Сводные расчётные данные длины ВВП по типам ВС

Исходные данные

Номер варианта	Местонахождения объекта проектирования	Типы воздушных судов, предполагаемые к использованию на аэродроме	Средний продольный уклон ИВПП (іср)
Страна	Город
	Дания	Копенгаген	Boeing B737-800	Airbus A380-800	АН 124-100М «Руслан»	0,006

Введение

Для начала необходимо понять задачи, поставленные на занятии. Для этого приведём немного справочных материалов:

Взлётно-посадочная полоса (ВПП) – это определённый прямоугольный участок сухопутного аэродрома, подготовленный для посадки и взлёта воздушных суден.

Взлётом называют ускоренное движение воздушного судна от начала разбега до высоты, на которой достигается безопасная скорость полёта.

Длиной разбега считают расстояние, проходимое воздушным судном от места старта до точки, в которой самолёт достигает скорости отрыва.

Посадкой называется замедленное движение самолёта с высоты, соответствующей входу в глиссаду и до полной его остановки.

Стандартные условия – это условия, принятые за эталон при определении размеров лётных полос аэродромов.

Следует производить расчёты, опираясь на нормативные документы и стараясь соблюдать рекомендации ICAO.

Для того чтобы начать расчёт, необходимо получить данные технических характеристик воздушных судов (табл. 1) и климатические данные исследуемого района строительства (табл. 2).

Таблица 1 Сводные данные технических характеристик воздушных судов
Наименование технических характеристик и показателей	Воздушные суда (обозначения)
Boeing B737-800	Airbus A380-800	АН 124-100М «Руслан»
Общие сведения о ВС
Назначение	пассажирский	пассажирский	грузовой
Производитель	Boeing	EADS	Авиастар-СП, Авиант
Первый полёт	1997 г.
Начало эксплуатации	1998 г.
Годы производства	1996 г.		1984-2004
Единиц произведено
Геометрические характеристики
Длина самолёта, м	39,50	67,9	69,1
Высота самолёта, м	12,5	24,09	21,1
Ширина фюзеляжа, м	3,76	7,14	6,4
Размах крыла, м	34,3	79,75	73,3
Площадь крыла, м^2	125.0
Колея шасси, м	5,2	14,4	9,01
База шасси, м	12,6	30,4	22,819
Технические характеристики силовой установки
Тип, модель двигателя	CFMI CFM56-7B27	Rolls-Royce Trent 900	ТРДД Д-18Т
Диаметр несущего винта (для ТВД), м	1,55	2,94	2,3
Количество двигателей, шт
Максимальная взлётная тяга(МСА, Н=0), кгс(кН)
Массовые характеристики ВС
Максимальная взлётная масса, т
Масса пустого (снаряженного), т	41,14	276,8
Полезная нагрузка, тонн груза	37,86	283,2
Максимальная ёмкость топливных баков, л	26 020	248 000	212 000
Лётно-тактические характеристики ВС
Крейсерская скорость, км/ч			800-850
Максимальная скорость, км/ч
Практическая дальность полёта, км			(min 3200)
Высота полёта (потолок), м
Требуемая длина ВПП при взлёте (разбеге), м	1 630
Требуемая длина ВПП посадке (пробеге), м
Число мест
Лётный экипаж			5-6
Максимальное количество кресел для пассажи-ров в эконом-классе (для пассажирских ВС)			-

Таблица 2

Климатические данные исследуемого района строительства (Копенгаген, Дания)

Наименование показателей	Значение	Примечание
1 Высота расположения местности над уровнем моря, м
2 Среднегодовая температура воздуха, ^оС
3 Самая низкая среднемесячная температура воздуха в январе месяце, зафиксированная в 01 час ночи, ^оС	-0,9
4 Самая высокая среднемесячная температура воздуха в июле месяце, зафиксированная в 13 час. дня (t13), ^оС	22,0
5 Абсолютный минимум температуры, зафиксированный в январь 1942 г. (указать дату, месяц, год), ^оС	-24,2
6 Абсолютный максимум температуры, зафиксированный в август 1975г. (указать дату, месяц, год), ^оС	+33,8
7 Среднегодовое количество осадков, мм	51,5
8 Среднегодовая относительная влажность, %	80,0
9 Наименьшая среднемесячная относительная влажность, %	73,9	Июнь
10 Наибольшая среднемесячная относительная влажность, %	89,0	Декабрь
11 Наименьшая среднегодовая повторяемость ветра, направление	СВ
12 Наибольшая среднегодовая повторяемость ветра, направление	З
13 Среднегодовая скорость ветра, м/сек	7,6
14 Наименьшая среднемесячная скорость ветра, м/сек	4,42	Июль

Описание самолётов, заданных по варианту:

Boeing 737 — самый популярный в мире узкофюзеляжный реактивный пассажирский самолёт. Boeing 737 является самым массово производимым реактивным пассажирским самолётом за всю историю пассажирского авиастроения (на сентябрь 2012 года поставлено 7320 машин и 2845 заказов не закрыто). Самолёт производится корпорацией Boeing с 1967 года. Boeing 737 эксплуатируется настолько широко, что в любой момент времени в воздухе находится в среднем 1200 самолётов, и каждые 5 секунд в мире взлетает и садится один 737. Фактически, Boeing 737 — общее название более десяти типов воздушных судов.

Семейство Next Generation явилась ответом Boeing на конкуренцию со стороны более высокотехнологичного Airbus A320. На самолётах NG установлены цифровые кокпиты, полностью новые крылья (удлинённые на 5,5 метров) и хвостовое оперение, а также усовершенствованные двигатели. Пассажирский салон самолётов этой серии разработан на основе салонов «757» и «767». Даже при разработке самолёта Boeing 777 использовался стиль салона 737NG. В целом, самолёты семейства 737 Next Generation представляют собой рестайлинговую версию самолётов семейства 737 Classic. Большинство систем схематически и функционально почти не изменились, однако агрегатов стало на треть меньше, и большая их часть была переработана (имеет другие номера партий). Так как все семейство проектировалось одновременно, цифры в названии самолётов упорядочены в порядке возрастания длины фюзеляжа.

Рис. 1. Boeing 737-800 во время полёта
Airbus А380 — широкофюзеляжный двухпалубный четырехдвигательный турбореактивный пассажирский самолёт, созданный концерном «Airbus S.A.S.» (ранее Airbus Industrie) — крупнейший серийный авиалайнер в мире (высота 24,08 метра, длина 72,75/80,65 метра, размах крыла 79,75 метра). Вместимость — 525 пассажиров в салоне трёх классов, 853 пассажира в одноклассовой конфигурации. Может совершать беспосадочные перелёты на расстояние до 15 400 км.

Имеет четыре двигателя. Также предусмотрена грузовая модификация A380F с возможностью перевозить груз до 150 тонн на расстояние до 10 370 км. Максимальная взлётная масса — 560 тонн (масса самого самолёта — 280 тонн). На сегодняшний день A380 является также самым большим пассажирским авиалайнером в мире, превосходя по вместимости «Боинг-747», который может перевозить лишь до 525 пассажиров. («Боинг-747» являлся крупнейшим пассажирским лайнером на протяжении 36 лет. Абсолютным же рекордсменом среди транспортных авилайнеров до сих пор остается Ан-225 «Мрия». Ан-124 «Руслан» остается крупнейшим регулярно эксплуатируемым коммерческим грузовым лайнером.)

По словам разработчиков, самой сложной частью в создании самолёта стала проблема снижения его массы. Её удалось решить за счёт широкого применения композиционных материалов как в силовых элементах конструкции, так и во вспомогательных агрегатах, интерьерах и т. д. Для снижения массы самолёта также использовались прогрессивные технологии и улучшенные алюминиевые сплавы. Так, 11-тонный центроплан на 40 % своей массы состоит из углепластиков. Верхние и боковые панели фюзеляжа производятся из гибридного материала Glare (англ.). На нижних панелях фюзеляжа применена лазерная сварка стрингеров и обшивки, что существенно снизило количество крепежа.

Среди больших лайнеров самый экономичный — 3 литра топлива на одного пассажира на 100 километров (54 морских миль) пути. По заявлениям Airbus, в расчёте на одного пассажира A380 сжигает на 17 % меньше топлива, чем «современный самый большой самолёт» (по всей видимости, имеется в виду «Боинг-747»). Чем меньше топлива сжигается, тем меньше выбросы углекислого газа. Для самолёта выбросы CO2 в расчёте на одного пассажира составляют 75 граммов на километр пути.

На разработку А380 ушло около 10 лет. Стоимость всей программы — около 12 млрд евро. Airbus утверждает, что для возмещения затрат корпорации необходимо продать 420 самолётов, хотя по оценкам некоторых аналитиков, цифра должна быть намного больше.

Рис. 1. Airbus А380-800 на взлёте

Ан-124 «Руслан» (внутреннее обозначение: изделие 400, по кодификации НАТО: Condor — рус. кондор) — транспортный самолёт разработки ОКБ им. О. К. Антонова. Является крупнейшим серийным транспортным самолётом в мире по грузоподъёмности.

Самолёт построен по аэродинамической схеме турбореактивного четырёхмоторного высокоплана со стреловидным крылом и однокилевым оперением, оснащён авиадвигателями Д-18Т производства ОАО «Мотор Сич». Имеет две палубы: нижняя палуба — грузовая кабина; верхняя палуба — кабина экипажа, кабина сменного экипажа, кабина сопровождающих до 21 чел. Общий объём грузовой кабины составляет 1050 м³.

Многостоечное шасси, снабжённое 24 колёсами, позволяет использовать самолёт с грунтовых взлётно-посадочных полос, а также изменять стояночный клиренс и угол наклона фюзеляжа, что облегчает проведение погрузочно-разгрузочных работ.

Комплекс десантно-транспортного оборудования, бортовая система автоматизированного контроля технического состояния систем и оборудования на 1000 точек, две вспомогательные силовые установки с электрогенераторами и турбонасосами обеспечивают автономность эксплуатации. Особенностью конструкции самолёта является наличие двух грузовых люков в носовой и в хвостовой части фюзеляжа, что облегчает и ускоряет процессы загрузки и выгрузки грузов.

Грузовой отсек герметичен. Над ним находится кабина экипажа, отсек для отдыха экипажа и пассажирская кабина для сопровождающих. Бортовое оборудование предназначено для выполнения транспортно-десантных задач днем и ночью, в простых и сложных метеоусловиях, при противодействии ПВО противника, длительном отрыве от аэродрома основного базирования и включает: прицельно-навигационный пилотажный комплекс, типовой комплекс связи, десантно-транспортное оборудование (допускается десантирование только посадочным методом). Самолёт Ан-124 состоит на вооружении ВВС России, но используется для обслуживания задач блока НАТО. Для военных перевозок самолёт применяется для обеспечения частей НАТО в районах Средней Азии и Афганистане и в районе Персидского залива (для перевозки зенитно-ракетного комплекса «Пэтриот»).

Самолёт оснащён погрузочно-разгрузочным оборудованием, бортовыми передвижными кранами (БПК) общей грузоподъёмностью до 20 тонн, швартовочным оборудованием. Без специального разрешения допускается перевозить моногрузы весом до 50 тонн. Самолёт имеет систему централизованной заправки под давлением через четыре заправочные горловины, расположенные в левой и правой гондолах главных стоек шасси. Также, возможна заправка самотёком через две заливные горловины, расположенные на верхних частях правой и левой консолей крыла.

Ан-124 способен брать на борт до 440 парашютистов-десантников или 880 солдат с полным снаряжением. Однако начатые в 1989 году опыты по сбросу с самолёта манекенов парашютистов заставили ввести ограничения на парашютное десантирование людей, обусловленные аэродинамическими факторами.

Рис. 3. АН 124-100М «Руслан» на ВВП

1. Расчёт длины ВПП по схеме «Взлёт»

Необходимо определить потребную длину ВПП для схемы «Взлёт» по формуле:

= 1816 м;

= 2284 м;

= 3343 м.

где: – требуемая взлётная длинна ВПП в стандартных условиях, м;

- расчётный коэффициент, учитывающий продольный уклон ВПП;

, - расчётные коэффициенты местных условий, учитывающие высоту аэродрома и температуру воздуха. Определяются по формулам:

, если ≤ 1000 м, = 1,03

= 1,0012

где: Н_аэр – наивысшая точка поверхности аэродрома от уровня моря

= 1,055725

где: t_расч – расчётная температура воздуха на аэродроме;

t_н – температура стандартной атмосферы, относительно высоты размещения аэродрома над уровнем моря.

t_расч = 1,07 ^. t₁₃ - 3° = 20,54°

t₁₃ – среднеменсячная температура воздуха на аэродроме в 13 ⁰⁰ самого жаркого месяца за год.

t_н = 15 – 0,0065Н = 14,97°

2. Расчёт длины ВПП по схеме «Посадка»

Необходимо определить потребную длину ВПП для схемы «Посадка» по формуле:

= 2194 м;

= 3119 м;

= 946 м.

где: – требуемая посадочная длинна ВПП в стандартных условиях, м;

- расчётный коэффициент, учитывающий продольный уклон ВПП;

- расчётный коэффициент, который учитывает одновременное влияние расчётной температуры воздуха и высоты расположения аэродрома. Определяется по формуле:

= 1,02

где: P_н – давление воздуха по высоте расположения аэродрома над уровнем моря, мм.рт.ст.

Р_н = 760 – 0,0865 ^. Н, если Н_аэрдр. ≤ 1000м, = 759,57

Сводные расчётные данные требуемых длин ВПП по схемам «Взлёт» и «Посадка» приведены в таблице 3.

Таблица 3

Сводные расчётные данные длины ВВП по типам ВС

Расчётные характеристики	Типы воздушных судов
Boeing B737-800	Airbus A380-800	АН 124-100М «Руслан»
Требуемая длина ВПП при взлёте (разбеге), м
Требуемая длина ВПП посадке (пробеге), м

Делаем вывод, что для проектируемого аэродрома, исходя из заданных типов воздушных суден, расчётным является судно АН 124-100М «Руслан».

Длина ИВПП в расчётных условиях равна 3350 м, что соответствует категории аэродрома А.

Дата добавления: 2015-10-28