談民機試驗場飛行區規劃研究

蘇曉雯 宋曉旭 吳曉萍

(中國飛行試驗研究院，陜西 西安 710089)

談民機試驗場飛行區規劃研究

蘇曉雯 宋曉旭 吳曉萍

(中國飛行試驗研究院，陜西 西安 710089)

通過對民機試驗場專用試驗跑道、滑行道系統和停機坪等的設計分析，提煉了其與運營機場的不同之處，并從科學化、合理化、全過程發展的角度，提出了民機試驗場飛行區規劃的發展對策，從而實現試驗和運輸的發展要求。

機場，規劃，試驗跑道，特殊性

1 現狀及發展需求

目前，我國在民機的探索研究試飛和演示驗證試飛領域處于起步階段，民機試飛總體上處于發展初期。伴隨著航空科技和民機產業的發展，以及系統的復雜化，軍機和民機試飛都存在獨有的特殊性，專業化分工越來越細，飛行試驗將會逐步分離。航空發達國家都建立了民機試驗場，承擔綜合性、戰略性、基礎性、前瞻性的民機研究任務，開展新機研制試飛和合格審定試飛。借鑒國外經驗，建成以國家民機試飛基地為龍頭，帶動和輻射相關試飛站的發展，形成分工合理、各有側重、優勢互補、統一有序的民機試飛資源體系。促進民機事業快速發展，建設專用的民機試驗場是必要的。

2 民機試驗場飛行區規劃的原則

民機試驗場不同于一般的運營機場，具有很強的特殊性，需要結合實際試飛需要合理的規劃。民機試驗場規劃不僅滿足國際民用航空公約附件十四的要求，還應該滿足民機試驗的特殊要求。

2.1 民用機場飛行區規劃要求

1)規劃必須結合地貌、周圍環境、土地使用及遠期航空業務量預測的要求進行；2)確定機場的容量，合理規劃跑道的數量及方位;3)規劃應滿足使用的飛機運行特性、尺寸、重量以及風力負載、凈空條件及機型組合和運行架次的要求。

2.2 民機試驗場飛行區規劃的特殊要求

民機試驗是指在規定的特殊試驗環境條件下，開展飛行試驗和地面試驗，以驗證考核民用飛機、直升機、發動機、機載系統和設備的功能與性能、安全性、可靠性及保障性等特性是否滿足研制標準和適航規章要求。

1)民機試驗場飛行區規劃應滿足全國民用航空科研試飛、產品研制試飛與適航試飛需求；2)試驗跑道不僅滿足民航標準，即滿足大型客機和運輸機起降要求，還應該滿足地面最小操縱速度試驗、剎車試驗、發動機濺水試驗和起落架試驗等要求；3)飛行安全是科研試飛的重中之重，規劃應為保障飛行安全創造良好條件。

3 民機試驗場的飛行區規劃

民機試驗場的規劃設計區別于其他機場設計，它有特殊的規律，考慮到民機試飛任務量大的特點以及民機試飛過程中很多的試驗項目需要在跑道上進行，試驗跑道主要滿足試飛需要，為各類民用飛機進行研發試飛和適航取證。

3.1 試驗跑道的規劃

3.1.1 跑道長度的設計

跑道的長度應滿足使用該跑道的主要設計機型的運行要求，根據主要涉及機型的性能，選擇最長的跑道長度。飛機對跑道長度的要求包括飛機正常起飛滑跑過程Lq(如圖1所示)、著陸滑跑過程Ll(如圖2所示)、飛機滑跑過程以及中斷起飛滑跑過程Lg，同時必須滿足飛機對跑道長度的基本要求。在設計跑道長度時，最后的跑道長度應滿足各種情況的最大值，以滿足飛行安全的需要，即L=max(Lq,Ll，Lg)。

在實際設計跑道長度時，對跑道長度設計還有一些具體要求，跑道長度要保證有關飛機的安全。民機的安全要求性更高。對于跑道長度設計，它不但要滿足飛機對跑道長度的基本要求，而且還要滿足飛機在起飛滑跑過程中有一臺發動機出現故障時能夠安全地繼續起飛或中斷起飛的特殊要求。

1)正常起飛要求:

La=Ka(Sa+C·Sh)。

其中，La為飛機在全部發動機正常工作情況下能夠安全起飛所需跑道長度；Sa為飛機在全部發動機正常工作情況下的起飛地面滑跑距離；Sh為飛機從離地點爬升至安全高度10.7 m(35 ft)所對應的水平距離；C為起始上升距離的折減系數，英國取C=1/3，美國取C=1/2；Ka為考慮飛行員駕駛誤差而采用的安全系數，通常取1.15(見圖1，圖3)。

2)正常著陸要求：

Lb=Kb·Sb。

其中,Lb為保障飛機安全著陸所需跑道長度；Sb為飛機的著陸距離，即從飛機在一定的高度(英國為30 ft，美國為50 ft)，以一定的速度進入跑道端算起，直至飛機停住的距離；Kb為考慮飛行員著陸駕駛有誤差而采用的安全系數，英國為1.08，美國為1.67(見圖2，圖4)。

3)一發失效情況下能夠安全地繼續起飛或中斷起飛的要求。

Lc=Sc+C·Sjh。

其中，Lc,Sc,Sjh分別為保證飛機在起飛滑跑過程中有一臺發動機在決斷速度V1B之前2 s～3 s時出現故障的不利情況下能夠安全地繼續起飛所需的跑道長度、起飛滑跑距離、起始上升距離。

4)保證安全中斷起飛對跑道長度的要求。

Ld=Sd-l0。

其中，Ld為保證飛機在起飛滑跑過程中有一臺發動機在決斷速度V1B之前2 s～3 s時出現故障的不利情況下能夠安全地中斷起飛所需的跑道長度；Sd為相應的中斷起飛滑跑距離；l0為在雨季等不利季節仍能保證飛機安全滑跑的端保險道長度。

根據以上計算可知跑道長度，由于民機試驗場的特殊要求，跑道還應滿足地面最小操縱速度試驗、剎車試驗、發動機濺水試驗和起落架試驗等要求。例如：根據中國民用航空規章第25部(CCAR25)§25.1091(d)(2)條款規定，民用飛機必須進行進氣道濺水試驗，驗證發動機能在模擬的陣雨條件下工作而不會對使用造成不利影響。根據運輸類飛機合格審定飛行試驗指南的要求，當跑道上飛機滑行部分，積水、泥漿或濕雪的深度超過1/2 ft時就不應試圖起飛(參見AC91-6A)。試驗應在蓄水試驗區內進行，需要在坡度為0的跑道內進行，并需要一定的長度，在設計時需考慮。最小操縱速度試驗、剎車試驗和起落架試驗等，對跑道有不同的需求，在設計跑道時，應滿足各種試驗的要求，并結合國外試飛跑道的建設經驗等因素，最終設計試驗跑道長度。

3.1.2 跑道寬度的設計

跑道寬度考慮飛機類型，同時起飛、著陸的飛機數量，飛行員的技術水平，氣象條件，助航和導航設施的需要，跑道必須具有足夠的寬度，使得飛機在起飛著陸滑跑過程中稍偏離跑道中心線時，不會偏出跑道，以保障飛行安全。此外，還要適當保證飛機在著陸滑跑結束后，能夠在跑道上就地作180°轉彎，然后沿著跑道滑回起飛線，見圖5。跑道寬度按照標準建設，根據飛行調查，有的飛機著陸偏移跑道最遠達70 m。設計時，為了保證飛機著陸一旦偏出跑道時的安全要求來確定，同時考慮起飛著陸和迫降要求以及特殊環境下開展飛行的試驗和地面試驗等特性，最終確定民機試驗場的跑道寬度。

3.2 滑行道系統規劃

滑行道系統包括：進口與出口滑行道；平行與雙平行滑行道；旁通、相交或聯絡滑行道；機坪滑行道與滑行通道。

3.2.1 滑行道的設計

滑行道通常設置在跑道的一側，平行于跑道，中間由平地區相隔。滑行道設計成直線形，其長度一般與跑道長度相同，寬度可根據等級分為一級、二級、三級和四級。

3.2.2 聯絡道的設計

跑道和滑行道之間建數條聯絡道，在跑道兩端和中部設置垂直聯絡道，除了在跑道兩端設置端聯絡道外，使飛機著陸時不需要滑到跑道頭才轉彎，在跑道中間設置中間聯絡道，從而達到迅速退出跑道和縮短滑行距離的目的。中間聯絡道的位置可根據以滿足主要機型為主，計算飛機迅速滑出所需的跑道長度。

4 擬建民機試驗場的飛行區規劃

根據上節規劃原則設計民機試驗場，近期以國家“十二五”民用飛機的發展方向，滿足各類專項實驗，計算得出，一條4 000 m×100 m的專用試驗跑道，在試驗跑道一側計算出一條4 000 m×25 m的平行滑行道。根據近期發展，平行滑行道寬度按D，E類飛機為主，遠期發展為F類飛機。在跑道與滑行道之間規劃2條端聯絡道，2條中間垂直聯絡道和1條快速出口滑行道。端聯絡道按滿足F類飛機需要規劃，中間聯絡道按滿足D，F類飛機規劃，距主降方向跑道端某合適位置規劃快速出口。

5 結語

本文依據國家中長期航空工業發展規劃和飛行試驗“十二五”及中長期發展規劃，在分析民機試飛任務需求、現有能力以及現狀差距的基礎上，借鑒航空強國發展經驗，結合國內實際情況，提出了建設民機試驗場的規劃方案。民機試驗場的規劃設計，促進新型民用機型以及試飛能力的提升，滿足試驗綜合保障需求，滿足民用飛行器、發動機、機載系統、機場設備和空管設備試飛需求，與我國民用航空工業發展相適應。

綜上所述，本文結合民機試驗場規劃，通過理論分析和現場調研相結合的方式研究。機場規劃涉及面廣、需考慮的因素多,本文從規劃角度進行了初步的探討和思考,以合理確定機場規劃,滿足戰略和運輸的要求，實施具有可行性。

[1] 國際民航組織公約附件十四(2004版)[Z].

[2] CCAR-25，中國民用航空規章[S].

[3] MH 5001-2006，民用機場飛行區技術標準[S].

[4] MH 5023-2002，民用航空支線機場建設標準[S].

Discussion on civil aircraft test field area planning research

SU Xiao-wen SONG Xiao-xu WU Xiao-ping

(ChinaFlightTestInstitute,Xi’an710089,China)

Through analysis the design of civil aircraft test field special test runway, taxiway and apron etc.. Refining its differences with the operation of the airport. From the scientific, reasonable, the whole process of development point of view, put forward the development countermeasure of civil aircraft test field of plane layout, so as to realize the requirement of the development of test and transport.

airport， planning， runway test， special

1009-6825(2014)34-0030-02

2014-09-25

蘇曉雯(1983- )，女，工程師； 宋曉旭(1981- )，男，工程師； 吳曉萍(1982- )，女，工程師

V551

A