470人看过
正文
直升机场/垂直机场是专门为直升机和倾转旋翼机起降而设的区域。这些区域从简单的未准备过的空地和停车场到支持定期航班服务的场所,包含机库、燃料和飞机维护能力。当前超过90%的设施都是简单的单机型,没有燃料或服务。
直升机场/直升停机坪是为直升机起降而设计的。直升机场有燃料、机库和工作人员等支持设施,而直升停机坪是可以多用途使用的区域,如停车场、运动场、公路休息区和高尔夫球场,没有燃料、机库或工作人员等支持设施。垂直机场/垂直停机坪则不仅可供直升机使用,也适用于倾转旋翼机。垂直机场具备燃料、机库和工作人员等支持设施,而垂直停机坪则是多用途使用区域,同样没有支持设施。
所有国际标准都规定了地面和空中无障碍区的空间要求,以便飞机安全起降。着陆区域(平台本身)的尺寸通常取决于飞机的起落架足迹或旋翼直径。着陆区周围的无障碍区域通常由飞机的整体长度或旋翼系统尺寸的倍数决定。从小型两座直升机的64′ x 64′到中型双引擎直升机的109′ x 109′,甚至有些设施需要几英亩来服务多架飞机。
这些设施可以位于任何有足够空间的地方,如地面、建筑物上、停车场、桥梁、公路上方、码头、平台、船只、离岸石油/天然气平台、丛林/山区/沼泽中的便携式甲板系统,甚至是水上(装备浮筒的飞机)。
地面设施常用的材料是草地或增强草地(草地砖、PSP、混合砾石、贝壳、珊瑚)。更复杂的或升高的结构可能使用沥青和混凝土、钢、铝、木材和复合材料。
在美国及其领土,FAA确保降落区符合安全和高效使用空域的总体要求,州/地区/地方政府则基于土地使用法规和州法律进行许可/许可。国际法规可能因国家而异。
许多市政当局在其土地使用法规中有专门的直升机场/直升停机坪条款。许多当局将这些降落区作为主要土地使用的附属用途进行包含和许可。某些地区则需要条件使用许可证来运营直升机场,这类似于获得建筑许可证的过程。
设备需求基于设施的任务。简单的白天VFR地面位置只需风向标和一些标记。大多数升高位置需要专门的泡沫分配设备用于消防。夜间使用需要简单的周边和障碍照明。仪表飞行规则(IFR)需要更广泛的照明和地面设备。
对定期直升机/倾转旋翼机通勤或航空公司服务来说,全天气能力对有效服务市场至关重要。如果在私人、医院和通用航空设施中存在IFR需求,应进行可行性分析。
可以。在美国,FAA已批准基于卫星的GPS非精密进场以及机场的多种进场。地面设备(差分接收器)允许CAT I精密仪表进场。
大多数国内直升机场/直升停机坪是简单、便宜的设施。白天的直升停机坪可以用几百美元建立,夜间操作需要照明,成本从500到几千美元不等。较大的设施成本取决于房地产费用和增强设施的支出。
大多数设施使用为机场设计并适应直升机场需求的灯光。大多数主要航空灯光制造商都有符合FAA设计指南的直升机场/垂直机场照明“包”。有许多使用常规灯泡、光纤、光棒、LED、激光和冷阴极管技术的系统。
设施应根据用户需求设计和定位。医院位置通常靠近急诊/创伤区,企业直升机场有时在步行距离内或在目的地建筑上。市中心多式联运设施和会议中心是自然的着陆设施位置。主要机场的着陆设施通常位于通用航空区,允许直接进入企业/包机飞机。
直升机和倾转旋翼机的声音远低于许多环境中的常见噪声源。直升机场活动产生的声音非常短暂,每次起降约45秒,飞行路线上的任何一点听到或注意到声音的时间通常不到20秒。
直升机和倾转旋翼机主要由燃气涡轮发动机驱动,产生的污染物很少。大多数由高质量喷气燃料驱动,满足环保署(EPA)标准。
对任何社区而言,安全是最重要的。FAA通过使用自己的数据和国家
运输安全委员会的数据,确定直升机场的相对风险,结果显示事故频率为每432年一次。历史数据表明,典型的直升停机坪/直升机场在公众安全方面有着完美的记录。
历史研究和房地产评估指南表明,直升机场/直升停机坪的邻近不会影响物业价值。
如果设施向公众开放,FAA有机场改善计划(AIP)资金可用于必要的研究、规划、土地购买和建设。
流程因地而异,但需要向FAA申请空域研究。联系FAA区域机场办公室获取当前版本的直升机场或垂直机场设计指南和表格7480,申请空域审查。设计指南是技术文档,涵盖直升机场/垂直机场的设计要素。
地方政府的批准是直升机场开发的关键因素。地方政府受选民影响,主要关注安全、噪音、污染、物业价值和生活质量。从项目一开始就需要解决这些问题,规划、社区影响减缓和公众教育是开发过程的重要组成部分。
行业中提供真正客观和无偏见咨询服务的人很少。重要的是花时间面试潜在的顾问,以确保合适。许多直升机场公司通过制造和销售设备维持业务,这可能导致额外支出。
拓展阅读
电动垂直起降(eVTOL)飞行器能够为城市带来诸多好处,如加速连接、减少道路交通压力和降低环境影响。然而,只有在合适的地点开发建设垂直起降场才能兑现这些好处。
陆地、水上或现有建筑物是垂直起降场选址的三种选择,但无论选择哪一种,完美的场址是不存在的。主要挑战是开发垂直起降场目的是建造并融入现有的城市环境。经过仔细考虑,与城市位置相关的风险可以在规划阶段得到缓解。
随着发展 eVTOL 商业飞行,确保在规划阶段正确识别需求变得更加重要。eVTOL 飞行器、电池和推进系统的开发和测试已投入大量资金。这些努力现在正在使飞行器接近或进入适航认证,因此基础设施规划建设需要跟上。
未来的挑战以及如何应对这些挑战。
一、客运还是货运?
作为开篇,值得研究一下客运和货运之间的异同点。可以收集货运无人机服务的第一手资料,但这些飞行往往在农村地区进行,为偏远社区提供重要的连接。而客运服务往往在城市环境中进行,可能是在一个城市内,也可能是城市与城市间。该行业的成功将依赖于提供电动垂直起降飞行服务作为综合运输解决方案的一部分,为旅客提供选择。因此,站点必须位于需求场所附近或成为其组成部分。这些场所可能是机场、火车站、购物中心或医院。
融入现有城市环境的需求是垂直起降场开发商面临的最大挑战之一
了解应用场景是规划阶段的关键一步。在不了解乘客需求来自何方以及为何使用 eVTOL 飞行器的情况下,不应考虑设立垂直起降场。
在确定场址之前进行彻底的场地评估是规划垂直起降场的第一步,评估场地的适宜性需要考虑许多因素。
二、 法规和安全
同任何与飞行器相关的开发一样,首先要考虑的是法规,但垂直起降场所处的城市环境增加了其复杂性。法规主要有两种类型:与空中运营相关的区域/全球法规,以及与城市规划和建筑规范相关的地方法规。运营法规、规则、标准和指南由 CAA(英国民航局)、美国联邦航空管理局 (FAA) 或欧盟航空安全局 (EASA) 等当局或机构执行。目前国内也已经出台相应起降场标准,地方当局制定城市规划和土地使用法规,包括建筑法规和防火规范。鉴于需要大量电力,还需遵守特定的防火和减灾规定。
了解乘客需求是垂直起降场规划的关键
安全是垂直起降场开发方方面面的关键,但在深化规划之前需要考虑一些因素。决定垂直起降场设计的因素包括乘客如何进入电动垂直起降飞行器,同时要与滑行的电动垂直起降飞行器、地面设备保持安全距离。这需要了解特定飞行器类型,甚至要明了其冷却和通风程序、充电和冷却插头的位置。虽然希望开发的起降场是通用的,不限定于某些特定的飞行器类型,但没有标准化的飞行器类型之间的差异可能会导致某些飞行器无法在该垂直起降场运行。
与传统机场一样,也必须从应急程序的角度来看待预选场址。关键问题包括:应急服务如何进入该地?是否有场地来容纳第一响应元素?另外,如果位于水边或水上,紧急通道如何与现场的浮桥或船只配合使用?
开发商不仅需要考虑国家规划法规,还需要考虑地方规划法规
三、空域因素
融入现有空域可能是垂直起降场面临的最大挑战之一。在大多数城市,空域已经设计成允许特定的目视飞行规则(VFR)运行,或者有专门的直升机运行走廊。融合到现有的空域设计中可能比创建新设计更容易、更快捷。
必须避开已经存在的特定禁飞区域,例如机场飞行航线、军队指定空域以及大使馆或高层建筑等敏感基础设施。从eVTOL飞行器的角度来看,必须考虑飞行器性能和空中机动性。其他空域用户,包括鸟类现有的迁徙、活动或进食飞行路径,也是需要了解和考虑的。
四、场址条件
天气条件变化等环境因素为规划阶段增加了其他考虑因素。主风向将决定起飞和着陆方向以及最终进近和起飞区(FATO)的方向。在分析风向时,有必要了风速变化、向下气流、向上气流以及邻近建筑物如何影响和汇集风以及由此产生的涡流。鉴于离地越高风速越大,建筑屋顶上的垂直起降场通常会比地面垂直起降场承受更大的风。城市环境还会产生无形的热区,影响飞行器的飞行性能。
每个垂直起降机场的具体城市位置都会有自己的季节性天气变化,这会影响运营。包括强降雨、雷暴、雪、冰、沙尘暴和气温变化,这些都必须与季节性变化一起考虑在内。还必须考虑极端天气的影响。
垂直起降场需要为乘客提供安全的登机通道
垂直起降场还必须融入城市环境,并与现有的和未来的基础设施配合使用,这会产生规划的约束条件。这些约束条件可能是不可移动的,例如建筑物、电线和树木,它们会给飞行造成障碍。
还应考虑未来土地利用的规划。考虑到电动垂直起降飞行器的电力需求,还应该评估周围基础设施的雷电吸引和导电性。
公共设施可能在规划阶段产生限制,这也是至关重要的。垂直起降场需要大量电力才能实现快速充电和飞行器快速周转。与电网的连接是一个高风险项目,因为连接和提供足够电力所需的设施费用可能比单独的垂直起降场基础设施费用还多,并且需要时间来规划和落实到位,这甚至危及该项目的实施。如果没有足够的电力供应,可能需要考虑储能解决方案。供水和排水也至关重要。
五、做一个好邻居
有些邻近设施可能有利于垂直起降场的开发,但也有些是需要规避的。如果现有消防站拥有应对垂直起降场潜在火灾的设备和培训,那么与它临近可能是有益的,因为这可能意味着可以减少相关设备,从而节省空间和成本。位于附近的飞行器维修设施也可以节省本场的宝贵空间。
虽然一些邻居可能会帮助为垂直起降场提供服务,但垂直起降场也必须与其他现有邻居融为一体,这一点也很重要。垂直起降场的目标之一是为当地社区提供积极的社会效益,但飞行航线如何影响这些社区是一个关键考虑因素。一些国家正在考虑在公路/高速公路上方划设飞行航线,以尽量减少影响,但航线设计必须注意尽量减少对飞行员和汽车司机的视觉干扰。
六、按需设计
每个垂直起降场都必须具有商业可行性,除非在极少数情况下,更广泛的网络可能会覆盖某个特定场址的成本。它应包括初始资本支出和未来运营支出。早期的一个关键决策是场地成本,是购买、租赁还是特许经营。项目的商业可行性还应考虑收入模式,同时考虑航空和非航空收入。非航空收入通过非飞行客户创收,但可能会限制运营空间并牺牲部分航空收入。
开发商必须决定是否纳入非航空创收功能
了解乘客需求将成为商业模式的重要内容,并影响垂直起降场设施的规模和性质。高峰时段的需求和目标服务水平用于计算设施的规模,而站点的规模将决定容量限制。预期服务的类型(定期航班或动态航班)以及多模式融合的程度将是推动需求的因素,并将成为预测模型中的考虑因素。
还应考虑为站点预留未来的发展空间。最初的需求和运行量会较低,但随着更多飞行器投入运营,更多垂直起降场开放并成为网络的一部分,预计需求将会增加,站点就可能需要扩建。
七、系统和安全
所有垂直起降场的运营都基于数据和技术的连接,因此考虑所需的系统至关重要。需要考虑的问题包括提供所需的带宽、必要的基础设施(例如天线和发射器)以及数据安全。垂直起降场网络连接和地面到飞行器连接的基础设施也是场内或场外解决方案的一部分。
与传统机场一样,垂直起降场必须为乘客、工作人员、游客和当地社区提供一个安全的环境,因此有必要在陆侧和空侧之间建立安全边界和隔离措施。
气候等环境因素在决定在何处建设垂直起降场方面发挥重要作用
与传统机场类似,电动垂直起降飞行器和垂直起降场运营商必须知道他们的乘客是谁,我们可以预期在大多数国家都会要求进行不同程度的乘客和行李检查。并非所有国家都强制要求对国内运营进行安检,但考虑到电动垂直起降飞行器将在城市中心上空运行,运营商可以预见安检需求,这就需要在垂直起降场内提供安检空间。
八、开发设计
确定了垂直起降场的选址后,接下来进入项目的设计阶段——但在此之前,需要考虑一些关键因素。
最终设计将受到垂直起降场的使用场景的影响,比如设计机型及其充电时间是否已知,该设施是由多个运营商共用还是由单个运营商使用,以及场址类型——陆地、水上或高架。
由于垂直起降场位于城市中,其总用地面积将受到限制,因此设计必须在飞行区、航站楼和配套设施之间进行正确的分配,以支持运营类型和目标服务水平。运营类型,是客运、货运还是紧急救援服务,都会影响设计。在没有详细掌握预期的运营理念的情况下,不应仓促作出设计。
在规划和建设垂直起降场的过程中,确保风险得到有效控制是至关重要的。为此,我们首先需要在设计阶段之前完成场址评估,这通常包括进行技术调查并创建危险信号报告。报告中将风险按照严重程度进行分级。特别是在城市地区寻找最佳垂直起降场位置时,为技术调查中考虑的每个要素创建热图是一种非常有效的方法。这种方法可以对各个因素进行同等加权或优先排序,通过热图的叠加,可以直观地识别出风险较低的区域,从而确定首选场址。接下来,对这些首选场址进行更详细的评估,以进一步确认其可行性。
如果某个场址的风险无法通过设计来减轻或解决,那么该场址就不适合建设垂直起降场。不能仅仅因为某个地区需要垂直起降场,就忽视了风险的存在。因此,我们建议,只有在能够通过设计手段有效降低风险的情况下,才应考虑在该场址开发垂直起降场。这样的审慎态度有助于确保垂直起降场的安全运营和长期成功。