1 引言
近年來(lái)，國(guó)際和國(guó)內(nèi)掀起一股機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目的投資建設(shè)浪潮，一些民航系統(tǒng)外的設(shè)計(jì)單位也有機(jī)會(huì)參與到機(jī)場(chǎng)建設(shè)項(xiàng)目的各個(gè)階段。結(jié)合筆者近期參與的一個(gè)境外機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目的實(shí)際情況，介紹在機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)中須注意的關(guān)鍵點(diǎn)之一，機(jī)場(chǎng)跑道助航燈光系統(tǒng)。
機(jī)場(chǎng)跑道助航燈光系統(tǒng)是保障飛機(jī)飛行安全的重要目視助航設(shè)備，在飛機(jī)進(jìn)近和著陸過(guò)程中起著關(guān)鍵作用。在夜間或霧天等能見(jiàn)度較低的自然條件下，助航燈正常與否直接關(guān)系到飛機(jī)起降的安全，是現(xiàn)代化的民用機(jī)場(chǎng)維持運(yùn)行的前提條件之一，其布置形式，世界各國(guó)因使用習(xí)慣不同，稍有所異。國(guó)際民用航空組織(ICAO)為了促進(jìn)各成員國(guó)對(duì)所開(kāi)放的國(guó)際飛機(jī)場(chǎng)上的目視助航設(shè)施趨于標(biāo)準(zhǔn)化，頒布了一系列國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)。其中供機(jī)場(chǎng)設(shè)計(jì)單位使用的主要標(biāo)準(zhǔn)有《機(jī)場(chǎng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》(Doc9157號(hào)文件)，《機(jī)場(chǎng)規(guī)劃手冊(cè)》(Doc9184號(hào)文件)和ICAO附件14。中國(guó)民航局(CAAC)頒布了一系列的標(biāo)準(zhǔn)，因CAAC為ICAO的組織成員，由其出版的標(biāo)準(zhǔn)本質(zhì)上與ICAO的標(biāo)準(zhǔn)是一致的，在此不一一贅述。
2 助航燈光
助航燈光系統(tǒng)由進(jìn)近燈光系統(tǒng)、目視進(jìn)近坡度指示系統(tǒng)、跑道燈光系統(tǒng)、滑行道燈光系統(tǒng)和其他燈光系統(tǒng)組成。其繁簡(jiǎn)程度則根據(jù)飛機(jī)場(chǎng)的平面布置、飛行業(yè)務(wù)量、飛機(jī)場(chǎng)接收飛機(jī)的氣象標(biāo)準(zhǔn)和配合使用的無(wú)線電導(dǎo)航設(shè)施的內(nèi)容和精密程度等因素決定，此外還必須結(jié)合項(xiàng)目所在國(guó)的國(guó)情而定。以筆者所承擔(dān)境外國(guó)際機(jī)場(chǎng)改擴(kuò)建項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目機(jī)場(chǎng)06/24號(hào)主跑道原長(zhǎng)為2270m左右，擴(kuò)建1090m，擴(kuò)建后跑道總長(zhǎng)度為3360m。根據(jù)資料，機(jī)場(chǎng)主跑道的助航燈光系統(tǒng)于2004年左右由一家英國(guó)公司負(fù)責(zé)進(jìn)行了現(xiàn)代化的升級(jí)改造，06號(hào)為主降跑道，按I類(lèi)精密進(jìn)近跑道運(yùn)行，24號(hào)為次降跑道，為非儀表跑道。跑道設(shè)置了PAPI燈，跑道邊燈、跑道入口/末端燈。由于地形原因，06號(hào)和24號(hào)跑道均不設(shè)置進(jìn)近燈光系統(tǒng)。從上述現(xiàn)狀可看出該項(xiàng)目的跑道助航燈光系統(tǒng)配置屬于相對(duì)比較簡(jiǎn)潔的類(lèi)型，而且沒(méi)有配置進(jìn)近燈光系統(tǒng)，根據(jù)ICAO附件14的規(guī)定，對(duì)于I類(lèi)精密進(jìn)近跑道必須設(shè)置符合規(guī)定的I類(lèi)進(jìn)近燈光系統(tǒng)，從筆者掌握的資料來(lái)看如果在國(guó)內(nèi)該跑道是不具備飛行條件的，可見(jiàn)各國(guó)對(duì)于ICAO的規(guī)范的執(zhí)行是有一定的出入，所以對(duì)于境外的機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，所在國(guó)的實(shí)際情況很重要。筆者只是以此為引，說(shuō)明境外項(xiàng)目的特殊性，下文將結(jié)合ICAO的規(guī)范，闡述跑道助航燈光的各組成部分。
圖1跑道燈光系統(tǒng)示意(僅包含內(nèi)端150m的進(jìn)近燈光和跑道燈光)
進(jìn)近燈光系統(tǒng)，安裝在跑道的進(jìn)近端，是從跑道向外延伸的一系列橫排燈、閃光燈標(biāo)或它們的組合，引導(dǎo)進(jìn)近中的飛機(jī)對(duì)準(zhǔn)跑道中線、機(jī)翼保持水平和估計(jì)接近跑道入口的距離。按照跑道準(zhǔn)備接受飛機(jī)的能見(jiàn)度標(biāo)準(zhǔn)，安裝不同類(lèi)型的進(jìn)近燈光系統(tǒng)，如低光強(qiáng)簡(jiǎn)易進(jìn)近燈光系統(tǒng)用于非儀表跑道和儀表進(jìn)近跑道;高光強(qiáng)精密進(jìn)近燈光系統(tǒng)用于精密進(jìn)近跑道。高光強(qiáng)精密進(jìn)近燈光系統(tǒng)又可分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類(lèi)。以帶閃光燈標(biāo)的高強(qiáng)度進(jìn)近燈光系統(tǒng)配置為例，典型的配置包括247個(gè)常亮的燈標(biāo)：包括綠色的跑道入口燈49個(gè)、紅色的進(jìn)近旁線燈9排54個(gè)和高強(qiáng)度的常亮白色燈144個(gè)，以及15個(gè)閃光燈標(biāo)。這類(lèi)配置可以用于各類(lèi)精密進(jìn)近跑道。布置原則見(jiàn)圖1。圖1跑道燈光系統(tǒng)示意(僅包含內(nèi)端150m的進(jìn)近燈光和跑道燈光)目視進(jìn)近坡度指示系統(tǒng)是一組設(shè)于跑道旁，向飛行員用作顯示飛機(jī)進(jìn)近下滑角度是否適合的燈號(hào)，能幫助駕駛員在進(jìn)近階段中保持飛機(jī)正確地下滑在航道上。國(guó)際民用航空組織(ICAO)已批準(zhǔn)的坡度燈有VASIS、T-VASIS。并正在向PAPI過(guò)渡。布置原則見(jiàn)圖1。
跑道燈光系統(tǒng)，包括跑道的入口燈、末端燈、邊燈、中線燈和接地地帶燈。跑道中線燈和接地地帶燈配合精密進(jìn)近燈光系統(tǒng)類(lèi)別而增設(shè)。布置原則見(jiàn)圖1。
滑行道燈光系統(tǒng)，一般由滑行道邊燈和中線燈組成。有時(shí)還設(shè)停止排燈和滑行位置等待燈。
其他燈光設(shè)備，飛機(jī)場(chǎng)一般還應(yīng)設(shè)置飛機(jī)場(chǎng)燈標(biāo)，陸地飛機(jī)場(chǎng)燈標(biāo)為綠、白交替閃光;飛機(jī)場(chǎng)識(shí)別燈標(biāo)的識(shí)別信號(hào)字母，按國(guó)際莫爾斯電碼斷續(xù)閃光。在障礙物上安裝紅色障礙燈，高大的煙囪或塔架，必要時(shí)用白色高光強(qiáng)閃光燈分層設(shè)置。
3 助航燈光供電
助航燈光的供電系統(tǒng)具有鮮明的特點(diǎn)。與其他行業(yè)的項(xiàng)目類(lèi)比，筆者認(rèn)為主要有下述三點(diǎn)：
(1)助航燈光的串聯(lián)供電電路;
(2)助航燈光的高壓供電方式;
(3)助航燈光的光強(qiáng)可調(diào)節(jié)性。
這是筆者概括的助航燈光供電系統(tǒng)的三大特別之處，也是民航系統(tǒng)外的設(shè)計(jì)單位可能在工作中容易忽視的地方。除此之外，助航燈光供電燈光系還須滿(mǎn)足ICAO和CAAC相關(guān)規(guī)范和指導(dǎo)文件對(duì)于供電系統(tǒng)可靠性、遠(yuǎn)方監(jiān)控的要求。
下文，將詳述機(jī)場(chǎng)助航燈光供電系統(tǒng)的特點(diǎn)：
(1)助航燈光的串聯(lián)供電電路
由于機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)要求跑道燈光的光強(qiáng)必須一致和恒定，供電回路一般采用串聯(lián)連接方式，串聯(lián)回路內(nèi)各燈之間流過(guò)的電流一樣，各燈具發(fā)射的光強(qiáng)一致。重要的燈光系統(tǒng)可由兩個(gè)串聯(lián)回路隔燈供電。
(2)助航燈光的高壓供電方式
由于機(jī)場(chǎng)跑道燈光供電距離長(zhǎng)，如果采用低壓供電既不合理、也不經(jīng)濟(jì)，所以一般采用5kV或其他等級(jí)的高電壓供電方式。
(3)助航燈光的光強(qiáng)可調(diào)節(jié)性
為了適合不同能見(jiàn)度條件下運(yùn)行，各串聯(lián)供電回路都設(shè)置帶恒流裝置的調(diào)光器。不論負(fù)載如何變化，調(diào)光器輸出的電流恒定不變。光強(qiáng)調(diào)節(jié)范圍一般分為五級(jí)：即1%、3%、10%、30%和100%。
(4)供電可靠性
助航燈光供電的可靠性，是保證飛行安全的關(guān)鍵之一，機(jī)場(chǎng)助航燈光供電的等級(jí)為一級(jí)負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷，一般應(yīng)有兩個(gè)獨(dú)立電源，一旦主電源發(fā)生故障，轉(zhuǎn)換到備用電源恢復(fù)供電，根據(jù)不同等級(jí)的燈光系統(tǒng)，有不同的轉(zhuǎn)換時(shí)間要求，此外還應(yīng)按最大需用功率設(shè)置柴油發(fā)電機(jī)組作為備用電源。
(5)遠(yuǎn)方監(jiān)控
各助航燈光供電回路的啟閉和光強(qiáng)調(diào)節(jié)都由飛機(jī)場(chǎng)指揮塔臺(tái)進(jìn)行遙控和監(jiān)視。這種控制和監(jiān)視也可在專(zhuān)用變電站內(nèi)進(jìn)行。
以筆者所承擔(dān)境外國(guó)際機(jī)場(chǎng)改擴(kuò)建項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目助航燈光系統(tǒng)采用串聯(lián)供電的方式。06/24跑道擴(kuò)建部分新增助航燈光系統(tǒng)均勻分成兩組，采用隔燈分組供電方式，由燈光開(kāi)關(guān)站提供兩路5kV獨(dú)立的電源，這樣，即使一路助航燈光電源發(fā)生故障，另一路助航燈光電源也能確保最基本的目視助航燈光系統(tǒng)供飛行器引航。原理見(jiàn)圖2。
圖2典型的助航燈光電纜回路示意圖(5kV高壓、串聯(lián)回路、隔離變壓器)
4 結(jié)束語(yǔ)
展望未來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)外機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目的增多，勢(shì)必給民航系統(tǒng)外的設(shè)計(jì)單位提供了更多參與的機(jī)會(huì)，面對(duì)新的、復(fù)雜的工程領(lǐng)域，首先需要學(xué)習(xí)、掌握并應(yīng)用好新的規(guī)范，其次要不斷總結(jié)工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，本文結(jié)合相關(guān)規(guī)范和工程實(shí)例對(duì)民用機(jī)場(chǎng)跑道助航燈光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的若干關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)，希望能給設(shè)計(jì)人員今后在從事機(jī)場(chǎng)項(xiàng)目中提供參考。
參考文獻(xiàn)
[1]D0C 9157 機(jī)場(chǎng)設(shè)計(jì)手冊(cè) 第四部分 目視助航設(shè)備.
[2]D0C 9157 機(jī)場(chǎng)設(shè)計(jì)手冊(cè) 第五部分 電氣系統(tǒng).
[3]ICAO 附件14 卷I 機(jī)場(chǎng).
[4]MH/T 6009-2008 機(jī)場(chǎng)助航燈光回路用埋地電纜.
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