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模块化垂直起降停机坪套件
2025-04-30 11:51
随着垂直起降飞行器的快速发展，垂直起降机场的建设势在必行，美国、欧洲与澳洲等航空管理机构均发布了垂直起降机场建设指南（下图）。一个较为突出的矛盾是，垂直起降飞行器下洗/外洗气流会在一定范围内产生安全影响，而在市区建设垂直起降停机坪则面临用地规模限制。许多机构和公司致力于解决这一问题，本文简要介绍澳大利亚Skyportz公司开发的一种停机坪套件。
下洗/外洗气流及其安全区
在将垂直起降飞行器向上推举的过程中，推进装置会产生向下的气流，称为下洗气流。当下洗气流撞击地面后，它会产生水平方向流动，称为外洗气流。下洗/外洗气流自身风速及其带来的地面侵蚀、异物飞散等影响，危及周围的人员、财产、设备和其他飞机。
2024年12 月，美国联邦航空管理局发布工程简报EB 105A《垂直起降机场设计》，要求在垂直起降坪设置下洗/外洗气流安全区，对应风速≥ 34.5 英里/小时（55.5 公里/小时）的区域。每种机型均对应一定范围的安全区，运营商会按照所运营飞机中气流影响最大的机型进行设置。
用地矛盾
按照专业人士构想，垂直起降机场通常位于乘客需要到达的城市内部或近郊，且具有一定的分布密度，以发挥垂直起降飞机便捷高效的优势。由于建设区域人员、设施密集，且城市用地规模受限，就与设置下洗/外洗安全区产生了矛盾。而且，随着安全区直径的线性增加，整体占地面积则呈幂增长。如果安全区直径分别为30、40与50米，对应的安全区面积则为706、1256与1963平方米，如下图所示意。
模块化停机坪
为降低下洗/外洗气流的影响，澳大利亚Skyportz公司开发了模块化停机坪套件。虽然发布的介绍资料较为粗略，但明确阐述了套件采用两种手段来改善下洗/外洗气流，一是对套件表面进行处理，如轮廓、纹理与穿孔等，来捕获和引导气流，进而减少反射气流；停机坪外侧设置气流阻挡装置，控制外洗气流直接扩散。二是在停机坪内部增加机械装置，主动吸收气流，以更高速率有组织的耗散能量。由此还会产生一个附带效应，即降低噪声。
停机坪套件还可在捕获气流过程中将其转化为电能并进行存储，而在飞机起飞时进行辅助吹升，减少机载电池的消耗量。如果集成智能管理系统，可通过停机坪套件实现对飞机起降、停放以及充电等全流程的实时精准监控与管理。例如，集成压力传感器、风速仪和摄像头后，实时监测飞机起降时的气流分布和强度，当检测到异常气流（如侧风影响导致外洗气流紊乱）时，系统自动调整导流方式或吸气装置以平衡气流，确保飞行器稳定起降。
展望
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