航空航天技术概论7地面设施和保障系统

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国际民航组织曾经推荐用微波着陆系统取代仪表着陆系 统,但由于微波着陆系统的设备价格较高而没能实现。 目前已有一种名为“差分全球定位系统”的自动着陆设 备,将和微波着陆系统形成竞争。
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1.飞机地面设施与保障系统 机场 自动着陆系统 空中交通管理
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1.3 空中交通管理
空中交通管制体系中的飞机飞行示意图
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2.1 航天发射场 航天发射场的组成
1. 技术区 2. 发射区 3. 测控系统 4. 其他保障系统
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2.1 航天发射场 世界主要航天发射场
肯尼迪航天中心:美国最大的航天器发射基地 拜科努尔航天发射场:俄罗斯最大的航天器发射基
地 库鲁航天中心:主要发射欧洲的“阿丽亚娜”运载
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航路
航路是可航行空域中的标志性通道,连接机场与空中交 通管制交点。
航路通常在飞行频繁的大城市之间划设。沿航路一定距 离及转弯点都有导航设施,连接各个导航设施的直线就 构成航路中心线。
航路规定有上限高度、下限高度和宽度,宽度取决于导 航设施配置的间距和性能。沿航线飞行的飞机都要在航 路内飞行,并接受管制。
2. 应该有良好的自然条件。发射区和回收区均应该是 人烟稀少的地方,地势平坦,地质结构稳定,具有 较好的气象条件,有良好的水质、供水条件和丰富 的水源。
3. 要有良好的航区。“航区”是指航天器起飞至人轨 这一段的飞行路线以下的地面区域。航区应避开人 口稠密区、重要工业区和军事区,应具备布设测控 站的有利地理位置和工作环境、方便的交通运输条 件、良好的供电和通信设施等。航天发射场场址的 选择还应有利于环境保护等问题。
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军用机场
机场设备齐全程度和不同用途:永备机场、野战机场; 战略位置:一线机场(前沿机场)、二线机场和纵深机
场。
军用机场的配置符合国家的战略方针和作战意图,形成 机场网。
机场网是空军战场准备的主体,通常前沿机场供歼击机 和强击机使用,其他机场供轰炸机和运输机使用。
在现代高技术战争条件下,野战机场、公路跑道、直升 机用垂直起降机场以及具备多功能保障能力的大型机场 ,在机场网中的地位将日益提高。
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1.3 空中交通管理
空中交通管制是利用各种技术手段对飞行活动进行监视 和控制,保证安全而有序的飞行。
空中交通管制的主要任务包括: 监督飞机严格按照批准的计划飞行; 禁止未经批准的飞机飞进空中禁区、飞入国境或边 境; 防止飞机之间、飞机与地面障碍物之间相撞; 防止地面误射空中正常飞行的飞机。
机场跑道的两端安装有自动着陆系统的地面设备 仪表着陆系统、微波着陆系统。
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1.2.1 仪表着陆系统 仪表着陆系统由飞机上的航向、下滑、指点信标接收机
和指示器以及地面航向台、下滑台和指点信标台组成, 它为飞机提供航向道、下滑道和距离跑道着陆端的距离 信息,用于在复杂气象条件下引导飞机进场着陆。
火箭 种子岛航天中心:位于日本南部,由竹崎、大崎和
吉信三个发射场组成
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2.1 航天发射场
肯尼迪发射中心(位于美国佛罗里达州卡纳维拉尔角 )
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2.1 航天发射场
酒泉卫星发射中心 我国建立最早,试验次数最多的发射场。整个发射 场东西长 300 km,南北宽 50 km,绝大部分是罕见 人烟的戈壁滩。
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1.2.1 仪表着陆系统
航向台沿跑道中心线两侧发射 两束水平交叉的辐射波瓣;跑 道左边的辐射波瓣被90 Hz的 低频信号调幅,右边的被150 Hz的低频信号调幅。
飞机上的仪表指示在中心位置 ,即飞机在一条“等信号区” 内飞行。
当飞机飞行在跑道中心线所在 的垂直平面内时,这两种信号 的调制系数相同。
为了区分同一频率上发射的不同信息,微波着陆系统采 用时分多路体制,即每个导航台在规定的不同时间发射 信号。为保证飞机拉平阶段的飞行和使飞机实现软着陆 ,微波着陆系统还设置了拉平台,提供飞机在跑道上空 的高度信息。
微波着陆系统还可装备数据分析系统,实现地面和空中 的数据传输,传送当地气象条件、跑道长度等信息。
以前的航天发射场都是极其保密的,随着航天活动与经 济发展之间关系的日益密切以及航天技术国际交流与合 作的日益频繁,加上天上的侦察卫星能将宽阔的发射场 一览无余,航天发射场的神秘面纱已经被揭开。
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2.1 航天发射场
航天发射场址的选择原则:
1. 尽可能把发射场建在低纬度地区,越接近赤道越好 ,这样可以充分利用地球自转的附加速度,降低运 载工具的能量消耗,同时还有利于地球静止轨道航 天器人轨。
Introduction to Aerospace Technologies
航空航天技术概论
(第七单元 地面设施和保障系统)
郑耀 张帅 浙江大学航空航天学院 本科生2011-2012学年夏学期
航空航天技术概论(课时安排) 1. 航空航天发展概论 (1) 2. 航空航天发展概论 (2) 3. 飞行环境及飞行原理 4. 飞行器动力系统 5. 飞行器机载设备 6. 飞行器的构造 7. 地面设施和保障系统 8. 相关多媒体教学
民航机场: 国际机场 干线机场 支线机场 其中国际机场设有海关、边防检查、卫生检疫、动植 物检疫和商品检验等联检机构。
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民航机场
民航机场平面示意图
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民航机场
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阿拉伯联合酋长国迪拜国际机场的鸟瞰图
民航机场
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香港国际机场图
民航机场
全球最繁忙的国际空运物流中心——香港国际机场
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专用机场 专用机场是指军民用飞机制造厂、科研机构、专门的飞
行试验研究机构和有关院校等单位专属机场。 为某种特殊需要而专门设立的机场也属于专门机场,如
体育俱乐部、农业、森林防火和航空救护等专用机场。
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机场地面保障设备
机场的地面设备包括:
机械
电气
液压
特种气体设备
固定加油装置和机动加油车:给飞机加油;
交/直流电源、电源车、充电站:供飞机通电检查、 发动机启动用;
液压油车:给飞机液压系统加油、进行地面检查(如 收放起落架、襟翼和减速板);
冷气车和氧气车:制冷站和制氧站提供冷气和氧气;
消防车、抢救车、救护车、便携式消防器材:处理可
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能发生的飞行事故。
机场地面保障设备
大型民航客机所需的地面保障设备
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航空航天技术概论(第七单元) 飞机地面设施与保障系统 航天器地面设施与保障系统 导弹发射装置和地面设备
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1.飞机地面设施与保障系统 少数小型无人机可通过弹射装置弹射起飞和伞降着陆; 直升机应急情况下的着陆; 大部分航空器的起飞/着陆需要机场、着陆引导系统和
其他保障设施; 飞机飞行过程中需地面引导并进行空中交通管制。
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1.3 空中交通管理
空中交通管理任务包括空域管理、空中交通流量管理和 空中交通管制。
空域管理指的是根据空域内大多数用户的合理要求最有 效地开发空域资源,保证总的交通在任何给定区域都能 和空中交通管制系统的容量相适应而进行的计划和组织 工作。包括: 合理划分空域 明确危险区、管制区和禁航区的区域限制 提出保留区域和特定区域的时分制使用方法 建立和调整空中交通服务航路网及其运行要求 协调各类用户在利用空域资源时可能发生的矛盾
当飞机偏离航向时,一边的调
制系数将大于另一边的调制系
数,飞机上的仪表指针偏离中
心位置,这就要求飞行员操纵
飞机,使其在正确的航道上飞
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行。
1.2.2 微波着陆系统
微波着陆系统是一种为飞机在进场和着陆阶段提供位置 信息的微波引导系统。
微波着陆系统在地面设置了方位台、反方位台和仰角台 。这些导航台都发射同一频率的信号,频率在C波段的5 031~5090.7MHz范围内,共有200个频道,可选范围远大 于仪表着陆系统。
地面部分——飞行场地、技术和生活服务区; 空中部分——起落航线、其他飞行空域。
飞行场地通常包括跑道、滑行道、迫降场和停机坪。 跑道长度大多在 1000~5000 m范围内,宽度从
45~ 100 m不等。 滑行道连接跑道与停机坪,供飞机滑行或牵引之用。 起落航线是沿起飞、着陆方向紧靠跑道两侧的空域。
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管制区
为确定各空中交通管制中心管辖的范围,将航路通过的 区域划分为以下几种管制区(管制区的下限高度一般高 于地面200 m): 航站管制区 (以机场为中心、半径 50~ 100 km范 围内的空域 ) 塔台管制区 (以机场为中心、半径 9 km左右由地面 向上延伸的圆柱形空间 ) 等待空域管制区
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空中走廊
空中走廊是为飞机进出某地区而划定的具有一定宽度的 空中通道,通常设在行频繁的城市附近上空以及国际航 线通过的边境地带上空,与航路相连接。
走廊宽度一般为8~10 km,距离机场100 km左右。飞机 在走廊内飞行必须保持规定的航向和高度,严格遵守管 理员的指挥。
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航空航天技术概论(第七单元) 飞机地面设施与保障系统 航天器地面设施与保障系统 导弹发射装置和地面设备
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1.2.2 微波着陆系统
方位台及其天线安装在跑道端头外的中心线延长线上, 沿跑道中心线向飞机进近的扇区内发射左右扫描的窄波 束。为飞机提供航向引导。
仰角台及其天线装在跑道侧面飞机接地点附近,在进近 扇区内发射上下扫描的窄波束,为飞机提供下滑引导。
飞机上的电子设备从接收信号中分解并计算出飞机的方 位角和仰角信息以及其他数据,实现对飞机的复杂气象 着陆引导。
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军用机场
军用机场一般由飞行区、 保障设施、办公居住区和 交通网线组成。
军用机场的保障设施包括 指挥塔、导航台、雷达站 、气象站、各种机库、靶 场、航空器材库、通信设 施、军械设备、油料设施 和乘务设施等。
交通网线包括铁路支线、 场外公路和场内道路网等 。
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民航机场
民航机场通常由飞行区、候机楼、货运站和交通网组成 。有些民用机场设有为航空公司服务的地面设施和维修 基地。
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1.飞机地面设施与机场 机场是供飞机起飞、着陆、停放、维护,并有专门设施
保障飞机飞行活动的场所
分类: 军用机场、民用机场和专用机场 永久性机场、临时性机场 平原机场、高原机场 一、二、三、四级机场
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1.1 机场 机场区域由地面和空中两部分组成:
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1.3 空中交通管理
空中交通管制利用以下设备和管理组成空中交管系统, 完成对飞机的监视、识别和引导,提供安全保障: 航路监视雷达 二次监视雷达 机场面监视雷达和精密进场雷达 各种导航设备和各种通信设备 地面指挥
作为空中交通管制依据的飞行信息来自三个方面: 1. 监视本区飞机飞行航迹的雷达和二次雷达所监测到 的信息 2. 本区域气象部门发布的气象信息 3. 飞机起飞进入航路、飞机从其他区域管制中心进入 本区的飞行计划信息
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1.飞机地面设施与保障系统 机场 自动着陆系统 空中交通管理
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1.2 自动着陆系统 自动着陆:
飞机的自动飞行控制系统和仪表着陆系统耦合,借助 自动着陆系统的方位引导和垂直引导使飞机自动地完 成进场和着陆的过程;
自动着陆的实现需要飞机上的自动飞行控制系统不仅 控制飞机的三轴运动,还要包括对飞机推力的控制。
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2.航天器地面设施与保障系统 航天发射场 航天器回收区和着陆场 航天测控网 发射窗口
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2.1 航天发射场
航天发射场是发射运载火箭将各种航天器送人太空的地 方。它的别名很多,如航天中心、卫星发射场、卫星发 射基地、卫星发射中心和火箭发射场等。
建有航天发射场的国家只有美国、俄罗斯、法国、中国 、日本、印度、意大利和以色列。
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1.3 空中交通管理 空中交通管理主要是针对民用航空器的空中交通管制和
空中交通服务,其目的是为所有用户提供空域利用上的 最大灵活性,组织不同用户之间分享空域,在最小限制 和不危及安全的条件下,尽可能使用户自己选择飞行剖 面,从而实现最有效地利用空域和组织空中交通活动。 空中交通流量管理是在空中交通超出或可能超出空中交 通管制系统可利用的容量时,为保持到达或通过该空域 的空中交通为最佳容量所进行的管理工作。
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