郭全全，可 飛，李 芊，2，黃達海

（1.北京航空航天大學交通科學與工程學院，北京 100191；2.北京市建筑設計研究院有限公司，北京 100045）

鹵陽湖通航機場規(guī)劃與設計

郭全全1，可 飛1，李 芊1，2，黃達海1

（1.北京航空航天大學交通科學與工程學院，北京 100191；2.北京市建筑設計研究院有限公司，北京 100045）

結合鹵陽湖通航機場功能復雜、飛機機型種類繁多和飛行人員水平差異性大等特殊性,對《通用機場建設規(guī)范》中的參數(shù)要求作出相應的調整,確定了飛行區(qū)等級,完成了硬地、草地、水上3條跑道的方位、長度和寬度的設計;提出了3種場址布置方案?；诮煌ńM織方便性、飛行安全性、對其他功能區(qū)影響最小化和便于獲得最優(yōu)觀光游覽視角的原則,選定了東南側布置方案;采用計權等效連續(xù)感覺噪聲級LWECPN評定方法,對機場的噪聲暴露級位進行了計算和分析,為其他功能區(qū)的規(guī)劃提出了相應的建議。

通用航空;功能定位;跑道設計;場址選擇

陜西省渭南市鹵陽湖現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)綜合開發(fā)區(qū)（以下簡稱為“鹵陽湖開發(fā)區(qū)”）地處陜西關中東部渭河平原，毗鄰蒲城縣和閻良，地勢開闊，具有寶貴的低空域開放資源，并已成功舉辦“通用航空節(jié)”等一系列重要航空活動，針對中國通用航空（以下簡稱為“通航”）良好的發(fā)展趨勢，陜西省決定在鹵陽湖開發(fā)區(qū)建立航空主題公園，并將其功能定位為以航空體育和航空休閑為主，借助機場和空域資源引進通用航空產(chǎn)業(yè)。如何完成鹵陽湖通用航空機場（以下簡稱為“鹵陽湖機場”）的規(guī)劃與設計成為亟待解決的問題。

目前，中國對于通用航空機場規(guī)劃與設計的研究十分稀少，2012年之前并沒有專門針對通航機場工程建設的規(guī)范和標準，通航機場的建設主要參照運輸機場工程執(zhí)行。2012年5月中國民用航空局頒布了《通用機場建設規(guī)范》（MH/T5026-2012）[1]，對中國通航機場的建設和管理提出了技術要求，但其核心思想仍停留在參照運輸機場設計的層面上，無法涵蓋通航機場功能復雜、飛機機型各異、飛行人員水平差異性大等特殊性。本文從實際工程出發(fā)，結合鹵陽湖航空主題公園的性質、氣象、地域等條件，探究了鹵陽湖通航機場的跑道設計、場址選擇以及噪聲影響等關鍵問題。

1 機場飛行區(qū)幾何設計

1.1 飛行區(qū)等級確定

飛行區(qū)等級主要和機場的主導機型有關。鹵陽湖機場主要供旅游飛行、航空培訓、俱樂部飛行訓練以及航空飛行表演使用。針對此用途，對目前使用的飛機機型進行匯總，并對國內外計劃推出的機型進行市場調研，確定了適用的主導機型，主要為蜜蜂3C、蜜蜂11、小鷹500、Y5B、A2C等2～6座的小型固定翼飛機。參照《通用機場建設規(guī)范》和《民用機場飛行區(qū)技術標準》[2]，飛行區(qū)等級按1B控制，如表1所示。

表1 飛行區(qū)等級和飛機機型Tab.1 Airfield grade and aircraft type

1.2 硬地跑道

1.2.1 硬地跑道方位確定

跑道方位取決于機場所在地的主導風方向，應盡可能順應主導風的方向。跑道方位和條數(shù)應使使用該機場的飛機機場利用率不少于95%[2]。根據(jù)蒲城縣氣象站1959—2002年觀測資料統(tǒng)計，多年平均風速為2.6 m/s，計算風力負荷在各方向均能達到95%，依據(jù)風向及頻率統(tǒng)計表繪制風徽圖，確定主導風方向為東北—西南方向，即45°～225°。

由于鹵陽湖機場的主導飛機機型小、質量輕，在起降過程中較機型大、質量重的運輸飛機更易受側風的影響，同時考慮到學員培訓過程中在側風影響下著陸時易偏離跑道中心線，造成飛行事故，因此跑道方位更應盡可能與主導風方向保持一致。但由于受到開發(fā)區(qū)地塊面積的限制，按真方位角為45°～225°布置跑道，不利于機場與周邊的交通組織，土地利用率極低，綜合考慮風向和土地使用兩方面因素，跑道真方位角取62°15′23″～242°15′23″。

1.2.2 硬地跑道長度和寬度確定

2012年頒布的《通用機場建設規(guī)范》未充分考慮通航機場特殊性對機場設計造成的影響，鹵陽湖機場可用于航空培訓和飛行俱樂部的訓練，學員初始水平較差，如若依據(jù)規(guī)范的規(guī)定參照運輸機場計算跑道的長度和寬度，很難保證起降過程的安全性，因此鹵陽湖機場跑道的設計通過對《民用機場飛行區(qū)技術標準》的計算加以調整來完成。

根據(jù)鹵陽湖開發(fā)區(qū)的發(fā)展規(guī)劃，機場主要保障蜜蜂系列、“藍鷹”AD200、小鷹500、Y5、塞斯納172R、鉆石之星DA40-180、鉆石雙星DA42 Twin Star等為主要代表機型的使用要求，這里選用小鷹500為主要代表機型進行跑道長度設計。

由于跑道的具體位置沒有確定，因此參考臨近的內府機場標高375 m和基準溫度32.5℃進行跑道長度的計算，誤差不超過3%?？紤]到學員訓練起飛過程中，較運輸飛機出現(xiàn)飛機離地過遲而需增加起飛滑跑距離的概率較高，因此為了保證安全，不設置凈空道和停止道，整個起飛至10.7 m高度的實際距離D35全部鋪設全強度跑道。小鷹500地面滑跑距離LODA= 410 m，停止距離SDA=250 m，起飛爬升梯度取5%，根據(jù)跑道長度設計計算原理，起飛距離TODA按式（1）計算，著陸距離LDA按式（2）計算。

但考慮到航空培訓學校、航空俱樂部以及私人使用的機型不確定，以及航展期間飛機機型較多，并有新機型的不斷涌現(xiàn)，參照類似通航機場，確定跑道長度為800 m，可保證上述通用飛機的起飛和著陸安全。

根據(jù)《民用機場飛行區(qū)技術標準》[2]和《通航機場設備設施》[3]，飛行區(qū)等級為1B的跑道最低標準建議值為：跑道道面寬度為18 m，跑道道面兩側道肩的最小寬度為1.5 m。但考慮到使用人員飛行水平參差不齊、跑道真方位角與主導風向偏離以及輕型飛機重量小受側風影響大等因素，18 m的跑道道面寬度很難滿足這些特殊要求，因此將寬度增加30%，取24 m，跑道兩側的道肩寬度仍設為1.5 m。

1.3 草地跑道

草地跑道設計可依據(jù)的規(guī)范和案例幾乎沒有，結合鹵陽湖的實際情況，草地跑道與硬地跑道平行設置，考慮到飛行安全，將兩條跑道入口位置錯開200 m。根據(jù)《民用機場飛行區(qū)技術標準》，按儀表飛行規(guī)則飛行，平行跑道中心線最小距離為760 m，同時按非儀表飛行規(guī)則飛行，飛行區(qū)指標Ⅰ為1時，平行跑道中心線最小距離為120 m[2]。考慮到機場的使用規(guī)模，以及可能會建造航空展館等設施，同時參考類似通用機場和民用運輸機場跑道間距，確定本機場兩條跑道中心線距離為500 m。

本機場主導機型為A類輕型飛機和初級教練機，這類飛機能在草地上起飛降落。故跑道長度取和陸地跑道同等長度，為800 m。由于草地起飛難度增加，故在不增加跑道長度條件下應對適用飛機加以限制。

根據(jù)《通航機場設備設施》，草坪道面跑道寬度應在機場基準代號規(guī)定寬度的基礎上增加20%～100%[3]，故草地跑道道面寬度設為36 m，跑道道面兩側的道肩仍取1.5 m。

1.4 水上跑道

雖然目前水上飛機市場的發(fā)展遠遠不及陸地飛機市場，但由于水上飛機無需建設昂貴的跑道即可起飛和降落，并且可以專門應用于海上快速搜索與救援、水域巡邏等領域，因此水上飛機在一些領域起著不可替代的作用并有其廣泛的市場空間。

截止目前，中國已完成2個水上機場的建設。2012年12月，中國第一個水上飛機碼頭在三亞市建設完成，并于2013年5月實現(xiàn)了首飛；2013年合肥的首條水上跑道在義城建成，供A2C飛機起飛降落，主要用于供飛機噴灑農(nóng)藥。但是目前中國仍沒有專門針對水上機場建設的規(guī)范或標準，三亞市水上碼頭也是在美亞航空旅游有限公司創(chuàng)始人鄧軍通過對馬爾代夫、溫哥華、西雅圖等地進行調研，并編制了一系列水上飛機手冊資料的基礎上才建設完成的?！锻ㄓ脵C場建設規(guī)范》也明確指出“本標準適用于全部功能僅用于開展通航活動的機場，不適用于水上機場”[1]，因此，鹵陽湖水上跑道主要參考國內外在役的水上跑道和民用跑道設計。

水上跑道方向真方位角取62°15′23″～242°15′23″，與陸上機場跑道平行。參照目前國內外已有的水上機場規(guī)劃建設，均未設置專門跑道。因此結合水上飛機性能參數(shù)，如A2C水上飛機、海鷗300、海燕650C（HU2CS水上型）和塞斯納“凱旋水陸號”等，劃定長1 000 m、寬100 m區(qū)域為供飛機起飛用“跑道”，采用浮筒與其他功能區(qū)相隔，限制水域最淺水深為2 m。

2 機場場址選擇

通用機場場址的選定應考慮空域條件、氣象條件、土地利用和噪音敏感區(qū)域等多個因素，鹵陽湖開發(fā)區(qū)總用地面積為1 008 hm2，在規(guī)劃區(qū)內地質、氣象等基本條件一致，因此機場的選址需著重考慮交通組織的方便性和飛行安全性，并應便于獲得最優(yōu)的游覽觀光視角。此外，結合跑道長度和寬度的計算，場址需有利于土地的利用和其他功能區(qū)的布置。

鹵陽湖開發(fā)區(qū)被鹵陽湖分為南北兩區(qū)，根據(jù)這一地理特征，對機場位置提出3種方案，如圖1所示，并對3種方案對比分析，如表2所示。

通過比較，選定方案一，在鹵陽湖東南側設置了擁有硬地跑道和草地跑道的小型通用機場，在湖區(qū)南岸結合游船碼頭設置了水上飛機停泊設施，園區(qū)規(guī)劃如圖2所示。

圖1 機場位置規(guī)劃方案示意圖Fig.1 Scheme illustration of airport location plan

表2 機場位置規(guī)劃方案比較Tab.2 Comparison of airport location plans

圖2 鹵陽湖開發(fā)區(qū)規(guī)劃鳥瞰圖Fig.2 Aerial view of Luyang Lake development district

3 機場噪聲分析

飛機在起降和滑行過程中會產(chǎn)生大量噪聲，為確定飛機噪聲影響范圍和程度，合理完成開發(fā)區(qū)其他功能區(qū)布置，需對機場毗鄰地區(qū)的噪聲暴露級位進行計算和評定。

《通用機場建設規(guī)范》指出航空器噪聲影響控制應執(zhí)行國家相關法律、法規(guī)[1]，由于針對通用航空機場噪音實測與理論研究的成果不多，鹵陽湖通航機場噪聲評定主要根據(jù)《機場周圍飛機噪聲環(huán)境標準》（GB 9660—88）[4]和《機場周圍飛機噪聲測量方法》（GB9661—88）[5]，并參照運輸機場完成，機場噪聲評價采用計權等效連續(xù)感覺噪聲級LWECPN。

計算預測點按方格網(wǎng)布置，以跑道中心為原點，沿跑道方向每隔300 m設一個點；垂直跑道方向每隔100 m設置一個點，計算出各個點的LWECPN預測值，內插出LWECPN為70、75、80、85 dB各個等值點，連接各個等值點，可得出機場飛機噪聲預測等值線圖。選取內府機場平均每天起降架次（20架次/天）作為噪聲預測等值線圖基本參數(shù)，除此之外，鹵陽湖機場停機坪預測停放40架飛機，按實際飛行日每架飛機起降1次（40架次/天）進行噪聲預測等值線圖作為噪聲影響上限，以預測點（1 500，300）為例計算其LWECPN值，如表3所示，噪聲預測等值線如圖3所示。據(jù)此，確定了鹵陽湖機場噪聲的主要影響區(qū)域，并對影響區(qū)域內土地適用情況作出了規(guī)劃。

硬地跑道主要影響區(qū)域為：①機場西側區(qū)域：其部分區(qū)域計權等效連續(xù)感覺噪聲級處于70～75之間，建議避開土地使用分級為1級[6]所含的建筑分類。②機場東側區(qū)域：東南側受噪聲影響較為嚴重，LWECPN> 85，其余部分計權等效連續(xù)感覺噪聲級處于70～85之間，可按照土地適用參考表[6]對該區(qū)域進行土地使用規(guī)劃。③高爾夫球場東南角受噪聲影響較為嚴重，LWECPN>85，球場土地使用分級為4，必須采取防噪措施。

表3 LWECPN值計算Tab.3 Calculation of LWECPNvalue

圖3 機場預測噪聲等值線Fig.3 Predicted airport noise contours

水上跑道主要影響區(qū)域為機場西側區(qū)域和水域區(qū)域，但水上機場受氣候因素影響大，實際飛行日、飛行架次少，相比陸地跑道使用頻率低，因此可對上述兩區(qū)域進行防噪措施而不影響其土地使用規(guī)劃。

4 結語

1）針對鹵陽湖機場的用途，對國內外的飛機機型進行了調研匯總，確定了機場主導機型為2～6座的小型固定翼飛機，飛行區(qū)等級為1B。

2）結合鹵陽湖機場的特殊性，對《民用機場飛行區(qū)技術標準》的計算和要求加以調整，確定了硬地、草地、水上3條跑道方位為真方位角62°15′23″～242°15′23″；跑道長度分別為800 m、800 m和1 000 m；跑道寬度分別為24 m、36 m和100 m。

3）著重考慮交通組織的方便性和飛行的安全性，結合土地利用等問題，對機場位置3種方案的優(yōu)缺點進行了對比，選定場址按鹵陽湖東南側方案布置。

4）分別按20架次/天和40架次/天兩種情況進行了機場毗鄰地區(qū)噪聲暴露級位的計算，確定了噪聲的主要影響區(qū)域，并對影響區(qū)域內土地適用情況作出了規(guī)劃。

[1]MH/T 5026—2012，通用機場建設規(guī)范[S].

[2]MH 5001—2006，民用機場飛行區(qū)技術標準[S].

[3]GB/T 17836—1999，通航機場設備設施[S].

[4]GB9660—88，機場周圍飛機噪聲環(huán)境標準[S].

[5]GB9661—88，機場周圍飛機噪聲測量方法[S].

[6]錢炳華，張玉芬.機場規(guī)劃設計與環(huán)境保護[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2000：130-136.

（責任編輯：黃 月）

Planning and design of Luyang Lake General Aviation Airport

GUO Quan-quan1，KE Fei1，LI Qian1，2，HUANG Da-hai1
（1.School of Transportation Science and Engineering，Beijing University of Aeronautics&Astronautics，Beijing 100191，China；2.Beijing Institute of Architectural Design，Beijing 100045，China）

Combined with the specificity of Luyang Lake General Aviation Airport，such as complex function，aircraft type diversification，various levels of the flight crew and so on，the airfield grade is confirmed as well as the orientation，length，width of the hard runway，grass runway and water runway adjusted to the specification parameters.Based on the traffic organization’s convenience，fight safety，the minimal impact to other functional areas and the optimal viewing angle，the southeastern scheme is adopted from 3 site layout schemes.Besides，the weighted equivalent continuous perceive noise level LWECPNis adopted to calculate and analyze the airport noise exposure level，and some corresponding suggestions are put forward for other functional areas’planning.

general aviation；functional orientation；runway design；airport site selection

V351.1;TU984

:A

:1674-5590(2015)02-0024-04

2013-10-23；

:2014-02-27

郭全全（1971—），男，陜西三原人，副教授，博士，研究方向為鋼混組合結構設計理論、機場規(guī)劃與設計、機場道面力學分析.