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隨著垂直起降飛行器的快速發(fā)展，垂直起降機場的建設勢在必行，美國、歐洲與澳洲等航空管理機構均發(fā)布了垂直起降機場建設指南（下圖）。一個較為突出的矛盾是，垂直起降飛行器下洗/外洗氣流會在一定范圍內產生安全影響，而在市區(qū)建設垂直起降停機坪則面臨用地規(guī)模限制。許多機構和公司致力于解決這一問題，本文簡要介紹澳大利亞Skyportz公司開發(fā)的一種停機坪套件。
下洗/外洗氣流及其安全區(qū)
在將垂直起降飛行器向上推舉的過程中，推進裝置會產生向下的氣流，稱為下洗氣流。當下洗氣流撞擊地面后，它會產生水平方向流動，稱為外洗氣流。下洗/外洗氣流自身風速及其帶來的地面侵蝕、異物飛散等影響，危及周圍的人員、財產、設備和其他飛機。
2024年12 月，美國聯(lián)邦航空管理局發(fā)布工程簡報EB 105A《垂直起降機場設計》，要求在垂直起降坪設置下洗/外洗氣流安全區(qū)，對應風速≥ 34.5 英里/小時（55.5 公里/小時）的區(qū)域。每種機型均對應一定范圍的安全區(qū)，運營商會按照所運營飛機中氣流影響最大的機型進行設置。
用地矛盾
按照專業(yè)人士構想，垂直起降機場通常位于乘客需要到達的城市內部或近郊，且具有一定的分布密度，以發(fā)揮垂直起降飛機便捷高效的優(yōu)勢。由于建設區(qū)域人員、設施密集，且城市用地規(guī)模受限，就與設置下洗/外洗安全區(qū)產生了矛盾。而且，隨著安全區(qū)直徑的線性增加，整體占地面積則呈冪增長。如果安全區(qū)直徑分別為30、40與50米，對應的安全區(qū)面積則為706、1256與1963平方米，如下圖所示意。
模塊化停機坪
為降低下洗/外洗氣流的影響，澳大利亞Skyportz公司開發(fā)了模塊化停機坪套件，并申請了專利。雖然發(fā)布的介紹資料較為粗略，但明確闡述了套件采用兩種手段來改善下洗/外洗氣流，一是對套件表面進行處理，如輪廓、紋理與穿孔等，來捕獲和引導氣流，進而減少反射氣流；停機坪外側設置氣流阻擋裝置，控制外洗氣流直接擴散。二是在停機坪內部增加機械裝置，主動吸收氣流，以更高速率有組織的耗散能量。由此還會產生一個附帶效應，即降低噪聲。
停機坪套件還可在捕獲氣流過程中將其轉化為電能并進行存儲，而在飛機起飛時進行輔助吹升，減少機載電池的消耗量。如果集成智能管理系統(tǒng)，可通過停機坪套件實現(xiàn)對飛機起降、停放以及充電等全流程的實時精準監(jiān)控與管理。例如，集成壓力傳感器、風速儀和攝像頭后，實時監(jiān)測飛機起降時的氣流分布和強度，當檢測到異常氣流（如側風影響導致外洗氣流紊亂）時，系統(tǒng)自動調整導流方式或吸氣裝置以平衡氣流，確保飛行器穩(wěn)定起降。
展望
停機坪套件可有效縮小下洗 / 外洗安全區(qū)，垂直起降飛機使用更小的用地面積即可安全運行，或者在同樣的地塊上安排更多的停機位。而且，可以根據(jù)不同的場地條件和運營需求，靈活組合和擴展停機坪套件。目前，國際航空監(jiān)管機構以及潛在的垂直起降航空公司、垂直起降機場運營商均對 Skyportz 垂直起降平臺專利表現(xiàn)出了興趣。
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