Čo je pozdĺžny sklon?

Pozdĺžny sklon vozovky je jej sklon v smere pohybu, vyjadrený v percentách. Sklon 1 % znamená, že povrch stúpa alebo klesá o 1 m na 100 m. FAA AC 150/5300-13B definuje sklon povrchu letiska ako mieru jeho stúpania alebo klesania. EASA a ICAO nazývajú tú istú veličinu „slope“ a FAA okrem toho píše „grade“ a „gradient“.

Na dráhe ide smer pohybu pozdĺž osovej čiary. ICAO počíta priemerný sklon dráhy ako rozdiel medzi najvyššou a najnižšou výškou osovej čiary delený dĺžkou dráhy. Slovo pozdĺžny udáva smer. Samotný sklon je zmena výšky na vodorovnú vzdialenosť.

Pozdĺžny sklon a priečny sklon

Priečny sklon, nazývaný aj transverzálny sklon, ide naprieč vozovkou. Odvádza vodu z povrchu smerom k okrajom. EASA uvádza, že povrch dráhy má mať dvojstranný spád, čiže klesať od osovej čiary k obom okrajom. Výnimkou je jednostranný spád. Celý povrch potom klesá z jednej strany na druhú v smere vetra, ktorý najčastejšie prináša dážď.

Tieto hodnoty EASA sú z CS-ADR-DSN.B.060, B.080, D.265, D.280 a E.360. Pozdĺžne limity dráhy závisia od kódového čísla a priečne limity od kódového písmena. Priečny sklon dráhy má minimum 1 %. Na križovatkách dráh alebo rolovacích dráh môžu byť potrebné plochejšie sklony. FAA tiež obmedzuje priečny sklon dráhy. AC 150/5300-13B, tabuľka 3-6, uvádza 1,0 % až 2,0 % pre kategórie približovania A a B a 1,0 % až 1,5 % pre kategórie C, D a E.

Voda steká pozdĺž kombinovaného pozdĺžneho a priečneho sklonu. ICAO Annex 14 Attachment A a EASA GM1 ADR-DSN.B.191 uvádzajú, že tento kombinovaný sklon je dráha odtoku. Priečne drážky ju skracujú. EASA GM1 ADR-DSN.B.080 uvádza, že primeraná kombinácia pozdĺžneho a priečneho sklonu odvádza povrchovú vodu.

Prečo je to dôležité

FAA uvádza, že dráha so stúpaním bráni zrýchľovaniu a pri vzlete dáva dlhší rozbeh. Dráha s klesaním ovplyvňuje spomaľovanie a pri pristátí dáva dlhší dobeh. Normy pre sklon tiež chránia:

• prevádzku v rámci konštrukčných limitov lietadla
• odvodnenie povrchu, aby sa znížilo riziko aquaplaningu
• výhľad pilota
• plynulosť jazdy

Limity dráhy podľa EASA a ICAO

CS-ADR-DSN.B.060 a ICAO Annex 14, zväzok I, odseky 3.1.13 až 3.1.16 používajú slovo „should“. V Annexe 14 sú to odporúčania, nie normy. Stanovujú tri druhy limitov.

• Priemerný sklon. Vydeľte rozdiel medzi najvyšším a najnižším výškovým bodom osovej čiary dĺžkou dráhy. Výsledok by nemal presiahnuť 1 % pre kódové číslo 3 alebo 4, alebo 2 % pre kódové číslo 1 alebo 2.
• Sklon na ľubovoľnej časti. Sklon by nemal presiahnuť 1,25 % pre kódové číslo 4 a 1,5 % pre kódové číslo 3. Pre kódové číslo 1 alebo 2 by nemal presiahnuť 2 %. V prvej a poslednej štvrtine dráhy kódového čísla 4 by nemal presiahnuť 0,8 %. Rovnaký 0,8 % platí pre prvú a poslednú štvrtinu dráhy pre presné približovanie kategórie II alebo III s kódovým číslom 3.
• Zmeny sklonu. Zmena medzi dvoma po sebe idúcimi sklonmi by nemala presiahnuť 1,5 % pre kódové číslo 3 alebo 4. Pre kódové číslo 1 alebo 2 by nemala presiahnuť 2 %. Prechod má byť zakrivený povrch. Miera zmeny by nemala presiahnuť tieto hodnoty:
  • kódové číslo 4: 0,1 % na 30 m (polomer 30 000 m)
  • kódové číslo 3: 0,2 % na 30 m (polomer 15 000 m)
  • kódové číslo 1 alebo 2: 0,4 % na 30 m (polomer 7 500 m)

Príklad ukazuje, čo znamená táto miera. Zmena sklonu o 1,5 % na dráhe kódového čísla 3 predstavuje 7,5 kroka po 0,2 %. Každý krok má 30 m, takže zakrivenie má dĺžku najmenej 225 m. To je rovnaké ako polomer 15 000 m vynásobený zmenou 0,015.

Po sebe idúce zakrivenia by nemali byť blízko seba. Annex 14, odsek 3.1.18, stanovuje najmenšiu vzdialenosť medzi ich priesečníkmi. Vezmite súčet dvoch zmien sklonu v percentách. Vynásobte ho 30 000 m (kódové číslo 4), 15 000 m (kódové číslo 3) alebo 5 000 m (kódové číslo 1 alebo 2). Vzdialenosť by nemala byť menšia než táto hodnota alebo 45 m, podľa toho, ktorá je väčšia. EASA GM1 ADR-DSN.B.075 uvádza príklad pre kódové číslo 3. Sklony sú +1 %, potom -0,5 % a potom +0,5 %. Súčet zmien je 1,5 % plus 1 %, čo je 2,5 %. Vzdialenosť je najmenej 15 000 m vynásobených 0,025, čo je 375 m.

Ak sa zmene sklonu nedá vyhnúť, pilot by mal vidieť pozdĺž dráhy. CS-ADR-DSN.B.070 žiada voľný výhľad medzi bodmi nad dráhou najmenej na polovicu jej dĺžky. Výška je 3 m pre kódové písmená C až F, 2 m pre kódové písmeno B a 1,5 m pre kódové písmeno A.

ICAO dopĺňa pokyny pre dráhy na presné približovanie. Zmeny sklonu sa majú vyhnúť alebo udržiavať na minime na obdĺžnikovej ploche dlhej najmenej 300 m pred prahom. Plocha je široká 120 m. Lietadlá, ktoré pristávajú automaticky, nad touto plochou používajú rádiovýškomer. Ak sa zmene sklonu nedá vyhnúť, miera zmeny medzi dvoma po sebe idúcimi sklonmi by nemala presiahnuť 2 % na 30 m. Toto je Annex 14 Attachment A, odsek 4.3. Je to pokyn, nie norma.

Limity rolovacích dráh a odbavovacích plôch

CS-ADR-DSN.D.265 uvádza, že sklon rolovacej dráhy by nemal presiahnuť 1,5 % pre kódové písmená C až F, alebo 3 % pre kódové písmená A a B. CS-ADR-DSN.D.270 obmedzuje mieru zmeny sklonu na 1 % na 30 m (polomer 3 000 m) pre kódové písmená C až F. Pre kódové písmená A a B je limit 1 % na 25 m (polomer 2 500 m). Tá istá špecifikácia dopĺňa záložné pravidlo. Ak sa tieto miery nedosiahnu, zakrivenie má umožniť bezpečnú prevádzku všetkých lietadiel za každého počasia.

Na odbavovacej ploche CS-ADR-DSN.E.360 uvádza, že sklony majú stačiť na to, aby sa voda nezhromažďovala, a nemajú byť väčšie, než vyžaduje odvodnenie. Na stojisku lietadla je najvyšší sklon 1 % v ľubovoľnom smere. EASA GM1 ADR-DSN.E.360 uvádza, že návrh má zohľadniť vplyv sklonu na lietadlo, ktoré na stojisku brzdí a potom sa rozbehne na odlet.

Normy FAA

AC 150/5300-13B, odsek 3.16.1, stanovuje normy pre osové čiary dráh podľa kategórie približovania lietadla.

Vertikálne krivky sú parabolické. Pre kategórie A a B nie je vertikálna krivka potrebná, ak je zmena sklonu menšia než 0,40 %. Zmena sklonu o 1,5 % v kategóriách C, D a E vyžaduje krivku dlhú najmenej 1 500 ft (asi 457 m).

Pre kategórie C, D a E platia dva limity v menšej z dvoch zón. Zóny sú prvá a posledná štvrtina dráhy a prvých a posledných 2 500 ft (762 m). Sklony nad 0,8 % tam nie sú prijateľné. Ani zmeny sklonu dráhy tam nie sú prijateľné.

Pre rolovacie dráhy odsek 4.14.1 stanovuje najvyšší pozdĺžny sklon 1,5 %. Na rolovacích dráhach, ktoré obsluhujú iba lietadlá do 30 000 lb (13 605 kg), je najvyšší sklon 2,0 %. Najvyššia zmena sklonu je 3,0 %. Najmenšia dĺžka vertikálnej krivky je 100 ft (30,5 m) na každé 1,0 % zmeny.

Ako sa meria pozdĺžny sklon

Fotografia sklon neukáže. Sklon vyplýva zo zameraných výšok pozdĺž osovej čiary, porovnaných s projektovým profilom. FAA stanovuje pravidlá pre jedno použitie takéhoto profilu, meranie nerovnosti dráhy. AC 150/5380-9 hodnotí hrby metódou Boeing Bump na pozdĺžnom výškovom profile dráhy. Pre túto metódu FAA vyžaduje interval merania 0,25 m. Odporúča profily pozdĺž osovej čiary a v bočnom odsadení na každej strane, ktoré zodpovedá lietadlám používajúcim letisko.

Tento poradný obežník neodporúča inerciálne profilovače s vysokopriepustným filtrovaním pre túto prácu. Filtrovanie mení dlhé vlnové dĺžky profilu, ktoré výpočet Boeing Bump potrebuje. Takéto profilovače tiež robia chyby tam, kde testovacie vozidlo pri prahoch zrýchľuje alebo brzdí.

Žiaden zdroj v tejto kontrole neuvádza metódu merania ani údaj o presnosti profilov dráh odvodených z dronu, preto ho táto stránka neuvádza.

Ako sa sklon mení v prevádzke

Sadanie podložnej zeminy môže znížiť časť vozovky. Príručka FAA PAVER nazýva takú nízku oblasť depresiou. Uvádza, že depresia spôsobuje nerovnosti. Ak je dostatočne naplnená vodou, môže spôsobiť aquaplaning lietadiel. Depresia mení miestny sklon a na dráhe môže zanechať stojatú vodu. Príručka uvádza, že hĺbku depresie šírky do 3 m (10 ft) treba merať pravítkom priloženým cez ňu.

Na betónovej vozovke sa sadanie prejavuje ako faulting. Príručka PAVER pre betónové letiská definuje sadanie alebo faulting ako rozdiel výšok v škáre alebo praskline, ktorý spôsobuje vyzdvihnutie alebo zhutnenie.

ICAO Annex 14 Attachment A, odsek 5.5, uvádza, že deformácia dráhy v čase môže vytvárať vodné mláky. Mláky s hĺbkou asi 3 mm tam, kde na ne pristávajúce lietadlá narážajú vysokou rýchlosťou, môžu vyvolať aquaplaning.

Sklon, zmena sklonu a nerovnosť povrchu

Sklon je dlhý a plynulý útvar. Nerovnosť povrchu je krátky útvar. EASA GM1 ADR.OPS.C.010(b)(2) definuje nerovnosť povrchu ako izolovanú odchýlku výšky, ktorá neleží pozdĺž rovnomerného sklonu. Uvádza limity podľa dĺžky nerovnosti.

Nad prijateľnou výškou má prevádzkovateľ plánovať údržbu. Nad tolerovateľnou výškou je nápravné opatrenie povinné. Dráha môže zostať v prevádzke, ale mala by sa opraviť v primeranej lehote. Nad nadmernou výškou si oblasť dráhy vyžaduje uzavretie. Hodnoty sú smerné. Rovnaká tabuľka je v ICAO Annex 14 Attachment A, odsek 5.3.

Stavebná tolerancia

Pri novej výstavbe FAA AC 150/5370-10H, položka P-152-2.13, stanovuje stavebnú toleranciu. Upravený povrch pod podkladovou vrstvou alebo základom musí zostať v rozmedzí 0,05 ft (15 mm) od predpísaného sklonu. Sklon sa meria na mriežke 50 ft (15 m). Ide o stavebnú toleranciu, nie o limit pre dráhu v prevádzke.

Položka P-401-5.3 skúša hotový asfalt 12 ft (3,7 m) dlhým pravítkom. Odchýlka musí byť menšia než 1/4 palca na 12 ft. Špecifikácia zakazuje odčítavať rovnosť naprieč zmenami sklonu alebo prechodmi priečneho sklonu.