6、 参考文献 14
随着航空产业的不断发展，机场建设已经成为一个很重要的话题，机场建设考虑的因素多，如当地的地形、海拔、经济的发展状况、当地的吞吐量、旅游或者工业发展状况、需要发展什么航空业、军事战略、风向、气候、降水量、交通发展状况、便捷程度、机场建设密度、通用航空需要程度、物流产业的发展状况等众多的因素综合考虑，建设高效、绿色、便捷、经济的机场，为当地的发展提供最好的服务。因此借助本次课程设计，设计了一条可以在高原地区或者发达一线城市试用的跑道，可以起降现在最大的飞机，环境应该在稍微干燥，如在高原应该选择降雪较少的地方，为维护和使用寿命提供最大程度上的保证。
本次设计的机场跑道全场4000米，宽60米（外加道肩20米），两天平行独立的跑道，两条跑道中线距离1100米，允许两架飞机同时起降；滑行道宽30米，有两条备用安全滑行道60米，主要用于其他滑行道不能用的时候启用，为飞机滑行提供强有力的保证，平行最长滑行道4000米，跟跑道长一样；其余剩余空地放置标记牌和部分助航灯光外，安置机场一些需要外全部搞绿化，提高机场整个的美观、环保程度，还可以相对减少机场飞机起飞的噪音、尾气污染，为建设一个美观并且经济适用的机场，设计考虑了各方面的经济费用，尽量用最少的花费建设最适用的机场，技术高才能减少浪费，合理才是节省。（图1总体图）
图1：设计总体图
跑道的方位和条数应根据机场净空条件、风力负荷、飞机运行的类别和架次、与城市和相邻机场之间的关系、现场的地形和地貌、工程地质和水文地质情况、噪声影响、空域条件、管制运行方式 等各项因素综合分析确定。机场跑道的方位和条数应使飞机进离场航迹对机场邻近的居民区和其他噪声敏感区的影响程度降至最小。本次设计的跑道充分考虑这些因素，从选址到建设完毕到适用程度都经过合理化的设计，风向、风速都考虑在内。
图2：跑道总体图
跑道入口在跑道的端口，选择的地理环境上没有突起什么异物，跑道没有跑道内移等情况，就是简单的两个端口。
图3：跑道入口
跑道长4000米，宽60米+20米道肩，依照飞行区指标2的规定，符合要求，跑道宽度，考虑到跑道表面污染物（雪、雨水等）、侧风、飞机在接地带附近偏离中线的程度、橡胶积累、飞机进近方式和速度、能见度及人等因素，这在机场选址上将体现出来。
两条独立平行进近跑道要求最小距离为1 035 m，我设计的两条跑道之间的距离为1100米，这样就可以允许两架大飞机同时起降了，为各种机场的突发情况提供了更可靠的支持，为民航安全的话题提供强有力的依据。这次设计两条跑道并没有错开，主要是考虑到当地的地形，跑道一端有一个私人林地，搬迁费用高，并且不影响飞机起降，还有绿化的效果，因此没有错开，这样对垂直用地上有些浪费，这也是不太合理的一个关键的地方。
飞行区指标Ⅱ为F的跑道，其道面及道肩的总宽度应不小于 75 m。这次设计宽度及道肩为80米，允许最大的飞机起降，民航发展迅速，因此这样设计为了以后的的发展，也适合现在使用，但是飞机正在朝大型化发展，有些资料还说，未来飞机要像地铁一样在空中跑，因此机场的要求越来越重要。
图4：跑道宽度
两条平行跑道号码用L\R和两个字母加数字组成，数字部分根据当地的地理环境计算得出，本次设计的跑道号码为07L-25R和 25R-07L两种命名方式。
图5：跑道号码
跑道中线标志设置在跑道两端的跑道号码标志之间的跑道中线上，由均匀隔开的线段和间隙组成。每一线段加一个间隙的长度为 50 m。每一线段的长度等于间隙的长度或 30 m，如图 6 所示。Ⅱ类或Ⅲ类精密进近跑道的中线标志宽度应不小于 0.9 m； Ⅰ类精密进近跑道及非精密进近跑道的中线标志宽度应不小于 0.45 m，其他跑道应不小于 0.3 m。
图6：跑道中线标志
跑道入口标志由一组尺寸相同、位置对称于跑道中线的纵向线段组成。入口标志的线段距跑道入口 6 m 处开始，线段的总数应按跑道宽度确定为每半个跑道8条，入口标志的线段横向布置至距跑道边于3 m处，线段长度为 45 m，宽1.8 m，线段间距约 1.8 m，且最靠近跑道中线的两条线段之间用双倍的间距隔开。
图7：跑道入口标志
有铺筑面的跑道的每一个进近端应设瞄准点标志，如图 8所示。瞄准点标志的开始端至跑道入口的距离400m。标志线段宽度横向间距22.5m，尽量减小轮胎橡胶淤积对标志的污染。瞄准点标志应由两条明显的条块组成，对称地设在跑道中线的两侧，线段的尺寸和瞄准点标志内边的横向间距应按规定设定。
图8：瞄准点
接地带标志由若干对对称地设置在跑道中线两侧的长方形标志块组成，其对数与可用着陆距离有关，一条跑道两端的进近方向均需设置该标志时，与跑道两端入口之间的距离有关。（如图9）所示，每条标志线条的长度和宽度应分别为 22.5 m 和 1.8 m。每条标志线条的长度和宽度应分别为22.5 m 和 1.8 m，相邻线条之间的间距为1.5 m。成对标志线条的纵向间距应为 150 m，自距离跑道入口 150 m 处开始。
图9：接地带标志
为使飞机运行安全、高效，应根据需要设置各种滑行道。为加快飞机进、出跑道，应设置足够的入口和出口滑行道，当交通密度为高时应考虑设置快速出口滑行道。
滑行道的宽度设计为30m，中间有两条60m，主要是为安全和紧急情况下使用，其总体在30m设计，飞机在滑行道速度慢，外加外面的路滑带也可以利用，因此滑行道设计不宜太宽，滑行道相距都在200m以上，符合4F跑道的要求，标准为183.5m。
图10：滑行道设计
快速出口滑行道转出点的位置，是根据飞机的接地速度、开始转出速度、跑道入口至接地点的距离以及接地点至转出点的距离等因素计算确定的。我们设计的飞行区指标Ⅰ为4，满足飞机以 93 km/h 的速度在潮湿道面上转出，其转出曲线的半径为550 m；快速出口滑行道与跑道的交角设为30°。一条跑道上有多条快速出口滑行道，交角是相同的。 快速出口滑行道在转出弯道后有一直线距离，长度使飞机滑行到与其相交的滑行道之前能完全停住。该长度与交角和飞机减速度等有关。设计直线段长度在75 m。滑行道中线是黄色的0.15m的线组成。
图11：快速出口滑行道
普通滑行道是垂直于跑道的滑行道，主要是飞机滑向跑道和较慢速度下的主要通道，修建简单，因此可以多建设几条，一边在各种条件下飞机的正常运转。
图12：普通滑行道
滑行道代号有一个字母（除I\O\X），后面加一个两位数数字组成，一般从左到右从字母A开始命名。
图13:滑行道号码
此次课程设计的过程，完全依靠团队两个人的力量，或许每件事，只有综合了大家的力量，才会完美，毕竟一个人看到的、想到的、听到的是有限的。刚开始老师布置下这个作业的时候感觉好迷茫，一听到要用CAD，愣住了，因为这是一个从来没有接触过的软件，外加自己在学软件这块不是特别的快，顿时感觉亚历山大，那会连软件安装包都没有，随后找机场学院的同学，才装上软件，可见做一件事情不是很容易就能做到的，看着有的同学都画的差不多了，开始着急了，就每天自习回去联系运用软件，就按照自己的意愿画了一个图出来，还周末带电脑到图书馆专门去画，快要完成了，去同学宿舍一看，人家画的跟我的不一样，我们班只有我不是跟同班同学住在一起，同宿舍的只有我在画这个图，所以错了自己也不知道，直到去同学宿舍一看才明白，CAD画图不能凭借自己的意愿去画图，长度和尺寸都是可以规定的，自己以为很直的线原来在水平方向上根本不是水平的，每件事情，不是你以为就是你以为，在这上面吃了一个很大亏，后来跟我的同伴去图书馆一起，发现了很多问题，直接搬电脑去同学宿舍画，一看同学用的都是2015，里面的功能他挺熟悉的，所以装2015，装一个软件就用了一个上午的时间，步骤很繁琐，占用内存大，最痛苦的是，我和我同伴两台电脑装完后他的能用，我的电脑紊乱，不能用，又开始用回了2007，痛苦的花费了一个上午的时间，下午开始用2007开始画图，从跑道的设计，一边找书，一边看拷给的文件，两个人协同画，一个人看书找资料，一个人画图，计算长度等，整个过程是一个很痛苦的过程，看着很简单的几条线，但是，画的过程中问题很多，并且机场跑道滑行道上面的细节的东西太多，包括线的颜色，宽度，长度等等，还有要在上面放的东西，最痛苦的倒角，每次倒角都要重新画线，因为快滑的倒角半径是550m，线不够长不连通的时候倒角就会显示半径过大，因此每次倒角都要重新去画线，选择半径，因为两种半径的线是交替用的，倒角的时候还会有多图部分还要去修剪。跑道上的中线、接地带、瞄准点、入口标志等，都要用到阵列，都要计算精准，时刻都要细心耐心的去做每件事情，快有时候会造成致命的错误。就这样和队友每天画，在五一熬夜到4点，造成起来继续画滑行道，终于这样两天后出来了大概的图形，这几天到哪都是带着电脑，又花费了一个晚上的时间去画跑道上的标志。
耐心真的是一个很重要的东西，每个人都有想法，将一个想法变成现实的东西的时候真的不容易，或许这样才是一个锻炼吧，只有行动和思想同步了才能造出一些东西，这也是自己的一个能力，很多人都有想法，但是很少人去实践出来，所以才有了差距。
后面我一直改细节的东西，队友在做PPT，两个人每个问题都要讨论一下，力求尽量少出错误，就这样，还会出很多的错误，可见，团队合作是一件多么重要的事情，或许有人认为分组了就有的人可以打酱油，但我们两个人不是，做每一步尽量两个人商量，都在做，没有说你做这个，我做那个，两人坐，这个人干会这个，一会做个那个，减少疲劳，热在疲劳的情况下很容易犯错，我们尽量减少这方面的失误。
痛苦的过程留下的不是痛苦，是一次用心去做一件事情后的快乐和满足，只有自己完成了一件事情，才会觉得有所提高，查资料，翻课本，这对课程的认识和了解有了更深的感悟，对好多不知道的东西有了认识，给别人讲自然增加了底气，毕竟自己也知道一些东西了，能讲出一些东西了，最后一句话，不要因为是一件小事而不在意，最不平凡的事情就是把最平凡的事做好。
1. 民用机场飞行区技术标准MH5001-2013
2. 机场目视助航技术与系统讲义
本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/5fd8cdcc1eb91a37f0115c3e.html
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