ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP MÔN HỌC: QUI HOẠCH CẢNG HÀNG KHÔNG – SÂN BAY

Mục lục
1. Đặc điểm kỹ thuật của máy bay dân dụng, ảnh hưởng của chúng tới đến công tác quy hoạch sân bay.35. 2
2. Các loại động cơ máy bay và ảnh hưởng của chúng đến công tác quy hoạch sân bay.60, 5
3.Xu hướng phát triển của máy bay và ảnh hưởng của chúng đến công tác quy hoạch sân bay. 7
4. Định nghĩa quá trình cất cánh theo phương pháp giải tích (nêu một cách ngắn gọn và tổng quát), chiều dài cất cánh phụ thuộc những yếu tố nào. 60. 9
5.Khái niệm dải bay, các bộ phận của dải bay. Các yêu cầu khi thiết kế đường cất hạ cánh.73. 12
6.Khái niệm đường lăn, chức năng của chúng. Các yêu cầu khi thiết kế đường lăn. Yêu cầu vận tốc máy bay khi đi từ đường cất hạ cánh về đường lăn. 108. 14
7.Khái niệm đường băng, các yêu cầu khi thiết kế đường băng về mặt hình học theo ICAO. 17
8.Tĩnh không sân bay, các bộ phân của tĩnh không sân bay (có vẽ hình chiếu đứng và các hình cắt) 25
I. PHẦN BÀI TẬP. 27
  

ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬPMÔN HỌC: QUI HOẠCH CẢNG HÀNG KHÔNG – SÂN BAY

I. PHẦN LÝ THUYẾT


1. Đặc điểm kỹ thuật của máy bay dân dụng, ảnh hưởng của chúng tới đến công tác quy hoạch sân bay.35 

1. Tầm bay:
Hiện nay trên thế giới có rất nhiều loại máy bay của các hãng sản xuất máy bay khác nhau. Nhìn chung có thể chia làm 3 loại theo cự ly bay:
          - Máy bay tầm xa: cự ly bay không cần tiếp dầu đến 15 000km.
          - Máy bay tầm trung: cự ly bay 3 000 – 8 000km.
          - Máy bay tầm ngắn: cự ly 500 – 1000 km.
2. Kích thước cơ bản của MB ảnh hưởng đến quy hoạch, thiết kế CHK - SB:
Sải cánh: Sải cánh và chiều dài thân máy bay ảnh hưởng đến kích thước của sân đỗ, đến cấu tạo hình học của các công trình đưa đón khách, quyết định chiều rộng của các đường băng, đường lăn và khoảng cách giữa các đường giao thông này, ảnh hưởng đến các bán kính rẽ trên các đường lăn.
Vệt bánh: ảnh hưởng đến việc xác định yếu tố hình học của hệ thống đường băng.
Chiều dài đường băng yêu cầu của máy bay ảnh hưởng đến phần lớn diện tích đất yêu cầu cho sân bay.
Chiều cao.
Khoảng cách giữa càng chính và càng mũi.
Bán kính quay (Rq): dùng để xác định vị trí của máy bay trên sân đỗ, trên đường lăn và đường nối. Thường có ba loại bán kính: bán kính đầu cánh, bán kính quay của bánh mũi, bán kính quay của đuôi. Bán kính quay nhỏ nhất ứng với góc lái bánh mũi nhỏ nhất (Rq là một hàm của góc lái bánh mũi). Góc lái bánh mũi lớn nhất do nhà sản xuất cung cấp, thường từ 60 - 80°.
3. Các thành phần tải trọng của máy bay:
Các nhà quy hoạch CHK và SB cần hiểu rõ các thành phần tải trọng của máy bay khi cất cánh và khi hạ cánh vì nó là các yếu tố chính khống chế chiều dài đường băng.

  •       Tải trọng hoạt động không tải
  •       Tải trọng khi kim đồng hồ nhiên liệu ở vị trí 0
  •       Tải trọng chất tải  
  •       Tải trọng chất tải lớn nhất theo cấu tạo
  •     Tải trọng chất tải lớn nhất hoặc sức chở lớn nhất
  •     Tải trọng cất cánh lớn nhất theo cấu tạo là trọng lượng lớn nhất theo cấu tạo khi cất cánh của máy bay,
  •     Tải trọng hạ cánh lớn nhất theo cấu là trọng lượng hạ cánh lớn nhất cho phép để đảm bảo càng MB vẫn nguyên vẹn.
[ads-post]

2. Các loại động cơ máy bay và ảnh hưởng của chúng đến công tác quy hoạch sân bay.60,

3. Các loại động cơ:
3.1. Động cơ piston:
Động cơ piston sử dụng cho tất cả các máy bay dẫn động cánh quạt được trang bị các động cơ tiêu thụ nhiên liệu cháy chuyển động theo hành trình. Nhìn chung hầu như các máy bay nhỏ đều được trang bị động cơ piston
3.2. Động cơ turbine khí (Gas turbine engine):
3.2.1. Động cơ turbine cánh quạt (Turbiprop):
Là các máy bay dẫn động cánh quạt được trang bị động cơ turbine. Nhìn chung chỉ có một số ít động cơ đôi (twin-engine) và một số ít các loại máy bay trước đây được trang bị động cơ theo kiểu này
3.2.2. Động cơ turbine phản lực (Turbojet):
Loại động cơ này không phụ thuộc vào các cánh quạt để tạo ra lực đẩy, mà là trực tiếp từ động cơ turbine. Các loại máy bay được trang bị động cơ phản lực đầu tiên như Comet 707 và DC-8, được trang bị loại động cơ này, nhưng sau đó bị loại bỏ do không được ưa chuộng bằng các loại động cơ turbine cánh quạt (turbofan) vì loại động cơ này không kinh tế bằng loại thứ hai.
Một động cơ turbine phản lực bao gồm một máy nén, buồng đốt, và turbine ở đuôi của động cơ.
3.2.3. Động cơ turbine phản lực cánh quạt (Turbofan):
Loại Về cơ bản thì động cơ turbine cánh quạt (turbofan) là một động cơ turbine phản lực (turbojet) được gắn thêm các phiến cánh lớn theo chu vi của một đường tròn hay còn được gọi là cánh quạt, vào phía trước hoặc phía sau của động cơ turbine phản lực (thường là ở phía trước).
Đây là loại động cơ được sử dụng phổ biến nhất hiện nay
Để khắc phục tiếng ồn của động cơ phản lực đến khu dân cư, hướng của đường băng không nên đi qua vị trí của thành phố. Trong điều kiện không tránh được thì cần dời sân bay ra cách thành phố 30 – 40km.

3.Xu hướng phát triển của máy bay và ảnh hưởng của chúng đến công tác quy hoạch sân bay. 47


Các xu thế phát triển của MB:
1. Xu thế tăng tốc độ:
 1 knots = 1,852km/h
Tốc độ của máy bay từ năm 1930 - nay thay đổi được cải tiến một cách vượt bậc
Từ máy bay sử dụng cánh quạt DC3 chỉ đạt vận tốc 297 km/h đến những máy bay chuyên dụng hiện nay sử dụng động cơ tua bin phản lực như boeing 747 đạt 965,4 km/h. Nổi bật nhất phải kể đến Concorde là máy bay chở khách siêu thanh thương mại thành công nhất từng hoạt động đạt tốc độ vượt âm thanh 2333 km/h.
2. Xu thế tăng tải trọng chất tải:
máy bay thiết kế có xu hướng tăng dần tải trọng
VD: DC3 đạt 2,4 tấn . Boeing 747-100 đạt 85 tấn
3. Xu thế tăng sải cánh:
: Có xu hướng tăng theo thời gian
4. Xu thế tăng kích thước:
5. Xu thế tiết kiệm và thay đổi nhiên liệu:
6. Xu thế giảm tiếng ồn:
Khắc phục: khối khí áp suất lớn sẽ trở nên yếu đi khi được trải ra trên một diện tích lớn à thay thế mũi nhọn của MB bằng một hình dạng tù hơn; thiết kế sao cho góc giữa các bề mặt không bị thay đổi quá đột ngột.
7. Xu thế sử dụng vật liệu tiến bộ:
8. Xu thế thay đổi cơ chế hoạt động, cấu trúc động cơ:
Động cơ turbine khí chưa hết tiềm năng à chưa thấy có xu hướng bỏ động cơ này à hoàn thiện và kết hợp với các loại động cơ khác.
Kết hợp tính chất của MB với tính chất của tên lửa à tăng tốc, giảm chiều dài đường CHC, phục vụ cho du lịch vũ trụ thương mại.
Để giảm bớt trọng lượng phóng và gia tốc ban đầu cũng như chi phí, NASA thử nghiệm một số loại MB – tên lửa phóng từ MB mẹ trên các tầng khí quyển cao nhất.

4. Định nghĩa quá trình cất cánh theo phương pháp giải tích (nêu một cách ngắn gọn và tổng quát), chiều dài cất cánh phụ thuộc những yếu tố nào. 60

a) Quá trình cất cánh:
Đối với MB cánh cố định, quá trình cất cánh là sự chuyển động có gia tốc từ khi bắt đầu chạy đà đến khi đạt tốc độ an toàn, gồm 2 giai đoạn:
- giai đoạn khởi động chạy đà: giai đoạn này rất cần thiết để tạo ra một lực nâng lên giúp MB tách ra khỏi mặt đất.
- giai đoạn tăng tốc lấy độ cao (đến 35ft) là chuyển động có gia tốc theo một mặt phẳng nghiêng mà ở cuối giai đoạn này MB đạt được vận tốc an toàn của chuyến bay.
 Vlof – the lift off speed
Lcđ – chiều dài khoảng chạy đà
LH – chiều dài tăng tốc với việc chọn độ cao
Lcc – chiều dài cất cánh
Chiều dài của bước chạy đà (L) : là khoảng cách từ vị trí xuất phát đến điểm rời đất mà ở đó MB đạt được vận tốc rời khỏi đường CHC. Đây là một trong những căn cứ chính để xác định kích thước cần thiết của đường CHC.
Chiều dài cất cánh(Lcc): là khoảng cách theo phương nằm ngang từ thời điểm khởi động lấy đà đến thời điểm đạt cao độ 35ft (~11m) mà ở đó MB đạt được vận tốc an toàn để lựa chọn độ cao tiếp theo.
Sơ đồ các lực tác dụng lên MB trong quá trình chạy đà.
Gia tốc trong quá trình chạy đà:
Chiều dài cất cánh phụ thuộc vào các yếu tố
Lực đẩy của động cơ (T): bắt đầu giai đoạn chạy đà lực này là lớn nhất, sau đó giảm dần theo sự gia tăng vận tốc:
Trọng lượng của MB (Q): có độ lớn không đổi và hướng thẳng xuống
Lực nâng (L): bắt đầu giai đoạn chạy đà L = 0; cuối giai đoạn chạy đà, khi MB tách khỏi mặt đất, L = Q          

Lực cản chính diện (D): tăng dần trong quá trình chạy đà, phụ thuộc vào góc tấn, vận tốc, chiều cao bay
 Phản lực mặt đất (N): bằng với trọng lượng MB khi bắt đầu chạy đà, còn khi vận tốc và lực nâng tăng lên thì lực này giảm đến 0 tại thời điểm MB rời đất
Lực ma sát của bánh hơi với mặt đường (F): phụ thuộc vào hệ số ma sát của bánh hơi với mặt đường và phản lực
Các dao động về nhiệt độ và áp suất không khí
             Gió: Ngược làm giảm độ dài của bước chạy khởi động, còn thuận xuôi chiều thì lại làm tăng lên

5.Khái niệm dải bay, các bộ phận của dải bay. Các yêu cầu khi thiết kế đường cất hạ cánh.73


Là phần SB được dùng để các MB cất cánh và hạ cánh, bao gồm đường cất hạ cánh (CHC), bảo hiểm đầu (BHĐ) và bảo hiểm biên (BHB).
Dải bay thông thường cần phải đảm bảo được việc thực hiện các thao tác cất và hạ cánh từ cả hai phía, hai hướng ngược chiều nhau.
Dải bay có hình chữ nhật, được bố trí song song với hướng gió chính của khu vực.
Số lượng dải bay thùy thuộc vào lưu lượng vận chuyển, vào khả năng thông hành của dải bay. Có thể có 1 hay nhiều dải bay, có dải bay chính, dải bay phụ tùy thuộc vị trí và chức năng của nó trong SB.
2.1.Đường cất hạ cánh (runway): là bộ phận sử dụng để MB cất, hạ cánh
2.2. Bảo hiểm đầu (BHĐ):
Là đoạn đã được chuẩn bị đặc biệt của dải bay, liền kề với điểm đầu của đường CHC, được dùng để đảm bảo an toàn khi có sự đẩy lăn ra của MB khỏi giới hạn quy định cho việc cất cánh bị gián đoạn hay hạ cánh.
BHĐ kéo dài về mỗi đầu của đường CHC từ 250 – 400m thùy thuộc cấp hạng SB.
2.3. Bảo hiểm biên (BHB):
Là bộ phận của dải bay, được nối liền với giới hạn của bảo hiểm đầu (BHĐ) và được dùng để đảm bảo an toàn trong trường hợp MB bị đẩy ra ngoài mép của đường CHC trong quá trình cất hạ cánh.
BHB được bố trí dọc theo mỗi bên của đường CHC với bề rộng 50 – 100m thùy thuộc cấp hạng SB.
Yêu cầu của đường CHC:
        Vậy việc bố trí đường CHC phải căn cứ vào hướng gió chính tại khu vực.
        Khi chọn vị trí đường CHC phải xét tới một loạt các nhân tố, đặc biệt là việc đảm bảo tĩnh không, điều kiện địa hình và tình hình địa chất.
        Để hạn chế tiếng ồn, hướng của đường CHC không nên đi qua vị trí của thành phố. Cần XD SB cách thành phố 30 – 40km.
        Đường CHC có mặt đường vững chắc, có khả năng tiếp nhận tốt tải trọng của MB trong thời gian khai thác theo quy định.
        Vị trí đường CHC phải hợp lý về mặt địa hình tạo điều kiện thoát nước, làm khô đất khu bay và giảm khối lượng đào đắp. Hai bên đường CHC phải bố trí hệ thống thoát nước, để nước ra khỏi khu bay.
        Mặt cắt dọc của đường CHC phải đảm bảo tầm nhìn và độ bằng phẳng theo yêu cầu, những chỗ đổi dốc phải bố trí đường cong đứng.
Các lưu ý khi thiết kế đường CHC:
        Cung cấp đủ sự phân cách giữa MB trong mô hình giao thông.
        Giảm đến mức tối thiểu sự nhiễu loạn và chờ đợi trong các hoạt động hạ cánh, lăn và cất cánh.
        Tạo được các cự ly ngắn nhất có thể từ khu vực nhà ga đến các đầu mút của các đường CHC.
        Tạo được các đường lăn thích hợp để MB hạ cánh có thể thoát khỏi các đường CHC nhanh nhất có thể và theo các hành trình ngắn nhất đến khu vực nhà ga.

6.Khái niệm đường lăn, chức năng của chúng. Các yêu cầu khi thiết kế đường lăn. Yêu cầu vận tốc máy bay khi đi từ đường cất hạ cánh về đường lăn. 108

4. Đường lăn (taxiway):
Là đường nối từ đường CHC tới các bộ phận khác trên SB.
Chức năng chính của các đường lăn là cung cấp các lối ra vào liên hệ giữa các đường CHC với khu vực nhà ga và các khu vực phục vụ KT.
Số lượng đường lăn được xác định trên cơ sở đảm bảo sự chuyển động của MB có tính đến mật độ CHC.
4.1. Đường lăn chính (main taxiway):
Để vận hành MB ra đường CHC hoặc để MB vận hành từ đường CHC về sân ga sau khi hạ cánh.
4.2. Đường lăn tắt (exit taxiway):
Được bố trí để rút ngắn hành trình lăn của các MB tầm ngắn trên SB, để MB hạ cánh có thể rời khỏi các đường CHC nhanh nhất, giải phóng đường CHC cho các MB khác sử dụng. Thường được bố trí ở các SB có mật độ bay lớn. Đường lăn tắt nối đường CHC với đường lăn chính hoặc nối trực tiếp đường CHC với sân ga.
Với các đường lăn tắt được bố trí vuông góc với các đường CHC, MB sau khi hãm lại đến vận tốc rất thấp mới có thể rẽ khỏi đường CHC an toàn.
Một đường lăn tắt với yếu tố hình học được thiết kế cho phép tốc độ rẽ cao hơn sẽ làm giảm thời gian MB hạ cánh chiếm dụng đường CHC à đường lăn tắt cao tốc.
4.3. Đường lăn phụ (secondary taxiway):
Là đường lăn bao quanh hoặc đi qua sân đỗ để cho MB vận hành từ sân ga đến sân đỗ hoặc trạm tiếp xăng dầu. Chiều dài của đường lăn này tương đối ngắn.

Các lưu ý khi thiết kế đường lăn:               
ü Đảm bảo MB cùng các phương tiện vận tải, cơ giới khác di chuyển nhanh chóng và an toàn;
ü Đảm bảo hành trình di chuyển của MB là chuyển động thẳng. Trong trường hợp thay đổi hướng đường lăn, bán kính quay phải đảm bảo an toàn cho MB với tốc độ quy định, số lượng điểm đổi hướng phải nhỏ nhất.
ü Đảm bảo khoảng cách nhỏ nhất giữa các bộ phận của SB và tận dụng tối đa các khu vực SB.
ü Khi bố trí đường lăn cần tránh giao cắt giữa chuyển động của MB với các MB và phương tiện giao thông khác và tránh cắt qua khu vực làm việc của hệ thống đài chỉ huy bay.
ü Mặt đường nhân tạo của đường lăn về cường độ phải bằng với 2 đầu đường CHC (nhóm A)    
ü Tại những SB có mật độ CHC cao, để các hoạt động lăn có thể diễn ra đồng thời trên cả hai hướng, nên bố trí các đường lăn đối xứng một chiều.
ü Dọc hai bên đường lăn cần bố trí đèn báo hiệu, chỉ dẫn đảm bảo an toàn cho chuyển động của MB trên đường lăn.
v Các yêu cầu chung đối với việc thiết kế đường lăn:
Hệ thống đường lăn được thiết kế với chiều rộng chỉ cho 1 MB di chuyển trên đó, không cho phép trường hợp MB tránh nhau hay đi vòng qua nhau trên đường lăn. Khi thiết kế hệ thống đường lăn cần xét đến các yêu cầu sau:
1.1. Yêu cầu về tốc độ:
Vận tốc khai thác lớn nhất của MB trên đường lăn chính và lăn tắt vào khoảng 30 – 50km/h, trên đường lăn phụ - 10 – 20km/h. Khi gia tăng tần suất hoạt động của MB đòi hỏi tốc độ di chuyển của MB trên đường lăn cũng phải tăng lên. Tuy nhiên để đảm bảo an toàn và tiện nghi cho HK trên MB tốc độ không tăng quá 100km/h (tại vị trí chuyển từ đường CHC sang đường lăn tắt cao tốc);
1.2. Yêu cầu về độ thẳng:
Hành trình di chuyển của MB phải được đảm bảo là chuyển động thẳng, khi đổi hướng hành trình thì bán kính quay phải đảm bảo an toàn cho MB với tốc độ xác định.
Số lượng các điểm đổi hướng phải nhỏ nhất có thể vì tại những vị trí này MB phải giảm tốc độ, làm suy giảm tốc độ chung của cả hành trình trên đường lăn.
Ví dụ, khi có từ 3-4 chỗ đổi hướng với góc 90° thì vận tốc của MB trên đường lăn giảm đi 25 – 30%.
1.3. Yêu cầu xây dựng đường lăn tắt:
Đường lăn tắt được xem xét xây dựng khi tần suất CHC của MB >15 chuyến/h.
Trong đó:
Tần suất CHC < 25 chuyến/h à đường lăn tắt vuông góc
Tần suất CHC ≥ 25 chuyến CHC/h à đường lăn tắt cao tốc cho phép MB di chuyển ra đường lăn với tốc độ 80 – 100km/h.
1.4. Yêu cầu về cường độ:
Mặt đường nhân tạo của đường lăn về cường độ phải bằng với cường độ 2 đầu đường CHC (nhóm A).
1.5. Yêu cầu về sự kết nối:
Đảm bảo khoảng cách ngắn nhất giữa các bộ phận của SB và sử dụng được tối đa các vùng trên SB;
1.6. Yêu cầu về tín hiệu:
Phải đảm bảo đầy đủ sơn kẻ tín hiệu và hệ thống đèn chiếu sáng, tín hiệu.
Đường lăn cần được thiết kế sao cho khi vị trí buồng lái của MB nằm phía trên vạch sơn tim đường lăn thì bánh ngoài của càng chính phải nằm cách mép đường lăn một khoảng ≥ giá trị trong bảng bên dưới.

CÁC BẠN CÓ THỂ TẢI VỀ TẠI ĐÂY