如何计算小型飞机跑道长度
对任何机场来说,跑道长度是其设计与评估的核心要素。美国联邦航空局咨询通告AC 150/5325-4B《用于机场设计的跑道长度要求》第二章给出了最大起飞重量小于12500磅(5670公斤)小型飞机跑道长度的计算方法,本文介绍的小型飞机跑道长度分析工具则在此基础上进行了细化与深化。
概述
与规范相比,小型飞机跑道长度分析工具(下称SARLAT工具)是一种增强型跑道长度设计方法。它可以帮助机场规划师和设计师,利用具体飞机的性能信息、在各种设计条件下分析新建跑道长度需求。同时,还可分析现有机场跑道对具体机型运行的限制条件。
SARLAT工具基于飞机制造商发布的飞行员操作手册、飞机飞行手册和飞行计划指南,包含42种小型飞机起降性能的详细数据。其分析范围较为全面:环境温度从4℃~40℃,海拔从海平面至9000英尺,风速范围从5级顺风到10级逆风,跑道坡度从0到2度(不含负坡度跑道,因其比正坡度要求低)。
因此,专业人士认为SARLAT工具输出的跑道长度更为可信。对比结果表明,规范低估了海拔4000英尺以下的跑道长度需求,高估了海拔4000英尺以上的跑道长度需求。
设计案例
美国东南部某农场社区计划新建1个机场,跑道为铺装面层。确定了预期的机队组合,设计机型为比奇55 Baron。其他关键数据包括:海拔1450英尺,最热月份的日均最高温度为29℃,风力条件为无风,预期跑道坡度为0.9%。
SARLAT工具针对机队内的所有机型,按照干燥跑道起飞、干燥跑道着陆、潮湿跑道起飞与潮湿跑道着陆等条件给出了跑道长度需求。结果表明,塞斯纳560 XL和塞斯纳Citation Jet1干燥跑道起飞分别需要4577英尺和4704英尺,而设计机型比奇55 Baron需要4410英尺。但在20年规划期内,上述塞斯纳两型飞机年度飞行架次均少于500。在这种情况下,跑道设计长度取整为4,500英尺是合适的。
校核案例
美国西南部高山上的某机场,主要为一个小城市社区提供通航服务,但附近的住宅开发和陡峭地形限制了跑道延长的可能性。鉴于这一现实,机场管理部门希望了解目前运行的飞机受跑道长度影响的情况。现有跑道数据:海拔7150英尺,最热月份的日均最高温度为27℃,风力条件为无风,跑道坡度为1.5%。根据机场实际运行情况,确定了机队组合情况。
SARLAT工具分析表明,虽然大多数活塞和涡桨发动机飞机可在有效载荷基本不受限制的情况下运行,但在最热月份的日均最高温度下,喷气机的有效载荷严重受限。但是在温度较低的其他月份,相关喷气机的有效载荷可达80%。因此,机场管理者可根据气温条件合理安排飞行,适时对某些机型做出限制。