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.
Các loại động cơ máy bay và ảnh hưởng của chúng đến công tác quy hoạch sân
bay.60,
3.Xu
hướng phát triển của máy bay và ảnh hưởng của chúng đến công tác quy hoạch sân
bay.
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
5.Khái
niệm dải bay, các bộ phận của dải bay. Các yêu cầu khi thiết kế đường cất hạ
cánh.73
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
7.Khái
niệm đường băng, các yêu cầu khi thiết kế đường băng về mặt hình học theo ICAO.
8.Tĩnh
không sân bay, các bộ phân của tĩnh không sân bay (có vẽ hình chiếu đứng và các
hình cắt)
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 (Lcđ) : 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.
