Co je podélný sklon?

Podélný sklon vozovky je její sklon ve směru jízdy v procentech. Sklon 1 % znamená, že povrch stoupá nebo klesá o 1 m na 100 m. FAA AC 150/5300-13B definuje sklon povrchu jako „rychlost stoupání nebo klesání letištního povrchu“. EASA a ICAO pro stejnou veličinu používají označení slope, FAA také označení grade a gradient.

Na dráze je směr jízdy podél osy dráhy. ICAO počítá průměrný sklon dráhy jako rozdíl mezi nejvyšší a nejnižší nadmořskou výškou osy, dělený délkou dráhy. Slovo podélný udává směr. Sklon sám je změna výšky na vodorovnou vzdálenost.

Podélný sklon a příčný sklon

Příčný sklon, neboli transverzální sklon, vede napříč vozovkou. Odvádí vodu z povrchu k okrajům. EASA uvádí, že vozovka dráhy má mít příčný spád, tedy klesat od osy k oběma okrajům. Jediná výjimka je jednostranný spád. Celý povrch pak klesá z jedné strany na druhou, ve směru větru, který nejčastěji přináší déšť.

Tyto hodnoty jsou z EASA, konkrétně z CS-ADR-DSN.B.060, B.080, D.265, D.280 a E.360. Limity podélného sklonu dráhy závisí na kódovém čísle, limity příčného sklonu na kódovém písmenu. Příčný sklon dráhy má minimum 1 %. Na křižovatkách drah a pojezdových drah mohou být nutné ploché sklony. FAA také omezuje příčný sklon dráhy. AC 150/5300-13B, tabulka 3-6, uvádí 1,0 % až 2,0 % pro kategorie přiblížení A a B a 1,0 % až 1,5 % pro kategorie C, D a E.

Voda teče podél souhrnného podélného a příčného sklonu. ICAO Annex 14 / L 14, Attachment A, a EASA GM1 ADR-DSN.B.191 uvádějí, že tento souhrnný sklon je dráhou odtoku. Příčné rýhy ji zkracují. EASA GM1 ADR-DSN.B.080 uvádí, že správná kombinace podélného a příčného sklonu odvádí povrchovou vodu.

Proč na tom záleží

FAA uvádí, že stoupající dráha brzdí zrychlení a prodlužuje rozjezd při vzletu. Klesající dráha ovlivňuje zpomalování a prodlužuje dojezd při přistání. Normy pro sklon chrání také:

• provoz v mezích konstrukční pevnosti letadla
• odvodnění povrchu, aby se snížilo riziko aquaplaningu
• výhled pilota
• plynulost jízdy

Limity drah podle EASA a ICAO

CS-ADR-DSN.B.060 a ICAO Annex 14 / L 14, svazek I, odstavce 3.1.13 až 3.1.16, používají formulaci „should“. V Annex 14 jde o doporučení, ne o normy. Stanovují tři druhy limitů.

• Průměrný sklon. Rozdíl mezi nejvyšší a nejnižší nadmořskou výškou osy dráhy vydělte délkou dráhy. Výsledek by neměl přesáhnout 1 % pro kódové číslo 3 nebo 4, nebo 2 % pro kódové číslo 1 nebo 2.
• Sklon podél libovolné části. Sklon by neměl přesáhnout 1,25 % pro kódové číslo 4 a 1,5 % pro kódové číslo 3. Pro kódové číslo 1 nebo 2 by neměl přesáhnout 2 %. V první a poslední čtvrtině dráhy kódového čísla 4 by neměl přesáhnout 0,8 %. Stejných 0,8 % platí pro první a poslední čtvrtinu dráhy pro přesné přiblížení kategorie II nebo III s kódovým číslem 3.
• Změny sklonu. Změna mezi dvěma po sobě jdoucími sklony by neměla přesáhnout 1,5 % pro kódové číslo 3 nebo 4. Pro kódové číslo 1 nebo 2 by neměla přesáhnout 2 %. Přechod má být zakřivený. Rychlost změny by neměla přesáhnout tyto hodnoty:
  • kódové číslo 4: 0,1 % na 30 m (poloměr 30 000 m)
  • kódové číslo 3: 0,2 % na 30 m (poloměr 15 000 m)
  • kódové číslo 1 nebo 2: 0,4 % na 30 m (poloměr 7 500 m)

Příklad ukazuje, co znamená rychlost změny. Změna sklonu o 1,5 % na dráze kódového čísla 3 je 7,5 kroků po 0,2 %. Každý krok je dlouhý 30 m, takže oblouk má délku alespoň 225 m. Odpovídá to poloměru 15 000 m vynásobenému změnou 0,015.

Po sobě jdoucí oblouky nemají ležet blízko sebe. Odstavec 3.1.18 normy Annex 14 / L 14 stanoví nejmenší vzdálenost mezi jejich průsečíky. Sečtěte obě změny sklonu v procentech a výsledek vynásobte 30 000 m (kódové číslo 4), 15 000 m (kódové číslo 3) nebo 5 000 m (kódové číslo 1 nebo 2). Vzdálenost nesmí být menší než tato hodnota ani 45 m, podle toho, co je větší. EASA GM1 ADR-DSN.B.075 uvádí příklad pro kódové číslo 3. Sklony jsou +1 %, pak -0,5 %, pak +0,5 %. Součet změn je 1,5 % plus 1 %, tedy 2,5 %. Vzdálenost je alespoň 15 000 m krát 0,025, tedy 375 m.

Pokud se změně sklonu nelze vyhnout, pilot by měl vidět po dráze. CS-ADR-DSN.B.070 požaduje nepřerušený výhled mezi body nad dráhou alespoň na polovině její délky. Výška je 3 m pro kódová písmena C až F, 2 m pro kódové písmeno B a 1,5 m pro kódové písmeno A.

ICAO přidává pokyny pro dráhy pro přesné přiblížení. Změnám sklonu je třeba se vyhnout nebo je udržet co nejmenší na obdélníkové ploše dlouhé alespoň 300 m před prahem. Plocha je 120 m široká. Letadla, která přistávají automaticky, na této ploše používají rádiový výškoměr. Tam, kde se změně sklonu nelze vyhnout, by změna mezi dvěma po sobě jdoucími sklony neměla přesáhnout 2 % na 30 m. Jde o Annex 14 Attachment A, oddíl 4.3. Je to pokyn, nikoli norma.

Limity pojezdových drah a odbavovacích ploch

CS-ADR-DSN.D.265 uvádí, že sklon pojezdové dráhy by neměl přesáhnout 1,5 % pro kódová písmena C až F, nebo 3 % pro kódová písmena A a B. CS-ADR-DSN.D.270 omezuje rychlost změny sklonu na 1 % na 30 m (poloměr 3 000 m) pro kódová písmena C až F. Pro kódová písmena A a B je limit 1 % na 25 m (poloměr 2 500 m). Stejná specifikace přidává záložní pravidlo. Pokud se těchto rychlostí nedosáhne, měl by oblouk umožnit bezpečný provoz všech letadel za všech povětrnostních podmínek.

U odbavovací plochy CS-ADR-DSN.E.360 uvádí, že sklony mají stačit k tomu, aby se voda neshromažďovala, a nemají být větší, než vyžaduje odvodnění. Na stání letadla je největší sklon 1 % v libovolném směru. EASA GM1 ADR-DSN.E.360 uvádí, že návrh má zohlednit vliv sklonu na letadlo, které na stání brzdí a poté se rozjíždí k odletu.

Normy FAA

AC 150/5300-13B, odstavec 3.16.1, stanoví normy pro osy drah podle kategorie přiblížení letadel.

Vertikální oblouky jsou parabolické. Pro kategorie A a B není oblouk nutný, když je změna sklonu menší než 0,40 %. Změna sklonu 1,5 % u kategorií C, D a E potřebuje oblouk alespoň 1 500 ft (asi 457 m).

Pro kategorie C, D a E platí dva limity v menší z obou zón. Zóny jsou první a poslední čtvrtina dráhy a první a poslední 2 500 ft (762 m). Sklony nad 0,8 % jsou tam nepřijatelné. Ani změny sklonu dráhy tam nejsou přijatelné.

Pro pojezdové dráhy odstavec 4.14.1 stanoví maximální podélný sklon 1,5 %. Na pojezdových drahách, které obsluhují jen letadla do 30 000 lb (13 605 kg), je maximum 2,0 %. Maximální změna sklonu je 3,0 %. Minimální délka vertikálního oblouku je 100 ft (30,5 m) na 1,0 % změny.

Jak se podélný sklon měří

Fotografie sklon neukáže. Sklon vychází ze zaměřených výšek podél osy, porovnaných s projektovým profilem. FAA stanoví pravidla pro jedno použití takového profilu, pro měření nerovnosti dráhy. AC 150/5380-9 hodnotí výmoly v podélném výškovém profilu dráhy. FAA u této metody vyžaduje interval měření 0,25 m. Doporučuje profily podél osy a v bočním odsazení na každé straně, které odpovídá letadlům, jež letiště používají.

Stejný dokument nedoporučuje pro tuto práci inerční profilometry s filtrem horní propusti. Filtrování mění dlouhé vlnové délky profilu, které výpočet Boeing Bump potřebuje. Takové profilometry také chybují tam, kde zkušební vozidlo u prahů zrychluje nebo brzdí.

Žádný zdroj v této kontrole neuvádí metodu měření ani přesnost pro profily drah odvozené z dronu, takže tato stránka žádnou neuvádí.

Jak se sklon mění v provozu

Sedání základové půdy může snížit část vozovky. FAA PAVER označuje takovou nízkou plochu jako proláklinu (depression). Uvádí, že proláklina způsobuje nerovnost. Pokud se naplní dostatečným množstvím vody, může způsobit aquaplaning letadel. Proláklina mění místní sklon a na dráze může zadržet vodu. Příručka říká, že hloubku proláklin až do šířky 3 m (10 ft) je třeba měřit přímou latí položenou přes ni.

U betonové vozovky se sedání projeví jako odsazení spáry (faulting). Příručka PAVER pro betonová letiště definuje sedání nebo odsazení jako výškový rozdíl ve spáře nebo trhlině, který způsobí vzdutí nebo konsolidace.

ICAO Annex 14 / L 14, Attachment A, odstavec 5.5, uvádí, že deformace dráhy v čase může vytvářet vodní louže. Louže mělké až asi 3 mm, v místě, kde na ně vysokou rychlostí narážejí přistávající letadla, mohou vyvolat aquaplaning.

Sklon, změna sklonu a nerovnost povrchu

Sklon je dlouhý a plynulý rys. Nerovnost povrchu je krátká. EASA GM1 ADR.OPS.C.010(b)(2) definuje nerovnost povrchu jako izolovanou odchylku výšky, která neleží podél jednotného sklonu. Uvádí limity podle délky nerovnosti.

Nad přijatelnou výškou by provozovatel měl plánovat údržbu. Nad tolerovatelnou výškou je povinné nápravné opatření. Dráha může zůstat v provozu, ale měla by být opravena během přiměřené doby. Nad nadměrnou výškou si oblast dráhy vyžaduje uzavření. Hodnoty jsou pokyn. Stejná tabulka je v ICAO Annex 14 / L 14, Attachment A, odstavci 5.3.

Stavební tolerance

Pro novou práci stanoví FAA AC 150/5370-10H, položka P-152-2.13, stavební toleranci. Hotový povrch pod podkladní nebo základní vrstvou musí být do 0,05 ft (15 mm) od předepsaného sklonu. Sklon se měří na mřížce 50 ft (15 m). Jde o stavební toleranci, ne o limit pro dráhu v provozu.

Položka P-401-5.3 zkouší hotový asfalt dlouhou latí 12 ft (3,7 m). Odchylka musí být menší než 1/4 palce na 12 ft. Specifikace říká, že se nemají provádět měření rovnosti přes změny sklonu nebo přes přechody příčného sklonu.