飛機場工程，規劃、設計和建造飛機場（習稱機場，在國際上稱航空港）各項設施的統稱。
基本介紹
- 中文名：飛機場工程
- 出處：中國大百科全書
為了保證飛機在飛機場的起飛、著陸和各種活動，飛機場內及其附近設有跑道、滑行道、停機坪、旅客航站、塔台、飛機庫等工程，以及無線電、雷達等多種設施。（見彩圖）簡史 20世紀20年代初，開始了以飛機作為交通工具的新型運輸方式，同時有了供飛機起降和地面活動的固定場所──飛機場。當時，飛機小，重量輕，速度慢，載量少，對地面設施要求不高。因而初期的飛機場，如1922年瑞士修建的日內瓦寬特蘭飛機場，只包括20公頃草地，一棟小管理房屋，兩個木結構機庫和一台原始的無線電設備。30年代中期，比較成熟的運輸飛機，如美國的DC-3和德國的JU-52等型飛機問世，飛機的重量、速度、載量均雄迎腿有增加，技術也有提高，開始要求飛機場建造有道面的固定跑道。隨之無線電技術也逐漸引用。第二次世界大戰以後，隨著科學技術的進步和經濟的發展，特別是50年代末噴氣運輸機和70年代初寬體運輸機的相繼問世，為航空運輸的迅速發展創造了條件。同時也促使保證飛行安全、提高飛行效率設施和技術管理措施的發展；反過來它們的發展又加快了航空運輸業務的前進步伐。許多國家在經濟發展過程中，都以較大的投資發展自己的民用航空事業，航空運輸發展速度驚人。航空旅客周轉量的增長率，除少數年份由於燃油價格飛漲和世界性經濟衰退影響外，其他年份平均達9％。航空運輸在各種運輸方式中所占的比重增長很快。例如，從1950～1978年，美國航空旅客周轉量在鐵路、內河水運、公路和國內航空四種運輸方式中所占比重從2.0％上升到12.9％；蘇聯在鐵路、內河和海運、公路、國際航空這四種方式中所占比重從1.2％上升到16.6％。航空運輸已是許多國家的重要運輸方式之一。較之民航事業初期，半個多世紀以來，飛機、航空技術、航行設施和運輸管理水平得到很大發展。諸如：①飛機性能。發動機從活塞式發展到目前套用得比較普遍的噴氣式；飛行速度從每小時200公里達到900公里以上；起飛全重從10餘噸達到超過350噸；載客量從20～30人達到500人；和棵坑犁運載能力從每小時560噸·公里達到61600噸·公里；最大航程從2400公里達到11000公里。②飛行方式。從日間依靠目視飛行發展到夜間和低於目視氣祖符勸辨象條件下的儀表飛行。③空中交通管制。從以程式管制的方法發展到以雷達管制的方法。④飛行領航。從判讀地圖、使用推測計算和簡單的地標領航，發展到各種無線電航線導航和飛機場區著陸引導設施。⑤航空通訊。從以人工電報為主，發展到電報、電話、電傳驗立懂打字、傳真、電視、數據傳輸，利用有線、無線、衛星通訊等多樣方式和線路。⑥航空氣象。從常規的氣象觀測及氣象預報，發展成為氣象學套用的一個專門分支，在各飛機場建立各種服務設施，為航空專業氣象預報服務。⑦經營管理。航空運輸經營管理水平不斷提高，要求不斷更新技術設施和改進管理手段。飛機、航空技術和航空運輸的這些發展，使得對保證飛機在飛機場的起飛、著陸和地面活動所需的各項地面設施的要求不斷增多，飛機場規模一再增大，技術日趨複雜。20世紀80年代，世界上一些大型的現代化國際飛機場，占付采諒地在1500公頃以上，主跑道長度達4000米，旅客航站面積超過20萬米2，年起降飛機超過20萬架次，年旅客流量接近甚至超過4500萬人次，年貨運量達60萬噸，機場工作人員達5萬人。一項現代化的飛機場工程，已成為包含龐大的土木建築工程和複雜的科學技術設施的綜合性建設項目。飛機場規劃 根據飛機場在整個飛機場網中詢項所處的地理位置和它的航空業務量以及場址技術條件，做出飛機場分期和最終發展的構想。由於跑道的方位、縱橫坡度及飛機場淨空勸估擔要求，特別是跑道兩端的淨空限制均有較嚴格的規定。所以，每個飛機場的總體規劃，首先是從飛行區跑道的規劃開始，就若干比較方案進行研究，分析效益和投資間的關係，選取合理可行的最優方案。飛機場規劃不僅要研究飛機場本身的各項設施和要求，如飛機場布局，各項通訊導航設施的布置，航站區規劃，飛機供油設施，飛機維修設施以及其他各項工程的布置等，還必須周密考慮飛機場周圍的環境因素。飛機場環境 淨空要求和飛機噪聲影響是飛機場建設中的兩個重要問題。飛機場淨空要求是保證飛機到達或飛離飛機場時各種空中活動的安全所必需的，按不同飛機類別和飛行進近程式的跑道分別作出規定（見飛機場附近障礙物限制）。自從出現噴氣式飛機後，飛機場附近公眾對飛機噪聲的抱怨急劇增加，除改進飛機發動機設計和在飛行進近程式上採取可能的避繞措施外，減少飛機噪聲影響的有效途徑是對飛機場鄰近地區，按預計的可以接受的噪聲強度，分區做出土地使用規劃。飛機場選址 選擇新飛機場場址的主要條件可分兩大類。一類和其他工程建設相同或相似，即：①地勢比較平緩，不致土石方量過大；②工程地質、水文地質條件適宜於進行工程建設；③場地開闊，能夠布置飛機場各項設施，並留有一定的發展餘地；④不占大量農田、少遷村舍，使農田水利方面招致的困難減至最少；⑤交通方便，最好和鐵路車站相距不過遠；⑥電源、水源方便等。另一類則是飛機場建設的一些特殊性要求，主要包括：①跑道方位應儘可能符合或接近經常風和大風方向，以滿足風力負荷要求；②淨空良好，飛機場附近的地形、地物能夠滿足或基本滿足飛機場淨空要求，特別是跑道兩端的要求；③飛機起落航線避免經過禁區或居民稠密區上空；④場址和鄰近的飛機場在起落航線和空域方面沒有衝突，或不發生嚴重矛盾；⑤場址與所服務的城市或地區間的地面距離恰當，目前認為以地面交通時間不超過30分鐘比較適宜，如過近會使飛機噪聲和飛機場淨空限制影響城市生活和建設，但過遠會使旅客來往不便；⑥場址應和石油化工企業、發電廠、鐵路樞紐、廣播電台、電視台或其他大型工礦及超高壓架空線路保持一定距離，以免相互干擾。選擇飛機場場址時，不一定所有條件均能符合；因此，需要分析輕重利弊，有取有舍，儘可能地選取最佳方案。工程內容 飛行區 飛機場工程的基本項目，包括跑道、升降帶、滑行道、停機坪及相應的各種標誌、燈光助航設施和排水系統等。其中跑道為最關鍵項目。在大型飛機場，飛行區工程的作業面積至少有150～200公頃，甚至超過1000公頃。所需砂石材料，少的也有30萬噸，多的在200萬噸以上。飛機場道面對強度、平整度、粗糙度、土基和基層的強度、密實性方面均有嚴格的要求。這是為了滿足飛機重量大、輪胎壓力高、滑跑速度大、密閉的飛機艙不允許因道面不平產生過大的顛簸、飛機著陸時對道面的衝擊力及防止雨天積水發生飛機飄滑危險等的各種需要。在中國飛機場道面，迄今以剛性道面為主；但在世界各地，大量飛機場採用了柔性道面，其數量較之剛性道面，堪稱不分上下（見飛機場道面）。航站區 旅客航站（習稱航站樓）是航站區最主要的建築物，是該飛機場旅客接觸最多的部分，是地面交通和航空運輸的銜接處。按其作用分三個部分：①聯接地面交通的設施。進場道路、停車場（或停車樓）、上下汽車的車道邊及公共汽車站、專線鐵路站台等（見飛機場航站區）。②辦理各種手續的設施。旅客辦票、安排座位、託運行李的櫃檯；安全檢查；行李提取設施及各種服務設施；（國際航線的）海關、動植物檢疫、衛生檢疫、邊防（或稱移民）檢查的櫃檯。③聯接飛行的設施。靠近飛機機位集合旅客便於迅速登機的門位候機室或其他場所；視旅客登機方式而異的各種運送、登機設施，中轉旅客辦理手續、休息候機及活動場所。此外，旅客航站內還要設定航空公司營運和飛機場管理部門必要的辦公室以及設備、設施用房。旅客航站是旅客接觸飛機場的第一座建築物，在一定的意義上，可說是這個城市的“大門”；在國際旅客航站，它還是這個國家或地區的“大門”。旅客航站需要體現所在城市或地區的風貌和精神以及一定程度的美觀要求，又是一座功能性極強的交通建築物，設計布局為旅客及其行李的流程所決定。在大型飛機場，規劃專門的地段，設定貨物航站及貨運停機坪，用以處理大量的航空運輸貨物和郵件。飛機場管制塔台簡稱塔台，是飛機場航站區的重要建築物，是飛機場管理、控制各項飛行業務的中心，負責對將要起飛的飛機發給許可飛行的指令，提供關於航路和有關飛機場的氣象、飛行和航行情報，指揮、引導前來飛機場的飛機進行著陸以及管制飛機在飛機場上的活動。塔台是對飛機場上和直到距飛機場大約10公里緊鄰的空域內的飛機飛行業務進行監督、引導和監視的設施。為此塔台要求有良好的視野，要讓塔台管制員既能清晰地瞭望飛機場四周上空，特別是跑道兩端飛機起飛或降落的進近地區，又能清楚地看到全部飛行區地面，包括整條跑道，在滑行中的飛機以及在客、貨機坪機位上停靠並正在裝卸客貨的飛機。塔台有時建成為一座單獨的建築物，但也可與旅客航站或終端空中交通管制機構合建，它常是飛機場上最高的建築。飛機場消防、救援中心、氣象站、氣象觀測場也是飛機場的必要建築。有時，並設有氣象雷達。航站區建築，還包括飛機場旅館、飛機場行政管理機構、車庫、倉庫、航空食品車間、各項公用設施（水、電、電話、污水、空調、採暖、煤氣等的建築物和構築物）以及公共汽車站、出租汽車站等。它們各自的規模大小當視各飛機場的具體需要而定。空中交通管制 飛機的空中交通，按目視飛行規則(VFR)和儀表飛行規則(IFR)兩種基本類型進行。在目視飛行規則情況下，允許飛機按“看見和被看見”(即駕駛員能看見在鄰近飛行的飛機、地面的地貌地物、飛機場和它的目視助航設施，同時，這架飛機也能被鄰近飛行飛機的駕駛員與飛機場塔台管制員看見)的原則飛行，只有很少的空中交通管制。在儀表飛行規則情況下，才實施絕對的空中交通管制。這時，要求飛機按指定的航路和高度以及保持和別的飛機間的最小安全間隔進行飛行。隨著飛機速度和空域中交通密度的增大，為減免空中碰撞危險，愈來愈傾向於採用絕對的空中交通管制。特別在高速飛機飛行比較頻繁的某些空域，不管天氣條件如何，均要求按儀表飛行規則飛行。空中交通管制按管轄範圍劃分為三部分：航路、終端和飛機場。80年代，空中交通管制用的設備，主要是話音通訊和雷達。管制時，在雷達顯示器上監視飛機間的間隔並藉助於話音通訊給駕駛員發指令。通訊導航設施 引導飛機航行的地面無線電台站，按作用分為兩類：一類用於航路途中，一類用於飛機場引導飛機著陸。用於航路途中的主要設備有：中波導航台，甚高頻全向信標，測距儀，全向信標/測距儀，塔康（超高頻導航設備），伏爾塔康(在同一位置的伏爾和塔康)，“羅蘭-A”(遠程導航系統-A)，都卜勒導航系統，慣性導航系統，以及航路監視雷達(或稱遠程雷達)等。用於飛機場的導航設備主要有：遠、近歸航台，精密儀表著陸系統(由航向台，下滑台以及外、中、內指點標組成)，微波儀表著陸系統，飛機場監視雷達（或稱近程雷達），精密進近雷達（或稱著陸雷達），飛機場場面雷達等。飛機場通訊設施的任務：①指揮、監視飛機的陸空通訊，主要為無線電話音通訊；②在民航內外各部門間傳遞飛行、航行、氣象、運輸業務等各項情報的平面通訊和指揮通訊。飛機場通訊設施主要包括：發訊台，收訊台，中心收發室，塔台內的通訊設備以及飛機場電話站等（見飛機場通訊導航設施）。通訊導航設施的工程特點之一，是各台站地點的分散性。引導飛機著陸的各台需要分別設定在跑道中線延長線的一定地點或者在跑道側邊的某些地點。發訊台和收訊台或中心收發室相隔一定的距離。每個無線電台和雷達站對躲避周圍的電氣干擾、廣播電台干擾或者別的無線電設施的干擾各有不同的要求。它們遍布在飛機場內外各點，甚至遠離飛機場多達10公里處，而建築面積，小的僅為幾十平方米。一些遠離機場的台站，工程不大，為了解決它的電源、電話、遙控線路，甚至道路、水源等，有時卻帶來相當大的困難。目視助航設施 包括燈光，標誌和標記牌。其功能：①在飛機進近著陸中所需的地-空目視指示；②在飛機起飛時的目視要求；③飛機滑行或去機坪停放的目視引導。因此不論天氣好或壞，在白晝或夜間，飛機駕駛員都需要有目視助航設施（見飛機場目視助航設施）。此外，為了減少對飛機的危害，對需要指明的障礙物加以油漆標誌和燈光照明，對某些特殊地段用標誌物或標誌指明。飛機供油設施 為飛機添加航空燃油是每個飛機場都要進行的工作。飛機場需要獨立的儲油油庫區。飛機在機坪上加油一般有三種辦法：加油車、加油井系統、加油栓系統。在小型和不少較大的飛機場，主要使用加油車加油；有的飛機場，加油栓系統和加油車同時工作，但在需要大量燃油的大中型飛機場，正轉入以加油栓系統加油為主（見飛機場供油設施）。機坪加油井系統和加油栓系統均需要從儲油庫區到機坪敷設輸油管線等設施，並且機坪上的井或栓以及機坪下的管線都要求能承受飛機荷載。飛機維修區 多數飛機場，只對飛機進行航線維修工作，即飛機在過站、過夜或飛行前進行例行檢查、保養和排除簡單的故障。在飛機場內劃出一處專門的飛機維修區，包括維修用的停機坪，裝備若干工具機和工具的機務工作間，以及配置必要的交、直流電，壓縮空氣，水或蒸汽等設施。有時也設有飛機庫，以提高飛機維修質量，減少酷暑、嚴寒、多雨或風沙等不良氣候影響。對飛機、發動機、設備或附屬檔案等的修理或翻修工作，則僅在少數飛機場專門設定的飛機修理基地進行。基地內除有飛機庫、停機坪外，還有一整套配有各種工具機、工具、測試儀表的工作車間。展望 航空運輸早期，飛機場往往建在城市附近，這和當時的飛機條件和技術要求是相適應的。但在城市發展的同時，航空運輸也以更快的速度發展，不但飛機場數目大量增加，而且飛機場的規模不斷擴大，技術設施日趨精密複雜。其結果是無論新建飛機場選址，或者舊飛機場改造、擴建，飛機場建設和工農業其他建設間，出現相互干擾或相互排斥的局面，特別是在建設用地、淨空限制、噪聲影響和電氣、電子干擾等方面。為一些大中城市服務的飛機場建設，有時發生難以解決的矛盾，使當地航空運輸業務和城市建設發展長期受到限制。這已不乏先例。鑒於航空運輸區別於其他運輸方式的最大優勢是速度，是節省時間，上述矛盾當不能僅以飛機場遷至遠離市區的辦法去解決。因為如果飛機場距市區過遠，來往花費的地面交通時間過多，以致抵消了空中的時間節約，也就失去了航空運輸的優勢，這在短程、中程航程上更為顯著。這個問題已經日漸引起有關各方面的重視。比如，將飛機場的選址、布局和各項技術要求，納入城市總體規劃工作中。飛機製造部門研製生產的新型運輸飛機，在加強飛機的安全性能、減少燃油消耗、增加運載能力的同時，要提高起降能力，減少或至少不再增長起飛滑跑距離，降低噪聲等級，減輕大氣污染等。來往飛機場的地面交通工具，則向高速公路、高速有軌車等大容量快速交通的方向發展。計算機技術的驚人進展，在飛機研製和設計，飛行穩定性控制，空中交通管制自動化，航行管理，氣象服務，導航，通訊，燃油管理，旅客機票處理，行李交運處理甚至建築物設備管理等各方面日益發揮作用，甚至居支配性地位。飛機場還必須不斷提高接運大量旅客的能力，儘量減少他們在地面花費的時間，從而能與航空旅行節約時間的優點相適應。這就要不斷改進飛行指揮技術設施，縮短兩架飛機間起降的間隔時間，提高跑道吞吐能力；要進一步研究各種登機方式，研究接運旅客及其行李的不同方案構想，改進各種技術業務設施，使旅客在旅客航站辦理機票、行李和接受各種檢查的手續更便捷，候機的時間更短；要研究改進地面交通的方式和布局，為往來市區創造更方便的條件。此外，也要研究改進飛機加油和機坪服務設施的可能性，以縮短飛機在站坪機位的停靠時間。最後，與飛機性能和飛行技術水平的提高相配合，飛行區的技術要求、基本尺寸、目視助航設備等將不斷改進。為了充分發揮每一種運輸方式各自的優勢，謀取最佳經濟效益，今後有可能研究、試驗航空和鐵路、公路以及水運等綜合的若干新型運輸方式，這將給飛機場工程提出新課題。參考書目 R.Horonjeff，F.X.McKelvey，PlanninɡandDesiɡnofAirports，3rded.，McGraw-Hill，NewYork，1985.
