Nguyên lý cơ bản thiết kế sân bay

Bạn có thể tham khảo cuốn : " Tiêu chuẩn thiết kế mặt đường sân bay và đường ô tô" - Tác giả Phạm Cao Thăng - NXB Xây Dựng 2007

Ngoài ra mới đây Cục hàng không Việt nam có ban hành quyết định số 968/QĐ-CHK ngày 25 tháng 03 năm 2009 Ban hành Tiêu chuẩn cơ sở TCCS-02 về Tiêu chuẩn quy trình thiết kế mặt đường sân bay dân dụng Việt Nam. Cuốn này Do Cục HK giữ bản quyền và đã phổ biến để lưu hành nội bộ trong các Cảng Hàng không Việt Nam. Nếu bạn quan tâm thử liên hệ với Cục Hàng không - địa chỉ Phố Nguyễn Sơn - Long Biên- Hà Nội để xin sao chụp nhé.

Rất cám ơn bạn. Ngoài ra có một vấn đề nhỏ bạn có thể giúp mình được không? Hiện nay ở Việt Nam đã có tiêu chuẩn thiết kế kết cấu mặt đường băng sân bay loại bê tông asphalt chưa? Nếu có thì mã hiệu là bao nhiêu?

Rất tiếc, tài liệu mà mình có là tài liệu mua của ICAO, nếu bạn thực sự cần thì bạn phải mua bản do ICAO phát hành, mình không thể cấp cho bạn bản sao được vì sẽ vi phạm bản quyền và mình sẽ bị ICAO phạt rất nặng.

Rất cám ơn bạn về tài liệu, nếu có thể có thể gửi email cho mình toàn bộ bản điện tử DOC 9157 được không ? Email của mình là phucuonghuce@yahoo.com . Cám ơn bạn nhiều.

Để tìm hiểu về phần thiết kế đường băng mình đề xuất bạn nên tham khảo tài liệu sau:
Tài liệu của ICAO: DOC 9157 Aerodrome Design Manual - Part 1 : Runways ( Cuốn này phải mua giá là 50 USD)
Tài liệu của FAA (Hoa Kỳ):AC 150 -5300 -13:Airport Design (Cuốn này miễn phí trên trang của FAA)

Mình xin copy tặng bạn một phần của cuốn DOC 9157 - Part 1: Rất tiếc vì lý do bản quyền không thể đăng nhiều hơn cho bạn
"CHAPTER 5
PHYSICAL CHARACTERISTICS
5.1 RUNWAYS
Width
5.1.1 The width of a runway should be not less than the appropriate dimension specified in Table 5-1:
5.1.2 The runway widths shown in Table 5-1 are the minimum widths considered necessary to ensure
safety of operations. The factors affecting the width of runways are:
a) deviation of an aeroplane from the centre line at touchdown;
b) cross-wind condition;
c) runway surface contamination (e.g. rain, snow, slush or ice);
d) rubber deposits;
e) crab landing approaches used in cross-wind conditions;
f) approach speeds used;
g) visibility; and
h) Human Factors.
Table 5-1. Runway widths
Code Letter
Code Number A B C D E F
1[/size]a 18 m 18 m 23 m — — —
2a [size=9]23 m 23 m 30 m — — —
3 30 m 30 m 30 m 45 m — —
4 — — 45 m 45 m 45 m 60 m
a. The width of a precision approach runway should be not less than 30 m where the code number is 1 or 2.

5.1.3 Simulator studies of aborted take-offs on contaminated runways, with one engine failure and in
cross-wind conditions, and through actual observation at many airports, indicate that the specified runway
width for each aerodrome reference code is operationally required. Should aircraft operations be planned on
runways with lesser widths than specified above, the consequent impact on safety, efficiency and regularity
of operations and on airport capacity must be studied.
Longitudinal slopes
5.1.4 The slope computed by dividing the difference between the maximum and minimum elevation
along the runway centre line by the runway length should not exceed:
— 1 per cent where the code number is 3 or 4; and
— 2 per cent where the code number is 1 or 2.
5.1.5 Along no portion of a runway should the longitudinal slope exceed:
— 1.25 per cent where the code number is 4, except that for the first and last quarter of the length of
the runway the longitudinal slope should not exceed 0.8 per cent;
— 1.5 per cent where the code number is 3, except that for the first and last quarter of the length of a
precision approach runway category II or III the longitudinal slope should not exceed 0.8 per cent;
and
— 2 per cent where the code number is 1 or 2.
Longitudinal slope changes
5.1.6 Where slope changes cannot be avoided, a slope change between two consecutive slopes
should not exceed:
— 1.5 per cent where the code number is 3 or 4; and
— 2 per cent where the code number is 1 or 2.
5.1.7 The transition from one slope to another should be accomplished by a curved surface with a rate
of change not exceeding:
— 0.1 per cent per 30 m (minimum radius of curvature of 30 000 m) where the code number is 4;
— 0.2 per cent per 30 m (minimum radius of curvature of 15 000 m) where the code number is 3; and
— 0.4 per cent per 30 m (minimum radius of curvature of 7 500 m) where the code number is 1 or 2.
Sight distance
5.1.8 Where slope changes cannot be avoided, they should be such that there will be an unobstructed
line of sight from:

any point 3 m above a runway to all other points 3 m above the runway within a distance of at least
half the length of the runway where the code letter is C, D or E;
— any point 2 m above a runway to all other points 2 m above the runway within a distance of at least
half the length of the runway where the code letter is B; and
— any point 1.5 m above a runway to all other points 1.5 m above the runway within a distance of at
least half the length of the runway where the code letter is A.
5.1.9 Consideration will have to be given to providing an unobstructed line of sight over the entire
length of a single runway where a full-length parallel taxiway is not available. Where an aerodrome has
intersecting runways, additional criteria on the line of sight of the intersection area would need to be
considered for operational safety. A clear line of sight between the ends of intersecting runways is
recommended. Terrain needs to be graded and permanent objects need to be located so that there will be
an unobstructed line of sight, as stipulated in Annex 14, Volume I, 3.1.17, from any point to any
corresponding point above an intersecting runway centre line, within the runway visibility zone. The runway
visibility zone is an area formed by imaginary lines connecting the two runways’ visibility points, as shown in
Figure 5-1. The location of each runway’s visibility point is determined as follows:
a) If the distance from the intersection of two runway centre lines to a runway end is 250 m or less, the
visibility point is on the centre line of the runway end.
b) If the distance from the intersection of the two runway centre lines to a runway end is greater than
250 m but less than 500 m, the visibility point is on the centre line 250 m from the intersection of the
two runway centre lines.
c) If the distance from the intersection of the two runway centre lines to a runway end is equal to or
greater than 500 m, the visibility point is on the centre line midway between the runway end and the
intersection of the centre lines.
Distance between slope changes
5.1.10 Undulations or appreciable changes in slopes located close together along a runway should be
avoided. The distance between the points of intersection of two successive curves should not be less than:
a) the sum of the absolute numerical values of the corresponding slope changes multiplied by the
appropriate value as follows:
— 30 000 m where the code number is 4;
— 15 000 m where the code number is 3; and
— 5 000 m where the code number is 1 or 2; or
b) 45 m;
whichever is greater.
5.1.11 The following example illustrates how the distance between slope changes is to be determined
(see Figure 5-2):"

Xin được hỏi thêm về thiết kế mặt đường băng và các tiêu chuẩn áp dụng

Hiện Cảng hàng không Quốc tế Nội Bài có hai đường băng: 11L/29R và 11R/29L.

Hướng thực tế của hai đường băng này là:


106° 52’ 48” đối với đầu 11

286° 51’ 12” đối với đầu 29

Chọn hướng đường cất hạ cánh




Để định hướng trong thực địa ta thường dùng la bàn. La bàn là một hình tròn 360° trong đó hướng Bắc là 0/360°, hướng Đông là 90°, hướng Nam là 180° và hướng tây là 270°. Hướng của đường băng được thể hiện bằng một con số sơn tại đầu đường CHC. Phía trước con số này là 8 vạch sơn trắng. Cách đầu đường CHC khoảng 150m là "vùng chạm bánh" được đánh dấu bằng 6 vạch sơn.




Số hiệu đường băng không được viết theo độ thực của nó, mà nó được viết dạng giản lược. Ví dụ đường băng "11" của Nội bài thì thực ra nó có hướng gần 110 độ. Theo quy ước, góc đo hướng thực của đường băng sẽ được làm tròn đến hàng chục sau đó chia cho 10 thì sẽ cho ta con số sơn ở cuối đường băng.


Mỗi đầu đường băng có một số hiệu khác nhau. Hãy xem sơ đồ dưới đây. Một đầu đường băng hướng về phía tây trong khi đầu còn lại hướng về phía đông. Theo la bàn thì hướng tây là 270 độ ("27") và hướng đông là 90 độ ("90"). Tất cả các đường băng đều được đánh số theo cách này. Như đường băng này sẽ được gọi là "đường băng 9 -27".





Ví dụ khác:


Có khoảng 20 cách bố trí đường băng khác nhau. Tuy nhiên có 4 kiểu bố trí cơ bản, phần còn lại được phát triển từ nhóm cơ bản này. Các bố trí đường băng cơ bản là:

A) Đường băng đơn.

Đây là dạng đơn giản nhất trong 4 loại cơ bản. Đó là đường băng được tối ưu hóa về hướng thỏa mãn nhiều yếu tố như: Hướng gió thịnh hành, độ ồn, mặt bằng và các yếu tố khác tùy sân bay. Với quy tắc bay bằng mắt VFR , đường băng này có thể đáp ứng 99 máy bay loại nhẹ hoạt động trong một giờ. Còn với quy tắc bay bằng thiết bị IFR, đường băng có thể đáp ứng 42 đến 53 lượt cất hạ cánh trong một giờ tùy thuộc vào lưu lượng bay và thiết bị hộ trợ cất hạ cánh tại sân bay đó


B) Đường băng song song

Có 4 kiểu đường băng song song. Chúng được phân biệt theo khoảng cách giữa chúng. Lượt cất hạ cánh trong một giờ phụ thuộc nhiều vào số lượng đường băng và loại máy bay hoạt động. Với điều kiện bay bằng thiết bị IFR, lượt cất hạ cánh có thể từ 64 đến 128 lượt trong một giờ.

Các đường băng song song cách nhau dưới 730 m	Các đường băng song song cách nhau từ 730 đến 1300m
Các đường băng song song cách nhau trên 1300m
Các đường băng song song kép cách nhau trên 1300m

C) Đường băng kiểu chữ V

Hai đường băng có hai hướng khác nhau nhưng không giao cắt nhau được gọi là đường băng kiểu chữ V. Bố trí đường băng kiểu này khi không có gió hoặc gió thổi nhẹ, cho phép cả hai đường băng cùng khai thác đồng thời. Khi gió thổi mạnh trên một đường băng, đường băng còn lại sẽ là đường băng duy nhất được dùng. Khi sử dụng phương án cất và hạ cánh theo hướng tiến ra xa "đỉnh nhọn của chữ V", khả năng khai thác đường băng sẽ tăng lên đáng kể. Khi cất và hạ cánh hướng về phía "đỉnh nhọn của chữ V", khả năng khai thác giảm 50 %.

Kiểu khai thác ra xa "đỉnh V"

Kiểu khai thác hướng vào "đỉnh V"

D) Đường băng giao nhau

Khi sân bay có từ hai đường băng trở lên cắt nhau thì được gọi là đường băng giao nhau. Kiểu bố trí này áp dụng cho các sân bay có gió thịnh hành thổi mạnh theo nhiều hướng khác nhau trong năm. Khi gió thổi mạnh theo một hướng, hoạt động bay chỉ hạn chế ở một đường băng. Khi gió thổi nhẹ, cả hai đường băng có thể dùng đồng thời. Ở dạng bố trí này thì kiểu số 1 ( hình minh họa dưới đây) sẽ cho hiệu suất cất hạ cánh là lớn nhất.

Kiểu 1: Hai đường băng giao nhau ở gần thềm

Kiểu 2: Giao nhau ở gần điểm giữa của mỗi đường

Kiểu 3: Giao nhau ở gần điểm kết thúc của hai đường băng

Khả năng hoạt động bay phụ thuộc rất nhiều vào cách bố trí đường băng. Nó phụ thuộc rất nhiều vào vị trí điểm giao nhau của các đường băng và kiểu đường băng (bay bằng mắt, bằng thiết bị hoặc kiểu máy bay hoạt động). Kiểu bố trí này cũng tốn nhiều đất để xây dựng đường băng hơn kiểu song song.

Nguồn : Nasa

phamvuhoang đã viết:Định danh sân bay

Cảm ơn bác phamvuhoang, bài viết đơn gỉản nhưng rất bổ ích. Chúc bác sưu tầm vả dịch thêm nhiều bài nữa

Định danh sân bay

Tất cả các sân bay đều có phải có mã tên sân bay - Mã ICAO. Mã tên thực chất là một cụm gồm 4 ký tự hoặc tổ hợp số và chữ. Ví dụ ở Việt Nam, tất cả các sân bay đều bắt đầu bằng chữ V.
Đối với các kiện hành lý, mã tên sân bay đối với mọi quốc gia chỉ có 3 ký tự - Mã IATA

Ví dụ:

Sân bay Nội Bài: Mã IATA: HAN - Mã ICAO: VVNB
Sân bay Đà Nẵng: Mã IATA: DAD - Mã ICAO: VVDN
Sân bay Tân Sơn Nhất: Mã IATA: SGN - Mã ICAO: VVTS

A. Mã vạch chứa 4 ký tự là tên của sân bay đến B. Viết tắt tên hãng vận chuyển (Speedy Flight) và 6 ký tự đánh số cho kiện hàngh lý và sau đó là từ 3 ký tự viết tắt tên sân bay đến cuối cùng (FWA = Fort Wayne, Indiana). C. Chuyến bay cuối cùng được đặt lên đầu, tên viết tắt nhà vận chuyển, số hiệu chuyến bay và ngày bay. Điểm đến đầu tiên được viết với chữ nhỏ hơn một chút (DTW = Detroit, Michigan).

Vào những năm 1950, lúc này máy bay đã được trang bị bánh có thể lái được thay vì những thanh trượt như trước đây do đó nó có thể di chuyển dễ dàng trên mặt đất. Do các máy bay ngày một lớn hơn và nặng hơn do đó các sân bay cần phải có các đường băng có bề mặt cứng chắc thay cho các đường bằng đất hay cỏ trước đây do những đường băng này không thể chịu được các máy bay trọng tải lớn( một chiếc Boeing 747 có thể có tổng trọng lượng lên tới 300 tấn lúc cất cánh).

Ngày nay có rất nhiều dạng sân bay đang được sự dụng theo nhiều mục đích và tính năng khác nhau:


Sự phân biệt giữa chúng phụ thuộc vào dịch vụ nó cung cấp, khả năng tiếp nhận loại máy bay nào, chiều dài đường cất hạ cánh kết hợp với cơ sở hạ tầng nhà ga, và nó thường phụ thuộc nhiều vào mật độ dân cư của khu vực sân bay.

1. Rural airstrip - Sân bay thô sơ

Không phải tất cả các sân bay đều nằm gần thị trấn hay thành phố
Ở Mỹ, khi lái xe qua một khu nông nghiệp, nếu quan sát thấy một dải cỏ hoặc nền bê tông hẹp dọc theo xa lộ thì rất có thể đó có một khu vực hoạt động bay ở gần đó. Đó được coi là các sân bay thô sơ.

2. Private airstrip - Sân bay cá nhân

Ở Mỹ có rất nhiều cá nhân sở hữu những sân bay nhỏ với đường băng nhỏ, dùng chung. Các căn nhà được gắn thêm nhà để máy bay cho phép người chủ có thể lăn máy bay từ đó ra đường băng dùng chung.
Điều thú vị nhỏ: Ở bang Alaska bất cứ con xa lộ nào cũng có thể dùng như một đường cất hạ cánh, tuy nhiên ở bang Nưu Yóc kể cả là trường hợp khẩn cấp thì việc hạ cánh trên đường bộ vẫn là hành vi phạm luật.

3. Military airports - Sân bay quân sự



Các sân bay quân sự thường chỉ dùng cho quân đội dùng để thử nghiệm máy bay hoặc tập luyện. Phần lớn các sân bay quân sự có thể tiếp nhận các sân bay trọng tải lớn thân rộng với đường cất hạ cánh từ 2400m tới 4000m


4. Small community airport - Sân bay tiểu vùng



Khá nhiều cộng đồng dân cư có các sân bay với một đường băng dùng cho các máy bay cá nhân hoặc thương mại cỡ nhỏ khai thác. Đa số các sân bay này không có đài chỉ huy. Các sân bay tiểu vùng thường là nơi cho các học viên phi công tập luyện. Một số ít sân bay loại này nằm ở các vùng dân cư hẻo lánh hoặc các thành phố có ít hoạt động bay thương mại. Hoạt động bay tại các sân bay này thường là các máy bay cánh quạt cỡ nhỏ hoặc máy bay phản lực dưới 20 chỗ ngồi. Ngoài ra các sân bay này cũng là một điểm trung chuyển đưa hành khách tới các sân bay lớn hơn.
5. Regional community airport - Sân bay khu vực

Sân bay khu vực thường là các sân bay lớn hơn sân bay tiểu vùng, và thường có đài chỉ huy và có thêm hệ thống phụ trợ hạ cánh trong điều kiện thời tiết xấu. Máy bay phản lực cỡ vừa kiểu Boeing 727 thường hoạt động tại các sân bay loại này để kết nối tới các sân bay vùng và sân bay lớn.

6. Regional airport - Sân bay vùng



Các sân bay vùng thường là một hub cho các sân bay khu vực. Các sân bay ngoài máy bay chở khách hoạt động còn có các máy bay chở hàng với các máy bay cỡ lớn

7. Major city airport - Sân bay lớn

Độ lớn của sân bay được quyết định theo hoạt động bay của nó ( số lượt cất hạ cánh). Ở Mỹ, các sân bay đứng đầu có thể kể đến: Chicago-O'Hare International (ORD), Hartsfield (ATL) ở Atlanta, và Dallas-Ft. Worth International (DFW). Những sân bay này có thể tiếp nhận các chuyến bay quốc nội và quốc tê với các máy bay như 737, 747, 777,... Đặc điểm của các sân bay này là chúng có nha ga hành khách riêng cho nội địa và quốc tế, có 2 hoặc 3 đường băng có thể tiếp nhận các máy bay cỡ lớn có đài chỉ huy và hệ thống dẫn đường hiện đại.

Nguồn: NASA

Máy bay cả cất cánh và hạ cánh ngược chiều gió thì sẽ thuận lợi hơn. Khi cất cánh ngược hướng gió máy bay sẽ có lực nâng (lift) lớn nhất với khoảng chạy đà trên đường băng và thời gian cất cánh ngắn hơn.
Khi hạ cánh ngược hướng gió tốc độ trên đường băng (ground speed) sẽ thấp hơn. Điều này cho phép phi công có những điều chính cần thiết để hạ cánh êm ái.






Thời kỳ đầu của ngành hàng không, để máy bay cất cánh phải có người ở dưới mặt đất đưa máy bay về phía xuôi gió của đường băng và hướng nó về phía ngược gió. Các máy bay thế hệ đầu chỉ thiết kế để bay mà không thiết kế để di chuyển trên mặt đất, do đó càng máy bay lúc đó thực chất là một thanh trượt chứ không phải là những chiếc bánh như ngày nay

Sau khi máy bay được kiểm tra để đảm bảo sẵn sàng bay, phi công sẽ khởi động động cơ máy bay. Một người dưới đất sẽ quay cánh quạt máy bay bằng tay và những người khác đẩy máy bay chạy. Sau khi động cơ đã khởi động được, mọi người ở dưới mặt đất sẽ để máy bay tự chạy và cất cánh.

Bởi vì gió có tốc độ và hướng thay đổi, những sân bay lớn sẽ luôn cho phép máy bay cất cánh và hạ cánh ngược hướng gió. Cho đến những năm 1930 các máy bay mới được thiết kế để tự lăn trên đường lăn.

Nguồn: Nasa