机场建设与飞机性能分析

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TOD TORA TODA
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* The start of the departure sector is: - The end of TOD when the turn starts before the end of TODA, or - The end of TODA when the turn starts after the end of TODA
对于第2、3种情况 1、部分机型由于备用燃油量大于最大着陆重 部分机型由于备用燃油量大于最大着陆重 量与最大无油重量，视为最大业载 2、机型本身限制（达到最大审定重量） 机型本身 制 达到最大审定重量 3、跑道、障碍物限制 延长跑道或处理障碍物
主要内容
起飞全重 航线分析（飞行计划）
着陆分析（确定跑道长度）
机场建设与飞机性能分析
中南机场设计研究院 二〇一三年十月
内容
目的和意义 要 章 主要规章 工作思路 工作内容和方法 作内容和方法 一、最大起飞全重 1、 、一发失效应急程序 发失效应急程序 2、起飞速度优化 3、计算工具 二、航线运营 三、分析和结论
性能分析的目的和意义
保证安全 保证场地（跑道长度、障碍物）能满足飞机起飞、降落时的要 求； 保证道面能满足飞机滑行时强度的要求； 在某些地形复杂的机场 ，在一发失效时难以满足越障要求时， 择 离场路线来保 超障余度 通过选择不同的离场路线来保证超障余度。 提高效益 科学、合理的规划跑道长度和道面强度； 科学 合理的规划跑道长度和道面强度； 为了满足爬升梯度的要求，有些飞机必须减小起飞重量，并可 能导致减载。有些机场，如制作了起飞一发失效应急程序，并 选择好决策点，中远距离处的障碍物便可以不予考虑。这样便 可以提高起飞重量，增加了商载，提高了效益。
AC-FS-2000-2《关于制定起飞一发失效应急程序的通 知》（2000.02.23）
性能分析的重要指标
起飞全重——载量 除了跑道、障碍物和温度，还与机型有关。 满足航线运营为最终目标 （大多数情况下着陆所需跑道较短）
与飞行程序比较： 离场梯度 天气标准 不涉及具体机型，只有机型分类 满足航班的正常和（与机场天气条件比较）和运行效率（与流量需求进行比较）
一发失效检查程序 不管离场程序是否规定梯度 都需要根 不管离场程序是否规定梯度，都需要根 据地形按起飞航径区考虑障碍物的影响
部分航空公司在离场程序不规定梯度时按没有 障碍物处理，在离场程序规定了PDG时，会按 PDG假设一个障碍物进行计算。是由于对飞行程序 不了解。
一发失效时按应急程序离场
按标准仪表离场程序无法获得理想的起飞全重是制 定一发失效应急程序。用于避开远端障碍物。 空中决策点之前一发失效，按应急程序上升返场， 空中决策点之前 发失效 按应急程序上升返场 决策点之后一发失效，继续按标准仪表离场程序上 升至扇区安全高度返场或 安 高 ATC。 决策点之前，是应急程序和离场程序的公共段。 一发失效程序按V1开始单发检查超障。（飞行手 册 FM、AFMDPI） 册， 标准仪表离场程序按决策点前全发，决策点单发检 查超障 （飞行手册数据不支持，用OFP、BCOP 查超障。（飞行手册数据不支持，用 模拟）
222 2 237.4 222.2 237 4
257.2 272.4 10100 357.2 372.4 17600 1033. 1033. 25000 4 6 1234. 1234. 42000 2 6
航迹设计
1.设计航迹 1）寻找一片足够宽 的空间让飞机转弯 2）转弯后寻找一条 路线让飞机能加入进 近程序或等待程序 3）其他：考虑航迹 引导 不要绕山转等 引导、不要绕山转等。
国际民航公约附件6《航空器的运行》
附件6要求飞机的净起飞飞行轨迹要以35英尺（对于转弯 坡度大于15°的为50英尺）的余度超越所有的障碍物，净起 飞飞行轨迹由实际飞行轨迹减去以下的梯度而获得： 0.8％ 双发飞机 0.9％ 三发飞机 发飞机 1.0% 四发飞机
8168第一卷《航空器运行》 第二部分 离场程序 第一章 1 2 8 1.2.8 一般准则 离场程序的制定
二、性能分析的具体内容
典型机型 机型数据（典型机型）
波音系列
B737 B747 B757 B767 B777 A787
B737-300 B737-400 B737-500 B737-600 B737-700 B737-800

B737-800（CFM56-7B24） B737-800（CFM56-7B26）
V1一发失效应急程序剖面 发失效应急程序剖面
Speed
1）一发标准操作程序
V2 Acceleration Green Dot
Thrust TOGA Configuration Slats/Flats for TO Retraction Clean MCT
决策点 发失效飞行剖面 决策点一发失效飞行剖面
选取障碍物列表
名称 树 等高线 1 等高线 2 等高线 3 #山 (SID) #山 (SID) 海拔 高度 2280 2465 2500 2600 3276 3477 场压 高 37.2 修正 高 37.4 距跑道 末 端距离 1660 8700 距标称 航迹 侧向距 离 0 0 0 0 0 0 障碍物 梯度％ 2.25 2 73 2.73 2.70 2.12 4 13 4.13 2.94
对于机场建设
根据机场的规划航线、拟用机型、地形条件、 气象条件、导航设施布局和仪表飞行程序方 案，进行飞机性能计算和分析，必要时制作 发失效应急程序。 一发失效应急程序 合理的跑道长度 障碍物处理
航行评估
拟评估的障碍物对运行的影响 对运行的各个机型起飞载量的影响 对各个机型航线运营的影响
Start of the takeoff flight path
Start of the departure sector
12.5% (7.1º)
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TOD TORA TODA
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转弯离场（航向变化超过15°）
Start of : . takeoff flight path . departure sector* Start of turn 12.5% (7.1 (7.1º) )
起飞全重
飞机关键发动机失效时能安全起飞并越障到 安全高度
飞行程序梯度 ：全发梯度
主要工作思路和步骤
1、根据机场定位确定拟飞机型、航线 2、选定代表机型和航线 3、确定起飞全重——起飞限重表 （1）达到审定重量（结构重量） （2）由于跑道限制，小于审定重量 （3）由于障碍物限制，小于审定重量
主要工作思路和步骤
对第(2)、(3)种情况 进一步进行航线分析 研究起飞全重对拟飞 进一步进行航线分析，研究起飞全重对拟飞 航线商载的影响。航线的选择是否满足机场 未来的运行很重要。 未来的运行很重要 1、商载达到100% 2、商载达不到100%，业载达到100% 3、商载、业载达不到 商载 业载达不到100%
主要工作思路和步骤
DME弧
如果空域不够，采取以下方 法 限制速度 增加坡度 增加DME限制弧
如能提供相应的 DME弧保护，则位 弧保护 则位 于DME弧容差以外、 扩展保护区内的障 碍物可以不需考虑。
梯度损失
转弯过程中，不同飞机坡度大小会导致梯度 损失量不同。因此，应该考虑飞机转弯时梯 度的损失对超障的影响。梯度损失可以视为 增加了障碍物高度 该高度称为障碍物修正 增加了障碍物高度，该高度称为障碍物修正 高度（障碍物修正高度=原障碍物高度+梯 度损失×转弯飞行时所经过的水平距离）。 度损失×转弯飞行时所经过的水平距离） 在转弯及转弯航迹后的所有障碍物，均需考 虑障碍物修正 当存在多段转弯时 各段的 虑障碍物修正。当存在多段转弯时，各段的 高度补偿应累加计算。
Leabharlann Baidu
航空公司承运人的责任是审查所有有关障碍物，并保证应 航空公司承运人的责任是审查所有有关障碍物 并保证应 急程序的规定满足附件6的性能要求。在地形和/或障碍物允许
的地方，应急程序选定路线应遵循离场程序。 方 程序 定路线 循离场程序
相关规章、规定
CCAR CCAR-121 121部 《大型飞机公共航空运输承运人 运行合格审定规则》；（2010.01.04）
转弯半径
2. 2 转弯半径计算 1）公式
Fa
R=
V2 g. tan
R = Radius V = TAS, unit is m/s

W=mg
Wa = nz.m.g
g = Gravitational G it ti l acceleration l ti = Bank angel
2）计算一些典型速度和坡度 V2一般用限重表中可能出现的最大值 转弯速度V2+10kt 机组无法控制半径，只能控制速度和坡度
二、性能分析的具体内容
典型机型
机型数据（典型机型）
空客系列
A320 A321 A300 A340 A380
二、性能分析的具体内容
典型机型
机型数据（典型机型）
其他机型 支线飞机
EMB-145 MA-60 EMB-190 DORNIER 328 DORNIER-328
公务机
Gulfstream IV
水上飞机
二、性能分析的具体内容
机型数据（典型机型）
《广州/新白云机场总体规划飞机起飞性能分析和一发失效应急程序报 告》（2006.11）
越障能力的限制
一发失效 有影响的障碍物---起飞航径区 1、标准仪表离场程序 2、一发失效应急程序
一发失效时按仪表离场程序离场
基本原则
符合相关条例要求 CCAR-121-R4 其他 其他相关规章 章...... 尽量从飞行员的角度考虑问题 是否符合操作程序 是否有航迹引导 是否容易避开障碍物 是否触发地形警告 ......
障碍物资料
AIP A型图 地形数据（包括地图和DEM） 实测数据
直线离场（航向变化不超过15°）
起飞全重的确定
a、场地限制 b、起飞爬升第一阶段、第二阶段及最后起飞段爬 升梯度限制 c、轮胎速度限制 d、刹车能量限制 e、越障能力限制 f、地面及空中最小操纵速度限制 g、结构强度限制 h、最低离地速度限制
二、性能分析的具体内容
典型机型选取
（基地）航空公司运营主流机型 航线航班预测 尽量扩大范围，避免只选性能较好或较差的机型 以局方要求为准
风的影响
a）在转弯航段给出转弯航迹控制点信息， 以供机组检查标称航迹使用。 b）如无完整转弯控制点，则从转弯开始点 两侧半宽900米开始以12.5% 12 5%的扩张率对称 扩张直至取得航迹引导的一点，此后以 25%的收缩率恢复至正常900米半宽保护区。 米半宽保护区 相对于900米宽度额外外扩的区域叫做扩展 保护区。
航迹控制点
对于传统导航方式，从转弯点开始，航迹每 变化45°角度时所对应的点，该点的位置可 °角度时所对应的点 该点的位置可 用VOR/DME、DME/DME或经纬度来确定 （供控制航迹时参考 并不要求精确飞越） （供控制航迹时参考，并不要求精确飞越）。 在距离机场基准点（ARP）15km范围内的 转弯航迹控制点原则上不使用经纬度坐标表 示，如使用经纬度坐标必须进行安全评估。
1.选择方法 选择一发路线上的一个点 此点前全发飞行的高度 加上 此点后一发飞行的高度能 否超越标准离场路线下的障碍物。
一发飞行 全发飞行
决断点
一发失效应急程序（EOSID）制定
起飞过程中的一发失效是一种不正常的情况， 因此，它比减噪程序、空管、SIDs、DPs 和其他正常运行有更高的优先权。 必要时可以不考虑空域的影响
一发失效应急程序基本步骤
制定EOSID路线，选择决策点 绘制保护区（起飞航径区） 测算保护区障碍物，将障碍物数据输入软件计算起飞 全重 根据起飞全重按V1单发检查EOSID超障 根据起飞全重检查决策点单发SID超障 目标：最大的起飞全重 最大起飞全重的条件：EOSID，起飞限重表中的数据 （最小改平高度、V1/VR/V2。。。。。）