КОНФИГУРАЦИЯ ВЗЛЕТНО-ПОСАДОЧНЫХ ПОЛОС
RUNWAY ARRANGEMENT

Область техники, к которой относится настоящее изобретение
Настоящее изобретение относится к конфигурации взлетно-посадочных полос и способу их создания и функционирования. Изобретение также относится к огням или системе огней для конфигурации взлетно-посадочных полос и способу их функционирования.
Предшествующий уровень техники настоящего изобретения
Пропускная способность аэропорта (количество воздушных судов, которые могут взлетать и/или садиться в час) зачастую ограничена размерами, количеством и конфигурацией взлетно-посадочных полос. В целях безопасности посадки на одну и ту же взлетно-посадочную полосу и/или взлеты с этой взлетно-посадочной полосы воздушных судов должны быть разделены по времени и в пространстве. Часто используется множество взлетно-посадочных полос, назначенных для посадки, взлета или работы в смешанном режиме (при котором взлетно-посадочные полосы используются для взлетов и посадок поочередно). Это позволяет увеличить пропускную способность аэропорта, однако в рамках нормативных требований и требований техники безопасности взлетно-посадочные полосы должны быть разделены между собой, чтобы не влиять друг на друга. В городских или прочих стесненных условиях выделение достаточного пространства для дополнительной взлетно-посадочной полосы может быть затруднительным, и/или зона воздействия авиационного шума от новой взлетно-посадочной полосы может характеризоваться недопустимыми значениями уровня звукового давления. Кроме того, к эксплуатационным расходам и выбросам углекислого газа, относящимся к полету, могут добавляться еще и издержки на время и топливо, которые придется дополнительно потратить при рулении воздушного судна от терминала до взлетно-посадочной полосы.
Для безопасного функционирования и направления пилотов на нужный участок взлетно-посадочной полосы в соответствии с аспектом настоящего изобретения предложено устройство для разметки участка взлетно-посадочной полосы, содержащее источник света; и приспособление для направления света.
Предпочтительно, с целью управления движением приземляющегося воздушного судна приспособление для направления света выполнено с возможностью ограничения света, излучаемого источником света и направленного на воздушное судно, приземляющееся на указанный участок взлетно-посадочной полосы.
Предпочтительно, приспособление для направления света выполнено с возможностью переключения между первым состоянием, указывающим на посадочный участок взлетно-посадочной полосы, и вторым состоянием, указывающим на участок взлетно-посадочной полосы, не используемый для посадки.
Предпочтительно, приспособление для направления света содержит линзу.
Предпочтительно, приспособление для направления света содержит средство для выборочной блокировки света от источника света.
Предпочтительно, блокирующее средство расположено под углом к источнику света.
Предпочтительно, приспособление для направления света содержит светонепроницаемое покрытие.
Предпочтительно, приспособление для направления света содержит средство для поляризации света, и, предпочтительно, поляризационное средство содержит поляризационный фильтр.
Предпочтительно, приспособление для направления света выполнено с возможностью перемещения относительно источника света.
Предпочтительно, приспособление для направления света выполнено с возможностью поворота.
Предпочтительно, источник света выполнен с возможностью расположения на краю конфигурации взлетно-посадочных полос.
Предпочтительно, источник света выполнен с возможностью расположения на центральной линии конфигурации взлетно-посадочных полос.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложено устройство для разметки участка взлетно-посадочной полосы, характеризующегося наличием множества устройств для разметки участка взлетно-посадочной полосы, как описано в настоящем документе.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложено устройство для разметки участка взлетно-посадочной полосы, содержащее множество источников света взлетно-посадочной полосы, выполненных с возможностью расположения вдоль участка взлетно-посадочной полосы; приспособление для направления света для каждого источника света взлетно-посадочной полосы; причем приспособление для направления света выполнено с возможностью ограничения света, направленного на воздушное судно, приземляющееся на указанный участок взлетно-посадочной полосы, и излучаемого его соответствующим источником света, в результате чего указанный участок взлетно-посадочной полосы назначается участком взлетно-посадочной полосы, не используемым для посадки. Такое устройство позволяет обеспечить безопасное независимое функционирование участка взлетно-посадочной полосы.
Предпочтительно, приспособление для направления света содержит систему технического зрения. Предпочтительно, система технического зрения содержит по меньшей мере одно из следующего: индикатор на лобовом стекле, нашлемный индикатор и визуальный индикатор.
Предпочтительно, приспособление для направления света выполнено с возможностью направления света от источника света на воздушное судно на указанном участке взлетно-посадочной полосы, в результате чего указанный участок взлетно-посадочной полосы назначается взлетным участком взлетно-посадочной полосы.
Предпочтительно, каждое приспособление для направления света расположено под углом к своему соответствующему источнику света в зависимости от планируемого положения источника света вдоль участка взлетно-посадочной полосы.
Предпочтительно, приспособления для направления света, располагаемые ближе вдоль указанного участка взлетно-посадочной полосы, расположены под большим углом, нежели располагаемые дальше вдоль указанного участка взлетно-посадочной полосы.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложена конфигурация взлетно-посадочных полос, содержащая первый участок взлетно-посадочной полосы; второй участок взлетно-посадочной полосы, проходящий по существу в продолжение первого участка взлетно-посадочной полосы, причем указанный второй участок взлетно-посадочной полосы характеризуется наличием множества устройств для разметки взлетно-посадочной полосы, каждое из которых содержит источник света взлетно-посадочной полосы и приспособление для направления света каждого источника света взлетно-посадочной полосы; и промежуточный участок между первым и вторым участками взлетно-посадочной полосы; причем каждое приспособление для направления света выполнено с возможностью ограничения света, направленного на воздушное судно, приземляющееся на указанный первый участок взлетно-посадочной полосы и движущееся к указанному промежуточному участку, и излучаемого соответствующим источником света, в результате чего указанный второй участок взлетно-посадочной полосы назначается участком взлетно-посадочной полосы, не используемым для посадки.
Предпочтительно, для обеспечения возможности работы в любом направлении первый участок взлетно-посадочной полосы содержит множество устройств для разметки взлетно-посадочной полосы, каждое из которых содержит источник света взлетно-посадочной полосы и приспособление для направления света для каждого источника света взлетно-посадочной полосы; причем каждое приспособление для направления света выполнено с возможностью ограничения света, направленного на воздушное судно, приземляющееся на указанный второй участок взлетно-посадочной полосы и движущееся к указанному промежуточному участку, и излучаемого соответствующим источником света, в результате чего указанный первый участок взлетно-посадочной полосы назначается участком взлетно-посадочной полосы, не используемым для посадки.
Предпочтительно, для обеспечения возможности осуществления «приземлений с большой посадочной дистанцией» с целью уменьшения неудобств для местного населения приспособления для направления света выполнены с возможностью регулировки с целью назначения участка взлетно-посадочной полосы, не используемого для посадки, посадочным участком взлетно-посадочной полосы.
Предпочтительно, для обеспечения возможности осуществления «приземлений с большой посадочной дистанцией» с целью доставления меньшего количества неудобств местному населению участок взлетно-посадочной полосы, не используемый для посадки, дополнительно содержит вспомогательные огни для назначения участка взлетно-посадочной полосы, не используемого для посадки, посадочным участком взлетно-посадочной полосы.
Предпочтительно, приспособление для направления света выполнено с возможностью направления света на воздушное судно на указанном участке взлетно-посадочной полосы, не используемом для посадки, в результате чего указанный участок взлетно-посадочной полосы, не используемый для посадки, назначается взлетным участком взлетно-посадочной полосы.
Предпочтительно, каждый источник света взлетно-посадочной полосы содержит приспособление для направления света.
Предпочтительно, каждое устройство для разметки взлетно-посадочной полосы представляет собой устройство, описанное в настоящем документе.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложен способ функционирования конфигурации взлетно-посадочных полос, характеризующейся наличием системы огней взлетно-посадочной полосы, причем указанный способ предусматривает: обеспечение источников света вдоль первого и второго участков взлетно-посадочной полосы; и обеспечение приспособлений для направления света с целью ограничения света от огней на указанном первом участке взлетно-посадочной полосы, направленных на воздушное судно, приземляющееся на указанный второй участок взлетно-посадочной полосы, в результате чего указанный второй участок взлетно-посадочной полосы назначается участком взлетно-посадочной полосы, не используемым для посадки. Такой способ позволяет обеспечить безопасное независимое функционирование двух указанных участков взлетно-посадочной полосы.
Предпочтительно, конфигурация взлетно-посадочных полос содержит конфигурацию взлетно-посадочных полос, описанную в настоящем документе.
1
1
1
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложена конфигурация взлетно-посадочных полос, содержащая: первый участок взлетно-посадочной полосы, назначенный посадочным участком взлетно-посадочной полосы; второй участок взлетно-посадочной полосы, назначенный взлетным участком взлетно-посадочной полосы; и пустую полосу безопасности; причем первый и второй участки взлетно-посадочной полосы соединены пустой полосой безопасности; причем конфигурация взлетно-посадочных полос содержит точку ошибочного захода на посадку для воздушного судна, которое должно приземлиться на первый участок взлетно-посадочной полосы, смещенную от начала второго участка взлетно-посадочной полосы на расстояние, которое больше H/tan(θ); где Н - безопасная высота разворота, а θ - угол набора высоты после ошибочного захода на посадку; причем Н больше 150 м, a θ больше 2°. Такая конфигурация позволяет обеспечить безопасное независимое функционирование двух указанных участков взлетно-посадочной полосы, в результате чего приземляющееся воздушное судно, совершающее ошибочный заход на посадку, с меньшей вероятностью может помешать другому воздушному судну. Точка ошибочного захода на посадку может содержать физическую разметку на первом участке взлетно-посадочной полосы или может быть определена программными средствами.
Предпочтительно, точка ошибочного захода на посадку расположена на расстоянии 1500-4500 м от начала второго участка взлетно-посадочной полосы. Предпочтительно, точка ошибочного захода на посадку расположена на расстоянии 2500-3500 м от начала второго участка взлетно-посадочной полосы. Предпочтительно, точка ошибочного захода на посадку расположена на расстоянии приблизительно 3000 м от начала второго участка взлетно-посадочной полосы.
Предпочтительно, точка ошибочного захода на посадку является входной кромкой, обозначенной на указанном первом участке взлетно-посадочной полосы.
Предпочтительно, входная кромка расположена на расстоянии 100-1500 м от начала второго участка взлетно-посадочной полосы. Предпочтительно, входная кромка расположена на расстоянии 100-1000 м от начала второго участка взлетно-посадочной полосы. Предпочтительно, входная кромка расположена на расстоянии 300-800 м от начала второго участка взлетно-посадочной полосы. Предпочтительно, входная кромка расположена на расстоянии 500-800 м от начала второго участка взлетно-посадочной полосы.
Предпочтительно, входная кромка расположена на расстоянии менее 850 м от начала второго участка взлетно-посадочной полосы.
Предпочтительно, входная кромка расположена по существу в начале второго участка взлетно-посадочной полосы.
Предпочтительно, второй участок взлетно-посадочной полосы расположен под углом к первому участку взлетно-посадочной полосы.
1
1
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложен способ определения безопасного захода на посадку на конфигурацию взлетно-посадочных полос, содержащую первый участок взлетно-посадочной полосы, назначенный посадочным участком взлетно-посадочной полосы, второй участок взлетно-посадочной полосы, назначенный взлетным участком взлетно-посадочной полосы, и пустую полосу безопасности, причем первый и второй участки взлетно-посадочной полосы соединены пустой полосой безопасности, причем способ предусматривает: назначение точки ошибочного захода на посадку; и определение, что указанная точка ошибочного захода на посадку смещена от начала второго участка взлетно-посадочной полосы на расстояние, которое больше H/tan(θ); где Н - безопасная высота разворота, a θ - угол набора высоты после ошибочного захода на посадку. Такой способ уменьшает возможность создания помех приземляющимся воздушным судном, совершающим ошибочный заход на посадку, другому воздушному судну, взлетающему со взлетного участка взлетно-посадочной полосы.
1
Предпочтительно, Н больше 150 м, a θ больше 2°.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложена конфигурация взлетно-посадочных полос, содержащая первый участок взлетно-посадочной полосы; второй участок взлетно-посадочной полосы; и пустую полосу безопасности, причем первый и второй участки взлетно-посадочной полосы соединены пустой полосой безопасности; и второй участок взлетно-посадочной полосы расположен под углом к первому участку взлетно-посадочной полосы.
от англ. instrument landing system
Геометрические параметры конфигурации взлетно-посадочных полос могут характеризоваться пользой для местной инфраструктуры, например они могут способствовать устранению необходимости сноса зданий на застроенных территориях, в том числе в жилых зонах, и уменьшению неудобств для местного населения. Кроме того, наземное оборудование для обеспечения безопасности воздушных судов, такое как курсо-глиссадные системы (КГС) (ILS, ), может быть расположено в прямой видимости воздушного судна, заходящего на посадку на первый или на второй участок взлетно-посадочной полосы.
Предпочтительно, второй участок взлетно-посадочной полосы расположен под углом по существу 0,1-10 градусов к первому участку взлетно-посадочной полосы, предпочтительно по существу 0,25-10 градусов, предпочтительно по существу 1-5 градусов, предпочтительнее по существу 2-3 градуса.
Предпочтительно, второй участок взлетно-посадочной полосы смещен в поперечном направлении от первого участка взлетно-посадочной полосы, причем направление поперечного смещения противоположно направлению углового отклонения второго участка взлетно-посадочной полосы, в результате чего, предпочтительно, уменьшается взаимовлияние воздушных судов, использующих первый и второй участки взлетно-посадочной полосы.
Предпочтительно, для оптимизации аспектов безопасности и минимизации расстояния руления воздушного судна к терминалу аэропорта и от терминала аэропорта второй участок взлетно-посадочной полосы смещен в поперечном направлении от первого участка взлетно-посадочной полосы на расстояние от четверти до удвоенной ширины первого участка взлетно-посадочной полосы, предпочтительно 50-100 м, предпочтительнее 60-80 м.
Конфигурация взлетно-посадочных полос может дополнительно содержать смещенный в поперечном направлении участок взлетно-посадочной полосы, по существу параллельный указанному первому участку взлетно-посадочной полосы, и предпочтительно по существу выровненный в продольном направлении с указанным первым участком взлетно-посадочной полосы.
Предпочтительно, для эффективного использования наземного пространства в периметре конфигурации взлетно-посадочных полос второй участок взлетно-посадочной полосы отклоняется от полосы безопасности к смещенному в поперечном направлении участку взлетно-посадочной полосы.
Предпочтительно, для обеспечения безопасности и предотвращения столкновений или нарушения функционирования воздушных судов смещенный в поперечном направлении участок взлетно-посадочной полосы смещен в поперечном направлении от указанного первого участка взлетно-посадочной полосы так, что центральная линия смещенной в поперечном направлении взлетно-посадочной полосы не пересекается со вторым участком взлетно-посадочной полосы, причем, предпочтительно, геометрические параметры конфигурации взлетно-посадочных полос удовлетворяют неравенству D>L⋅sin(θ) или D+О>L⋅sin(θ), где, предпочтительно, D - расстояние поперечного разделения между выровненными в продольном направлении взлетно-посадочными полосами, L - длина второго участка взлетно-посадочной полосы, θ - угол отклонения второго участка взлетно-посадочной полосы и О - расстояние поперечного смещения первого и второго участков взлетно-посадочной полосы (как описано ниже).
Предпочтительно, для увеличения пропускной способности аэропорта при более эффективном использовании наземного пространства обеспечен третий участок взлетно-посадочной полосы, проходящий по существу в продолжение первого участка взлетно-посадочной полосы, в результате чего, предпочтительно, образуется «У-образная» конфигурация взлетно-посадочных полос; и первый и третий участки взлетно-посадочной полосы соединены пустой полосой безопасности.
Пустая полоса безопасности между первым и третьим участками взлетно-посадочной полосы может быть соединена с пустой полосой безопасности между первым и вторым участками взлетно-посадочной полосы.
Предпочтительно, третий участок взлетно-посадочной полосы смещен в поперечном направлении от указанного первого участка взлетно-посадочной полосы, причем направление поперечного смещения противоположно направлению углового отклонения второго участка взлетно-посадочной полосы, в результате чего, предпочтительно, имеется возможность одновременного использования первого и второго участков взлетно-посадочной полосы.
Предпочтительно, третий участок взлетно-посадочной полосы содержит пустую полосу безопасности в конце участка взлетно-посадочной полосы, расположенном ближе к указанному первому участку взлетно-посадочной полосы.
Предпочтительно, пустая полоса безопасности в конце третьего участка взлетно-посадочной полосы по существу выровнена с пустой полосой безопасности между первым и вторым участками взлетно-посадочной полосы.
Предпочтительно, второй участок взлетно-посадочной полосы смещен в поперечном направлении от первого участка взлетно-посадочной полосы, который, в свою очередь, отдаляет зону нанесения ущерба окружающей среде, например от застроенных территорий.
Предпочтительно, конфигурация взлетно-посадочных полос содержит два дополнительных смещенных в поперечном направлении участка взлетно-посадочной полосы, по существу параллельных указанному первому и/или второму участкам взлетно-посадочной полосы и по существу выровненных в продольном направлении с указанными первым и/или вторым участками взлетно-посадочной полосы, в результате чего, предпочтительно, например, обеспечивается устранение необходимости сноса зданий на множестве застроенных территорий, в том числе в жилых зонах, и уменьшение неудобств для более многочисленного местного населения, при этом также увеличивается пропускная способность аэродрома.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложена конфигурация взлетно-посадочных полос, содержащая первый участок взлетно-посадочной полосы и второй участок взлетно-посадочной полосы; причем второй участок взлетно-посадочной полосы смещен в поперечном направлении от первого участка взлетно-посадочной полосы; и второй участок взлетно-посадочной полосы перекрывается в продольном направлении с первым участком взлетно-посадочной полосы; неперекрывающийся участок используют в качестве взлетного или посадочного участка.
Геометрические параметры конфигурации взлетно-посадочных полос могут характеризоваться пользой для местной инфраструктуры, например они могут способствовать устранению необходимости сноса зданий на застроенных территориях, в том числе в жилых зонах, и уменьшению неудобств для местного населения. Кроме того, наземное оборудование для обеспечения безопасности воздушных судов, такое как КГС (ILS), может быть расположено в прямой видимости воздушного судна, движущегося вдоль или первого, или второго участков взлетно-посадочной полосы.
Обычно, из соображений безопасности, посадочный участок может быть направлен к перекрывающемуся участку, а взлетный участок направлен от перекрывающегося участка.
Предпочтительно, длина перекрывающегося участка составляет 300-900 м, предпочтительно по существу 400-600 м.
Предпочтительно, перекрывающийся участок представляет собой пустую полосу безопасности; предпочтительно, при штатном использовании конфигурации взлетно-посадочных полос в пустой полосе безопасности отсутствуют находящиеся на земле воздушные суда, в результате чего, предпочтительно, обеспечивается возможность использования воздушных судов на перекрывающемся участке при нештатных ситуациях или в исключительных случаях.
Предпочтительно, для оптимизации аспектов безопасности и минимизации расстояния руления воздушного судна к терминалу аэропорта и от терминала аэропорта второй участок взлетно-посадочной полосы смещен в поперечном направлении от первого участка взлетно-посадочной полосы на расстояние от четверти до удвоенной ширины первого участка взлетно-посадочной полосы, предпочтительно 50-100 м, предпочтительнее 60-80 м.
Предпочтительно, снаружи пустой полосы безопасности обеспечена рулежная дорожка для предоставления доступа к ближнему концу второго участка взлетно-посадочной полосы через первый участок взлетно-посадочной полосы.
Предпочтительно, для предотвращения пересечения траекторий полета второй участок взлетно-посадочной полосы расположен по существу параллельно первому участку взлетно-посадочной полосы.
Предпочтительно, второй участок взлетно-посадочной полосы расположен под углом к первому участку взлетно-посадочной полосы, в результате чего, предпочтительно, отдаляется источник возможного влияния использования конфигурации второй взлетно-посадочной полосы на местную инфраструктуру и местное население.
Предпочтительно, второй участок взлетно-посадочной полосы может быть расположен под углом по существу 0,1-10 градусов к первому участку взлетно-посадочной полосы, предпочтительно по существу 0,25-10 градусов, предпочтительно по существу 1-5 градусов, предпочтительнее по существу 2-3 градусов. Предпочтительно, в зависимости от своей длины второй участок взлетно-посадочной полосы расположен под углом к первому участку взлетно-посадочной полосы так, чтобы траектории полета или продолжения конфигурации взлетно-посадочных полос не мешали местной инфраструктуре или местному населению.
В соответствии с дополнительным аспектом настоящего изобретения предложен способ обеспечения конфигурации взлетно-посадочных полос, предусматривающий следующие стадии: обеспечение первого участка взлетно-посадочной полосы; обеспечение второго участка взлетно-посадочной полосы; и обеспечение пустой полосы безопасности, причем первый и второй участки взлетно-посадочной полосы соединены пустой полосой безопасности; и второй участок взлетно-посадочной полосы расположен под углом к первому участку взлетно-посадочной полосы.
Таким образом, обеспечивается возможность расширения конфигураций взлетно-посадочных полос аэропорта, в частности, там, где возможности расширения, в ином случае, ограничены (например, в силу географических или социальных ограничений).
Предпочтительно, второй участок взлетно-посадочной полосы смещен в поперечном направлении от первого участка взлетно-посадочной полосы, причем направление поперечного смещения противоположно направлению углового отклонения второго участка взлетно-посадочной полосы во избежание возможного нанесения ущерба местной окружающей среде.
Предпочтительно, для обеспечения возможности по существу двукратного увеличения пропускной способности предусмотрена дополнительная стадия обеспечения двух смещенных в поперечном направлении участков взлетно-посадочной полосы, по существу параллельных указанному первому и/или второму участкам взлетно-посадочной полосы и по существу выровненных с указанными первым и/или вторым участками взлетно-посадочной полосы.
Предпочтительно, для увеличения пропускной способности обеспечен дополнительный смещенный в поперечном направлении участок взлетно-посадочной полосы, по существу параллельный указанному первому участку взлетно-посадочной полосы и по существу выровненный с указанным первым участком взлетно-посадочной полосы, причем, предпочтительно, второй участок взлетно-посадочной полосы отклоняется предпочтительно от первого участка взлетно-посадочной полосы к указанному дополнительному смещенному в поперечном направлении участку взлетно-посадочной полосы. Предпочтительно, расстояние D поперечного смещения между первым участком взлетно-посадочной полосы и смещенным в поперечном направлении участком взлетно-посадочной полосы составляет 1000-3000 м, предпочтительнее 1400-1600 м.
Предпочтительно, для обеспечения безопасности и предотвращения пересечения траекторий полета смещенный в поперечном направлении участок взлетно-посадочной полосы смещен в поперечном направлении от указанного первого участка взлетно-посадочной полосы так, что центральная линия смещенной в поперечном направлении взлетно-посадочной полосы не пересекается со вторым участком взлетно-посадочной полосы, причем, предпочтительно, геометрические параметры конфигурации взлетно-посадочных полос удовлетворяют неравенству D>L⋅sin(θ) или D+О>L⋅sin(θ), как указано ниже.
Предпочтительно, для увеличения пропускной способности при более эффективном использовании наземного пространства обеспечен третий участок взлетно-посадочной полосы, проходящий по существу в продолжение первого участка взлетно-посадочной полосы, в результате чего, предпочтительно, образуется «У-образная» конфигурация взлетно-посадочных полос; и первый и третий участки взлетно-посадочной полосы соединены пустой полосой безопасности.
Предпочтительно, пустая полоса безопасности между первым и третьим участками взлетно-посадочной полосы соединена с пустой полосой безопасности между первым и вторым участками взлетно-посадочной полосы.
Предпочтительно, второй участок взлетно-посадочной полосы смещен в поперечном направлении от первого участка взлетно-посадочной полосы.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предложен способ обеспечения конфигурации взлетно-посадочных полос, предусматривающий следующие стадии: обеспечение первого участка взлетно-посадочной полосы; и обеспечение второго участка взлетно-посадочной полосы; причем второй участок взлетно-посадочной полосы смещен в поперечном направлении от первого участка взлетно-посадочной полосы; и второй участок взлетно-посадочной полосы перекрывается в продольном направлении с первым участком взлетно-посадочной полосы; неперекрывающийся участок используют в качестве взлетного или посадочного участка.
Таким образом, обеспечивается возможность расширения конфигураций взлетно-посадочных полос аэропорта, в частности, там, где возможности расширения, в ином случае, ограничены (например, в силу географических или социальных ограничений).
Предпочтительно, для эффективности посадочный участок назначен для использования в направлении к перекрывающемуся участку, а взлетный участок назначен для использования в направлении от перекрывающегося участка.
Предпочтительно, из соображений безопасности перекрывающийся участок представляет собой пустую полосу безопасности, причем при штатном использовании конфигурации взлетно-посадочных полос в пустой полосе безопасности предпочтительно отсутствуют находящиеся на земле воздушные суда.
Предпочтительно, второй участок взлетно-посадочной полосы смещен в поперечном направлении от первого участка взлетно-посадочной полосы на расстояние от четверти до удвоенной ширины первого участка взлетно-посадочной полосы, предпочтительно 50-100 м, предпочтительнее 60-80 м.
Предпочтительно, рулежная дорожка снаружи пустой полосы безопасности назначена так, чтобы обеспечивался доступ к ближнему концу второго участка взлетно-посадочной полосы через первый участок взлетно-посадочной полосы предпочтительно без необходимости попадания на пустую полосу безопасности.
Предпочтительно, для предотвращения пересечения траекторий полета второй участок взлетно-посадочной полосы расположен по существу параллельно первому участку взлетно-посадочной полосы.
Второй участок взлетно-посадочной полосы может быть расположен под углом к первому участку взлетно-посадочной полосы.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предложен способ функционирования конфигурации взлетно-посадочных полос аэропорта применительно к воздушным судам, предусматривающий следующие стадии: направление движения воздушного судна вдоль первого участка взлетно-посадочной полосы; направление движения воздушного судна вдоль второго участка взлетно-посадочной полосы, причем движение воздушного судна направляют вдоль второго участка взлетно-посадочной полосы под углом и/или с поперечным смещением относительно направления движения воздушного судна вдоль первого участка взлетно-посадочной полосы; и обеспечение пустой полосы безопасности между первым и вторым участками взлетно-посадочной полосы. Траектории полетов воздушных судов, таким образом, могут быть направлены так, чтобы они были удалены от застроенных территорий.
Предпочтительно, стадия направления движения воздушного судна вдоль первого участка взлетно-посадочной полосы предусматривает направление воздушного судна на посадку предпочтительно к полосе безопасности.
Предпочтительно, стадия направления движения воздушного судна вдоль второго участка взлетно-посадочной полосы предусматривает направление воздушного судна на взлет предпочтительно от полосы безопасности.
Предпочтительно, с целью уменьшения неудобств для людей, проживающих вблизи конфигурации взлетно-посадочных полос аэропорта, направление движения воздушного судна вдоль первого и/или второго участка взлетно-посадочной полосы периодически изменяют на противоположное, предпочтительно ежедневно.
Предпочтительно, в целях безопасности на стадии направления воздушного судна на первый или второй участки взлетно-посадочной полосы руление, предпочтительно при штатном функционировании, происходит без выезда на полосу безопасности.
Предпочтительно, движение воздушного судна направляют вдоль третьего участка взлетно-посадочной полосы, параллельного первому участку взлетно-посадочной полосы и/или смещенного в поперечном направлении относительно первого участка взлетно-посадочной полосы.
Предпочтительно, в целях безопасности и уменьшения неудобств для местных жителей движение воздушного судна для захода на посадку на первый, второй и/или третий участки взлетно-посадочной полосы и/или взлета с первого, второго и/или третьего участков взлетно-посадочной полосы направляют по изогнутой траектории.
Предпочтительно, первый и второй участки взлетно-посадочной полосы могут быть использованы как единая удлиненная взлетно-посадочная полоса (например, для приземлений с большой посадочной дистанцией, взлетов с большой взлетной дистанцией или в случае нештатной ситуации), первый и второй участки которой по существу являются продолжением друг друга.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложен аэропорт, содержащий конфигурацию взлетно-посадочных полос, раскрытую выше. Предпочтительно, указанный аэропорт является лондонским аэропортом Хитроу, Великобритания.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложена система аэропорта, содержащая воздушное судно и по меньшей мере одно из следующего: конфигурацию взлетно-посадочных полос, раскрытую в настоящем документе, и систему управления воздушным движением, раскрытую в настоящем документе.
В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения предложен способ управления воздушным движением, предусматривающий функционирование конфигурации взлетно-посадочных полос аэропорта предпочтительно в соответствии с вышеупомянутым способом функционирования, причем воздушное судно направляют к конфигурации взлетно-посадочных полос и/или от нее.
Настоящее изобретение охватывает любые аспекты новизны или признаки, описанные и/или проиллюстрированные в настоящем документе. Дополнительные признаки настоящего изобретения характеризуются остальными независимыми и зависимыми пунктами формулы изобретения.
Любой признак, относящийся к одному аспекту настоящего изобретения, применим в отношении к другим аспектами настоящего изобретения в любом уместном сочетании. В частности, аспекты способа применимы к аспектам устройства, и наоборот.
Кроме того, признаки, реализованные аппаратно, могут быть реализованы программно, и наоборот. Любая ссылка на программные и аппаратные признаки в настоящем документе должна быть истолкована соответствующим образом.
Любой признак, относящийся к устройству согласно описанию в настоящем документе, также может соответствовать признаку, относящемуся к способу, и наоборот. В настоящем документе признаки, относящиеся к средствам и функциям, могут быть выражены иным образом в форме их соответствующей структуры, например запрограммированного процессора и прилагаемого запоминающего устройства.
Кроме того, следует понимать, что конкретные сочетания различных признаков, описанных и определенных в соответствии с любыми аспектами настоящего изобретения, могут быть реализованы, и/или созданы, и/или использованы независимо.
В настоящем документе слово «или» может быть истолковано в исключающем или объединяющем смысле, если не указано иное.
Кроме того, признаки, реализованные аппаратно, могут быть, в общем, реализованы программно, и наоборот. Любая ссылка на программные и аппаратные признаки в настоящем документе должна быть истолкована соответствующим образом.
Изобретение относится к конфигурации взлетно-посадочных полос, способу обеспечения конфигурации взлетно-посадочных полос, способу функционирования конфигурации взлетно-посадочных полос, аэропорту и способу управления воздушным движением, по существу раскрытым в настоящем документе со ссылками на прилагаемые чертежи.
Предпочтительные признаки изобретения описаны исключительно для примера со ссылками на нижеуказанные прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 представлен пример существующего расположения объектов аэропорта.
На фиг. 2 представлены примеры конфигурации взлетно-посадочных полос, в которой использованы взлетно-посадочные полосы, расположенные в линию.
На фиг. 3 проиллюстрировано функционирование альтернативной конфигурации взлетно-посадочных полос, в которой использованы смещенные взлетно-посадочные полосы.
На фиг. 4 проиллюстрированы примеры заходов на посадку, которые могут быть использованы.
На фиг. 5(a) представлена упрощенная иллюстрация конфигураций взлетно-посадочных полос, показанных на фиг. 2(a).
На фиг. 5(b)-5(е) представлены модификации конфигураций взлетно-посадочных полос, показанных на фиг. 5(a).
На фиг. 6 представлена конфигурация взлетно-посадочных полос, расположенных в линию с угловым отклонением.
На фиг. 7 представлена конфигурация взлетно-посадочных полос, показанная на фиг. 6, с дополнительным участком взлетно-посадочной полосы.
На фиг. 8 представлены конфигурации взлетно-посадочных полос, соответствующие сочетанию конфигураций, показанных на фиг. 5 и 6.
На фиг. 9 представлены конфигурации взлетно-посадочных полос, соответствующие сочетанию конфигураций, показанных на фиг. 7 и 8.
На фиг. 10 представлены две группы конфигураций взлетно-посадочных полос, расположенных в линию с угловым отклонением, как показано на фиг. 6.
На фиг. 11а представлен схематический вид сверху «ухода на второй круг», выполняемого приземляющимся воздушным судном.
На фиг. 11b представлен схематический вид сбоку «ухода на второй круг», выполняемого приземляющимся воздушным судном.
1
На фиг. 12 представлен график, показывающий пример взаимосвязи между расстоянием D от точки последнего касания земли до начала взлетной полосы и углом θ набора высоты воздушного судна, выполняющего уход на второй круг.
На фиг. 13 представлен вид в перспективном изображении конфигурации взлетно-посадочных полос, показанной на фиг. 2(a), вместе с системой огней взлетно-посадочной полосы.
На фиг. 14 представлен вид в перспективном изображении конфигурации взлетно-посадочных полос, показанной на фиг. 2(a), вместе с альтернативной системой огней взлетно-посадочной полосы, содержащей вспомогательные огни взлетно-посадочной полосы.
На фиг. 15 представлен вид в перспективном изображении линии прямой видимости пилотов воздушных судов, приземляющихся на конфигурацию взлетно-посадочных полос, показанную на фиг. 14, и взлетающих с нее.
На фиг. 16 представлен схематический вид сбоку линии прямой видимости пилотов воздушного судна, приземляющегося на конфигурацию взлетно-посадочных полос или взлетающего с нее.
На фиг. 17(a) и 17(b) представлен пример выборочно блокированных огней взлетно-посадочной полосы.
На фиг. 18(a) и 18(b) представлен пример огней взлетно-посадочной полосы со светонепроницаемым покрытием.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения
Термин «взлетно-посадочная полоса», используемый в настоящем описании, предпочтительно относится к территории, предназначенной и сертифицированной регулирующими и контрольно-надзорными органами для обеспечения взлета и/или посадки воздушных судов. Обычно это площадка с соответственно твердой поверхностью, имеющая специальную разметку взлетно-посадочной полосы (т.е. для разграничения с рулежными дорожками и др.). В настоящем документе термин «пустая» использован для описания назначения области, в которой предпочтительно отсутствуют находящиеся на земле воздушные суда, в том числе любые воздушные суда, находящиеся в процессе руления или маневрирования, при штатном функционировании (т.е. за исключением нештатных ситуаций и неблагоприятных условий).
от англ. intermediate safety area
от англ. intermediate safety section
Кроме того, термин «полоса безопасности» или, в равной степени, «пустая полоса безопасности» (который может охватывать промежуточные полосы безопасности (ISA, ) или промежуточные участки безопасности (ISS, )) предпочтительно обозначает полосу или участок взлетно-посадочной полосы, которые из соображений безопасности оставляют пустыми. Полосу, назначенную полосой безопасности, не используют в процессе штатного функционирования, а предпочтительно используют только в случае недолета, перелета, отклонения от взлетно-посадочной полосы, приземления с большой посадочной дистанцией или взлетов с большой взлетной дистанцией, и предпочтительно не используют при маневрировании через взлетно-посадочную полосу. Предпочтительно, полосы безопасности являются изменяемыми или передвижными. Предпочтительно, полосы безопасности являются удаляемыми или изменяемыми, например на случай использования всей взлетно-посадочной полосы для маневрирования воздушного судна (такого как взлет или приземление). Каждый участок взлетно-посадочной полосы имеет соответствующую разметку, чтобы пилоты воздушного судна могли видеть начало и конец участка взлетно-посадочной полосы, назначенного соответственно для приземления и взлета воздушного судна. Специалистам в области техники будет ясно, что может быть использовано большое множество известных подходящих знаков разметки и огней взлетно-посадочных полос. В настоящем документе термин «промежуточная» применительно к полосам безопасности предпочтительно обозначает, что полоса безопасности расположена между участками взлетно-посадочной полосы так, что соединяет участки взлетно-посадочной полосы, обеспечивая поверхность, по которой воздушные суда могут маневрировать между участками взлетно-посадочной полосы, соединенными промежуточной полосой безопасности, но только в исключительных случаях или при неблагоприятных условиях.
Используемый дальше по тексту термин «продольная длина» или «длина» предпочтительно относится к длине взлетно-посадочной полосы, вдоль которой обычно движется воздушное судно при посадке или взлете. Используемый термин «поперечная ширина» или «ширина» предпочтительно относится к ширине взлетно-посадочной полосы или группы взлетно-посадочных полос (в зависимости от контекста), измеренной перпендикулярно направлению продольной длины.
Существующие аэропорты коммерческой гражданской авиации, обслуживающие пассажирские воздушные суда, часто имеют несколько взлетно-посадочных полос для увеличения пропускной способности по сравнению с пропускной способностью при наличии единственной взлетно-посадочной полосы. Конфигурация этих взлетно-посадочных полос (помимо прочих факторов) зависит от схемы расположения терминала(ов) аэропорта, свободного пространства (свободной наземной территории), особенностей рельефа окружающей среды и преобладающих погодных условий.
На фиг. 1 представлен пример существующего расположения 100 объектов аэропорта с двумя взлетно-посадочными полосами 102, 104. Такое расположение обычно используют при значительном удалении взлетно-посадочных полос 102, 104 друг от друга, когда они не оказывают влияния друг на друга в процессе штатного функционирования, при этом каждая взлетно-посадочная полоса расположена вблизи терминала 106 или, в ином случае, места стоянки воздушных судов. Чаще всего каждая взлетно-посадочная полоса назначена для посадки или взлета, или работы в смешанном режиме, при котором воздушные суда, движущиеся в одном направлении, поочередно используют одну и ту же взлетно-посадочную полосу для приземления и взлета. Назначения взлетно-посадочных полос могут быть непостоянными и могут, например, зависеть от времени суток или ветровой загрузки.
Добавление третьей взлетно-посадочной полосы 108 (показана пунктирной линией) к такой существующей конфигурации или обязательно повлияет на работу имеющихся взлетно-посадочных полос, как в случае взлетно-посадочной полосы 108-1, или потребует руления на большое расстояние от терминала 106 или места стоянки воздушных судов, как в случае взлетно-посадочной полосы 108-2. Такая конфигурация также может повлечь необходимость пересечения воздушным судном взлетно-посадочной полосы 102 при рулении между взлетно-посадочной полосой 108-2 и терминалом или местом стоянки воздушных судов. Такие варианты расположения дополнительных взлетно-посадочных полос также могут повысить опасность «уходов на второй круг» (когда воздушное судно подлетает к взлетно-посадочной полосе или идет на посадку и выполняет маневр, называемый прерванным заходом на посадку), поскольку уходящее на второй круг воздушное судно может оказаться на траектории полета других воздушных судов, идущих на посадку или взлетающих с других взлетно-посадочных полос.
от англ. runway end safety area
На фиг. 2(a) представлен альтернативный вариант конфигурации взлетно-посадочных полос для аэропортов коммерческой гражданской авиации, обслуживающих пассажирские воздушные суда, причем в приведенном примере показано, что одна взлетно-посадочная полоса разбита на два участка 202-1, 202-2, разделенные промежуточной полосой 210-3. В представленном примере первый участок 202-1 взлетно-посадочной полосы используется в качестве посадочной полосы, а второй участок 202-2 взлетно-посадочной полосы используется в качестве взлетной полосы. Общая длина взлетно-посадочной полосы в этой конфигурации превышает длину взлетно-посадочных полос, представленных на фиг. 1, причем данная конфигурация обеспечивает одновременно приземление и взлет на каждом участке этой взлетно-посадочной полосы. В соответствии с требованиями регулирующих и контрольно-надзорных органов на каждом конце взлетно-посадочных полос расположены концевые полосы безопасности КПБ (RESA, ) 210-1 и 210-2, предназначенные для снижения риска повреждения воздушного судна в случае недолета, перелета или отклонения от взлетно-посадочной полосы. На границе между двумя указанными участками взлетно-посадочной полосы расположена похожая промежуточная полоса 210-3 безопасности, выполняющая такие же функции (т.е., предпочтительно, снижение риска повреждения воздушного судна в случае недолета, перелета или отклонения от взлетно-посадочной полосы в зависимости от ситуации).
На фиг. 2(a) показана траектория «ухода на второй круг», обозначающая разворот воздушного судна от взлетно-посадочной полосы в случае прерванного захода на посадку или приземления. Этот маневр совершается в начале посадочного участка 202-1 и, следовательно, не представляет помех взлетающим воздушным судам.
На фиг. 2(a) показаны участки взлетно-посадочной полосы, расположенные по обе стороны от промежуточной полосы безопасности и имеющие равную длину. Однако положение промежуточных полос безопасности не фиксировано, и длину участков взлетно-посадочной полосы, расположенных по обе стороны от промежуточных полос безопасности, могут увеличивать или уменьшать в зависимости от эксплуатационных требований. Предпочтительно, размеры и/или положения полос 210 безопасности могут регулироваться в зависимости от направления ветра и требований к пространственному положению приземляющегося или взлетающего воздушного судна.
Эта конфигурация взлетно-посадочных полос также может быть использована с обратным направлением функционирования, при котором участок 202-1 взлетно-посадочной полосы используется в качестве взлетной полосы, а участок 202-2 используется в качестве посадочной полосы. Предпочтительно, на практике направления функционирования участков 202 взлетно-посадочной полосы являются обратимыми.
На фиг. 2(b) представлена конфигурация 200 взлетно-посадочных полос, содержащая пару взлетно-посадочных полос, для аэропортов коммерческой гражданской авиации, обслуживающих пассажирские воздушные суда. В приведенном примере показано, что первые участки 202-1 и 204-1 взлетно-посадочной полосы используются в качестве посадочных полос, а вторые участки 202-2 и 204-2 взлетно-посадочной полосы используются в качестве взлетных полос. Общая длина каждой взлетно-посадочной полосы в этой конфигурации превышает длину взлетно-посадочных полос, представленных на фиг. 1, причем данная конфигурация обеспечивает одновременно приземление и взлет на каждом участке взлетно-посадочной полосы.
В соответствии с требованиями регулирующих и контрольно-надзорных органов на каждом конце взлетно-посадочных полос расположены концевые полосы безопасности КПБ (RESA) 210-1, 210-2, 210-3 и 210-4, предназначенные для снижения риска повреждения воздушного судна в случае недолета, перелета или отклонения от взлетно-посадочной полосы. На границе между двумя указанными участками взлетно-посадочной полосы расположены похожие промежуточные полосы 210-5 и 210-6 безопасности, выполняющие сходные функции и обеспечивающие независимое функционирование двух указанных участков 202-1 и 202-2. Каждый участок взлетно-посадочной полосы имеет соответствующую разметку, чтобы пилоты воздушного судна могли видеть начало и конец участка взлетно-посадочной полосы, назначенного соответственно для приземления и взлета воздушного судна. Специалистам в области техники будет ясно, что может быть использовано большое множество известных подходящих знаков разметки и огней взлетно-посадочных полос. Предпочтительно, промежуточные полосы 210 безопасности являются передвижными/изменяемыми путем регулировки соответствующей разметки (например, сигнальных огней) на взлетно-посадочной полосе. Предпочтительно, полосы 210 безопасности в процессе штатного функционирования не задействованы, т.е. свободны от находящихся на земле воздушных судов, в том числе от воздушных судов, находящихся в процессе руления или маневрирования. Предпочтительно, полосы 210 безопасности свободны от воздушных судов, находящихся в процессе руления или маневрирования через взлетно-посадочную полосу.
В одном примере для приземления и взлета используют одну и ту же промежуточную полосу безопасности. При возникновении потребности в более длинном участке взлетно-посадочной полосы, например в случае нештатной ситуации, такой как перелет при посадке, промежуточную полосу безопасности (обычно имеющую разметку взлетно-посадочной полосы, например огни) изменяют, чтобы назначить более длинный участок взлетно-посадочной полосы. В одном примере (в котором численные значения приведены с точностью до 5 или 10%) взлетно-посадочная полоса общей длиной 6400 м содержит первый участок длиной 2800 м, промежуточную полосу безопасности длиной 400 м и второй участок длиной 3200 м. В ином случае взлетно-посадочная полоса содержит первый участок длиной 2600 м, промежуточную полосу безопасности длиной 600 м и второй участок длиной 3200 м. В еще одном случае взлетно-посадочная полоса содержит первый участок длиной 2800 м, промежуточную полосу безопасности длиной 600 м и второй участок длиной 3000 м. В каждом из упомянутых примеров для согласования изменений с длиной взлетно-посадочной полосы и/или направлением функционирования этой конфигурации взлетно-посадочных полос используют по меньшей мере два набора знаков разметки. Взлетный участок взлетно-посадочной полосы может быть увеличен на всю длину промежуточной полосы безопасности (например, на дополнительные 600 или 400 м, как в вышеописанных случаях) или на часть длины промежуточной полосы безопасности, так как промежуточную полосу безопасности предпочтительно не задействуют при взлете, но предпочтительно используют при посадке. Назначение промежуточной полосы безопасности изменяется в зависимости от разных направлений функционирования конфигурации взлетно-посадочных полос. Предпочтительно, используют по меньшей мере две промежуточные полосы безопасности или четыре промежуточные полосы безопасности, расположенные в две, предпочтительно смежные, пары (например, одну пару используют для взлетов и посадок в западном направлении, а другую пару- для взлетов и посадок в восточном направлении). Предпочтительно, промежуточная полоса безопасности может быть разделена на множество частей для обеспечения большей вариативности регулировки промежуточной полосы безопасности и длины и/или положения участков взлетно-посадочной полосы.
Показанные на фиг. 2(b) участки взлетно-посадочной полосы, расположенные по обе стороны от промежуточных полос безопасности 210-5 и 210-6, имеют равную длину. Однако положение промежуточных полос безопасности не фиксировано, и длину участков взлетно-посадочной полосы, расположенных по обе стороны от промежуточных полос безопасности, могут увеличивать или уменьшать в зависимости от эксплуатационных требований.
На фиг. 2(b) показана траектория «ухода на второй круг» для обеих посадочных полос, эта траектория обозначает разворот воздушного судна от взлетно-посадочной полосы в случае прерванного захода на посадку или приземления. Этот маневр совершается в начале посадочных участков 202-1 и 204-1 и, следовательно, не представляет помех взлетающим воздушным судам.
Эта конфигурация взлетно-посадочных полос также может быть использована с обратным направлением функционирования, при котором участки 202-1 и 204-1 взлетно-посадочных полос используются в качестве взлетных полос, а участки 202-2 и 204-2 используются в качестве посадочных полос. Обратимость направления функционирования взлетно-посадочных полос характеризуется преимуществом на случай изменения направления ветра или изменения направлений захода на посадку в определенное время суток, например для ограничения уровней звукового давления от авиационного шума в зонах, расположенных вокруг аэропорта. Гибкость регулировки положения и/или размеров полос 210 безопасности способствует обеспечению функционирования взлетно-посадочных полос в обоих направлениях.
Пунктирными линиями показаны типовые траектории наземного маневрирования воздушных судов к рулежным дорожкам 212 и от них. Специалистам в области техники будет ясно, что траектория наземного маневрирования воздушного судна на практике является более сложной, нежели проиллюстрированная, однако наземное маневрирование приземляющихся и взлетающих воздушных судов может быть осуществлено без помех.
Размеры приведенной для примера конфигурации взлетно-посадочных полос, представленной на фиг. 2(a) и 2(b), указаны в таблице 1.
Длины, указанные в таблице 1, приведены исключительно для примера и зависят от различных факторов, таких как тип воздушного судна, которым используется взлетно-посадочная полоса, и свободное пространство. Например, длина участков взлетно-посадочных полос может лежать в диапазоне 1000-8000 м, предпочтительно 2000-4000 м. Аналогично, КПБ (RESA) и промежуточные полосы безопасности могут быть длиннее или короче в зависимости от местных нормативных требований; в одном предпочтительном примере их длина лежит в диапазоне 240-600 м, предпочтительно достигает 1500 м. Длина промежуточной полосы безопасности предпочтительно составляет по меньшей мере 175, 180, 200, 240, 250 или 300 м. Кроме того, расстояние d между взлетно-посадочными полосами часто регламентируется местными нормативами и может быть длиннее или короче.
Удлинение существующих взлетно-посадочных полос и рулежных дорожек аэропорта в рамках конфигураций, представленных на фиг. 2(a) и 2(b), может существенно увеличить пропускную способность без необходимости строительства новых взлетно-посадочных полос, которые могут характеризоваться увеличением уровней звукового давления от авиационного шума в зонах, расположенных вокруг аэропорта. Повышение эффективности работы аэропорта путем увеличения его пропускной способности снижает потребность в «эшелонировании» прибывающих воздушных судов в зоне ожидания перед заходом на посадку и, следовательно, снижает количество выбросов углекислого газа на полет. Таким образом, по сравнению с множеством схем расположения взлетно-посадочных полос представленная конфигурация взлетно-посадочных полос увеличивает эффективность и пропускную способность, уменьшает расстояние руления и уменьшает время ожидания разрешения на посадку прибывающих воздушных судов, что также снижает количество выбросов углекислого газа на полет.
На конфигурацию, представленную на фиг. 2(a) и 2(b), в конкретных примерах могут быть в некоторой степени наложены ограничения, если регулирующими и контрольно-надзорными органами регламентировано, что готовые к взлету воздушные суда перед получением разрешения на выезд на взлетный участок взлетно-посадочной полосы должны ожидать замедления приземлившихся воздушных судов до безопасной скорости.
На фиг. 3 представлен альтернативный вариант осуществления изобретения, имеющий позиционное обозначение 300, в котором посадочные участки 302-1 и 304-1 смещены в поперечном направлении относительно соответствующих взлетных участков 302-2 и 304-2. Это снижает риск любых возможных помех между приземляющимися и взлетающими воздушными судами. Общая ширина каждой взлетно-посадочной полосы 302, 304 больше общей ширины каждой взлетно-посадочной полосы, представленной на фиг. 2(a) и 2(b) (скажем, на 70-150 м, предпочтительно на 85-95 м, а не на 40-50 м, однако в любом случае эти величины должны быть согласованы с регулирующими и контрольно-надзорными органами), но при этом взлетно-посадочные полосы и рулежные дорожки, представленные на фиг. 2 и 3, имеют равные длины.
Эта конфигурация, в частности, характеризуется преимуществом в случае, когда существующая взлетно-посадочная полоса имеет большую ширину, нежели регламентировано регулирующими и контрольно-надзорными органами, и может быть разделена в продольном направлении на две смежные параллельные взлетно-посадочные полосы. В ином случае, существующая взлетно-посадочная полоса может быть расширена в одну или в обе стороны до требуемой ширины.
На фиг. 3(а)-3(с) показано, как может быть использована эта конфигурация взлетно-посадочных полос. На фиг. 3(a) и 3(b) представлены две конфигурации для взлетов и посадок в южном направлении, а на фиг. 3(c) и 3(d) представлены две конфигурации для взлетов и посадок в северном направлении. В одном примере обратимость направления функционирования взлетно-посадочных полос, представленных на фиг. 3(а)-3(с), представляет собой изменение направления взлетов и посадок с южного на северное; назначение полос безопасности регулируется соответственно.
Изменением положения и/или предпочтительно длины промежуточных полос безопасности, как показано в разных конфигурациях, увеличивают или уменьшают длину участков взлетно-посадочных полос, расположенных по обе стороны от промежуточной полосы безопасности, в соответствии с эксплуатационными требованиями. Предпочтительно, длину промежуточной полосы безопасности изменяют динамически в зависимости от различных факторов, в том числе от действия ударной волны, создающей тягу воздушного судна, от действия летно-технических характеристик воздушного судна и/или от поверхностей ограничения препятствий (например, определяющих необходимый зазор между взлетающими воздушными судами и потенциальными препятствиями, такими как вертикальный стабилизатор хвостового оперения находящегося на земле воздушного судна). К примерам взлетно-посадочных полос и/или предпочтительно промежуточных полос безопасности с разной длиной, которые характеризуются преимуществами, относятся укороченные взлетно-посадочные полосы, использующиеся для приземления и взлета воздушных судов небольшой и средней массы, и удлиненные взлетно-посадочные полосы, использующиеся для приземления и взлета крупных и тяжелых воздушных судов. Использование этой конфигурации также позволяет избежать проблемы воздействия на легкие воздушные суда завихрений от только что приземлившихся и взлетевших крупных воздушных судов. Длины этих участков могут быть подобраны под конкретный тип воздушного судна, использующего конфигурацию взлетно-посадочных полос, и эти длины необязательно должны быть фиксированными. Примеры размеров для таких ситуаций приведены в таблице 2.
Длины, указанные в таблице 2, приведены исключительно для примера и зависят от различных факторов, таких как тип воздушного судна, которым используется взлетно-посадочная полоса, и свободное пространство. Например, общая длина каждой взлетно-посадочной полосы 302, 304 может лежать в диапазоне 3000-8000 м, предпочтительно 4000-6000 м, предпочтительнее достигает 5400 м (без учета промежуточных полос безопасности). В предпочтительном примере более длинные взлетно-посадочные полосы 302-1, 304-2 имеют длину по существу 3200 м, а более короткие взлетно-посадочные полосы 302-2, 304-1 имеют длину приблизительно 2200 м. Предпочтительно, общая длина конфигурации взлетно-посадочных полос составляет по меньшей мере 5000, 6000, 6400, 6600, 6800, 7000 м. Это может увеличить протяженность конфигурации взлетно-посадочных полос и выдвинуть ее за существующие границы аэропорта, предположительно в менее густонаселенную местность, что может дать преимущества касательно воздействия авиационного шума, как описано ниже со ссылкой на фиг. 7.
В соответствии с требованиями регулирующих и контрольно-надзорных органов на каждом конце взлетно-посадочных полос расположены концевые полосы безопасности КПБ (RESA) 310-1, 310-2, 310-3 и 310-4, предназначенные для снижения риска повреждения воздушного судна в случае недолета, перелета или отклонения от взлетно-посадочной полосы. На границе между двумя указанными участками взлетно-посадочной полосы расположены аналогичные промежуточные полосы 310-5 и 310-6 безопасности. Каждый участок взлетно-посадочной полосы имеет соответствующую разметку, чтобы пилоты воздушного судна могли видеть начало и конец участка взлетно-посадочной полосы, назначенного соответственно для приземления и взлета воздушного судна. Специалистам в области техники будет ясно, что может быть использовано большое множество известных подходящих знаков разметки и огней взлетно-посадочных полос. Предпочтительно, промежуточные полосы 310 безопасности являются передвижными путем регулировки соответствующей разметки на взлетно-посадочной полосе.
Предпочтительно, полосы 210 безопасности в процессе штатного функционирования являются пустыми, т.е. в них отсутствуют находящиеся на земле воздушные суда, в том числе воздушные суда в процессе руления или маневрирования; предпочтительно, в полосах 210 безопасности отсутствуют воздушные суда, находящиеся в процессе руления или маневрирования через взлетно-посадочную полосу.
На фиг. 3(a)-3(d) показана траектория «ухода на второй круг» для обеих посадочных полос, эта траектория обозначает разворот воздушного судна от взлетно-посадочной полосы в случае прерванного захода на посадку или приземления. Такой маневр также может называться «ошибочным заходом на посадку». Этот маневр совершается в начале посадочных участков 302-1 и 304-1 (см. фиг. 3(a) и 3(b)) и посадочных участков 302-4 и 304-4 (см. фиг. 3(c) и 3(d)) и, следовательно, не представляет помех взлетающим воздушным судам. Наружная пара взлетно-посадочных полос (302-1 и 304-1 на фиг. 3(a) и 3(b) и 302-4 и 304-4 на фиг. 3(c) и 3(d)) назначена для посадки и разворота воздушных судов от взлетно-посадочной полосы без оказания помех воздушным судам, взлетающим с внутренней пары взлетно-посадочных полос.
Как показано на фиг. 2 и 3, назначение полос 210 и 310 в качестве полос безопасности может содержать физические изменения, такие как добавление огней, разметки взлетно-посадочной полосы, и/или изменения, вносимые программными средствами, такие как оповещение пилотов и диспетчеров органов обслуживания воздушного движения о доступной длине взлетно-посадочных полос через интерфейс пользователя. Эти назначения могут быть изменены пользователем и/или компьютерной системой, управляющей активными огнями и/или разметкой на взлетно-посадочной полосе и вносящей соответствующие изменения в изображение, выводимое на дисплей интерфейса пользователя для пилотов и диспетчеров органов обслуживания воздушного движения. Такая система может обеспечивать гибкость позиционирования промежуточных полос безопасности. Кроме того, если потребуется взлетно-посадочная полоса значительно большей, чем обычно, длины, каждая взлетно-посадочная полоса может быть использована на свою полную длину, так как при необходимости промежуточные полосы безопасности в силу гибкости их позиционирования также могут быть задействованы как часть взлетно-посадочной полосы (в такой ситуации промежуточные полосы безопасности будут отсутствовать). Однако такая конфигурация не будет иметь преимуществ увеличенной пропускной способности по сравнению с наличием двух независимых участков взлетно-посадочной полосы, расположенных в линию.
от англ. instrument landing system
Антенны курсо-глиссадной системы (КГС) (ILS, ), предназначенной для контроля процесса приземления воздушного судна, обычно располагают на дальнем конце взлетно-посадочной полосы. Из-за удаленности приземляющегося воздушного судна от антенны КГС (ILS), а также наличия возможных помех от взлетающих воздушных судов (со ссылкой на фиг. 2(a) и 2(b)) может происходить ухудшение сигнала КГС (ILS). Смещение участков 302-1 и 304-1 взлетно-посадочных полос относительно участков 302-2 и 304-2 взлетно-посадочных полос соответственно, как показано на фиг. 3(a)-3(d), позволяет предпочтительно расположить антенны КГС (ILS) ближе к приземляющимся воздушным судам, непосредственно за посадочной полосой (например, за участками 302-1 и 304-1 взлетно-посадочных полос, показанных на фиг. 3(a)). Таким образом, антенна КГС (ILS) находится в прямой видимости приземляющегося воздушного судна, расположена ближе к приземляющемуся воздушному судну и безопасно смещена в сторону от взлетающих воздушных судов. Для увеличения степени безопасности используют предпочтительно стационарные, но при этом хрупкие конструкции антенн КГС (ILS) с целью предотвращения повреждения воздушных судов, например в случае аварии при посадке. Дополнительно, антенна КГС (ILS) характеризуется низкой высотой расположения для предотвращения столкновения с крыльями воздушного судна.
На фиг. 4(a) представлен альтернативный способ использования раскрытых выше конфигураций взлетно-посадочных полос. Зачастую на работу аэропорта в часы раннего утра или поздней ночи накладываются ограничения из-за уровня звукового давления от авиационного шума и доставляемого из-за него беспокойства проживающим вокруг людям.
В те отрезки времени, когда воздушные суда только приземляются, например ранним утром, для прибывающих воздушных судов доступна вся длина одной или обеих взлетно-посадочных полос. Таким образом, воздушные суда могут приземляться на дальнем конце любой взлетно-посадочной полосы, в результате чего источник шума переносится дальше по взлетно-посадочной полосе. В случае длинной взлетно-посадочной полосы дистанция этого переноса может достигать нескольких тысяч метров. Таким образом, взлетно-посадочная полоса дополнительно удалена от окружающей населенной территории на это расстояние, что снижает интенсивность шумового воздействия на людей, находящихся на территории, расположенной вдоль траектории полета. На фиг. 7(a) показано расположение точек 700 приземления воздушных судов в обычном режиме работы взлетно-посадочной полосы (см. фиг. 2^4, а также приведенное выше описание) относительно точек 702 возможного приземления воздушных судов при условии отсутствия взлетающих воздушных судов.
В те отрезки времени, когда воздушные суда только взлетают, например поздним вечером, для вылетающих воздушных судов доступна вся длина одной или обеих взлетно-посадочных полос. Таким образом, воздушные суда могут аналогичным образом начинать взлет с мест, расположенных дальше по взлетно-посадочной полосе.
На фиг. 4(b) проиллюстрировано влияние этого способа дифференцирования посадок на расположенную поблизости населенную территорию 704, удаленную от взлетно-посадочной полосы на расстояние х. Обычная траектория 706 полета проходит над точкой, находящейся непосредственно над населенной территорией 704, на расстоянии d. При «приземлении с большой посадочной дистанцией», при которой точка приземления смещена на расстояние Δx, новая траектория 708 полета проходит на расстоянии d+Δd над точкой, находящейся непосредственно над населенной территорией 704. Это расстояние определяется по следующей формуле:
d
x
Δ=Δ⋅tan(θ).
Следовательно, при удалении точки приземления, скажем на 2 км, при градиенте снижения 3° траектория полета поднимется приблизительно на 105 м. Это оказывает существенное влияние на уровни звукового давления от шума на земле. Чем дальше отодвигается точка приземления, тем выше воздушное судно будет находиться над точкой начала взлетно-посадочной полосы. Однако это расстояние все же ограничено доступной длиной взлетно-посадочной полосы; конкретное значение расстояния удаления точки приземления (2 километра) приведено только для примера; в зависимости от параметров используемой полосы расстояние удаления точки приземления может быть больше или меньше этого значения.
Аналогичный способ использования взлетно-посадочной полосы может быть применен при взлете, чтобы воздушные суда успевали набирать большую высоту при подлете к расположенной поблизости населенной территории. При таком функционировании взлетно-посадочных полос воздушные суда начинают разбег на взлет с конца взлетно-посадочной полосы, а не от точки, расположенной ближе к ее центру, как показано на фиг. 2-4. Такое функционирование взлетно-посадочных полос не зависит от приземления воздушных судов.
Назначения входных кромок и/или полос безопасности могут содержать физические изменения, такие как добавление или удаление огней, дополнительной разметки взлетно-посадочной полосы (такой как разметка входных кромок), и/или оповещение пилотов и диспетчеров органов обслуживания воздушного движения о положении полос безопасности, длине и/или положении взлетно-посадочных полос, что может быть осуществлено с помощью программно реализованных изменений, таких как оповещение пилотов и диспетчеров органов обслуживания воздушного движения о длине взлетно-посадочных полос через интерфейс пользователя. Эти назначения могут быть изменены пользователем и/или компьютерной системой, управляющей активными огнями и/или разметкой на взлетно-посадочной полосе и вносящей соответствующие изменения в изображение, выводимое на дисплей интерфейса пользователя для пилотов и диспетчеров органов обслуживания воздушного движения. Такая система обеспечивает гибкость задания длины и/или позиционирования взлетно-посадочной полосы, изменения направления функционирования взлетно-посадочных полос и дает возможность использовать «приземление с большой посадочной дистанцией». Каждая взлетно-посадочная полоса может быть использована на свою полную длину, так как при необходимости промежуточные полосы безопасности, в том числе в силу гибкости их позиционирования, также могут быть задействованы как часть взлетно-посадочной полосы.
На фиг. 5(a) представлен упрощенный вариант конфигурации взлетно-посадочных полос, показанной на фиг. 2(a), на котором для наглядности опущены некоторые подробности, такие как КПБ (RESA). Первый участок 502-1 взлетно-посадочной полосы и второй участок 502-2 взлетно-посадочной полосы соединены пустой полосой 510 безопасности, расположенной между первым и вторым участками взлетно-посадочной полосы (также называемой промежуточной полосой безопасности (ISA)). Термин «соединены» применительно к пустым полосам безопасности и фиг. 5-10 использован в настоящем документе предпочтительно для обозначения полосы, непрерывно проходящей между участками взлетно-посадочной полосы (по существу, соединяющей участки взлетно-посадочной полосы), такими как первый участок 502-1 и второй участок 502-2, по которой воздушное судно может, при необходимости, маневрировать между первым и вторым участками взлетно-посадочной полосы. В одном примере длина пустой полосы 510 безопасности составляет 300-900 м, предпочтительно 400-600 м. Пустая полоса 510 безопасности так называется, потому что, предпочтительно, в процессе штатного функционирования эту полосу обычно не используют для посадок, взлетов или руления воздушных судов. В пустой полосе 510 безопасности, таким образом, отсутствуют, предпочтительно находящиеся на земле движущиеся воздушные суда, и она зарезервирована на случай возникновения нештатных ситуаций.
Вкратце, на фиг. 5(b)-5(е) представлены конфигурации взлетно-посадочных полос, модифицированные по сравнению с представленной на фиг. 5(a), в которых (на фиг. 5(b)-5(e)) первый участок 502-1 взлетно-посадочной полосы смещен в поперечном направлении от второго участка 502-2.
Конкретно, на фиг. 5(b) представлена модификация конфигурации, показанной на фиг. 5(a), концы первого и второго участков 502-1, 502-2 которой смещены в поперечном направлении друг от друга и перекрываются в продольном направлении. Первый и второй участки 502-1, 502-2 взлетно-посадочной полосы смещены в поперечном направлении на расстояние О (измеряемое между центральными линиями концов участков взлетно-посадочной полосы). Поперечное смещение может быть полезным с точки зрения возможности сохранения местной инфраструктуры (например, устранения необходимости сноса зданий на застроенных территориях, в том числе в жилых зонах) и уменьшения неудобств для местного населения. В этом случае неперекрывающаяся часть взлетно-посадочной полосы должна быть достаточной для приземления и/или взлета воздушного судна, а перекрывающаяся часть может быть использована в нештатных ситуациях или для поэтапных приземлений/взлетов (например, для особенно тяжелых воздушных судов или при неблагоприятных погодных условиях). Смещение участков взлетно-посадочной полосы позволяет отдалить траектории полета от населенных зон, что также может характеризоваться преимуществами в контексте обеспечения безопасности.
На фиг. 5(c) представлен первый участок 502-1 взлетно-посадочной полосы, расположенный ближе к терминалу 106, нежели второй участок 502-2 взлетно-посадочной полосы. На фиг. 5(d), который связан с фиг. 5(c), показан первый участок 502-1 взлетно-посадочной полосы, расположенный дальше от терминала 106, нежели второй участок 502-2 взлетно-посадочной полосы, и проходящий в восточном направлении, в то время как второй участок 502-2 взлетно-посадочной полосы проходит в западном направлении. В конфигурации взлетно-посадочных полос, представленной на фиг. 5(c), например, первый участок 502-1 взлетно-посадочной полосы является уже существующей взлетно-посадочной полосой, и протяженность конфигурации взлетно-посадочных полос в западном направлении нецелесообразна (например, вследствие географических и социально-инфраструктурных ограничений, таких как наличие водоема, автодороги или застроенной территории, которые могут соответствовать, например, водохранилищам Рейсбери, Квин Мотер или Кинг Джордж VI и автомагистрали М25 в случае лондонского аэропорта Хитроу, Великобритания). И наоборот, когда протяженность взлетно-посадочной полосы в западном направлении целесообразна (и, следовательно, нецелесообразна протяженность в восточном направлении, например, вследствие наличия застроенной территории, такой как Крэнфорд, Лондон, Великобритания в случае лондонского аэропорта Хитроу), используется конфигурация, представленная на фиг. 5(d), содержащая второй участок 502-2 взлетно-посадочной полосы (и, кроме того, в которой второй участок 502-2 взлетно-посадочной полосы расположен ближе к терминалу 106, нежели первый участок 502-1 взлетно-посадочной полосы). На фиг. 5(d) представлен один пример, в котором от области, совмещенной с перекрывающимся в продольном направлении участком (как показано на фиг. 5(b)), между первым участком 502-1 и вторым участком 502-2 взлетно-посадочной полосы проходит пустая полоса 510-1 безопасности, соединяющая два указанных участка взлетно-посадочной полосы.
В других примерах назначены две отдельные пустые полосы 510-1 и 510-2 безопасности, как показано на фиг. 5(c). Каждый участок 502 взлетно-посадочной полосы содержит пустую полосу 510 безопасности, которая, в одном примере, совмещена с перекрывающимся участком (как показано на фиг. 5(b)), в результате чего образована единая пустая полоса безопасности. В одном примере длина перекрывающегося в продольном направлении участка составляет 300-900 м, предпочтительно 400-700 м, предпочтительнее 400-600 м.
При штатном функционировании используются рулежные дорожки Т (показанные сплошными линиями), причем воздушные суда задействуют по длине только участки взлетно-посадочных полос, не назначенные полосой безопасности. При их использовании воздушные суда движутся в одном и том же направлении - при взлете в направлении от пустой полосы 510 безопасности (например, со ссылкой на фиг. 5(b), с использованием участка 502-1 для взлета в западном направлении и участка 502-2 для взлета в восточном направлении) и посадке в направлении к пустой полосе безопасности (например, со ссылкой на фиг. 5(b), с использованием участка 502-2 для посадки в западном направлении и участка 502-1 для посадки в восточном направлении). Кроме того, могут быть осуществлены приземления с большой посадочной дистанцией/взлеты с большой взлетной дистанцией, как описано выше со ссылкой на фиг. 4. Ниже, в таблице 3, приведены подробные сведения о режимах функционирования.
В исключительных случаях (например, при особенно большой массе самолета или неблагоприятных погодных условиях) участок взлетно-посадочной полосы может быть использован по всей длине; однако, как сказано выше, при таких обстоятельствах независимое функционирование может быть не осуществимым. При таких обстоятельствах используют рулежные дорожки Т', обозначенные пунктирными линиями. Например, при взлетах и посадках в западном направлении (на фиг. 5(b) воздушное судно движется влево) воздушное судно, которому для взлета требуется дополнительная длина взлетно-посадочной полосы, может пересекать нижний участок 502-2 взлетно-посадочной полосы снаружи пустой полосы 510-2 безопасности и использовать для взлета пустую полосу безопасности верхнего участка 502-1 взлетно-посадочной полосы. Аналогично, если требуется большая дистанция для приземления, воздушное судно может использовать пустую полосу 510-2 безопасности. В точности аналогичная конфигурация имеет место для взлетов и посадок в восточном направлении (на фиг. 5(b) вправо).
Пустые полосы 510 безопасности не используются для задач руления; руление воздушного судна производят сбоку от них и пересекают (и полностью пересекают) только в случае взлета с большой взлетной дистанцией или приземления с большой посадочной дистанцией. При использовании взлетно-посадочных полос в «исключительном» режиме, как описано выше, может возникнуть необходимость в поэтапных взлетах и приземлениях, чтобы у воздушных судов была возможность пересекать их. Например, со ссылкой на фиг. 5(c), второй участок 502-2 взлетно-посадочной полосы пересекают (за исключением связанной с ним полосы 510-2 безопасности) для доступа к ближнему концу первого участка 502-1 взлетно-посадочной полосы. Это функциональное ограничение снижает вероятность попадания воздушного судна в пустую полосу 510 безопасности, когда такой этап не предусмотрен (например, если пилот считает, что у него есть разрешение на использование удлиненной взлетно-посадочной полосы, когда диспетчеры органов обслуживания воздушного движения не обеспечили возможности выполнения поэтапных взлетов/посадок).
В другом варианте (см. фиг. 5(e)) расстояние (измеряемое между центральными линиями концов участков взлетно-посадочной полосы), на которое могут быть сдвинуты участки 502 взлетно-посадочной полосы, может варьироваться от значения, которое меньше ширины взлетно-посадочной полосы, например составляющего четверть ширины взлетно-посадочной полосы или 10 метров (т.е. при котором участки 502 взлетно-посадочной полосы перекрываются, как показано на фиг. 5(e)), до значения, которое составляет удвоенную ширину взлетно-посадочной полосы или 100 м. В одном примере поперечное разделение характеризуется расстоянием, приблизительно равным ширине первого участка 502-1 взлетно-посадочной полосы, в результате чего участки взлетно-посадочной полосы граничат друг с другом. В этих двух примерах пустые полосы 510 безопасности каждого участка взлетно-посадочной полосы могут объединяться в единую полосу 510 безопасности, как показано на фиг. 5(d) и 5(e).
В другом примере минимальное поперечное разделение составляет 60-80 м по нормативам, регулирующим ширину взлетно-посадочных полос в крупных аэропортах (или взлетно-посадочных полос с «кодом F», как в случае лондонского аэропорта Хитроу) или, например, плоскости пролета препятствий на территории аэропорта. Чем больше поперечное разделение, тем более безопасной для использования воздушными судами является конфигурация. Однако увеличение поперечного разделения требует большего общего пространства и расстояния руления воздушного судна; вследствие чего поперечное разделение, больше чем, например, 60-100 м, является нерациональным.
На дальнем конце каждого из участков 502 взлетно-посадочной полосы могут быть установлены антенны КГС (ILS); такая конфигурация позволяет располагать антенны достаточно близко к приземляющимся воздушным судам, в прямой видимости приземляющихся воздушных судов и на безопасном расстоянии от взлетающих воздушных судов. Для увеличения степени безопасности используют предпочтительно стационарные, но при этом хрупкие конструкции антенн курсо-глиссадных систем КГС (ILS) или другое функциональное оборудование с целью предотвращения повреждения воздушных судов, например в случае аварии при посадке. Дополнительно, антенны КГС (ILS) могут характеризоваться низкой высотой расположения для предотвращения столкновения с крыльями воздушных судов в случае отклонений от взлетно-посадочной полосы.
Предпочтительно, вдоль вышеупомянутых конфигураций взлетно-посадочных полос (дополнительно к КГС (ILS) или вместо нее) для контроля процесса приземления воздушных судов могут быть установлены системы управления посадкой, такие как микроволновые системы посадки (МСП) (MLS, от англ. microwave landing system). Преимущество состоит в том, что при этом устраняется проблема ухудшения сигнала и не накладываются ограничения на расположение компонентов аппаратуры МСП (MLS), как в случае с КГС (ILS).
Таким образом, на фиг. 5(b)-5(е) представлены примеры смещенных в поперечном направлении участков взлетно-посадочной полосы, которые характеризуются преимуществом по сравнению с выровненными в поперечном направлении участками взлетно-посадочной полосы, например, как показано на фиг. 2(a) и 5(a), поскольку есть возможность избежать прохождения траектории полета от конфигурации взлетно-посадочных полос, содержащих выровненные в поперечном направлении участки взлетно-посадочной полосы, над застроенными территориями.
На фиг. 6 показана конфигурация взлетно-посадочных полос, содержащая первый и второй участки 602-1, 602-2 взлетно-посадочной полосы, причем второй участок 602-2 взлетно-посадочной полосы проходит от первого участка 602-1 взлетно-посадочной полосы под углом через полосу 610 безопасности, соединяющую эти два участка взлетно-посадочной полосы. Таким образом, эти два участка фактически образуют непрерывный участок, за исключением области, в которой находится (промежуточная) полоса 610 безопасности. Второй участок 602-2 взлетно-посадочной полосы расположен под углом θ к первому участку 602-1 взлетно-посадочной полосы. Угол θ больше нуля. В одном примере, в котором участки взлетно-посадочной полосы относятся, например, к лондонскому аэропорту Хитроу, Великобритания, угол θ лежит в диапазоне 0,25-10°, обычно 0,5-8°, предпочтительно 1-5°, предпочтительнее 2-3°. Конечно, угол, под которым расположен второй участок 602-2 взлетно-посадочной полосы, зависит, кроме прочих факторов, от длины второго участка взлетно-посадочной полосы и расположения препятствий (например, застроенных территорий, таких как Крэнфорд, Лондон, Великобритания), которые необходимо избегать. Такая конфигурация обеспечивает  степень безопасности, поскольку крайне маловероятен значительный выезд воздушного судна на другую взлетно-посадочную полосу в случае перелета. Кроме того, конфигурация с небольшим угловым отклонением характеризуется уменьшенной общей длиной, которая требуется для конфигурации взлетно-посадочных полос в продольном направлении первого участка взлетно-посадочной полосы, поскольку с учетом cos(θ) проекция дополнительного участка 602-2 взлетно-посадочной полосы на продольное направление первого участка взлетно-посадочной полосы имеет меньшую длину.
Таким образом, пример, показанный на фиг. 6, характеризуется по меньшей мере таким же преимуществом, что и конфигурации, представленные на фиг. 5(b)-5(e), которое состоит в том, что есть возможность избежать прохождения траектории полета (на основе конфигурации, не имеющей отклоненного участка взлетно-посадочной полосы) над застроенными территориями. Кроме того, расположение второго участка 602-2 взлетно-посадочной полосы под углом к первому участку 602-1 взлетно-посадочной полосы характеризуется аналогичным преимуществом, что и смещенные в поперечном направлении участки, как описано выше со ссылкой на фиг. 5(b)-5(е), в том смысле, что антенны 512 КГС (ILS) могут быть расположены в прямой видимости приземляющихся воздушных судов.
Вкратце, на фиг. 7-10 представлены дополнительные примеры конфигураций взлетно-посадочных полос, содержащие по меньшей мере три участка взлетно-посадочной полосы и, следовательно, обеспечивающие возможность большей пропускной способности по количеству воздушных судов, нежели примеры, представленные на фиг. 5 и 6. Во всех этих примерах могут быть применимы примеры длины различных участков, приведенные выше в таблицах 1 и 2 или в других местах со ссылкой на фиг. 2-4.
Подробнее, на фиг. 7(a) и 7(b) представлены конфигурации взлетно-посадочных полос, содержащие три участка взлетно-посадочной полосы, причем один из этих участков взлетно-посадочной полосы расположен по существу параллельно другому из участков взлетно-посадочной полосы и выровнен в продольном направлении и предпочтительно смещен в поперечном направлении относительно другого из участков взлетно-посадочной полосы на расстояние D.
Как показано на фиг. 7(a), в случае наличия еще одной взлетно-посадочной полосы 652 отклоняющаяся взлетно-посадочная полоса 602-2 предпочтительно отклоняется от первого участка 602-1 взлетно-посадочной полосы к указанной еще одной взлетно-посадочной полосе 652 так, что дополнительный участок 602-2 взлетно-посадочной полосы остается в существующем периметре аэропорта. Это означает, что в этом случае населенная территория необязательно должна быть сдвинута из-за удлинения взлетно-посадочной полосы. Со ссылкой на фиг. 7-10, указанная еще одна взлетно-посадочная полоса 652 может соответствовать южной взлетно-посадочной полосе лондонского аэропорта Хитроу, а первый участок взлетно-посадочной полосы может соответствовать северной взлетно-посадочной полосе лондонского аэропорта Хитроу, или наоборот.
Длина L и угол θ дополнительного участка 602-2 взлетно-посадочной полосы зависят от нескольких нижеследующих факторов.
1. Разделение D между двумя параллельными участками 602-1, 652 взлетно-посадочной полосы.
Для одновременного использования обеих взлетно-посадочных полос на этих двух участках взлетно-посадочной полосы не должно быть помех между траекториями захода на посадку/взлета. По меньшей мере центральная линия С указанной еще одной взлетно-посадочной полосы 652 не пересекается с дополнительным участком 602-2 взлетно-посадочной полосы. В этом случае должно соблюдаться следующее неравенство:
D>L⋅sin(θ).
Поскольку наиболее вероятно, что D является фиксированной величиной в рамках уже существующей конфигурации взлетно-посадочной полосы, это неравенство накладывает ограничения на максимальные значения L и θ. Для максимального увеличения L и θ при обеспечении безопасных заходов на посадку/взлетов могут быть использованы заходы на посадку/взлеты по изогнутой траектории (как проиллюстрировано с некоторым преувеличением). Параметры заходов на посадку/взлетов по изогнутой траектории варьируются в зависимости от скорости, размера воздушных судов, от расстояния от центральной линии взлетно-посадочной полосы. Угол крена при заходах на посадку/взлетах по изогнутой траектории зависит от скорости ветра (поскольку изменяется воздушная скорость полета воздушного судна, но путевая скорость остается неизменной). Диаметр траектории захода на посадку/взлета по изогнутой траектории обычно составляет приблизительно 1000-2000 м.
2. Близость к терминалам 106 и прочим объектам инфраструктуры.
Если необходимо сохранить уже существующую инфраструктуру (такую как терминалы 106), это накладывает ограничения на угол (и начальную точку) дополнительного участка 602-2 взлетно-посадочной полосы. В частности, угол 0 и/или начальная точка дополнительного участка 602-2 взлетно-посадочной полосы могут зависеть от высоты объектов уже существующей инфраструктуры; это обычно регулируется нормативами; например, может быть использована крутизна захода на посадку/взлета 1 на 7, начиная с 60 м за пределами взлетно-посадочной полосы.
Эти требования могут быть до некоторой степени обойдены путем поперечного смещения второго (отклоняющегося) участка 602-2 взлетно-посадочной полосы относительно первого участка 602-1 взлетно-посадочной полосы. На фиг. 7(b) представлена конфигурация, в которой центральные линии второго участка 602-2 взлетно-посадочной полосы смещены в поперечном направлении относительно центральной линии первого участка 602-1 взлетно-посадочной полосы на расстояние О (измеряемое между центральными линиями концов участков взлетно-посадочной полосы). Это позволяет изменить вышеприведенное неравенство следующим образом:
D+О>L⋅sin(θ).
Рассматривая случай, в котором D является фиксированной величиной, чем больше О, тем больше может быть угол или длина второго участка 602-2 взлетно-посадочной полосы, при том что это не создает помех первому и еще одному участкам 602-1, 652 взлетно-посадочной полосы. С увеличением О уменьшается риск выкатывания воздушного судна на первый участок 602-1 взлетно-посадочной полосы. Однако, чем больше О, тем больше дистанция руления воздушного судна и больше наземной (или иной) территории требуется для конфигурации взлетно-посадочных полос. В одном примере в качестве подходящего компромиссного варианта может быть взято расстояние от четверти до удвоенной ширины одной взлетно-посадочной полосы, предпочтительнее по существу в одну ширину взлетно-посадочной полосы (например, 40-75 м).
На фиг. 8(a)-8(d) представлены «У-образные» конфигурации взлетно-посадочных полос, содержащие три участка взлетно-посадочной полосы и, таким образом, позволяющие еще больше увеличить пропускную способность аэропорта или обеспечить альтернативные траектории заходов на посадку/взлетов воздушных судов с целью уменьшения неудобств для местного населения.
Конкретно, на фиг. 8(a) представлена дополнительная конфигурация взлетно-посадочных полос, содержащая второй участок 602-2 взлетно-посадочной полосы, расположенный под углом к первому участку 602-1 взлетно-посадочной полосы, и третий участок 602-3 взлетно-посадочной полосы, проходящий по существу в продолжение первого участка 602-1 взлетно-посадочной полосы, в результате чего, предпочтительно, образуется «У-образная» конфигурация взлетно-посадочных полос. Эта дополнительная конфигурация может рассматриваться как наложение конфигурации, представленной на фиг. 6, на конфигурацию, представленную на фиг. 5(a), и фактически эта конфигурация может быть создана именно таким образом.
Конфигурация, представленная на фиг. 8(a), обеспечивает две различные траектории захода на посадку/взлета (т.е. вдоль участков 602-2 и 602-3 взлетно-посадочной полосы), в результате чего уменьшаются неудобства для местного населения, спокойствие которого иначе бы в большей степени нарушалось при наличии одной траектории захода на посадку/взлета. Например, участки 602-2 и 602-3 взлетно-посадочной полосы используют в чередующиеся дни недели. Если также используют заходы на посадку/взлеты по изогнутой траектории, как показано на фиг. 7(a), эффект этого преимущества усиливается (например, при периодическом изменении кривизны траектории захода на посадку/взлета).
Третий участок 602-3 взлетно-посадочной полосы содержит пустую полосу 610 безопасности, перекрывающуюся с пустой полосой безопасности между первым и вторым участками взлетно-посадочной полосы. Предпочтительно, участок конфигурации взлетно-посадочных полос, расположенный на пересечении указанных трех участков взлетно-посадочной полосы, зарезервирован как пустая полоса 610 безопасности, которую воздушное судно может использовать только в исключительных случаях. Все три участка 602 взлетно-посадочной полосы, таким образом, соединены общей полосой 610 безопасности.
При использовании конфигурации для управления воздушными судами, движущимися в западном направлении (т.е. при посадках воздушных судов, движущихся в западном направлении, на участок 602-1) воздушные судна могут использовать для взлета любой из участков 602-2 или 602-3 взлетно-посадочной полосы. Если необходимо обеспечить взлет двух воздушных судов, которым не требуется полная длина взлетно-посадочной полосы (например, небольших или легких воздушных судов), то возможен одновременный взлет обоих этих воздушных судов без создания помех воздушным судам, приземляющимся на первый участок 602-1 взлетно-посадочной полосы. Каждое воздушное судно потребует руления до точки начала взлета 800-2, 800-3 на соответствующем участке взлетно-посадочной полосы. Эти точки расположены в местах, обращенных в западном направлении участков взлетно-посадочной полосы, на достаточно большом расстоянии в продольном направлении соответствующего участка взлетно-посадочной полосы так, что вследствие относительного расположения этих участков взлетно-посадочной полосы под углом друг к другу указанные воздушные суда разнесены в пространстве в поперечном направлении. Это расстояние А зависит от угла θ, а также от местных нормативных требований касательно разделительного расстояния от законцовки крыла, в частности, во избежание воздействия завихрений от законцовок крыльев одного воздушного судна на другое воздушное судно (например, в зависимости от расстояний, регулируемых нормативами).
На фиг. 8(b) приведена модификация конфигурации, представленной на фиг. 8(a), в которой третий участок 602-3 взлетно-посадочной полосы смещен в поперечном направлении от второго участка 602-2 взлетно-посадочной полосы, причем направление поперечного смещения противоположно направлению углового отклонения второго участка 602-2 взлетно-посадочной полосы. Первый и третий участки 602-1, 602-3 взлетно-посадочной полосы смещены в поперечном направлении на расстояние О' (измеряемое между центральными линиями концов участков взлетно-посадочной полосы). Эта конфигурация может рассматриваться как наложение конфигурации, представленной на фиг. 6, на конфигурацию, представленную на фиг. 5(b), и фактически эта конфигурация может быть создана именно таким образом.
Пустые полосы 610, 610-3 безопасности (которые могут быть объединены в одну пустую полосу безопасности, как показано на фиг. 5(d), в результате чего указанные три участка взлетно-посадочной полосы соединены) не используются для задач руления; руление воздушного судна производят сбоку от них и пересекают (и полностью пересекают) только в случае взлета с большой взлетной дистанцией или приземления с большой посадочной дистанцией. При использовании взлетно-посадочных полос в «исключительном» режиме может возникнуть необходимость в поэтапных взлетах и приземлениях, чтобы у воздушных судов была возможность пересекать взлетно-посадочную полосу. Это функциональное ограничение снижает вероятность попадания воздушного судна в пустую полосу 610 безопасности, когда такой этап не предусмотрен (например, если пилот считает, что у него есть разрешение на использование удлиненной взлетно-посадочной полосы, когда диспетчеры органов обслуживания воздушного движения не обеспечили возможности выполнения поэтапных взлетов/посадок).
Расстояние, на которое участки 602-3 и 602-1 могут быть смещены в поперечном направлении, может варьироваться от расстояния, которое меньше ширины взлетно-посадочной полосы (т.е. при котором участок 602-3 взлетно-посадочной полосы перекрывается с другими участками взлетно-посадочной полосы), например от четверти ширины участков 602-1, 602-2 или 602-3 взлетно-посадочной полосы, вплоть до расстояния, составляющего удвоенную ширину участка 602-1, 602-2 или 602-3 взлетно-посадочной полосы, предпочтительно приблизительно 50-100 м, предпочтительнее 60-80 м. Чем больше указанное разделение, тем  степень безопасности может быть обеспечена, но при этом увеличивается общее необходимое пространство, а также требуемая дистанция руления воздушных судов. При достаточной величине указанного разделения два воздушных судна могут взлетать одновременно при использовании каждого участка 602-2, 602-3 взлетно-посадочной полосы на полную длину без необходимости руления в точки 800, как показано на фиг. 8(a).
При штатном функционировании используются рулежные дорожки Т (показанные сплошными линиями), причем воздушные суда задействуют по длине взлетно-посадочные полосы, не назначенные полосой 610 безопасности.
В исключительных случаях (например, при особенно большой массе воздушного судна или неблагоприятных погодных условиях) участок взлетно-посадочной полосы может быть использован на всю длину. При таких обстоятельствах используют рулежные дорожки, обозначенные пунктирными линиями. Например, при взлетах и посадках в западном направлении (на фигуре воздушное судно движется влево) воздушное судно, которому для взлета требуется дополнительная длина взлетно-посадочной полосы, может пересекать нижний участок 602-1 взлетно-посадочной полосы снаружи пустой полосы 610 безопасности и использовать для взлета пустую полосу 610-3 безопасности третьего участка 602-3 взлетно-посадочной полосы. Аналогично, если требуется  дистанция для приземления, воздушное судно может использовать пустую полосу 610 безопасности и руление вдоль линии Т после полного пересечения пустой полосы 610 безопасности. При использовании конфигурации для управления воздушными судами, движущимися в противоположном (восточном) направлении, могут быть использованы аналогичные рулежные дорожки.
На фиг. 8(c) представлена альтернативная конфигурация, в которой второй (отклоняющийся) участок 602-2 взлетно-посадочной полосы также сдвинут относительно первого участка 602-1 взлетно-посадочной полосы, как показано на фиг. 7(b). Эта конфигурация может быть подходящей в условиях с ограниченным пространством, поскольку она компактна, но при этом обладает преимуществом смещенных взлетно-посадочных полос 602-2 и 602-3, состоящим в уменьшении риска выкатывания воздушного судна на первый участок 602-1 взлетно-посадочной полосы.
На фиг. 8(d) представлена модификация конфигурации взлетно-посадочных полос, показанной на фиг. 8(a), в которой обеспечено удлинение 810 участка 602-2 взлетно-посадочной полосы при помощи треугольного сегмента 820 между участками 602-2 и 602-3 взлетно-посадочной полосы, который может быть использован воздушными судами для руления, взлета и/или приземления. Этот пример позволяет удлинить участок 802-2 взлетно-посадочной полосы без значительного увеличения периметра зоны аэропорта.
На фиг. 9(а)-9(с) представлены по существу такие же «У-образные» конфигурации взлетно-посадочных полос, как и на фиг. 8(a)-8(d), но со сдвинутым на расстояние D еще одним участком 652 взлетно-посадочной полосы (который при определенных обстоятельствах может представлять собой уже существующий участок взлетно-посадочной полосы, такой как южная взлетно-посадочная полоса лондонского аэропорта Хитроу вместе с участком 602-1 взлетно-посадочной полосы).
Конкретно, на фиг. 9(a) представлена конфигурация взлетно-посадочных полос, показанная на фиг. 8(a), с еще одним участком 652 взлетно-посадочной полосы. Эта конфигурация может рассматриваться как сочетание конфигураций, представленных на фиг. 8(a) и 7(a). На фиг. 9(b) показана аналогичная конфигурация, соответствующая сочетанию конфигураций, представленных на фиг. 8(b) и 7(a), а на фиг. 9(c) показано сочетание конфигураций, представленных на фиг. 8(c) и 7(b). На эти конфигурации действуют те же самые ограничения по длине L, углу 0 и начальной точке второго участка 602-2 взлетно-посадочной полосы, что и на вышеописанные со ссылкой на фиг. 7.
На фиг. 10 представлена группа из двух параллельных друг другу взлетно-посадочных полос, участки которых расположены в линию с угловым отклонением (как показано на фиг. 6). В такой конфигурации одни два воздушных судна могут одновременно взлетать, а другие два воздушных судна могут одновременно приземляться. Для одновременного использования участков 652-1 и 602-2 взлетно-посадочной полосы на этих двух участках взлетно-посадочной полосы не должно быть помех между траекториями захода на посадку/взлета. Центральная линия С участка 652-1 взлетно-посадочной полосы, таким образом, не пересекается с участком 602-2 взлетно-посадочной полосы. В этом случае должно соблюдаться неравенство D>L⋅sin(θ), где D - расстояние между центральными линиями участков 602-1 и 652-1 взлетно-посадочной полосы, L - длина участка 602-2 взлетно-посадочной полосы, а θ - угол, под которым расположен участок 602-2 взлетно-посадочной полосы относительно участка 602-1 взлетно-посадочной полосы.
Кроме того, когда не осуществляются взлеты воздушных судов (например, ранним утром), для приземлений могут быть использованы дальние участки взлетно-посадочной полосы (например, участки 602-1 и 652-1 при приземлении в восточном направлении), чтобы уменьшить шумовое воздействие на населенную территорию вблизи аэропорта (как описано выше со ссылкой на фиг. 4(b)).
Ниже, в таблице 3, описаны возможные режимы одновременного функционирования различных конфигураций взлетно-посадочных полос, показанных на фиг. 5-10, и соответствующие режимы управления воздушным движением. Следует отметить, что эти примеры рабочих режимов будут подпадать под действие местного законодательства касательно воздушных судов и прочих требований к рабочим физическим характеристикам, таким как местные топографические параметры и погодные условия.
Дополнительно к вышеописанным примерам режимов одновременного функционирования имеется возможность использовать режим функционирования, при котором задействован только один из двух участков взлетно-посадочной полосы, расположенных в линию (например при смешанном режиме, только для взлетов или только для приземлений). Это может быть полезно в целях обеспечения безопасности в таких случаях, когда один из участков взлетно-посадочной полосы, расположенных в линию, ремонтируют или очищают от снега; или во время периодов уменьшенной частоты движения воздушных судов.
Что касается способов строительства, вышеописанные конфигурации взлетно-посадочных полос строят путем обеспечения второй и/или третьей конфигураций взлетно-посадочных полос в соответствии с конфигурациями, описанными со ссылкой на фиг. 5-10. Например, как показано на фиг. 5(b)-5(е), второй участок 502-2 взлетно-посадочной полосы обеспечен так, что он смещен в поперечном направлении от первого участка 502-1 взлетно-посадочной полосы. Полоса безопасности между первым и вторым участками назначена, например, так, что ограничивает область перекрытия в продольном направлении первого и второго участков.
В других примерах, таких как показанный на фиг. 6, второй участок 602-2 взлетно-посадочной полосы расположен под углом к первому участку 602-1 взлетно-посадочной полосы так, что второй участок 602-2 взлетно-посадочной полосы проходит от первого участка 602-1 взлетно-посадочной полосы через пустую полосу 610 безопасности под углом к первому участку 602-1 взлетно-посадочной полосы. Вследствие назначения пустой полосы 610 безопасности между первым и вторым участками взлетно-посадочной полосы эти участки взлетно-посадочной полосы фактически соединены этой пустой полосой 610 безопасности. Для строительства конфигурации взлетно-посадочных полос, как описано со ссылкой на фиг. 7(b), можно сочетать стадии обеспечения отклоняющихся и смещенных в поперечном направлении участков взлетно-посадочной полосы.
В примере, показанном на фиг. 8(d), при строительстве конфигурации взлетно-посадочных полос к западу от первого участка 602-1 взлетно-посадочной полосы обеспечивают треугольный сегмент 820. Треугольный сегмент 820, подходящий для руления, взлета и приземления воздушных судов, занимает область, в которой назначены два дополнительных участка взлетно-посадочной полосы, проходящие от первого участка 602-1 взлетно-посадочной полосы, - второй (отклоняющийся) участок 602-2 взлетно-посадочной полосы и третий участок 602-3 взлетно-посадочной полосы. Удлинение 810 второго участка 602-2 взлетно-посадочной полосы назначено так, что второй участок 602-2 взлетно-посадочной полосы проходит по существу по всей гипотенузе треугольного сегмента 820.
Ниже, в приведенной исключительно для примера таблице 4, проиллюстрированы стадии строительства конфигураций взлетно-посадочных полос, показанных на фиг. 5-10.
Входные кромки взлетно-посадочных полос
В любом аэропорту предусмотрена возможность приземления воздушного судна, требующего касания земли с последующим немедленным взлетом («ошибочный заход на посадку»), потенциально вследствие какого-то сбоя. В крайнем случае такие действия могут потребоваться, если у воздушного судна произошел отказ двигателя, в результате чего возможность набора высоты после взлета ограничена. В обычной конфигурации взлетно-посадочных полос после ошибочного захода на посадку требуется осуществить набор высоты до достаточного значения во избежание столкновения с препятствиями вокруг взлетно-посадочной полосы, такими как ограждения или здания. Нормативными требованиями обычно предусмотрено соблюдение высоты над такими препятствиями 100 футов (30 м). На практике это может соответствовать высоте над землей 200 футов (60 м), причем наиболее высокий из возможных объектов, с которым необходимо избежать столкновения, - это вертикальное хвостовое оперение крупных воздушных судов (таких как Airbus A380), высотой приблизительно 30 м.
Во время одновременного функционирования участков удлиненной взлетно-посадочной полосы, как описано выше, для независимого функционирования участков могут быть предъявлены более жесткие требования, поскольку в то время как одно воздушное судно выполняет маневр приземления и взлета на ближнем участке взлетно-посадочной полосы, с дальнего конца взлетно-посадочной полосы может взлетать второе воздушное судно. Это может привести к тому, что первое воздушное судно, совершающее ошибочное приземление и последующий взлет, до своего разворота с целью осуществления очередной попытки приземления (например, на другой участок взлетно-посадочной полосы) может создать помехи второму взлетающему воздушному судну. Чтобы избежать возникновения такой ситуации, размеры и планировка удлиненной конфигурации взлетно-посадочных полос могут быть заданы так, чтобы возможность каких-либо помех была ничтожно мала.
На фиг. 11а представлен вид сверху прибывающего первого воздушного судна 250-1, вынужденно выполняющего ошибочный заход на посадку на ближнем участке взлетно-посадочной полосы 202-1, в то время как второе судно 250-2 взлетает с дальнего участка удлиненной взлетно-посадочной полосы 202-2. На фиг. 11b представлен вид сбоку этой ситуации, иллюстрирующий набор высоты воздушного судна, выполняющего ошибочный заход на посадку.
Расстояние, относящееся к безопасной высоте, обозначено как Н и является минимальной высотой, на которой может находиться воздушное средство, перед тем как оно сможет осуществить разворот от линии взлетно-посадочной полосы. Эта минимальная высота позволяет экипажу перенастроить параметры движения воздушного судна и в достаточной мере подготовиться к устойчивому набору высоты. Ясно, что на других территориях и в фактически ином контексте применимы другие расстояния (например, для конкретных воздушных судов или регионов, где действуют другие нормативы). Воздушное судно, выполняющее ошибочный заход на посадку, обычно делает поворот на угол по меньшей мере 20°, предпочтительно по меньшей мере 40° для скорейшего ухода из зоны возможного создания помех взлетающим воздушным судам.
Ограничение на минимальную высоту, которая должна быть достигнута до разворота от конфигурации 202 взлетно-посадочной полосы, накладывает минимальное расстояние D между точкой, от которой первое воздушное судно начинает набор высоты после ошибочного захода на посадку, и точкой, от которой второе воздушное судно начинает набор высоты на дальнем участке взлетно-посадочной полосы:
.
1
Расстояние D фактически представляет собой разделение между последней возможной входной кромкой на посадочном участке взлетно-посадочной полосы и началом взлетного участка взлетно-посадочной полосы. Это расстояние также может содержать (возможно, ничтожно малое) расстояние, которое воздушное судно пробегает вдоль взлетно-посадочной полосы после входной кромки до начала набора высоты (как показано при помощи расстояния r на фиг. 11b).
1
При обычной минимальной высоте Н разворота 500 футов (152 м, приблизительно 150 м) и варьируемом угле θ приблизительные значения минимальных расстояний D таковы:
Как следует из таблицы 5, минимальное значение D для выполнения безопасного ошибочного захода на посадку варьируется в зависимости от угла набора высоты после ошибочного захода на посадку. Во многих случаях минимальное значение D задают не на основе степени безопасности такого захода на второй круг, а на основе расстояния взлетно-посадочной полосы и промежуточной полосы безопасности, требуемых для приземления и безопасной остановки самолета (как описано выше со ссылкой на фиг. 2-10).
1
1
На практике θ задают по воздушному судну с наихудшими характеристиками, которому разрешена посадка (при сохранении независимого функционирования) в конкретном аэропорту в случае отказа одного из двигателей. На фиг. 12 представлен график изменения расстояния D в зависимости от угла θ при обычном значении Н, составляющем 500 футов (152 м). Эта взаимосвязь позволяет проектировщику аэропорта/оператору 1) выбирать значение D для подтверждения, что воздушные суда определенного класса могут безопасно приземляться при сохранении независимого функционирования; и/или 2) определять, воздушные суда каких классов могут безопасно приземляться при сохранении независимого функционирования при заданном D. Для воздушных судов, способных набирать высоту при угле 2-7° (не находясь в полностью функциональном состоянии), минимальное значение D варьируется в диапазоне приблизительно 1500-4500 м. Для воздушных судов, способных набирать высоту при угле 2,5-3,5° (не находясь в полностью функциональном состоянии), минимальное значение D варьируется в диапазоне приблизительно 2500-3500 м.
В крупных коммерческих аэропортах воздушными судами с наихудшими характеристиками (в случае отказа одного из двигателей) зачастую являются двухдвигательные воздушные суда, такие как ранние модели Boeing 737-400 или Airbus А320; воздушные суда этого класса могут набирать высоту с одним отказавшим двигателем под углом 3 градуса или немного больше. Это обеспечивает минимальное значение D, составляющее приблизительно 2900 м.
Если воздушное судно, не отвечающее требованиям заданной минимальной скорости набора высоты (например, очень старое воздушное судно), запрашивает посадку, может потребоваться приостановка независимого функционирования конфигурации взлетно-посадочных полос, пока это воздушное судно не совершит безопасную посадку.
Есть несколько параметров, влияющих на длину D:
1
• L - длина посадочного участка 202-1 взлетно-посадочной полосы.
1
• d - расстояние от начала посадочного участка 202-1 взлетно-посадочной полосы до точки отрыва от земли первого судна при взлете во время ошибочного захода на посадку.
• S - длина промежуточной полосы 210 безопасности. Эти расстояния связаны следующей формулой:
D
S
L
d
1
1
=+-.
1
L обычно определяют как расстояние, необходимое для безопасной остановки воздушного судна после приземления, как описано выше. Пример этого расстояния составляет 2-4 км, предпочтительно 3 км или 3100 м.
Размер S промежуточной полосы 210 безопасности определяют по нормативам и требованиям техники безопасности, чтобы обеспечивалось минимальное разделение между воздушными судами. Эта полоса также может быть использована для размещения антенн или другого наземного оборудования, такого как антенны КГС (ILS). Обычное значение расстояния лежит в диапазоне приблизительно 300-900 м, составляет предпочтительно 650 м.
1
1
1
1
1
1
1
Как показано на фиг. 11b, расстояние d разделено на два расстояния r и t. Расстояние d задает «точку последнего касания земли», и если воздушное судно не находится на траектории захода на посадку с касанием земли рядом с этой точкой, касания земли не будет; напротив, воздушное судно прервет посадку, снова наберет высоту, развернется и совершит повторную попытку приземления (в этом случае t≈d). Точка последнего касания земли может определяться расстоянием, которое требуется для безопасной остановки воздушного судна. Минимальное расстояние D между этой точкой и началом последующего участка взлетно-посадочной полосы, таким образом, накладывает ограничение на длину полосы S безопасности и длину L участка взлетно-посадочной полосы.
1
t - расстояние от начала посадочного участка 202-1 взлетно-посадочной полосы до точки касания земли. Оно может быть определено на основе нормативных требований (например, обеспечение КПБ (RESA), как описано выше) и квалификации пилота.
1
r - это расстояние, которое воздушное судно пробегает вдоль взлетно-посадочной полосы 202-1 перед повторным отрывом от земли. Оно может быть определено возможностями рассматриваемого воздушного судна, причем в большинстве случаев это расстояние может быть пренебрежимо мало, поскольку воздушное судно лишь кратковременно касается взлетно-посадочной полосы.
1
1
1
1
Подставляя вместо D соответствующие геометрические параметры, получаем неравенство для t, выраженное в переменных, зависящих, в основном, от характеристик воздушного судна (т.е. θ, r, и L), и переменных, зависящих, в основном, от нормативных требований (т.е. Н и S):
.
1
1
1
1
1
Из вышеприведенного неравенства следует, что увеличение H или r приводит к необходимости уменьшения t; в то время как увеличение S, L или θ позволяет увеличить указанное расстояние от точки последнего касания земли до начала посадочного участка 202-1 взлетно-посадочной полосы.
1
Нижний предел t может быть установлен с целью исключения попыток пилотов совершить посадку в непосредственной близости к началу посадочного участка взлетно-посадочной полосы с касанием до посадочного участка взлетно-посадочной полосы на участке (таком как КПБ (RESA)), явно не предназначенном для приземления. Обеспечение достаточно стабильной повторяемости касаний в непосредственной близости к началу посадочного участка взлетно-посадочной полосы может быть затруднено порывами ветра при конечном этапе захода на посадку (или другими внешними воздействиями). Может быть использован нижний предел 300-500 м.
1
В одном примере r может быть равно нулю или близко к нулю, что соответствует контакту воздушного судна с посадочным участком взлетно-посадочной полосы буквально «по касательной».
1
1
1
1
Для примера, в котором Н равна 500 футов (152 м), S равно 650 м, L равна 3100 м, θ равен 3° и r равно нулю, значение t составляет приблизительно менее 850 м. В такой ситуации посадочную зону обеспечивают на расстоянии приблизительно 300-800 м от начала взлетно-посадочной полосы.
1
1
1
1
В одном примере расстояние t до «точки последнего касания земли» от начала посадочного участка взлетно-посадочной полосы меньше 100 м. В другом примере t составляет 100-1500 м от начала посадочного участка взлетно-посадочной полосы. В другом примере t составляет 100-1000 м от начала посадочного участка взлетно-посадочной полосы. В другом примере t составляет 500-800 м от начала посадочного участка взлетно-посадочной полосы.
Вышеуказанные ограничения, определяющие «точку последнего касания земли», обычно применимы к ситуации, в которой воздушное судно получает информацию о возможной проблеме, находясь относительно близко к точке касания. В альтернативном примере расстояние D может быть измерено от входной кромки нормальной посадки (т.е. по существу от начала посадочного участка взлетно-посадочной полосы). Такое смягчение требований может быть допустимо, когда на воздушное судно поступает информация о возможной проблеме, и касание запланировано ближе, нежели когда воздушное судно находится в состоянии полной работоспособности.
В альтернативном примере имеется точка, называемая «точкой ошибочного захода на посадку» и находящаяся обычно в миле или на еще большем расстоянии от начала взлетно-посадочной полосы, по которой определяют, выполняет ли воздушное судно правильный заход на посадку (например, на конкретной высоте на определенном расстоянии от взлетно-посадочной полосы). Если определено, что воздушное судно не находится на траектории правильного захода на посадку, то оно набирает высоту до подходящего значения высоты Н разворота и совершает повторную попытку приземления. Если позволяют нормативы, расстояние D может быть измерено от «точки ошибочного захода на посадку». В таком примере высота Н в вышеприведенном выражении, описывающем D, фактически представляет собой разность между высотой воздушного судна в точке ошибочного захода на посадку и безопасной высотой разворота.
Если у воздушного судна произошел отказ двигателя до «ошибочного захода на посадку», независимое функционирование может быть приостановлено и/или воздушное судно может быть направлено на приземление на альтернативную взлетно-посадочную полосу.
1
Ограничение этого типа может быть принудительно введено регулирующими органами, поскольку отказ двигателя после ошибочного захода на посадку - крайне редкое явление. В таких случаях можно допустить, что отказа двигателя не произойдет, поэтому угол θ набора высоты может быть больше, например 10°. Такое допущение смягчит требования к точке последнего касания земли, что приведет к ее смещению дальше по посадочному участку взлетно-посадочной полосы.
В дополнительном альтернативном примере может быть применено любое из вышеупомянутых ограничений касательно точки расчета D в каком-либо сочетании. Все три альтернативных варианта сведены ниже в порядке уменьшения степени безопасности:
1. Точка последнего касания земли - расчет на основе отказа двигателя или аналогичного обстоятельства, накладывающий ограничение на расстояние до самой дальней точки, в которой воздушное судно может коснуться земли (для безопасного приземления), но при этом при необходимости все еще может безопасно совершить ошибочный заход на посадку.
2. Пороговая точка - расчет, как в 1-м пункте, но от начала посадочного участка взлетно-посадочной полосы.
3. Точка ошибочного захода на посадку - набор ограничений, допускающий отмену попытки приземления воздушного судна и разворот в точке ошибочного захода на посадку на значительном расстоянии до посадочного участка взлетно-посадочной полосы или допускающий ситуацию полной работоспособности воздушного судна.
Любая из вышеуказанных точек может называться «точкой ошибочного захода на посадку» в зависимости от действующих на месте нормативов. В любом из вышеупомянутых случаев в целях обеспечения безопасного независимого функционирования конфигурации взлетно-посадочных полос, расположенных в линию, расстояние между точкой ошибочного захода на посадку на посадочном участке взлетно-посадочной полосы и началом взлетного участка взлетно-посадочной полосы больше расстояния D. Расстояние D определяется по формуле: . Такая точка ошибочного захода на посадку может быть физически обозначена на конфигурации взлетно-посадочных полос (например, огнями, нарисованной линией) и/или может быть обозначена программными средствами на системе управления посадкой воздушных судов.
1
Конфигурация взлетно-посадочных полос с отклонением или смещением, как описано выше со ссылкой на фиг. 5(b)-10 предусматривает увеличение разделения между двумя воздушными судами на расстояние, зависящее от степени углового отклонения и/или смещения; такая конфигурация, следовательно, может уменьшать ограничение на t по сравнению с одиночной вытянутой в линию взлетно-посадочной полосой, как описано выше со ссылкой на фиг. 11 и 12.
Огни взлетно-посадочной полосы
Для направления пилотов воздушных судов при приземлении и взлете применяют множество различных систем или способов; причем типовым средством направления воздушных судов на посадку являются разметка и огни взлетно-посадочной полосы. Огни обычно используют для обозначения центральной линии и краев взлетно-посадочной полосы, чтобы пилот не увел воздушное судно за пределы назначенной области посадки или взлета.
При использовании удлиненной взлетно-посадочной полосы, как описано выше со ссылкой на фиг. 2-10, существует вероятность, что пилот приземляющегося судна может спутать огни, относящиеся к участку взлетно-посадочной полосы, на котором необходимо совершить посадку, с огнями на дальнем взлетном участке взлетно-посадочной полосы, и, следовательно, совершить попытку приземления не на ту взлетно-посадочную полосу (хотя другие системы, такие как антенны КГС (ILS), и диспетчеры органов обслуживания воздушного движения, скорее всего, уменьшат эту вероятность, если такого рода средства задействованы). В ином случае или дополнительно, огни на дальнем взлетном участке могут отвлекать пилота от приземления или создавать ложное впечатление, что пилот видит единую длинную взлетно-посадочную полосу.
На фиг. 13 представлен вид в перспективном изображении конфигурации взлетно-посадочных полос, аналогичной описанным выше со ссылкой на фиг. 2(a). В соответствии с этим вариантом осуществления взлетно-посадочные полосы расположены по существу в линию вдоль одной и той же продольной оси, причем конфигурация взлетно-посадочных полос содержит ближний участок 202-1 взлетно-посадочной полосы и один дальний участок 202-2 взлетно-посадочной полосы. Общая продольная ось может быть обозначена с помощью ряда разметочных знаков взлетно-посадочной полосы и/или огней 40, применяемых для помощи пилоту в ориентировании на взлетно-посадочной полосе при рулении, взлете или приземлении.
При обычном использовании конфигурации 202 взлетно-посадочных полос воздушные суда по существу движутся в одном и том же продольном направлении. Посадки совершаются на ближнем участке 202-1 взлетно-посадочной полосы, а взлеты совершаются на дальнем участке 202-2 взлетно-посадочной полосы.
Эти два участка взлетно-посадочной полосы разделены пустой промежуточной полосой 210-3 безопасности (ISA). Наличие ISA 210-3 снижает риск столкновения в случае посадки воздушного судна на ближний участок 202-1 взлетно-посадочной полосы с выкатыванием за его пределы. ISA 210-3 обеспечивает для таких судов дополнительное пространство, и воздушным судам запрещено находиться на этой полосе. В ISA 210-3 может быть установлено оборудование системы захода на посадку по приборам, такое как антенны КГС (ILS), для поддержки посадки воздушных судов на ближний участок 202-1 взлетно-посадочной полосы и взлета воздушных судов с дальнего участка 202-2 взлетно-посадочной полосы. Размещение такого оборудования в промежуточной полосе 210-3 улучшает качество сигнала, поскольку между антенной и воздушными судами, идущими на посадку, всегда имеется линия прямой видимости (как описано выше со ссылкой на фиг. 5 и 6).
Начало ближнего участка 202-1 взлетно-посадочной полосы может быть обозначено при помощи ряда огней и/или разметки взлетно-посадочной полосы и/или огнями 30. Эти огни и/или разметка 30 взлетно-посадочной полосы помогают пилоту понять, где находится начало взлетно-посадочной полосы, причем огни особенно полезны при неблагоприятных погодных условиях или ночью. Начало ISA 210-3 может быть аналогичным образом обозначено при помощи ряда огней и/или разметки 50 взлетно-посадочной полосы. Эти огни и/или разметка 50 взлетно-посадочной полосы также показывают пилоту конец взлетно-посадочной полосы, находящийся на ближнем конце 202-1 конфигурации 202 взлетно-посадочных полос. Конец ISA 210-3 и начало ближнего участка 202-1 взлетно-посадочной полосы может быть аналогичным образом обозначено при помощи другого ряда огней и/или разметки 55 взлетно-посадочной полосы. Конец дальнего участка 202-2 взлетно-посадочной полосы может быть визуализирован для пилота при помощи ряда огней и/или разметки 60 взлетно-посадочной полосы.
Для безопасности воздушного судна, пилот которого совершает посадку или взлет при помощи конфигурации 202 взлетно-посадочных полос, важно знать, каковы ширина и точное местонахождение взлетно-посадочной полосы 202. Ширина измеряется перпендикулярно продольной оси взлетно-посадочной полосы, обозначенной огнями 40. Конфигурация 202 взлетно-посадочных полос, таким образом, дополнительно содержит один или более огней 10, расположенных на краях конфигурации 202 взлетно-посадочных полос параллельно продольной оси конфигурации 202 взлетно-посадочных полос.
При заходе на посадку на конфигурацию 202 взлетно-посадочных полос пилот может спутать огни, относящиеся к нужному ближнему участку 202-1 взлетно-посадочной полосы, с огнями на дальнем участке 202-2 взлетно-посадочной полосы, и совершить попытку приземления не на ту взлетно-посадочную полосу. Есть риск, что огни на дальнем взлетном участке могут отвлекать пилота от приземления или создавать ложное впечатление, что пилот видит единую удлиненную взлетно-посадочную полосу. Следовательно, важно, чтобы огни 10, также называемые «посадочными огнями» 10, были видны пилоту воздушного судна, заходящего на посадку на этот конкретный участок конфигурации 202 взлетно-посадочных полос. Приспособления 15 для направления света от источника 10 света взлетно-посадочной полосы выполнены с возможностью ограничения света, исходящего от источника света в конкретном направлении или диапазоне направлений.
Преимущество состоит в том, что приспособления 15 для направления света расположены так, что пилоту приземляющегося воздушного судна, заходящего на посадку на конфигурацию 202 взлетно-посадочных полос, видны только посадочные огни 10-1 ближнего участка 202-1 взлетно-посадочной полосы. Свет от источников 10-2 света посадочных огней, расположенных на дальнем конце 202-2 взлетно-посадочной полосы, по существу заблокирован блокирующими средствами 15 в диапазоне направлений, которые могут быть видны пилоту воздушного судна, заходящего на посадку на ближний участок 202-1 взлетно-посадочной полосы. Таким образом, дальний конец 202-2 взлетно-посадочной полосы назначен участком взлетно-посадочной полосы, не используемым для посадки. Приспособления 15 для направления света расположены так, что источники 10-2 света посадочных огней дальнего конца 202-2 конфигурации 202 взлетно-посадочных полос видны пилоту воздушного судна, влетающего с дальнего участка 202-2 взлетно-посадочной полосы.
Приспособления 15 для направления света могут содержать средства для выборочной блокировки света (такие как блокирующие средства). Блокирующие средства могут быть регулируемыми с возможностью изменения количества/яркости света, блокируемого в зависимости от местонахождения источника света. Пилоту воздушного судна, взлетающего с участка 202-2 взлетно-посадочной полосы, должны быть видны все источники 10-2 света вдоль этого участка 202-2 взлетно-посадочной полосы в начале этого участка. Это значит, что источники 10-2 света, расположенные наиболее близко на дальнем участке 202-2 взлетно-посадочной полосы, могут быть заблокированы в большей степени по сравнению с расположенными на дальнем конце участка 202-2 взлетно-посадочной полосы. Такое «неравномерное затемнение» может быть достигнуто путем применения блокирующих средств (как показано ниже на фиг. 11-13) при помощи светонепроницаемой части материала, окружающего источник 10-2 света и создающего физический барьер между источником 10-2 света и пилотом, или при помощи уменьшения яркости источника 10-2 света так, чтобы его не было видно дальше определенного расстояния.
В соответствии с альтернативным вариантом осуществления приспособления 15 для направления света содержат линзу или систему линз, выполненные с возможностью фокусировки света для его распространения только в заданном направлении или диапазоне направлений.
Как описано выше, обычно ближний участок 202-1 взлетно-посадочной полосы используют для посадки воздушных судов, а дальний участок 202-2 взлетно-посадочной полосы используют для взлета воздушных судов. Однако это может характеризоваться преимуществом, которое состоит в уменьшении неудобств для местного населения, если воздушные суда приземляются на дальнем конце 202-2 конфигурации 202 взлетно-посадочных полос (что также называется «приземлением с большой посадочной дистанцией»). Таким образом, большая часть траектории полета воздушных судов проходит над взлетно-посадочной полосой, не окруженной населенной территорией, и воздушные суда могут заходить на посадку на конфигурацию 202 взлетно-посадочных полос с большей высоты, нежели в случае приземления на ближний конец 202-1, что приводит к уменьшению неудобств для людей, проживающих на территории, над которой проходит траектория полета. Воздушное судно может приземляться на дальний конец 202-2 конфигурации 202 взлетно-посадочных полос, если дальний конец не используется для взлета или если воздушное судно прибывает в такое время, когда необходимо минимизировать неудобства.
В этой ситуации пилот должен видеть посадочные огни 10, окружающие дальний конец 202-2 конфигурации 202 взлетно-посадочных полос. Эти посадочные огни 10 обычно заблокированы так, что не видны пилотам приземляющихся воздушных судов. Для увеличения степени безопасности процедуры посадки на дальний конец 202-2 рядом с указанными посадочными огнями 10 могут быть расположены один или более дополнительных источников 20 света, как показано на фиг. 14. Дополнительные источники 20 света во включенном состоянии могут предоставлять пилоту информацию о местонахождении ближнего конца 202-2 конфигурации 202 взлетно-посадочных полос, даже если блокирующие средства 15 блокируют свет от источников 10 света посадочных огней в этом конкретном направлении. В соответствии с альтернативным вариантом осуществления блокирующие средства 15 могут быть подвижными, чтобы делать источники 10 света посадочных огней видимыми для пилотов воздушных судов. В любом варианте осуществления освещение ближнего участка 202-1 взлетно-посадочной полосы будет отключено, чтобы однозначно направить пилота на дальний участок 202-2 взлетно-посадочной полосы.
Выше приведено описание использования конфигурации 202 взлетно-посадочных полос в первой ориентации, причем воздушные суда могут приземляться на ближний конец 202-1 и взлетать с дальнего конца 202-2. Как описано выше, направление движения воздушного судна, использующего каждую из отдельных взлетно-посадочных полос, по существу аналогично и может быть показано на взлетно-посадочной полосе 90, 100 стрелками или другими знаками. Однако конфигурация 202 взлетно-посадочных полос также может быть использована во второй ориентации, при которой направление движения воздушного судна, использующего каждую из отдельных взлетно-посадочных полос, развернуто на 180° в продольном направлении. Одно воздушное судно может приземляться на дальний конец 202-2 и двигаться в направлении к ISA 210-3, в то время как другое воздушное судно взлетает с ближнего конца 202-1 в направлении от ISA 210-3.
В этой второй ориентации действуют те же самые правила безопасности, согласно которым пилот должен четко видеть и распознавать зону, предназначенную для взлета или посадки воздушного судна. Источники 10 света посадочных огней, блокирующие средства 15 и дополнительные источники 20 света, таким образом, могут работать как система обеспечения пилота этой информацией в любой из двух ориентаций.
На фиг. 14 представлена конфигурация 202 взлетно-посадочных полос, в которой возможны оба направления функционирования при сохранении функции блокировки света, как описано выше со ссылкой на фиг. 13. В соответствии с показанным вариантом осуществления источники 10-1 и 10-2 света посадочных огней вдоль участков 202-1 и 202-2 взлетно-посадочной полосы представляют собой зеркальные отражения друг друга с зеркальными приспособлениями 15 для направления света. Дополнительное освещение 20 может быть обеспечено на обоих участках 202-1 и 202-2 взлетно-посадочной полосы, в результате чего предоставляется возможность совершения «приземлений с большой посадочной дистанцией», когда конфигурацию взлетно-посадочных полос используют в любом направлении. Однако приземления с большой посадочной дистанцией могут быть использованы только в одном направлении функционирования (например, если густонаселенный район расположен рядом только с одним концом конфигурации 202 взлетно-посадочных полос), поэтому дополнительное освещение 20 может быть обеспечено только на одном участке. В ином случае вместо дополнительного освещения 20 (или дополнительно к нему) могут быть обеспечены, как описано выше, подвижные приспособления 15 для направления света.
На фиг. 15 представлен вид в перспективном изображении линии прямой видимости пилотов воздушных судов, приземляющихся на конфигурацию 202 взлетно-посадочных полос и взлетающих с нее, причем сравниваются вид от системы 10-1, 10-2 огней на ближнем конце 202-1 конфигурации 202 взлетно-посадочных полос с видом на дальнем конце 202-2 конфигурации 202 взлетно-посадочных полос. Свет от источников 10-2 света на дальнем участке 202-2 взлетно-посадочной полосы ограничен приспособлениями 15 для направления света, в результате чего свет не распространяется в направлении воздушного судна, заходящего на посадку на ближний участок 202-1 взлетно-посадочной полосы или находящегося на ближнем участке 202-1 взлетно-посадочной полосы. Однако пилот воздушного судна на дальнем участке 202-2 взлетно-посадочной полосы может видеть источники 10-2 на протяжении всего участка 202-2 взлетно-посадочной полосы для управления взлетом.
В соответствии с одним вариантом осуществления источники 10-2 света не видны пилоту приземляющегося судна до начала ISA 210-3 (обозначенной огнями и/или разметкой 50). Этот пример предусматривает минимизацию вероятности путницы, поскольку пилот приземляющегося воздушного судна не увидит огни на дальнем участке взлетно-посадочной полосы. Однако столь крайняя степень направленности света может привести к непреднамеренному ограничению распространения света в направлении взлетающего воздушного судна. В соответствии с дополнительным вариантом осуществления источники 10-2 света становятся видны пилоту приземляющегося воздушного судна после касания земли на ближнем участке 202-1 взлетно-посадочной полосы. Такая степень блокировки может быть достаточной, поскольку на момент касания земли воздушным судном на правильной взлетно-посадочной полосе вероятность выкатывания за ее пределы мала. В соответствии с дополнительным вариантом осуществления источники 10-2 света становятся видны пилоту приземляющегося воздушного судна, когда воздушное судно находится на некотором расстоянии от ближнего участка 202-1 взлетно-посадочной полосы перед запланированным снижением, после того как стал ясен выбор взлетно-посадочной полосы. Столкновения, следовательно, не произойдет, если огни 10-2 видны, так же как и источники 10-1 света, поскольку пилот уже знает, на какую взлетно-посадочную полосу будет приземляться воздушное судно. Возможны дополнительные варианты осуществления, в соответствии с которыми источники 10-2 света становятся видны пилоту приземляющегося воздушного судна на любом расстоянии между вышеупомянутыми расстояниями.
На фиг. 16 представлен вид сбоку линии прямой видимости пилотов воздушных судов, приземляющихся на конфигурацию 202 взлетно-посадочных полос и взлетающих с нее, причем сравниваются вид от источников 10-1 света на ближнем конце 202-1 конфигурации 202 взлетно-посадочных полос с видом на дальнем конце 202-2 конфигурации 202 взлетно-посадочных полос. В результате расположения блокирующих свет средств 15 источники 10-1 света посадочных огней на ближнем конце 202-1 видны, а источники 10-2 света посадочных огней на дальнем конце 202-2 не видны. Так пилоту понятнее, где будет произведена посадка.
На фиг. 17(a) показаны приспособления 15 для направления света (в виде средства для выборочной блокировки света) рядом с источником 10 света для блокировки света в определенном диапазоне направлений. На фиг. 15(a) показано блокирующее средство 15, выполненное с возможностью поворота. Это может требоваться для обеспечения возможности его поворота так, чтобы источник 10 света выполнял функции дополнительного источника 20 света, и/или для установки (или регулировки) с целью изменения угла блокирующего средства 15. Поворот может быть осуществлен вокруг оси блокирующего приспособления 15, или блокирующее приспособление 15 может поворачиваться относительно источника 10 света, например по кругу, в центре которого находится источник 10 света. В ином случае, может поворачиваться компоновка, содержащая источник 10 света и блокирующее свет приспособление 15.
На фиг. 17(b) проиллюстрировано относительно расположение источника 10 света посадочных огней и дополнительного источника 20 света.
На фиг. 18(a) представлен вариант осуществления источника 10 света посадочных огней, встраиваемый в поверхность конфигурации 202 взлетно-посадочных полос. Блокирующее свет приспособление 15 содержит светонепроницаемое покрытие части источника 10 света посадочных огней, препятствующее излучению света в определенном направлении.
На фиг. 18(b) проиллюстрирован конкретный вариант осуществления источника 10 света посадочных огней. Как и на фиг. 18(a), блокирующее свет приспособление 15 содержит светонепроницаемое покрытие части источника 10 света посадочных огней. Однако в соответствии с этим вариантом осуществления источник 10 света посадочных огней выполнен с возможностью поворота вокруг оси 25. Направление, в котором блокируется свет, следовательно, можно изменять в соответствии с направлением, в котором источник 10 света посадочных огней должен быть виден. В соответствии с этим вариантом осуществления дополнительные источники 20 света могут не требоваться, поскольку в случае приземления воздушного судна на дальний конец 202-2 конфигурации 202 взлетно-посадочных полос или в какой-либо другой ситуации, в которой требуется использование дополнительных источников 20 света, источники 10 света посадочных огней могут поворачиваться вокруг своих осей 25. Следовательно, свет, не видимый пилотом ранее, можно делать видимым.
Относительная простота, с которой можно управлять видимостью света от источников 10,40, позволяет затемнять (делать менее яркими) источники 10, 40 света на дальнем участке 202-2 взлетно-посадочной полосы по сравнению с источниками света на ближнем участке 202-1 взлетно-посадочной полосы. Пилоту воздушного судна, взлетающего с дальнего участка 202-2 взлетно-посадочной полосы, нужно видеть только источники света 10, 40 взлетно-посадочной полосы, находящиеся максимально далеко по длине участка 202-2 взлетно-посадочной полосы (т.е. иметь возможность видеть в начале взлета самые дальние источники 10, 40 света), в то время как пилоту воздушного судна, заходящего на посадку, нужно видеть источники 10, 40 света посадочных огней, расположенные гораздо дальше. По этой причине затемнение источников 10,40 света на дальнем участке 202-2 взлетно-посадочной полосы не окажет отрицательного воздействия на взлетающее воздушное судно. Этот подход может быть использован вместе с применением блокирующих средств 15, описанных выше.
Яркость (интенсивность) источников 40, 10 света можно регулировать (например, это может делать диспетчер органа обслуживания воздушного движения) для переключения на более яркую группу источников света при изменении режима функционирования (например, для «приземлений с большой посадочной дистанцией» или при изменении направления функционирования на 180°). Кроме того, интенсивность источников 40, 10 света можно регулировать в зависимости от видимости. В условиях низкой видимости (видимости менее 2 миль) посадка воздушного судна на дальний участок 202-2 взлетно-посадочной полосы при четком видении источников света может быть невозможна, поэтому для обеспечения поддержки взлетающего воздушного судна может быть использована максимальная интенсивность.
Для источников 40 света осевых огней может быть обеспечена аналогичная система блокировки света, как описано выше. Ограничение возможности видеть источники света осевых огней на дальнем участке 202-2 взлетно-посадочной полосы дополнительно снижает риск того, что пилот может выбрать для приземления не тот участок взлетно-посадочной полосы.
В соответствии с альтернативным вариантом осуществления могут быть применены огни взлетно-посадочной полос, в которых используется поляризованный свет, чтобы однозначно направлять пилотов на правильный посадочный участок взлетно-посадочной полосы. В соответствии с таким вариантом осуществления источники 10-2, 40-2 света взлетно-посадочной полосы на дальнем участке 202-2 взлетно-посадочной полосы содержат средства для излучения определенным образом поляризованного света. Пилот воздушного судна, заходящего на посадку на конфигурацию взлетно-посадочных полос, может использовать средства для блокировки прохождения определенным образом поляризованного света, чтобы видеть меньше света. Свет от источников 10-1, 40-1 света взлетно-посадочной полосы может быть или неполяризованным, или неподдающимся поляризации, в результате чего меньшее количество этого света ограничивается средствами для блокировки прохождения определенным образом поляризованного света.
Средства для блокировки прохождения определенным образом поляризованного света могут содержать индикатор на лобовом стекле, нашлемный индикатор, экран между пилотом и остеклением кабины экипажа, поляризационную камеру, которую пилот видит через экран. Такие устройства могут быть использованы дополнительно к другим вспомогательным средствам технического зрения пилота, таким как индикаторы дополненной реальности.
Если позволяет видимость, средства для блокировки прохождения определенным образом поляризованного света могут содержать очки или летные очки, которые пилот может надевать на время посадки, и/или покрытие или оболочку, нанесенные на остекление кабины экипажа. Такие устройства могут уменьшать видимость при заходе на посадку и, таким образом, могут не быть предпочтительными при неблагоприятных погодных условиях.
Средство для создания поляризованного света от источников 10, 40 света взлетно-посадочной полосы могут содержать поляризационные фильтры, отражающие поляризаторы и/или рассеивающие поляризаторы. Определенным образом поляризованный свет может характеризоваться горизонтальной, вертикальной, круговой (по часовой стрелке или против часовой стрелки) поляризацией или любым сочетанием такового.
Для использования конфигурации 202 взлетно-посадочных полос в различных режимах (например, для «приземлений с большой посадочной дистанцией» или когда направление функционирования развернуто на 180°) поляризация источников 10, 40 света взлетно-посадочной полосы может быть регулируемой. В соответствии с одним вариантом осуществления поляризационное средство выполнено с возможностью переключения между первым состоянием поляризации, указывающим на посадочный участок взлетно-посадочной полосы, и вторым состоянием поляризации, указывающим на участок взлетно-посадочной полосы, не используемый для посадки. В одном примере переключение между состояниями поляризации содержит поворот поляризационного фильтра приблизительно на 90°.
Применение поляризованного света огней взлетно-посадочной полосы для ограничения видимости света, направленного на приземляющееся воздушное судно, может быть использовано вместо способов физической блокировки, описанных выше со ссылкой на фиг. 13-19, или дополнительно к этим способам.
Альтернативы и модификации
Хотя вышеприведенное описание содержит ссылки на примеры, в соответствии с которыми конфигурация взлетно-посадочных полос аэропорта характеризуется наличием двух параллельных взлетно-посадочных полос, настоящее изобретение также относится к конфигурациям с одной взлетно-посадочной полосой. Эти конфигурации, в частности, имеют преимущество в городских условиях, где хватает места только для одной взлетно-посадочной полосы. Кроме того, настоящее изобретение также может быть использовано в аэропортах с несколькими непараллельными взлетно-посадочными полосами. Это, в частности, характеризуется преимуществом, так как позволяет увеличить пропускную способность аэропорта в ситуациях, где независимое использование непараллельных взлетно-посадочных полос обусловлено ветровой загрузкой или где взлетно-посадочные полосы располагаются не параллельно из-за стесненных условий.
Вышеприведенное описание содержит множество ссылок на размеры конфигураций взлетно-посадочных полос и аэропорта. Эти размеры приведены только для примера, и специалистам в области техники будет ясно, что значения этих размеров зависят от разных факторов, таких как тип воздушного судна, и нормативов, регламентирующих требования к аэропорту. Эти модификации могут быть сделаны специалистами в области техники, и, следовательно, они входят в объем настоящего изобретения.
В одном примере пустая полоса 510 безопасности так называется, потому что в процессе штатного функционирования эту полосу обычно не используют для посадок или руления воздушных судов. Однако пустую полосу 510 безопасности лишь изредка используют для взлетов, в частности при поэтапной процедуре, а для приземления или руления могут использовать только при неблагоприятных или исключительных обстоятельствах.
Хотя многие конфигурации взлетно-посадочных полос, раскрытые выше, явно приведены в сочетаниях друг с другом, в сочетании могут быть использованы любые две конфигурации взлетно-посадочных полос, например любые две конфигурации взлетно-посадочных полос, как показано на фиг. 8, с расположением в ряд.
Ясно, что ориентация конфигураций взлетно-посадочных полос, раскрытых выше, приведена только для примера, и в зависимости от расположения возможны иные ориентации (такие как ориентация с севера на юг или угловое отклонение конфигурации взлетно-посадочных полос в противоположном направлении). Кроме того, удлинение взлетно-посадочной полосы в определенном направлении (например, на запад) может быть в равной степени осуществлено и в противоположном направлении (например, на восток).
Могут быть использованы другие средства для блокировки света, направленного на приземляющееся воздушное судно, например программные средства обработки видеоизображения технического зрения могут полностью блокировать регистрируемый свет, исходящий от участка взлетно-посадочной полосы, не используемого для приземления, или уменьшать интенсивность этого света.
Специалистам в области техники будут ясны различные другие модификации, которые подробно не описаны в настоящем документе.
Понятно, что настоящее изобретение раскрыто выше лишь со ссылками на примеры, и его элементы могут быть изменены в рамках объема настоящего изобретения.
Позиционные обозначения, приводимые в формуле изобретения, указаны только для иллюстрации и не накладывают ограничений на ее объем.