機場助航燈光系統演示模型的制作意義與實踐

李龍海　馮漢卿　楊皓琪　吳師晗　董豐碩　張立濤

摘要：機場燈光系統是一個復雜的系統工程，要求和種類繁多，如果沒有直觀的認識，很難使學生全面地掌握各種燈光的分布，如果以圖片的形式，則會造成同學們的片面認識，效果依舊不理想，因此一個精致的、便于老師上課講解的模型是非常有必要的，我們的項目也是出于輔助教學的目的而實施的。

關鍵詞：教學用具；機場助航燈光系統；模型制作；實踐能力；專業素質

一、本模型對于教學的意義

本模型的全稱是機場飛行區目視助航設施演示系統，主要包括機場跑道、滑行道上的各種燈光，而對于任何一所民航類院校，這些燈光正是老師要教授給同學們的，然而由于這些燈處于飛行區，又比較細小，分布廣，不像航站樓等設施可以輕易接觸到，所以在學習時同學們首先有一種陌生感，隨著學習的深入，燈的種類繁多又給人一種云里霧里的感覺。這些同學們學習時遇到的問題無論是語言描述還是圖片展示，效果都不太好，如果有一個模型，那么這些問題就迎刃而解了。因為模型設計與制作是非常重要的一個表現方法，無論作方案還是作分析，它比圖紙更真實地反映建筑。通過它，我們可以看到原本想不清楚的或沒想到的東西，尤其對于復雜的建筑工程更為如此。飛行區的目視助航設施正符合此特點。

從同學們的認知方面考慮，模型的運用很好地和之前僅有的文字教授形成互補，有了模型之后同學們接觸到的不僅僅是枯燥的文字說明，同時在看到模型之后再去看書，就會覺得模型上的燈的位置和顏色是有依據的，更能加深同學們的印象。甚至可以采取同學們先接觸模型，然后看書自學，最后再由老師講解的方式，相信在幫助同學們學習相關知識的同時還能激發同學們的學習興趣。

二、機場助航燈光系統介紹

機場助航燈光是在飛機晚上航行和跑道能見度低時，向駕駛員提供視覺引導的工程設施。 助航燈光系統作為民航機場航空器進近目視系統是機場保障正常運行的重要環節之一。由進近燈光系統、目視進近坡度指示系統、跑道燈光系統、滑行道燈光系統和其他燈光系統組成，本文主要介紹進近燈光系統、目視進近坡度指示系統與跑道燈光系統。

進近燈光系統：進近燈是安裝在跑道的進近端，是從跑道向外延伸的一系列橫排燈、閃光燈。使飛機于夜間或是能見度低的情況下降落時，提供跑道入口位置和方向的醒目的目視參考。進近中線燈5個燈中央的一個燈正好位于中線的延長線上，從中心線的延長線900米處至300米處，它們組成一排有順序閃燈線，每秒鐘閃動2次。從飛機上向下看，這組燈光由遠處頻閃過來，直指跑道端。由于它看起來像一團白色毛球飛快地向跑道入口奔跑，因此被昵稱為“兔子”（rabbit）。

目視進近坡度指示系統：目視進近坡度指示器是一組設于跑道旁，向飛行員用作顯示飛機進近下滑角度是否適合的燈號。燈號于不同角度或者距離觀看，就可以看到紅色或白色的顏色。如果飛行員的進近角度是正確的話，頭組燈號是白色，后組燈號就是紅。如果兩組燈號為白色，就表飛機進近時角度過高；如果兩組燈號均為紅色，就代表飛機高度過低。

跑道燈光系統：跑道燈光系統由跑道識別燈、跑道入口燈、接地帶燈、跑道末端燈、跑道中線燈和跑道邊線燈組成。跑道識別燈的設置是為了幫助飛行員避開危險地形，沿某一特定進近航道提供目視引導，由若干燈組組成，相鄰燈組間的間隔應不超過約1600米；跑道入口燈使得跑道入口更加明顯，對稱地設在跑道中線兩側，與跑道入口在同一直線上，為每分鐘閃光60120次的白色閃光燈；接地帶燈從跑道入口開始縱向延伸900米，以許多對稱于跑道中線的短排燈組成，兩對短排燈之間的縱向距離必須為30米或60米；跑道末端燈設在一條垂直于跑道軸線的直線上，距跑道端距離不得大于3米；跑道中線燈沿跑道中線設置，自入口至距離跑道末端900m的范圍內為白色，從距離跑道末端900m處開始至距離跑道末端300m的范圍內為紅色與白色相間，從距離跑道末端300m開始至跑道末端為紅色。跑道邊燈沿跑道全長在與跑道中線等距的兩條平行線上設置，必須成行地以均勻間隔布置。

三、模型設計與制作包含的內容

（1）遇到的問題。首先，一個模型制作成功與否的標志是是否逼真，那么各部分間的比例應該不能變，但是機場尤其是跑道如果按此標準，是無法制作的。因為跑道的長度與寬度的比值太大，如果保持真實的長寬比，造成的結果就是要么跑道太長，不符合模型精致的特點；要么跑道寬度太窄，最后造成燈無法安置。因此我們為了保證燈的效果明顯這一主要目的，將跑道的長和寬采用不同的比例尺進行縮放，長寬的比值與真實比值相差盡可能小。

（2）模型制作的內容。團隊建立了一個單跑道二類目視助航燈光系統演示模型，以沙盤模擬的形式建立一個飛行區演示平臺，在平臺相應位置設置助航燈光、地面標志、指示牌等相關指示物，并利用電控制使其展現出立體演示效果。

（3）模型制作的材料、元件及制作方法。a.平面圖紙設計：以海口美蘭國際機場為原型，利用CAD軟件繪制出飛行區平面圖，包括3000m×60m單條跑道，3000m×30m單條平行滑行道以及聯絡滑行道，比例為1：300。b.跑道及滑行道：考慮到材料的強度以及后續加工的方便性，我們最終確定使用PVC發泡板作為跑滑系統的制作材料。根據1：300的比例，切割出1m×0.2m的條狀板作為跑道，1m×0.1m的條狀板作為滑行道，并涂以深灰色噴漆，模擬出混凝土質感。待油漆風干，在其上繪制跑道號碼標志、跑道中線標志、跑道入口標志、瞄準點標志、接地帶標志等一系列道面標志。c.燈光布局：采用具有定制顏色的LED燈帶，按照標準規定間距，依據跑道比例，粘貼到跑道面板上。并通過USB控制器和開關，實現燈光的可控性。d.配景建筑航站樓：航站樓是一個機場的標志性建筑，是提供飛機乘客轉換陸上交通與空中交通的設施。我們以有機玻璃作為航站樓的制作材料，用激光切割出特定形狀的有機玻璃平面，組裝成航站樓。

參考文獻：

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