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浅析高原通用机场建设和运行的特点

来源:遥感 时间:2023/3/23

来源:飞行邦作者:金建国

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我国国土三分之一的面积位于高原地区,特别是青藏、云贵高原和川西北多是米以上的高山峡谷,根据年《国务院办公厅关于促进通用航空产业发展的指导意见》,到年全国要建成个通用机场,最终发展到县县通。特别是随着西部大开发和“一带一路”的深入推进,国家应急救援体系建设及保边维稳需求加大,这些高原地区规划布局的通用机场建设将会加快提上议事日程。下面,就我国高原通用机场建设和运行中的一些主要特点,与大家交流探讨。

高原机场:海拔高度在米(0英尺)及以上,但低于米(英尺)的机场。

高高原机场:海拔高度在米(英尺)及以上的机场。

高原地区建设通用机场,往往由于海拔高、空气密度和大气压力小,气象条件多变、地形复杂、净空条件差、太阳辐射和向背阳地形受热不均匀、昼夜温差大等特点,影响着通用机场从选址、建设到运行的全过程。

一、选址规划阶段

(一)应用新技术勘测复杂场址

高原地区往往山高路险、气候恶劣、人车无法到达,通用机场场址占地面积大,勘测内容多,特别遇到复杂地形和不良地质构造区域,单一传统勘测手段难以满足机场建设需求,而且周期长、费用高,需要采用综合新技术的应用。如采用航空测量、无人机航测和人工采点测量结合,可以大范围、快速和准确完成复杂地形测绘;采用三维激光扫描,可在植被茂密和人员难以到达的场址勘测中发挥作用;采用遥感解译和工程物探,可对暗藏在地下的隐伏断裂、暗河、岩溶管道以及一些其它的活动性断裂等地质、构造情况和灾害情况进行判别,高效完成复杂场区地形测绘、净空测量和地质构造的综合评价,为通用机场选址提供科学依据。

(二)重视高原气候对选址的影响

高原地区气候恶劣,气象条件复杂多变,通用机场选址要避开强风、对流、雷暴、冰雹等特殊气候频发区域。

高原地区场址往往位于交通不便的边远山区,气象观测资料匮乏,加之山区地形复杂,气象条件与临近城镇的气象观测资料常常差异较大,往往需要借助在拟选场址处设置临时气象观测站,与临近城镇的气象统计资料进行对比分析,因观测周期短,若对比资料差异较大,直接引用现场观测的气象资料带有一定的风险,还需要通过对场址周边地形、地貌、河流等的观察判断,进行修正。

(三)平衡场址净空影响因素

高原通用机场周边往往地形起伏大,施工填方高度高、地基处理难度大、费用高,主体投资主要在土石方量上,为此,通用机场常选址于峡谷(河谷)等较平坦地带。但如果考虑净空复杂问题,也有将场址选择在山脊的通用机场。

高原通用机场因海拨高度高、净空条件复杂,在一般情况下,飞机很难以最大起飞重量起飞,为最大限度地增加飞机的载重,场址通常选择在峡谷(河谷)低地势地带(在高原地区,海拨高度越高,飞机的起飞重量越小)。

但具体到某一通用机场的最终选址,还是需要根据该通用机场的功能定位综合衡量。

(四)考虑高海拔影响跑道长度

高海拨地区空气稀薄,空气密度低,一方面使飞机离地,达到相同升力所需要更大速度(真空速),表现在需要更长的滑跑距离;另一方面,发动机的推力降低,起飞滑跑加速度减小,滑跑、起飞距离增加。制动时,空气密度降低,直空速大,飞机动能大,飞机停下来需要更长距离。这些都增加了飞机起飞距离、滑跑距离和中断起飞距离,也就相应的要增加跑道长度。

一般计算估计,通用机场标高每增加米,跑道长度要增加7%。假设同样机型和载重的飞机,在海拔米、使用米长的跑道起降,同样的温度条件,到了海拔0米的高海拔通用机场,跑道需要延长至约米以上。如果综合考虑多强风、太阳辐射和高原环境对人员心理和生理影响,那么,跑道的长度还需要更多冗余。

二、施工建设阶段

(一)抓住可施工天气的有利时机

高原地区气候恶劣,冬季漫长,施工期较短。同时,人员因高原缺氧不能长时间连续作业,机械施工也不能正常发挥%作业效率。为确保进度,要抓好抓紧施工的黄金季节,配备足够人力应对高峰期的施工所需;添置使用效率较高的机械,如采用集道面残浆刮除、残渣清扫吸除、除冰、道面清扫和应急供电等功能于一身的道面残浆(渣)多功能清扫车;制订实施连续流水作业施工方案,并预测原材料因道路崎岖和气候影响,运输不便的问题,提前筹集储备充足。

(二)克服高寒、温差过大和辐射影响

高原地区往往又多高寒和昼夜温差过大天气,特别在道面混凝土施工中极易出现冻裂剥落、不规则断板、板面龟裂等质量问题。因此,在水稳底基层和基层施工时,要随时摊铺随时碾压,使用厚塑料薄膜覆盖,起到防雨养生双重效果,直到达到设计强度。道面混凝土施工完后用土工布覆盖,使得混凝土在初期强度增长时尽量处于均匀温度中;精心设计混凝土配合比,避免水灰比过小,和易性差难于施工。水灰比过大,空隙较多,抗冻性差;采用引气剂,提高混凝土的含气量,阻断微隙裂的惯通,有效提高混凝土的抗冻性;严把材料关,水泥首先硅酸盐PR型低碱水泥,不宜早强,精骨料宜选用质地坚硬的碎石,使用前必须进行冲洗。

高原太阳辐射强,灌缝材料的耐入性直接影响道面的使用寿命,采用具有良好抗紫外线的硅酮密封胶,取代传统的聚硫密封胶;使用高原通用机场场道专用漆,编制场道道坪冻裂、面层脱离等保养压力重、工作量大的预案;建设应对强风的航空器系留配套保障;增强空管、弱电设备抗寒冻和防辐射的功能。

(三)加强高护坡砌筑和防护

高原通用机场往往都需要修筑高填方边坡,由于填方高度大,坡度较陡、坡面较长,填方区地质条件较复杂,表面又易受季节性冻融作用、降雨冲刷、地下水潜蚀和风力侵蚀等的破坏,需要采取综合防护处理措施:如土面区结构层采用透水性较好的粗粒土层、相对隔水的腐殖土层、植草;坡顶设置排水沟以拦截坡顶水流;坡脚设置反压平台、滤水层;坡面拍实;马道、截水沟、马道固结硬化;坡面彩格结构、植草护坡;为防止冻融作用破坏,排水工程的混凝土要设计为抗冻抗渗混凝土。

位于峡谷(河谷)地带的通用机场,为防止山洪和高山融雪对通用机场的威胁,需要设置场外截洪沟,将水引走。场外截洪沟的位置应尽可能远离通用机场飞行区,实施自然疏导绕行排放。

(四)重视生态环境和节能保障

高原通用机场通过削山填谷,改变了自然地貌,必将对自然环境产生一定的破坏。而高原山区海拨高、气候条件恶劣、地表植被层薄,生态环境脆弱,地面植被一旦被破坏,很难恢复,甚至是无法自然恢复,在通用机场建设过程中要对此引起足够重视。如在土石方工程开始前,先将表层土清理堆放在临时征用地范围内,待土石方碾压和平整后,将原植皮土覆盖于表层,借原有表层中的植皮根系和喷播植草进行绿化,及时进行修复,并通过人工植草被的方式防止雨水冲刷,对于一些有价值树木可以先迁移再回种。

高原通用机场日照充足,太阳能资源丰富,可将这一优势资源充分利用在通用机场日常照明、办公和生活中,创建绿色生态运营方式,也有利于项目节能、环评和立项审批。

三、运行管理阶段

(一)抓住气象运行安全关键因素

高原通用机场由于受地形和太阳辐射影响,气象情况十分特殊,一天的不同时段可以出现低云、浅雾、颠簸、雷暴和大风等多种天气现象,短五边出现乱流或风切变的频度较高,各种天气现象的产生和强度变化较快,难以及时准确预报,是高原通用机场安全运行的主要风险。为此,需要加强特殊天气的观测、报告(侧风、低能见度、低云和雷暴等)和气象警报服务;加强气象信息资源的应用,综合利用常规的天气分析预报资料、航空气候资料、卫星气象云图分析资料和本场的气象资料,建立必要的高原天气分析预报工具;加密高原通用机场天气的连续观测(在建设期,包括在建设前就应搜集气象资料,并连续观测、记录天气情况);加大气象设备设施投入,配套自动气象观测设备、低能见度探测设备和云高仪等。

(二)考虑飞机性能对飞行程序的影响

高原机场飞机发动机推力减小,空气动力减弱,飞机的机动能力降低,爬升和越障能力变差,空中加速、减速所需要距离增长,转弯半径增大。同时,高原通用机场周边往往地形复杂,高山环绕,扇区安全高度高,障碍物多,净空条件差,对机动飞行的空间需要严格限制。因此,编制飞行程序时,除详细测量周边地形和障碍物,掌握风向和主要气候特征外,要重点考虑飞机飞行性能下降的影响,确保飞行安全和高原通用机场安全运行。

(三)解决高原对通导监视的影响

由于受到地理、天气等条件的限制,高原通用机场飞机的起降难度较大,通用机场区域内传统的通信、监视设备也常常因地形影响,会出现作用距离变短、信号屏蔽和假信号的现象,使得飞机在进场和着陆阶段相当长一段距离上不能使用本场的空管设备。随着民航新技术的不断发展,特别是PBN程序、ADS-B(广播式自动相关监视)系统等在我国高原机场的成功应用(年民航中南地区已在通用机场推广应用;年12月12日民航局发布《中国民航北斗卫星导航系统应用实施路线图》指出:到年底,基本实现北斗系统通用航空低空空域定位及监视应用;到年底,全面实现北斗系统通用航空定位、导航与监视应用),为高原通用机场解决复杂空域环境、提高安全性和经济性,提供了新的技术保障方案。

(四)培养高原通用机场专门人员

高原通用机场由于海拔高、地形复杂、气候恶劣,且具有一定的地域特性,与保障一般通用机场运行有着极大的区别,必须应对飞机性能下降、净空条件变差、气象复杂多变和人员自身高原反应等综合不利因素。我国民航局对实施高原运输机场运行的相关公司人员有特别严格的准入条件,为保障高原通用机场的安全和发展,初期可借智借力引入具有高原机场运行经验的专门人员,同时,加快培养适应高原通用航空自身运行特点的技术力量,加强日常培训力度,为高原通用机场安全运行和快速发展提供扎实的专业保障。

世界上三分之一的高原机场在我国,民航部门高度重视,专门颁布了《高原机场运行》咨询通告、《西南地区高高原机场运行适航管理标准(试行)》等规章,许多军民航领域的专家、学者,对此也有很多专门研究和论著出版,这都将为加快我国高原地区通用机场建设和运行标准、规章的制订,保障高原地区通用航空安全、快速发展,提供有益的参考。

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