一个大平面的机场都需要哪些建筑物?

机场的主要建筑物

跑道内部构造

跑道一般分四层,最上面一层是用水泥混凝土铺成的,叫做“水泥混凝土道面”,简称“道面”;第二层是用砂子铺的,叫“砂找平层”;第三层是用碎石铺成的,叫“碎石基础”,简称“基础”;最底下一层是土基。跑道的总厚度是根据当地气候、土壤等条件来设计的。为了防冻,在东北等严寒地区,跑道的厚度可达一米左右,南方机场半米左右。

跑道虽然很厚,但日晒、雨淋、冰冻、地下水等的影响加上飞机机轮的压力,时时刻刻都在影响它的质量,使它逐渐受到损坏。为解决以上矛盾,必须从跑道内部构造上提高建造质量。下面介绍在构筑跑道各层时采用的措施。

土基是跑道各层构造中强度最低的一层。雨水渗透后,土基强度明显下降,并且引起下沉。土基发生不均匀下沉,引起道面板的折断,道面平整性被破坏,飞机起飞就不安全。所以,必须用辗压机械把土基辗压到“最大密实”状态。在辗压好的土基上,要想挖出一块土来是不容易的。有了这样大的密实度,土基的强度就成倍提高了,原来松散土层发生的沉降现象就不容易发生了。

基础盖楼先得打好基础,跑道的基础更是如此。跑道的基础是用一层或两层大小均匀的碎石等“水稳定性材料”做的基础。石子这类材料不怕水,就是浸了水,强度不会降低,也不会沉降,所以叫“水稳定性材料”。基础同样要经过严格辗压,使石子互相嵌挤紧密。有了这样的基础,跑道上飞机的荷载经过道面,再经过基础传到土基上,就小得多了。土基就是在浸了水的最不利情况下也能承担起飞机的荷载,不致于发生沉陷了。

基础放在土基上,对土基的帮助是很大的。而基础处于混凝土道面下,也能对道面承受飞机荷载有所帮助,提高跑道的整体强度。所以基础这一层是承上启下的,非常重要。

砂找平层在基础层上面,铺有一层大约3~5厘米厚的砂子,这就是不可缺少的砂找平层。通过对这一层厚度的调整,可以比较准确地保证道面的厚度和标高(基础的标高也是有精度要求的)。同时,砂找平层起着将道面和基础隔开的作用,减少道面和基础之间的摩擦力,使道面板能够比较自由地伸缩。

道面是跑道最重要的组成部分。它要首先承担飞机的荷载,所以,要求也最严格,内部要密实,孔隙要少,在寒冷地区要经得住反复冻融的考验,不出现掉皮、松散等现象。此外,表面要耐磨,还要适当粗糙,以缩短飞机着陆时滑跑的距离,避免飞机冲出跑道。

道面的厚度在一个机场中并不一样。滑行道最厚,跑道两头次之,跑道中部最薄。因为滑行道窄,飞机的轮子每次几乎都是沿着相同的路线滑行,而跑道比滑行道宽得多,机轮重复作用的次数比滑行道少得多,特别是跑道中部,当飞机通过它时,速度已经很大,飞机已具有升力,机轮荷载被升力抵消一部分,所以道面可以铺得薄一些。不同地段厚薄之差约2~3厘米。

道面两侧还铺有宽1~2米的水泥混凝土长条,叫“道肩”。有了道肩,道面就能不和土质表面直接接触,使土质表面渗下的雨水不易到跑道下面的土基。

在铺水泥混凝土道面时,把跑道分成许多小块来浇筑,这叫“道面分仓”。为什么要进行道面分仓呢?夏季或中午温度高时,混凝土要膨胀,冬季或夜间温度低时混凝土要收缩。混凝土道面板那么重,又铺在粗糙的基础上,滑动时摩擦力是很大的,收缩膨胀都受到摩擦力的阻止。混凝土如果不能自由伸缩,就会在混凝土内部产生“温度应力”。膨胀受阻,混凝土就处于受压状态下;收缩受阻,混凝土就处于受拉状态下。严重情况时,就会使混凝土受挤压而鼓起,或受拉伸而断裂。既然混凝土自己要裂成小块,我们就事先把它做成小块。人工做成的小块道面要比自然裂成的小块规整得多,大小都是一样的,缝都是笔直的,而且缝都有一定的宽度,约0.5~2厘米。缝里面都填塞了质量有严格要求的沥青等材料,叫“伸缩缝”。这就是我们在机场上看到道面板都分成一块一块的,做了那么多缝的原因。

为什么跑道的长短不同

跑道长度机场跑道有的是2000多米,而有的是3000多米,甚至有的长达5000多米。供远程轰炸机用的跑道最长,供战斗机用的跑道要短一些。设计跑道长度时,应该按飞机最大重量来确定,使得跑道能保证飞机带够足量的弹药和油料升空去作战。飞行员的技术水平不同,飞机起飞着陆滑跑的距离也不同。战斗部队的跑道可修得短一些,供航校学员使用的跑道要修得长一些。

飞机在标高不同的机场上飞行时,起飞着陆滑跑距离不同。标高越高,则空气密度越小,滑跑距离越长。所以,高原机场的跑道要比平原机场的长。若标高相同而气温不同,飞机的起飞着陆滑跑距离也不同。当气温升高时,空气密度要降低,因而滑跑距离要相应增长。所以,南方机场的跑道要比北方机场的长一些。

跑道宽度飞机左右两组主轮的间距都不大,战斗机为三四米左右,中程轰炸机也只有9米多。而目前机场跑道却宽达50米左右。跑道为什么要修得这样宽呢?

这是由于飞机着陆时速度很大,不易对准跑道中心线,接地点往往偏出跑道中心线一些间距。接地后也难以准确沿着跑道中心线滑行,有时向左有时向右,偏离跑道中心线。尤其是那些垂尾较大的飞机,遇到稍大的侧风,滑行方向就较难保持,偏离跑道中心线更多。在设计跑道宽度时,不仅要考虑到单机起飞,而且要考虑到紧急情况时双机起飞,因此,跑道要修得宽一些。

为什么跑道的坡度和视距要求严

对跑道的坡度与视距要求和公路相似。但是由于飞机在跑道上滑跑速度很大,高达每小时两三百千米,因此对跑道的坡度与视距的限制比公路严格得多。

跑道的坡度公路为了迅速排走雨水,因而修成中间高两边低的形状。公路的横向坡度较大,一般为1%~1.5%。同理,跑道一般也修成中间高两边低的形状。但是跑道的横向坡度要比公路小一些,一般只有0.8%左右。

公路的纵向坡度如果修得太陡,则汽车上坡时爬起来很吃力,下坡时不易刹住车。因此,公路最大纵向坡度限制为4%-8%左右。同理,跑道纵向坡度如果太大,就会使得飞机逆坡起飞滑跑时增速慢,飞机顺坡着陆滑跑时不易刹住车,因而跑道要修得很长。所以,目前机场跑道的纵向坡度都修得很小,一般不超过1%。

如果你乘汽车通过纵向坡度突然有很大改变的地方时,一定会感到很不舒服。飞机滑跑速度比汽车大得多,当飞机高速通过纵向坡度突然有很大改变的地段时,不但会使飞机上的人员感到很不舒服,而且有可能产生严重的飞行事故。因此,跑道不允许出现纵向坡度突然有很大改变的地段。所以,目前机场上跑道纵向坡度改变值一般都不超过0.5%。

跑道的视距汽车通过上下坡度改变较大的地段时,司机视线受地面阻挡,往往看不见前面地段上有没有汽车。为了保证汽车行驶安全,在设计公路的纵断面时,必须保证汽车在公路的任何地段上,司机能够看见前面较远的地方是否有汽车,以保证能够及时刹车或避开前面的汽车。同理,对跑道也有视距要求,但要求比公路高得多。对跑道的视距要求主要有三项。第一,保证飞机在跑道的任何地段上,飞行员能够看见前面较远的地方是否有突然发生故障而停下来的飞机,以便及时刹车或采取其它措施。第二,为了使得飞行员能驾驶飞机准确地顺着跑道高速滑行,跑道的纵断面必须保证飞行员能够看见前面较远的地面,便于飞行员及时纠正滑行方向。尤其飞夜航时,更需要能够看见前面较远的设置,如跑道灯等。否则飞行员难以掌握滑跑方向,搞不好会偏出跑道发生事故。第三,跑道的纵断面还要保证指挥员在跑道头附近的塔台上,能够看见整个跑道上的飞机滑行情况,否则指挥员难以指挥飞机的起飞着陆。

目前的跑道,视距一般能达到1000米以上,可见对跑道的坡度与视距要求比公路严格得多。所以,跑道要尽量修得平顺,纵向坡度尽量少改变,使得飞机高速滑跑时仍很平稳,而且飞行员和指挥员都能看见跑道远处的情况。

维护和管理跑道

打扫干净如果跑道不干净,喷气式飞机在起飞滑跑过程中,发动机可能把地面上的砂石等杂物吸进去被打坏。所以在飞机起飞前,必须把跑道打扫干净。滑行道和停机坪也要打扫干净。

清除积雪跑道上有积雪,飞机起飞滑跑会受到阻力,增大起飞滑跑距离。积雪被机轮甩起来还可能打坏飞机,尤其是襟翼更容易被打坏。积雪吸入发动机,不但会打坏压气机的叶片,还可能造成发动机熄火。所以,下雪后,跑道上的积雪必须及时清除。跑道的面积很大,用人工除雪比较困难,目前有的机场用机械除雪。

排走雨水跑道上有积水,飞机起飞滑跑会受到阻力,增长起飞滑跑距离;当着陆滑跑时,则由于积水会使摩擦力减小,也会增长着陆滑跑距离。所以,跑道上如有积水,飞机在起飞着陆时容易冲出跑道。跑道上的积水,往往通过道面板接缝处的孔隙渗到道面底下,把土基泡软,使得道面板容易被压坏。尤其是北方机场,如果在冬季上冻前土基渗入了大量雨水,则上冻后,土基中的水分结冰而体积膨胀,把道面板隆起,造成跑道高低不平,飞机在跑道上滑跑出现巅簸,容易发生飞行事故。

由此可见,跑道上的积水,对飞行安全和道面的寿命都有影响。所以,跑道周围的排水设备要经常疏通,使降落到跑道上的雨水迅速排走。

及时维修在水泥混凝土跑道上,道面板接缝处的填缝料使用时间久了,粘结力会大大降低,很容易被飞机的轮子带出,有被吸入发动机的危险。接缝处的填缝料被飞机轮子带出后,雨水很容易渗入道面底下,把土基泡软。因此,对道面板接缝处的填缝料要经常检查和维护。道面板的边和角容易被飞机压坏,也要经常检查和及时修补。

严禁穿越跑道飞机在起飞着陆过程中滑跑速度很大,如果有人或车辆穿越跑道,是来不及躲避的,会发生严重事故。飞行过程中一定要加强警戒,严禁人员、车辆和牲畜穿越跑道.

来源:《兵器知识》2013年第02期