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ACN-PCN介绍精品文档 附录一 与 ACN 飞机等级号, 是 Aircraft Classification Number 的缩写, PCN 道面等级号, 是 Pavement Classification Number 的缩写。 在国际民航组织公约附件14“Aerodromes”1990年6月第一版引入的 ACNPCN 系统提供了一个标准的、国际性的飞机道面等级系统（Rating System）, 用于取代世界上使用的 S、T、TT、LCN、AUW、ISWL 等各种等级系统。ACNPCN 系统对硬道面使用（波特兰水泥协会）的PDILB程序计算ACN, 对软道面使用 S-77-1 计算ACN。ICAO 推荐采用 ACN 与 PCN 评价道面等级、确定道面限制的飞机起降重量。一 PCN PCN反映了道面的承载能力, PCN越大道面承载能力越强、允许起落越重的飞机。 跑道一般分为水泥跑道和沥青跑道(不考虑砂石跑道等非铺筑跑道), 跑道的剖面结构示意图如下: 水泥(混凝土)跑道 沥青跑道 一条跑道的PCN, 一般来说是固定的, 但是如果道面强度受冰冻等条 件影响而有季节性变化的话, 则可以在不同季节有不同的PCN值(冰冻影响土基强度)。 跑道的PCN由修建部门提供, 可以在机场细则中查到, 表示方法如下: PCN 90/R/B/X/T 、 PCN 38/F/A/X/U、. 附表一给出了国内一些机场各跑道的PCN值。 PCN后面的数字代表了该跑道的等级号, 它与道面厚度、道面材料(水泥铺筑面还 是沥青道面)有关。 在数字后面跟有4个字母: 第一个字母可以是R或是F, R(RIGID)代表刚性道面(硬道面)即水泥铺筑面, F(FLEXIBLE)代表柔性道面(又称软道面)即沥青铺筑面。 第二个字母可以是A、B、C、D之一, 反映了道基的强度的大小。 A 地下土质高强度 B 地下土质中等强度 C 地下土质低强度 D 地下土质特低强度 至于如何衡量地下土质(即道基)的强度详见后述。 第三个字母可以是X、Y、Z、W之一, 代表允许的轮胎压力。 第四个字母是T、U之一, 表示评价手段, T技术监定, U试飞或经验评定。 关于轮胎压力分类: 超低压轮胎: 轮胎压力0.5兆帕72.5 PSI5.1 KG/平方厘米5 Bar 低压轮胎: 轮胎压力在0.5兆帕1.0兆帕之间(72.5145 PSI) 中压轮胎: 轮胎压力在1.0兆帕1.5兆帕之间(145218 PSI) 高压轮胎: 轮胎压力1.5兆帕 注: 1兆帕1000000 帕145 PSI10.2 KG/平方厘米10 Bar 1 Bar100000Par 1帕(Par)1牛顿/平方米 W表示允许的轮胎压力是高压, 即1.5兆帕及以上; X表示允许的轮胎压力是中等压力, 即1.01.5兆帕(145218PSI)之间; Y表示允许的轮胎压力是低压, 即0.51.0兆帕(72.545PSI)之间; Z表示允许的轮胎压力是超低压, 即0.5兆帕及以下。 现在飞机的轮胎压力绝大多数218PSI, 属中压轮胎。个别机型(如MD82)使用高压轮胎。如要求飞机在砂石道面上起降则应用低压轮胎(如B737200、BAe146100可选装低压轮胎)。 关于道基强度的评定: 1) 对硬道面, 道基强度用地基反应模量的大小来划分: 地基反应模量的定义是: 在置于地基上的直径为30英寸、一定厚度的钢板上用 千斤顶在其中心加压, 测量形变(称为弯沉), 产生0.05英寸形变时的压力(指 压强 LB/平方英寸)与形变0.05英寸之比即地基反应模量, 其单位是: LB/立方英寸 ( 或 兆牛顿/立方米, 1兆牛顿/立方米3.683785 LB/立方英寸) 25 兆牛顿/立方米时道基称为超低强度的, 用表示, 或用20 代表; 2560 兆牛顿/立方米时道基称为低强度的, 用表示, 或用40 代表; 60120 兆牛顿/立方米时道基称为中等强度的, 用表示, 或用80 代表; 120 兆牛顿/立方米时道基称为高强度的, 用表示, 或用150代表;2) 对软道面, 道基强度用加利福尼亚承载比即CBR值的大小来划分: CBR 是 California Bearing Ratio 的缩写, 是美国加州公路局于1928年提出的概念, 用它来测定道基强度, 再按CBR决定公路道面的厚度。二次大战中美陆军工程兵团修建机场时借用这个方法来决定跑道软道面的厚度。CBR的定义如下: 在天然土基上取10LB土壤装入6直径的模子中, 压实并在此土壤试件的表面加上载荷, 放入水中4天(放4天是为了让试件充分吸水达到饱和, 来模拟雨季道基支承道面的最坏条件), 而后用直径2英寸的钢柱以规定的加载速率贯入已浸透的试件中, 则 钢柱贯入土壤试件规定深度所需的应力 CBR-100 钢柱贯入标准碎石同样深度所需的应力这个深度一般取0.1英寸, 分母这个应力一般取1000 LB/平方英寸(贯入标准碎石0.1 英寸所需的应力为1000 LB/平方英寸)。CBR 是无因次量, 根据它和一个机轮上承受的载荷来决定软道面的厚度, 见图B-1。 CBR4 时道基称为超低强度的, 用表示, 或用CBR3 代表; 图B-1 CBR48 时道基称为低强度的, 用表示, 或用CBR6 代表; CBR813 时道基称为中等强度的, 用表示, 或用CBR10 代表; CBR13 时道基称为高强度的, 用表示, 或用CBR15 代表; 跑道的强度或者说是承载能力取决于道面本身的厚度、道面材料、轮胎压力和道基强度。铺筑面越厚, 强度越高, 这点用数字大小反映出来。道面材料不同, 相同压力的轮胎对道面产生的应力、撞击程度就不同, 跑道的承载能力也就不同, 这点用R、F来反映。轮胎压力越大, 轮胎越硬, 飞机重量相同时, 对道面产生的应力就越严重,所以在PCN中用字母W、X、Y、Z来指明允许的轮胎压力, 如原来的PCN的数值是针对中压轮胎给出的, 而飞机用的是高压轮胎, 那么PCN应重新按高压轮胎给出。 跑道可看为躺在道基上的一块板子, 显然, 道基强度越高, 同样厚的道面的跑道的承载能力越强，因此, 在PCN的表达式中用A、B、C、D来反映道基强度的影响。即使PCN后面的数字相同, 例如: PCN40/R/A/X/T、PCN40/R/B/X/T、PCN40/R/C/X/T, 它们能承受的飞机重量是不同的。道基强度高的, 能承受的飞机重量大。道面材料、道基强度、轮胎压力这几个因素对跑道承载能力的影响不是折算到PCN后面的数字中表现出来, 而是体现在飞机的等级号ACN中, 同样重量的飞机对不同的道面材料、 不同的道基强度有不同的ACN值, 道基强度越低, ACN值越大。二、ACN 飞机等级号 ACN 的定义: 对于给定的飞机(总重、重心、轮胎压力给定)所需的道面厚度 ACN- 基准飞机(标准轮胎压力)500KG重单轮载荷时所需的道面厚度 标准轮胎压力指1.2兆帕, 所需厚度指为能长期起降而又不损坏跑道所需道面厚度。 ACN与飞机重量、重心(它影响主起落架上的载荷)、轮胎压力、道面的软硬、道基强度有关, 见附表二。ACN值由飞机制造厂家提供。表二中一个主起落架上的载荷百分比就反映了重心的影响, 重心越靠后, 这个百分比越大, ACN值越大。 表二中的ACN值是针对一个固定的重心位置给出的, 一般按后重心给出ACN值。 ACN与重量近似成线性关系, 见下图和表。- 飞机重量| 一个主起落架上| 胎压 硬 道 面 | 软 道 面 (KG) | 的载荷(KG和)| 兆帕 | -|-|-|- 182000 | 86177 47.35 | 1.2834.5 37.0 43.0 50.0 | 38.5 40.5 46.0 61.5 200000 | 94700 47.35 | 1.2837.0 40.5 47.5 55.5 | 42.5 45.5 51.5 69.0 220000 | 104170 47.35 | 1.2839.5 45.0 53.0 62.0 | 47.0 50.5 58.0 77.5 240000 | 113640 47.35 | 1.2843.0 49.5 58.0 68.4 | 51.5 55.5 64.0 86.5 254400 | 120458 47.35 | 1.2846.0 53.0 63.0 75.0 | 55.0 59.0 69.0 93.0- 图B2 A340-300的ACN与重量的关系 如有上述曲线, 则可由曲线查出任一重量下的ACN值或和给定的ACN值对应的重量。 一般厂家给出两个重量下的ACN值, 如附表2所示。可以用线性插值计算任一中间重量的ACN或和给定的ACN值对应的重量。公式如下(参见图B-3): ACNACN1(WW1)(ACN2ACN1)(W2W1) (B-1) WW1(ACNACN1)(W2W1)(ACN2ACN1) (B-2) 如要确定一机型在某条跑道上的ACN值, 首先看该道面允许的轮胎压力是否和该机型的轮胎压力相同。如相同, 再看该道面是硬道面(R)还是软道面(F), 然后看其道基强度的高低, 是A、B、C、D 中那一种, 再由该机型的ACN值表中和给定道面、道基强度对应的列查出(算出)给定重量下的ACN值。 例1. A340-300重240吨, 由图B-2或上面的表可查得: 在广州白云机场的ACN49.6,在上海虹桥机场的ACN58, 在桂林奇峰岭机场的ACN43, 如机重254.4吨, 在广州白云机场的ACN53, 在上海虹桥机场的ACN63, 在桂林奇峰岭机场的ACN46。 例2. 如果A340300的ACN值是由附表二给出的（假设没有图B-2及该图上面的表）,设 A340300 重量230000 KG, 试用附表二计算在道基强度为B的硬道面上的ACN: 由表二查得对于硬道面、道基强度B, W1200000 KG 时 ACN40.5, W2254400KG时, ACN53, 按(B-1)式算得 W230000 KG 的 ACN 为: ACN40.5(230200)(5340.5)(254.4200)47.4 为了能长期、反复在跑道上起降而不损坏该跑道, 要求飞机对该跑道的ACNPCN。如例中的A340-300, 当重量254.4吨时在上海虹桥机场ACN大于该跑道的PCN(58),如A340-300要长期使用该机场, 则应该减少起降重量到240吨, 使ACNPCN。 当飞机对跑道的ACNPCN时，应该按(B-2)式根据跑道的PCN确定由道面强度限制的起降重量: WW1(PCNACN1)(W2W1)(ACN2ACN1) (B-3) 例3. 计算A340-300在乌鲁木齐机场由PCN限制的起降重量 在乌鲁木齐机场PCN为 45/R/B/X/T, 要求ACNPCN, 按(B-3)式得:W200(254.4200)(4540.5)(5340.5)219.584 吨 如重心前移, 则作用在主起落架上的载荷减小, ACN减小, 使由跑道PCN限制的起降重量增大。附表2是按后重心给的, 由附表2算出的PCN限制的起降重量对任何重心位置都适用。由于ACNW的曲线是稍向上弯曲的（见图B-2）, 因此按线性插值算出的ACN值稍稍偏大、由道面强度限制的重量稍稍偏小。 如只是偶尔使用该跑道, 允许ACN稍大于PCN, 如经常这样, 则可能损坏跑道、使道面出现裂纹。 在1976年国际民航组织公约的附件十四中对这种偶尔使用跑道的情况做了如下规定: 对刚性道面, 若偶尔使用该跑道, 允许ACN超过PCN 5, 对柔性道面, 若偶尔使用该跑道, 允许ACN超过PCN 10, 超载起降次数不超过该道面年度总起降次数的5, 当道面已呈现破损迹象时不得超载运行, 在冰冻后的融化期或受雨水影响道基强度减弱时不得超载运行, 在超载运行时有关当局应定期检查道面, 偶尔、少量的超载可以接受, 只对道面寿命产生有限的损失, 对道面的损坏只是相对少量地加速。过多的超载运行会大大缩短道面的使用寿命, 或需要进行大的修理,超过的越多或次数越多, 损坏越严重。 图 B3 同一机型如采用不同形式的主起落架或装不同型号、不同尺寸的轮胎, 就会有不同的ACN值。前已述及, 飞机的ACN值与其重心位置有关, 为了能更准确地确定ACN值,有的机型给出如 图B4 和 图B5 所示的二张图来确定ACN值, 先由 图B-4 根据飞机总重和重心位置确定主起落架上的载荷, 然后再由图B-5根据主起落架上的载荷来确定ACN值。 图 B4 图 B5 附表一 机场简明数据表（本表不加更新, 仅供教学使用） 注: 跑道坡度上坡为正, 下坡为负; 东磁差为正, 西磁差为负 TORA可用起飞滑跑（跑道）长度, STWY停止道, CLWY净空道, LGDA可用着陆距离.-.|代码 城市名 经纬度 标高 磁差 跑道 真向 TORA STWY CLWY 坡度 LGDA|代码 机场名 米 度 号 度 米 米 米 米 |-|PEK 北京 N4004.3 35.1 -6.0 18R 173.0 3200 60 0 -.08 73/R/B/W/T 3200|ZBAA 首都 E11635.8 36L 353.0 3200 60 0 .08 73/R/B/W/T 3200| 18L 173.0 3800 60 200 -.15 90/R/B/W/T 3800| 36R 353.0 3800 60 200 .15 90/R/B/W/T 3800|-|HHA 长沙 N2811.3 65.6 -3.2 18 176.9 2600 60 0 -.21 53/R/B/W/T 2600|ZGHA 黄花 E11313.2 36 356.9 2600 60 0 .21 53/R/B/W/T 2600|-|DLC 大连 N3857.9 32.7 -7.0 10 95.0 3300 50 0 -.20 61/R/B/W/T 3100|ZYTL 周水子 E12132.3 28 275.0 3300 50 0 .20 61/R/B/W/T 3200|-|FOC 福州 N2600.2 3.7 -3.0 08 75.0 2400 60 200 .00 47/R/B/W/T 2400|ZSFZ 义序 E11918.8 26 255.0 2400 60 200 .00 47/R/B/W/T 2400|-|FOC 福州 N2556.1 14.3 -3.5 03 26.5 3600 0 200 .22 81/R/B/W/T 3600|ZSFZ 长乐 E11939.8 21 206.5 3600 0 200 -.22 81/R/B/W/T 3600|-|CAN 广州 N2311.1 11.4 -1.0 03 28.0 3380 50 100 .17 58/R/B/X/T 3380|ZGGG 白云 E11315.9 21 208.0 3380 50 200 -.17 58/R/B/X/T 3380|-|KWL 桂林 N2511.6 150.0 -1.5 18 180.5 2300 40 300 -.09 40/R/A/W/T 2300|ZGKL 奇峰岭 E11019.2 36 0.5 2300 40 150 .09 40/R/A/W/T 2300|-|KWL 桂林 N2513.1 173.5 -1.8 01 5.2 2800 60 200 -.47 86/R/B/X/T 2800|ZGKL 两江 E11002.3 19 185.2 2800 60 200 .47 86/R/B/X/T 2800|-|HGH 杭州 N3020.0 6.1 -4.0 07 65.0 3200 60 300 .01 68/R/B/W/T 3200|ZSHC 笕桥 E12014.4 25 245.0 3200 60 400 -.01 68/R/B/W/T 3200|-|HAK 海口 N2001.2 19.6 0.0 09 91.0 2500 60 200 .11 48/R/B/W/T 2500|ZGHK 大英山 E11020.7 27 271.0 2500 60 200 -.11 48/R/B/W/T 2500|-|SHA 上海 N3112.0 3.0 -4.0 18 176.0 3200 0 0 .02 58/R/C/X/T 3200|ZSSS 虹桥 E12120.0 36 356.0 3200 0 0 -.02 58/R/C/X/T 3200|-|SHE 沈阳 N4138.4 60.3 -7.6 06 48.4 3200 60 200 .27 52/R/B/X/T 3200|ZYTX 桃仙 E12329.0 24 228.4 3200 60 200 -.27 52/R/B/X/T 3200|-|SHE 沈阳 N4146.0 48.0 -8.0 06 47.0 2020 0 0 .09 32/F/B/X/U 2020|ZYYY 东塔 E12326.0 24 227.0 2020 0 0 -.09 32/F/B/X/U 2020|-|URC 乌鲁木齐 N4354.4 647.7 3.0 07 73.0 3200 60 200 .09 45/R/B/X/T 3200|ZWWW 地窝铺 E08728.5 25 253.0 3200 60 200 -.09 45/R/B/X/T 3200|- 附表二 * * * 飞机值 * * *- 机 型 |一个主起| 胎压|飞机重量| 硬 道 面 | 软 道 面 |落架负载| 兆帕| (KG) | | -|-|-|-|-|-A300B2 |46.50 | 1.23| 85690 | 19.0 22.0 26.0 30.0 | 21.0 23.0 26.0 35.0 | | | 142000 | 37.0 44.0 52.0 60.0 | 40.0 45.0 55.0 70.0-|-|-|-|-|-A300B4 |46.50 | 1.41| 87826 | 20.0 23.0 27.0 32.0 | 22.0 23.0 27.0 35.0 | | | 157000 | 44.0 52.6 61.0 69.0 | 46.0 51.0 62.0 79.0-|-|-|-|-|-A300-600R |45.50 | 1.35| 142000 | 35.0 42.0 49.5 56.5 | 38.7 42.5 51.7 67.5CF6-80-C2-A5 | | | 170500 | 47.5 56.5 67.0 75.0 | 49.0 55.5 68.0 85.5-|-|-|-|-|-A300-600 |47.10 | 1.29| 132700 | 33.5 40.0 47.1 54.1 | 37.0 41.0 49.0 64.0CF6-80-C2-A5 | | | 165000 | 45.8 54.6 64.5 73.3 | 48.0 55.0 67.0 85.0-|-|-|-|-|-A310-300 | | | 110000 | 30.0 35.0 41.0 47.0 | 32.0 34.0 41.0 54.0CF6-80-C2-A2 | | | 141950 | 42.0 50.0 58.0 66.0 | 44.0 49.0 60.0 76.0-|-|-|-|-|-A320-200 |45.10 | 1.07| 43000 | 20.5 22.0 23.0 24.5 | 18.5 20.0 21.0 24.5V2527-A5 | | | 77000 | 39.5 43.0 45.5 48.0 | 36.5 39.0 44.0 49.5-|-|-|-|-|-A320-200 |45.10 | 1.07| 39748 | 20.0 22.0 23.0 25.0 | 19.0 19.0 20.0 24.0CFM56-5B4/P | | | 73500 | 44.0 46.0 49.0 51.0 | 38.0 40.0 44.0 50.0-|-|-|-|-|-A340-300 |47.35 | 1.28| 200000 | 37.0 40.5 47.5 55.5 | 42.5 45.5 51.5 69.0 | | | 254400 | 46.0 53.0 63.0 75.5 | 55.0 59.0 69.0 93.0-|-|-|-|-|-B737-300 |45.90 | 1.34| 32900 | 17.0 18.0 20.0 21.0 | 15.0 16.0 17.0 20.0 | | | 61460 | 37.0 39.0 41.0 42.0 | 32.0 33.0 37.0 41.0-|-|-|-|-|-B757-200 |45.20 | 1.17| 57000 | 11.0 13.0 16.0 18.0 | 13.0 14.0 15.0 20.0 | | | 109300 | 27.0 32.0 38.0 44.0 | 29.0 32.0 39.0 52.0-|-|-|-|-|-B767-200 |46.30 | 1.31| 79800 | 16.0 17.0 20.0 24.0 | 18.0 19.0 20.0 26.0 | | | 143800 | 34.0 39.0 47.0 54.0 | 37.0 41.0 50.0 66.0-|-|-|-|-|-B767-200ER |46.30 | 1.21| 81600 | 17.0 18.0 21.0 25.0 | 18.0 19.0 21.0 27.0 | | | 159700 | 38.0 45.0 52.0 62.0 | 42.0 46.0 58.0 76.0-|-|-|-|-|-B767-300 |46.30 | 1.21| 85700 | 18.0 20.0 23.0 27.0 | 20.0 21.0 23.0 30.0 | | | 159600 | 38.0 45.0 53.0 62.0 | 42.0 46.0 58.0 76.0-|-|-|-|-|-B747-200F |22.70 | 1.39| 156642 | 18.0 20.0 23.0 27.0 | 20.0 21.0 23.0 30.0 | | | 379201 | 48.0 56.0 67.0 77.0 | 52.0 58.0 71.0 92.0-|-|-|-|-|-MD-82L |47.65 | 1.24| 45755 | 27.0 28.0 30.0 31.0 | 23.0 24.0 27.0 31.0 | | | 67133 | 44.0 46.0 48.0 49.0 | 38.0 41.0