HAVAALANI TASARIMI DERS NOTU I

Transkript

1 HAVAALANI TASARIMI DERS NOTU I Doç.Dr. Hakan GÜLER

2 İçindekiler: 1. Giriş Havayolu Ulaşımı Sistemin Fiziksel Öğeleri Ulaştırmanın Öğeleri Hava Ulaşımının Sınıflandırılması Hava Ulaşımı Karakteristikleri.. 3. Uçakların Karakteristik Özellikleri Uçak karakteristikleri Uçak Karaktesistikleri Önemi Uçak Ağırlığı Tanımları Motor Tipleri Gürültü Pistler ve Terminaller Pist Çeşitleri Apronlar Bekleme Apronları 4.4. Terminal Pist İlişkisi Pist İstikameti 4.6. Pist Uzunluğuna Etkiyen Faktörler Uçak Performansının Pist Uzunluğuna etkisi Pist Sistemi ile İlgili Alanlar ve Bölgeler. 5. Hava Yolu Trafiği Hava Trafiği Çeşitleri Havaalanı Çevresindeki Fiziki Engeller.. 6. Havaalanı Planlaması 6.1. Talep Tahmini 6.2. Sistem Planı 6.3. Ana plan Havaalanı Projelendirmesi Proje Karakteristikleri Havaalanı Yer seçiminde Dikkat Edilecek Hususlar. 7. Havaalanı Üst Yapısı Havaalanları, Karayolları Kaplama Farkları 7.2. Kaplama Performansına Etkiyen Faktörler Drenaj. Dr.Hakan Güler ( ) 3

3 1. GİRİŞ Havaalanı mühendisliği, inşaat mühendisliğinin ana bilim dalı olan ulaşım mühendisliğinin bir alt kolu olarak ortaya çıkmıştır. Ulaşım mühendisliği, Yolcuların ve eşyaların emniyetli, hızlı, konforlu ve elverişli ve çevreyle uyumlu olarak taşınmasını sağlamak amacıyla herhangi bir türü için planlama, fonksiyonel tasarım, araçların ve tesislerin işletilmesi konularında teknolojiyi ve bilimin ve prensiplerinin uygulanması olarak tanımlanmaktadır. Bu tanıma göre tüm ulaşım sistemlerinde olduğu gibi hava ulaşım sisteminin ve hava ulaşımının başlangıç ve bitiş gibi uç noktaları olan havaalanı yapılarının planlama, tasarım, yapım, işletme faaliyetlerini yerine getiren havaalanı mühendisliği mesleği ortaya çıkmıştır. Havaalanı fonksiyonel olarak hava tarafı, kara tarafı olarak 2 kısma ayrılır. Hava tarafı terminal yaklaşım sahası, pist, taksirut ve farklı amaçlı apronlardan oluşmakta yani uçağın yaklaşma, piste inme/kalkma, taksirut ile yerde hareket ederek aprona ve piste ulaşım apronda yolcuların indirilmesi ve bindirilmesi ve uçağın apronda park etmesi veya başka bir deyişle uçak operasyonlarının yapıldığı taraftaki tesislerdir. Kara tarafı ise yolcu, bagaj veya kargo işlemlerinin yapıldığı yolcu terminali veya kargo terminali, otopark, iç sirkülasyon yolları ve havaalanına erişim yollarını içeren veya başka bir deyişle havaalanından faydalananların yerdeki işlemlerinin yapıldığı taraftaki tesislerdir. Hava ulaşımı diğer ulaşım türleri içinde en hızlı, en konforlu ve en emniyetli bir ulaşım türü olsa da en pahalı ulaşım türü olması nedeniyle hava ulaşım talebi diğer ulaşım türlerine göre daha azdır. Aynı şekilde hava ulaşımının uç noktaları olan havaalanlarının yapım ve işletim maliyetleri oldukça yüksektir. İleri teknoloji olan uçakların piste yaklaşma, iniş/kalkış ve park etme işlemleri için gerekli olan havaalanlarının da nispeten ileri teknoloji ile tasarlanmalı ve işletilmelidir. Yolcu ve yük taşımacılığında güvenliği ve güvenirliliği sağlamak amacıyla ulusal ve uluslararası organizasyonlara ihtiyaç duyulmuştur. Uçakların, pilotların, havaalanı altyapısının, hava trafiğinin vb. uluslararası düzeyde standardize edilmesi için sivil organizasyonlar kurulmuştur. Bu organizasyonlar aşağıda açıklanmıştır: INTERNATIONAL CIVIL AVIATION ORGANISATION (ICAO): ULUSLARARASI SİVİL HAVACILIK ORGANİZASYONU 1944 yılı Kasım ayında ABD nin davetlisi olarak 52 ülke katılımıyla başlayan sivil havacılık çalışmaları sonrasında ICAO, 1947 yılında uluslararası bir örgüt olarak tanınmıştır. Örgütün Dr.Hakan Güler ( ) 4

4 amaçları; dünya çapında uluslararası sivil havacılığın geliştirilmesi, standardizasyonun sağlanması, üye ülkeler arasında teknik işbirliği oluşturulması ve bölgesel planlamalar yapmaktır Şubat ayı itibariyle organizasyona üye 165 devlet bulunmaktadır. DİĞER BAĞIMSIZ HAVACILIK ORGANİZASYONLARI 1. INTERNATIONAL AIR TRANSPORT ASSOCIATION (IATA): ULUSLARARASI HAVA TAŞIMACILIĞI BİRLİĞİ Bu birlik 1945 yılı Nisan ayında Küba da kurulmuştur. Bugün 130 farklı ülkeden 230 üyesi bulunmaktadır. Hava taşımacılığının güvenilir, ekonomik ve düzenli yapılabilmesi, hava ticaretinin gelişmesi ve ilgili problemlerin çözülmesi, ICAO ve diğer uluslararası organizasyonlarla işbirliği sağlamak birliğin hedefleri arasındadır. 2. AIRPORTS COUNCIL INTERNATIONAL (ACI): ULUSLAR ARASI HAVAALANLARI KONSEYİ Merkezi Cenevre de bulunan havaalanı işleticileri mesleki birliğidir. Ticari amaçlı olmayan organizasyon 170 ülkeden 1400 havaalanını temsil etmektedir. Havaalanları işleticileri ve ticari partnerleri arasındaki birlikteliği oluşturmak, havaalanı işletmeciliğinin geliştirilmesi, üyeler arasında ortak politikaların belirlenmesi için çalışmak ve havaalanı uzmanları ve yöneticileri için gerekli bilgilerin yayınlanması konseyin amaçları arasındadır. ABD DEVLETİNE BAĞLI HAVACILIK KURULUŞLARI 1. FEDERAL AVIATION ADMINISTRATION (FAA): FEDERAL HAVACILIK İDARESİ Sorumluluğu sivil havacılık güvenliği olan kurum, Amerikan hükümetinin bir parçası olarak 1958 yılında kurulmuştur. Fonksiyonları; ulusal savunma gereklerini ve güvenliği göz önüne alarak sivil havacılığın düzenlenmesi, yeni teknolojiler kullanarak havacılığın geliştirilmesi, sivil ve askeri uçakların kontrolünün ortak bir sistemde yapılması, ulusal hava sahası sistemi konusunda yapılan araştırmalar ve ticari uzay taşımacılığının düzenlenmesidir. 2. NATIONAL TRANSPORTATION SAFETY BOARD (NTSB) ULUSAL TAŞIMA GÜVENLİĞİ KURULU Ulusal taşıma güvenliğinden sorumlu kuruluş Amerikan hükümetinin bir parçası olarak 1975 yılında kurulmuştur. Kuruluşun amacı güvenli ulaşımı sağlamaktır. Havacılıkla ilgili başkanlığı uçak kazalarını incelemektedir. Dr.Hakan Güler ( ) 5

5 2. HAVAYOLU ULAŞIMI 2.1. Sistemin Fiziksel Öğeleri Ulaştırma sistemleri çeşitleri faktörlere bağlı olarak sınıflandırılabilmektedir. Hareket esnekliğine göre sınıflandırma aşağıdaki gibi yapılabilir. Tek yönde hareket serbestliği olan sistemler. İki yönde hareket serbestliği olan sistemler. ( Karayolu, Denizyolu ) Üç yönde serbestliği olan sistemler. ( Havayolu ) Hareket serbestisi az olan sistemlerin yol yatırım maliyetleri yüksek; enerji ve işletme maliyetleri düşük olurken sistemlerin hareket serbestisi arttıkça yol yatırım maliyetleri düşmekte; enerji ve işletme maliyetleri ise artmaktadır Ulaştırmanın öğeleri Yol Taşıt Enerji Terminal Sinyalizasyon YOL ENERJİ TERMİNAL TAŞIT SİNYALİZASYON İŞLETME Şekil 1: Ulaştırmanın Öğeleri ve Aralarındaki İlişki Yol için para harcanmayan sistemlerin karşılık olarak terminalleri pahalıdır. Havayolu doğal bir yolu olan terminale dayalı bir sistemdir. Bu özelliğinden dolayı, havayollarının taşıt Dr.Hakan Güler ( ) 6

6 maliyeti yüksektir. Havayolları için bir giriş yolu tanımı yapılmalıdır. Buna bağlı olarak bir uçağın hava alanına girişte bir takım kısıtlayıcı faktörler mevcuttur. Uçak hava alanı ilişkisinde pist uzunluğu, pist genişliği v.b faktörler dikkate alınır. Pist uzunluğu ve pist genişliği gelen uçağın teknik özelliklerine bağlı olarak değerlendirilir. Terminal kapasitesi olarak yıllık milyon araç olarak kabul edilebilir Hava Ulaşımının Sınıflandırılması 1) Yolcu Tarifeli; uzun menzilli ( > 3000 km ), orta menzilli ( > 700 km ve < 3000 km ), kısa menzilli ( < 700 km ) olmak üzere belli belli iniş kalkış saatleri olan uçuşlardır. Charter; tarife dışı seferlerdir. Ucuzdur ve iniş kalkış saatleri belirsizdir. 2) Yük Lüks, pahalı, çabuk bozulabilen, acele gitmesi gereken mallar taşınır Hava Ulaşımının Karakteristikleri 1. Hız; ağırlıklı olarak uzun menzilli yolculuklar için önemli bir özelliktir. 2. Düzen; hava ulaşımı belirli bir disiplin içinde çalışmaktadır. Dakiktir ve tarifelidir. 3. Emniyet; havayolu, karayoluna göre çok emniyetlidir. Tüm dünyada yapılan yolculuklar başına düşen kaza istatistiklerine göre 100 milyon yolcu.km başına ölüm oranı ; karayolu için 3.5, havayolu için 0.6 dır. Havayolu kazalarında en sık rastlanan sebep pilot hatalarıdır. 4. Konfor; havayolu araçları, karayolu araçlarına oranla daha çeşitli hizmet olanağı sunmaktadır. 5. Fiyat, havayolu ulaşımı diğer taşıma türlerine göre oldukça pahalıdır. Dr.Hakan Güler ( ) 7

7 3. UÇAKLARIN KARAKTESTİK ÖZELLİKLERİ 3.3. Uçak Karakteristikleri Tablo 1: Bazı Uçaklara Ait Uçak Karakteristikleri Modeller A Ebatları A A ER A F A Uzunluk 67,90 m 72,70 m 2900,40 m Kanatların açısı (iki kanatın iki uç noktalar arası mesafesi Yükseklik Kabin uzunluğu Gövde çapı Azami kabin genişliği 79,80 m 24,10 m veya daha fazla 7,14 m Kanat alanı 846 m² Kanat açısı 33,5 Kuyruk kanatların uzunluğu 5,92 m (Yukarı kat) 6,58 m (Taban kat) tahminen 30 m Ağırlık 24,10 m 50,68 m 24,10 m veya daha az Azami boş ağırlık < 361 t 361 t > 361 t 402 t > 361 t Azami kalkış ağırlık < 560 t 560 t > 560 t 590 t > 560 t Azami iniş ağırlık < 386 t 386 t > 386 t 427 t > 386 t Tipik yük ağırlık < 66,4 t 66,4 t 66,4 t? 157,4 t > 66,4 t Akaryakıt kapasitesi l l l l l Kokpit mürettebatı 2+3 Yolcu ve Mürettebat Kabin mürettebatı < mevcut değil Yolcu kapasitesi (3 sınıf) > 22 Yolcu kapasitesi (Azami ) < tahminen 960 Dr.Hakan Güler ( ) 8

8 Devam Jet motoru Jet motor tipi Konsept safhası Engine Alliance GP7270 Rolls-Royce Trent 970 Proje safhası Engine Alliance GP7277 Rolls-Royce Trent 970 Konsept safhası İtici güç < 311 kn / Jet motor 311 kn / Jet motor > 311 kn / Jet motor 363 kn / Jet motor > 311 kn / Jet motor Hız ve yükseklik Azami Uçuş hızı Mach 0,89 Azami seyir hızı Mach 0,87 En ekonomik hız Mach 0,85 Menzil tahminen km km tahminen km km tahminen km Azami tırmanma yüksekliği ft m İniş ve Kalkış Gerekli ortalama pist uzunluğu Kalkış hızı İniş hızı < m m > m m > m tahminen 260 km/h tahminen 270 km/h 3.1. Uçak Karakteristiklerinin Önemi Uçaklar hakkında elde edilen genel bilgiler planlama açısından önemlidir. Birkaç örnekle açıklamak istersek, uçağın Ağırlığı; pist, taksiyolu, apron kaplamaları kalınlığının tespit edilmesinde gereklidir. Bunun yanında iniş ve kalkış uzunluğunu da etkiler. Kanat açıklığı ve gövde uzunluğu; park apronlarının büyüklüğünü etkilemektedir. Uçaklar dönerken belli bir alanı işgal ettiklerinden terminal binalarının yerleşimini de etkilemektedir. Uçak büyüklüğü ise pistlerin fonksiyonlarının genişliğini ve bunlar arsındaki trafik yollarının arasını etkilemektedir. Bunun yanında kurbalarda gerekli dönüş yarıçapını da etkilemektedir. Dr.Hakan Güler ( ) 9

9 Şekil 2: Uçak Boyutları 3.2. Uçak Ağırlığı Tanımları Faydalı yük (Payload): Ücret karşılığı taşınan yük (yolcu, bagaj, posta, kargo vs.) Boş İşletme Ağırlığı (OEW): Payload hariç, uçuş için gerekli donanım ve ekip dâhil ağırlık Boş ağırlık (Zero-Fuel) (ZFW): Yakıt hariç diğer ağırlıkların toplamı Maks. Yapısal Payload (MSP): Uçağın yapımcısı tarafından belirlenip tasdik ettirilmiş taşıma yükü ağırlığı. Teorik olarak MSP=ZFW-OEW Maks. Yapısal Kalkış Ağırlığı (MSTOW): Uçağın hızlanmak üzere tekerleğinin yerden kesildiği anda onaylatılmış ağırlığı. OEW+Yerde Tüketilen Yakıt+Uçuş ve Yedek Yakıt+Payload Maks. Yapısal İniş Ağırlığı(MSLW): Uçağın inişteki yapısal kapasitesi. İniş takımlarının dizaynı için önemlidir. Maks. Rampa Ağırlığı (MRW): Uçağın pist üzerindeki ağırlığıdır. Dr.Hakan Güler ( ) 10

10 3.4. Motor Tipleri Jet motorları. İki gruba ayrılır. 1. Turbojet 2. Turbofan Şekil 3: Motor Tipleri Turbojet: Bu motorlar bir kompresör, bir yanma odası ve birde türbin içerirler. Bunlar motorun gerinde bulunurlar. Turbofan: Turbojet motora benzer, sadece kompresörün ön tarafında geniş çaplı bir pervane bulundurur. Bu pervane fan olarak ta isimlendirilir Gürültü Bir motorda gürültünün temel kaynağı makine gürültüsü diğeri ise jetin gürültüsüdür. Makine gürültüsü: Motorun hareket eden fan, kompresör, türbin pervaneleri gibi parçalarının gürültüsüdür. Jetin gürültüsü: Motorda yüksek hızlı egzoz gazı ve hava karışımının sebep olduğu gürültüdür. Dr.Hakan Güler ( ) 11

11 4. PİSTLER VE TERMİNALLER 4.1. Pist Çeşitleri Pist sayısının belirlenmesi temelde trafiğe bağlıdır. Trafiğin dışında uçak kompozisyonu ve uçak tipinin IFR veya VFR olması da bu seçimde etkindir. Pistlerin, taksi yollarının ve terminallerinin düzenlenmesi yapılırken iniş ve kalkış yapan uçakların birbirlerini etkilememeleri önemlidir. Bunun yanı sıra pist uçları ile terminal arsında mümkün olduğunca kısa mesafe bırakılmalı ve inişini gerçekleştiren uçağın pisti en kısa sürede terk etmesi sağlanmalıdır. Pist Taksi yolu Çıkış TERMİNAL Şekil 4: Taksi yolu Tek Pist; en uygun rüzgar yönüm göre tesis edilen bir adet pistin olduğu sistemdir. Şekil 5: Tek Pist örneği Dr.Hakan Güler ( ) 12

12 Paralel Pist; s Şekil 6: Paralel Pist (s) Mesafesi s ft ( yakın ) s ft ( 0rta ) s 4300 ft ( uzak ) yakın uzak yakın Şekil 7: Paralel Pist Tanımları Dünyada paralel pist uygulamaları en fazla 4 pist olarak gerçekleştirilmektedir. Orta ve uzak konumdaki paralel pistlerde iniş ve kalkış hareketleri bağımsızdır. Yakın pistlerde ise iniş ve kalkış hareketlerini gerçekleştiren uçaklar birbirinden etkilenmekte ve kapasite düşmektedir. IFR şartlarında yaklaşık kapasiteler; yakın için op./ sa, orta için op./ sa, uzak için op./ sa dir. Dr.Hakan Güler ( ) 13

13 Kesişen pistler; L To x x L To Şekil 8: Kesişen Pist (x) Mesafesi VFR: op. / sa IFR: op. / sa VFR: op. / sa IFR: op. / sa (x) mesafesi kısaldıkça kapasite artmaktadır. Şekil 9: Kesişen Pist örneği Dr.Hakan Güler ( ) 14

14 Açık V pistleri: L To L To Şekil 10: V Pistleri VFR: op. / sa IFR: op. / sa VFR: op. / sa IFR: op. / sa 4.2. Apronlar Uçakların yolcu alışverişi, diğer işlem ve ihtiyaçları karşılamak amaçlı durmak zorunda oldukları yerlerdir. Hava yolları uzun mesafeli yolculuklar için daha karlı bir ulaştırma sistemidir. Araştırmalar km den daha kısa olan yolculuklarda, demiryollarının havayollarına göre daha karlı olduğunu ortaya konmuştur. Amerika da havayolunun tüm ulaştırma türleri içinde aldığı pay %18, Japonya da %5-6, Türkiye de ise %1 civarındadır. Uçağın teknik, geometrik özelliklerinin havaalanı tasarımında rolü vardır. Hava trafiğinin yönetimi de bu tasarımı ve havaalanlarının kapasitesini etkilemektedir. Dr.Hakan Güler ( ) 15

15 Uçakların uçuşları ile ilgili kurallar; uçakların özel yollara, yüksekliklere atanması ve uçaklar arasında güvenliği sağlayacak min. Aralığın sağlanması ile ilgilidir. Buradan çıkarılacak sonuç uçakların belli koridorlarda, belli koordinatlarda ve güvenli mesafelerde seyretmeleridir. Uçaklar gelişi güzel bir hareket içinde değildir. Belli bir hava koridorunda hareket ederler. Bu organizasyon havaalanında yer alan, yer kontrol merkezleri tarafından sağlanmaktadır. Özellikle büyük metropoller de yer alan bir veya birden fazla havaalanları için, trafiğin en güvenli şekilde düzenlenmesi amacıyla terminal hava sahası adı verilen bir alan tanımlanmıştır. Bu alana giren uçaklar, genel bir yer üstü tarafından alan kapsamında kalan hava alanlarından birine yönlendirilir ve uçağın inişi ile ilgili çalışmalar uçağın ineceği pistin yer üssüne geçer. Trafiği az olan havaalanlarında terminal üssü yoktur ve uçaklar kuleye ait radarlarla kontrol edilir. (a) (b) Şekil 11: Apron Çeşitleri Dr.Hakan Güler ( ) 16

16 4.3. Bekleme Apronları Apronlar iki yerde birden yapılırlar. Terminal önünde yolcu almak ve indirmek amaçlı ve pist uçlarında kalkışa hazırlanma ( Warm-up Bag ) ve sıraya girmek (Run-up Bag ) amaçlı yapılırlar. Worm-up bag (ısınma cebi) Run-up bag (kakışa hazırlık cebi) Şekil 12: Bekleme Apronları 4.4. Terminal Pist İlişkisi Dikkat edilecek temel husus terminalden yolcusunu alan uçağın en kısa sürede pist ucuna ulaşmasıdır. Aynı şekilde inen uçağında en kısa sürede pisti terk etmesi amaçlanır. Terminalin pistin tam ortasında yer alması en ekonomik durumdur. Burada kesişen pistlerin kapasitesi, birbirinden etkilenmeleri sebebiyle her iki pistin kapasitesinin toplamından daha az olmaktadır. İki den fazla pist kullanılması ve terminal binasının her iki tarafında pist bulunması durumunda yakın olan pistler kalkışa tahsis edilir. Terminalin kalkan uçaklardan etkilenmemesi de önemli bir faktördür. Uçakların terminal üstünden dahi geçmesi istenmemektedir. Şekil 13: Terminal Pist İlişkisi Dr.Hakan Güler ( ) 17

17 Şekil 14. Amsterdam Havaalanı Yerleşim Planı 4.5. Pist istikameti Pistlerin zamanın %95 inde yan rüzgar şiddeti, öngörülen değerden ufak olmalıdır. Yanal rüzgar büyük uçakları da etkilemekte ancak özellikle küçük uçakları daha çok etkilemektedir. ICAO ya göre yan rüzgar pist ilişkisi; Dr.Hakan Güler ( ) 18

18 Pist uzunluğu 1500 m m 1200 m Yan rüzgar 20 kn ( 37 km / sa ) 13 kn ( 24 km / sa ) 10 kn ( 18 km / sa ) olarak kabul edilir. Rüzgar şiddeti belirlenince rüzgar analizi yapılır. Bir sonraki aşamada meteorolojik kayıtlara bakılarak rüzgar istikameti ile ilgili çalışmalar yapılır Pist Uzunluğuna Etkiyen Faktörler ( Düzeltme Faktörleri ) 1. Yükseklik Düzeltmesi: Baz uzunluk, deniz seviyesinden itibaren her 1000 ft ( 300 m ) için %7 artırılır. 2. Sıcaklık Düzeltmesi: Alan referans sıcaklığının ư yükseklikteki standart atmosfer sıcaklığından fazlar her 1 0 C için %1 artırılır. Standart atmosfer sıcaklığı, deniz seviyesinde 15 0 C olup, her 300 m lik yükselme için 2 0 C azalmaktadır. To = T A + ( T 2 T 1 )/ 3 3. Eğim Düzeltmesi: Kot ve sıcaklık düzeltmesi yapıldıktan sonra bulunan uzaklık, efektif eğimin %1 Değişimi ile %10 artırılır Uçak Performansının Pist Uzunluğuna Etkisi Havaalanının projelendirilmesi yapılırken, çok farklı tipte uçakların varlığına bağlı olarak, tip uçak seçimi yapılır. Pist uzunluğunun seçiminde 3 etken vardır. 1. Devlet tarafından uçak üreticilerine empoze edilen koşullar. 2. Kalkış ağırlıklarıyla ilgili koşullar. 3. Çevresel koşullar. Çevresel koşullardan en önemlisi iklim ve hakim rüzgardır. Havanın sıcaklığına bağlı olarak şekillenen havanın yoğunluğu da pist uzunluğunu etkilemektedir. Çevre açısından bir önemli faktörde yüksekliktir. Pist uzunluğu yaklaşık olarak 2-3 km bir değer almaktadır. Sıcaklık etkisi: Sıcaklık artıkça hava yoğunluğu artmaktadır. Artan hava yoğunluğu, uçağın itme gücüne olumsuz etki yapmaktadır. Bu da pist uzunluğunun daha uzun yapılması ihtiyacını doğurmaktadır. Yapılması gereken pist uzunluğu artışı lineer değildir. Standart olarak kabul edilen 59 F sıcaklık değerinden, her 1 F artış için pist %0,12 ile %0,65 arasında uzatılmalıdır. Dr.Hakan Güler ( ) 19

19 Rüzgar etkisi: İki rüzgar etkisi mevcuttur. Havada uçuş esnasında karşılaşılan rüzgar, ağırlıklı olarak pilotun piste yaklaşırken pist eksenini tutturmasında etkilidir. Hakim rüzgarın iniş yönüne göre karşıdan gelmesi durumunda pist uzunluğunun daha kısa, arkadan esmesi durumunda daha uzun yapılması imkanı vardır. Buna karşılık karşıdan esen rüzgar kalkış uzunluğunu da etkilemektedir. Rüzgar etkisi tasarım aşamalarında fazla dikkate alınmayan bir faktördür. Pist eğimi: İki türlü eğim tanımı vardır. 1. Pistin iki uçunu birleştiren doğrunun eğimi. ( Üniform eğim ) 2. Pistin en yüksek kottaki nokta ile en düşük kottaki nokta arası eğimdir. ( Efektif eğim ) Pist eğimi en fazla %1,5 değerini alabilmektedir. FAA kuruluşu havaalanı planlamasında efektif eğim değerini kullanmaktadır. Rakım: Rakım arttıkça hava yoğunluğu artmakta ve bu da pist uzunluğunun artmasına sebep olur. Deniz seviyesindeki pist uzunluğu; deniz seviyesinden her 1000 ft lik yükselme için % 7 oranında artırılmalıdır. Pistin yüzey koşulları: Pistlerde drenaj çok önemlidir. Pist üzerinde 0,5 inç den daha yüksek su ve erimiş kar istenmemektedir. Pist üzerinde yağışlar sonucunda biriken suların uzaklaştırılması için enine eğim yapılır. Kaplamada biriken su ( Hydro planning ) : Belli bir hızda seyreden araçların, tekerlekleri ile kaplama arasında ağırlık ve hızın durumuna bağlı olarak ince bir film oluşumuna yol açar ve bu da aracın kontrölünün kaybedilmesine sebep olur. Yapılan araştırmalar Vp = mil / sa lik hız değerinde hydro-planning oluştuğunu ortaya koymuştur. Hydro- planning tehlikesinin önüne geçmek için kaplama yüzeyine oluklar açılarak, yüzey pürüzlü hale getirilir. Uçak hızı: Uçakların pek çok hız tanımı yapılmaktadır. En önemli iki tanesi; uçağın yere göre hızı olan ground speed ve uçağın içinde bulunduğu havaya göre olan air speed tanımlarıdır. Subsonic uçaklar ses hızı olan 1 mach değerinin altında, yolcu uçakları genel olarak 0,8-0,9 mach değerinde hızlara sahiptir Dr.Hakan Güler ( ) 20

20 Uçağa havada iken her hangi bir yönde gelen rüzgarın piste dik doğrultudaki, crosswind olarak adlandırılan bileşeni uçağı pist yönünden uzaklaştırmaya çalışmaktadır. Uçak ise bu crosswind rüzgar Uçağın geliş yönü arda, piste hangi açıyla yaklaşırsa yaklaşsın pistin başına geldiğinde eksen istikametine yerleşmelidir. Şekil 15: Rüzgar Etkisi 4.8. Pist Sistemi ile İlgili Alanlar ve Bölgeler 1. Kaplamalı kısım 2. Banketler 3. Egzos yatakları 4. Pist emniyet alanı 5. Engelsiz emniyet alanı 6. Engelsiz bölge 7. Engelsiz iç yaklaşma bölgesi 8. Engelsiz iç geçiş bölgesi 9. Pist koruma bölgesi Uçağın yükünü taşıyan, iniş kalkış sırasında kullandığı alandır. Piste bitişik alandır. Pist kadar dayanıklı olmasa da araç giriş ihtimali sebebiyle serbest malzemeden arınmış olmalıdır. Uçakların oluşturduğu hava akımı etkilerine karşı yapılır, yeşil alan olarak düzenlenebilir. Banketle aynı kotta olmalı, drenajı yapılmalıdır. Dr.Hakan Güler ( ) 21

21 ft Pist emniyet alanı Egzos yatağı ft Banket Pist Engelsiz pist alanı Şekil 16: Pist Sistemi ile İlgili Alanlar Pist genişliği; ft, Pist + Banket 200 ft ( ICAO ) Banket genişliği; ft ( FAA ) Egzos yatağı uzunluğu: ft Paralel taksi yollarının eksenleri arasında; 1,2 w + 10 ft Taksi yolları ile bir engel arasında; 0,7w +10 ft Taksi yolları ile terminaldeki bir engel arasında; 0,6w + 10 ft değerleri sağlanması gereken net açıklıktır. w uçağın kanat açıklığıdır. Dr.Hakan Güler ( ) 22

22 Dtd Vtd D De α Uçağın konma noktası Ve Şekil 17: Pist Uzunluğu D = Dtd + De De = ( Vtd 2 Ve 2 ) / 2a Ve: Uçağın pisten çıkış hızı Küçük uçaklar için Ve = 59 ft / sec ( 40 mph ) Büyük uçaklar için Ve = 88 ft / sec ( 60 mph ) Vtd: Uçağın piste konuş hızı A,B sınıfı uçaklar için 164 ft / sec C sınıfı uçaklar için 202 ft / sec D sınıfı uçaklar için 237 ft / sec a: Yavaşlama hızı Yavaşlama hızı; 4.1 ft / sec 2 Dtd: ft 5. HAVAYOLU TRAFİĞİ 5.1. Hava Trafiğinin Çeşitleri Hava Ulaştırması ( Çeşitli firmalar tarafından yapılan ticari taşıma. ) Havadan yapılan işler ( Trafik kontrolü, tarım, orman yangını, hava fotoğrafları, reklam) Genel havacılık ( Kişilerin özel işleri için yapılan yolculuklar, iş yolculuğu, turistik havacılık, spor, eğlence ) Devlet havacılığı ( İdari ve Askeri ) Dr.Hakan Güler ( ) 23

23 5.2. Havaalanı Çevresindeki Fiziki Engeller: Şekil 18: Pist koruma bölgesi Tablo 2:Pist Koruma Bölgesi ile İlgili Uzunluklar L ( ft ) W1 ( ft ) W2 ( ft ) Küçük uçak alanları Büyük uçak alanları Uçakların gerek pist çevresinde ve gerekse havada güvenli bir şekilde seyahat edebilmeleri için bir grup hayali yüzey tanımlanmıştır. 1. Esas yüzey ( Primary surface ) : Pist yüzeyi ile örtüşen yüzeydir. 2. Yatay yüzey ( Horizantal surface ) : Pist yüzeyinden 150 ft yukarıda yer alan yatay bir yüzeydir. Bu yüzey pist uçlarından daireseldir. 3. Konik yüzey ( Conical surface ) : Yatay yüzeyin yana doğru 1/20 eğimle yatırılması sonucu elde edilen, izdüşüm uzunluğu 4000 ft olan bir yüzeydir. 4. Yaklaşım yüzeyi ( Approach surface ) : Pist koruma bölgesinden yatay olarak uzanan bir yüzeydir. 5. Geçiş yüzeyi ( Transitional surface ) Yaklaşım yüzeyinin 1/7 eğimle yatırılması sonucu elde edilen yüzeydir. Genel olarak, bu yüzeylerin içinde ve üzerinde herhangi bir fiziki engel bulunması istenmemektedir. Dr.Hakan Güler ( ) 24

24 6. HAVAALANI PLANLAMASI 6.1. Talep Tahmini Talep analizi, bölgeleme, talep üretimi, türel dağıtım ve atama ile oluşan adımlarla gerçekleştirilmektedir. Havaalanı boyutunda yapılan bir talep ile makro ekonomik büyüklükler karşılıklı analiz edilir. Talep üretimi aşamasında bölgeler içinde başta gelir olmak üzere hava ulaşımına etki eden makro ekonomik büyüklüklere bağlı olarak oluşacak talep tahmin edilir. Hava ulaşımı için en önemli talep yolcudur. Yolcu talebi de yurt içi ve yurt dışı talebi olarak ikiye ayrılmaktadır. Talep analizi ile yolcu, kargo ve yük incelenir. Burada yolcu ve yüke ait ekonomik büyüklükler arasında bir regresyon analizi yapılır. Talep analizi sonucunda bulunan yolcu talebi, kargo talebi belli bir gelişme gösterecek şekilde tespit edilir ve uçak sayısının gelecekte alacağı durum ile ilgili bir tahmin yapılır. Ana planda talep analizinden sonra ihtiyaç programı belirlenir. Mevcut havalimanlarında kapasite incelenir. Talep analizi sonunda, belli bir yıl sonunda oluşacağı tahmin edilen kapasite mevcut kapasiteyi aşıyorsa mevcut havalimanlarına bir takım müdahaleler yapılmalıdır. Pistler uzatılabileceği gibi, apronlar ve taksi yolları da büyütülebilmektedir. Bu kapasite artışının, mevcut sistemdeki yansımaları uzun vadede etki ettirilmelidir. Kara için seçenekler sıralanabilir. 1. Yeni pist yapılmaz, pistin kapasitesi sınırına kadar terminal kapasitesi artırılır. 2. Pist kapasitesi artırılır ve buna uygun olması amacıyla kapasitede artırılır. Ama planın hem ekonomik ve hem de çevresel büyüklükler açısından geçerli olmalıdır. Dr.Hakan Güler ( ) 25

25 Mevcut durum Talep analizi Standartların belirlenmesi ve işletme esasları İhtiyaç programları ve kapasite artırılmasına yönelik fiziksel iyileştirmeler ve düzeltmeler planlanır Sonuç Alternatif çözümler Yatırım ve işletme maliyetleri ile kullanıcı faydasının saptanması Şekil 19: Talep tahmini 6.2. Sistem Planı Havaalanı veya hava ulaşımı sistem planı geçerli bir çalışmadır. Belli bir zaman aralığında ( yaklaşık olarak 20 yıl ) ülkedeki, bölgedeki veya metropol alandaki hava ulaşımı ihtiyacının karşılanması için yapılması gereken tesislerin ve gerçekleştirilen uygulamaların belirlenmesi ile ilgili bir plandır. Hava ulaşımını sistemli bir şekilde gerçekleştiren ülkelerin mutlaka bir sistem planı mevcuttur. Ulaştırma sistemi; ülkenin ekonomik, politik maddi koşullarıyla uyumlu olmalı, mevcut ulaştırma ana planına ters düşmemelidir. Sistem planı, hava yollarının gelecek yıllar içerisinde olacağı durumu yansıtan önemli bir plandır. Ülkenin çevre politikasına uyumda ayrı bir noktadır. Bu çerçevede, yakın ve uzak gelecekte kaç adet hava alanının nerelere yapılacağı belirlenir (havaalanlarının pahalı yatırımlar olması nedeniyle, geleceğe yönelik planların finansman modelleri de belirlenmelidir.). Sistem planının elemanlarından biride planın uygulanmasında hangi kuruluşların ne şekilde görev alacağına ait bilgidir Ana Plan Sistem planının ortaya koyduğu temel ilkeler ve genel görünüş üzerine oturan bir plandır. Ana plan belli bir havaalanı bazında yapılan bir değerlendirmedir. Ana plan mevcut bir havaalanının nasıl gelişeceğinin belirlenmesine yönelik bir plandır. Bu plan yeni yapılan Dr.Hakan Güler ( ) 26

26 havaalanları içinde yapılabilmektedir. Ana planda yapılanlar genel anlamda şöyle sıralanabilir. Belli bir havaalanın fiziki öğelerinin nasıl bir hal alacağı belirlenir ve çevreye olan etkiler incelenir. Doğal yapıya olan etkiler. Havaalanına ulaşım planı tespit edilir. Kent merkezine olan bağlantı nasıldır? Havaalanına kent merkezinden düzgün bir ulaşım sağlanmaması durumunda, havaalanının kapasitesi olumsuz yönde etkilenmektedir. Kent merkezi ile havaalanının bağlantısı çok iyi olmalıdır. Ana plan bir havaalanının gelişimi ile ilgili çalışmaları içermektedir. Havaalanlarının öğeleri de ana planda, gelecek acısından değerlendirilmelidir. Ana plan hem mevcut, hem de yeni yapılan havaalanına göre uygulanmalıdır. Mevcut havaalanları öncelikle, mevcut durumu, büyüklüğü, pistlerinin konuları, adetleri, uzunlukları, v.b çeşitli elemanlar açısından ortaya konulur. Yeni bir hava alanı için yapılacak değerlendirme yer seçimidir. Bundan sonraki aşama ise talep analizidir Hava Alanı Projelendirmesi Proje Karakteristikleri Eşik: Pistin iniş için kullanılabilen bölümün başıdır. Konma noktası bölgesi: İniş yapacak uçakların pist üzerinde ilk temas ettikleri ve eşikten daha içeride bulunan pist bölümüdür. Aşma sahası (clearway): Bir kara veya su meydanında uçakların uygun bir yüksekliğe kadar ilk tırmanmalarını yapabilmelerine elverişli olarak hazırlanmış, dikdörtgen şekilli bir sahadır. Kalkış koşusu için mevcut mesafe(tora): Kalkan bir uçağın yerdeki koşusu için mevcut ve elverişli olarak ilan edilen pist uzunluğu Mevcut kalkış mesafesi (TODA): Clearway + TORA Mevcut hızlanma durma mesafesi (ASDA): Stopway + iniş Mevcut iniş mesafesi(lda): İnen bir uçağın yer koşusu için mevcut ve elverişli ilan edilen pist uzunluğudur. Obstacle free zone: İç yaklaşım yüzeyi, iç geçiş yüzeyi, temkinli iniş yüzeyi ve şeritli sahanın bu yüzeylerle sınırlanmış bölümü üzerinde seyrüsefer amacıyla monte edilmiş kırılabilir kitlelerin dışındaki sabit engelleri ihlal etmediği hava sahasıdır. Dr.Hakan Güler ( ) 27

27 Pist: Bir kara meydanında uçakların iniş ve kalkışları için hazırlanmış dikdörtgen şeklinde belirlenmiş sahadır. Pistlerin konum, düzen ve adedini belirleyen faktörlerden başlıcaları yerel hava koşulları, özellikle rüzgâr dağılışı ve görüş uzaklığı, havaalanının ve çevresinin topografyası, havaalanının hizmet verdiği hava trafiği cinsi, uçak performansı ile ilgili gereklilikler ve gürültüdür. Havaalanı işaret kulesi (Aeordrome beacon): Bir havaalanın yerinin havadan tanınması için kullanılan havacılık işaretidir. Havaalanı Rakımı (Aerodrome elevation): İniş sahasının en yüksek noktasının deniz seviyesinden yüksekliğidir. Durma uzantısı (stopway): Kalkışına vazgeçilmesi halinde uçağın durabilmesine elverişli şekilde hazırlanmış, kalkış için mevcut koşu mesafesinin ve yer üzerinde belirlenmiş sahadır. Taksi yolu: Uçakların taksi yapmaları için hazırlanmış ve hava alanının bir yeri ile diğer bir yeri arasında bağlantı sağlayan yol. Uçak park yeri taksi yolu (Aircraft stand taxiway): Uçak park yerlerine girişi sağlamak için apronun taksi yeri gibi belirtilmiş bir kısmıdır. Apron taksi yolu(apron taxiway): Apronun bir yanından öbür yanına geçiş için kullanılan ve apron üzerinde bulunan taksi yolu sistemidir. Hızlı çıkış taksi yolu(rapid exit taxiway): Bir piste dar açıyla bağlanan ve iniş yapan uçakların diğer çıkış taksi yollarına nazaran daha hızlı dönüş yaptıkları böylece pisti işgal zamanını azaltabilen taksi yollarıdır. Taksi yolu şeridi(taxiway Strip): Taksi yolunu içine alan ve taksi de olan bir uçağı muhafaza etmek ve taksi yolu dışına çıkması halinde zarar görme riskini azaltmak için kullanılan bir sahadır. Menzil: Bir uçağın yeni yakıt ihmali yapmadan uçabileceği mesafedir. Faydalı Yük Menzil İlişkisi: Ücret karşılığı taşınan yük (yolcu, bagaj, posta, kargo vs.) Uçuş teknikleri: IFR ( Instrument Flight Rules ); aletli iniş demektir. Pilotun çeşitli diş etkenler sebebiyle önünü iyi görememesi durumunda, tamamen uçaktaki aletlere bağlı olarak inişin gerçekleştirilmesidir. Dr.Hakan Güler ( ) 28

28 VFR ( Visual Flight Rules ); görerek iniş demektir. Dış etkenlerin uygun olması durumunda, pilotun pisti ve çevresini görerek tıpkı otomobil kullanırcasına iniş yapmasıdır. Hava alanları 2 bölümden oluşmaktadır. Bunlar hava trafiği ve kara trafiğidir. Terminal hava sahasındaki uçaklar terminal tarafından yönlendirilmektedir. Apron: Uçakların yolcu alışverişi, diğer işlem ve ihtiyaçları karşılamak amaçlı durmak zorunda oldukları yerlerdir Hava Alanı Yer Seçiminde Dikkat Edilecek Hususlar Havaalanı gelişme olanakları sağlamak ve ileriki ihtiyaçlarını karşılamalıdır. Atmosferik koşulların durumu uygun olmalıdır. Sis ve pus gibi görüşü engelleyen unsurlar makul ölçülerde olmalıdır. Hava alanı çevresinde sanayi kuruluşları yer alması. Pus yaratıcı bir etkendir. Hakim rüzgar akımlarının yönlerinin şiddetlerinin ve dağılımlarının durumu tespit edilmelidir. ICAO ya göre yılın %95 inde hava koşulları uygun olmalıdır. Havaalanlarının, kent merkezi ile bağlantı yolları düzgün olmalıdır. Hava sahası uygun olmalıdır. Çevredeki engeller tespit edilmelidir. ( Topoğrafik engeller, yapılaşma ve yüksek yapıların durumu ) Yapım sırasında malzeme kaynaklarına yakın bir yer seçilmelidir. Genel olarak yapım maliyetlerinin min. olmasını sağlayacak bir konum önemlidir. Bir havaalanının kapasitesi hava sahasının ve yaklaşım koridorunun kapasitesine bağlıdır. Yaklaşım yollarının girişim yapma tehlikesi bir havaalanı kapasitesinin, bir başka havaalanı tarafından etkilenmesi sebebidir. Dr.Hakan Güler ( ) 29

29 Genel Hava Sahası Terminal Hava Sahası Pist Bekleme salonu Taksi yolu Çıkış Taksi yolu Apron Terminal Binası Otopark Havaalanını Kente Bağlayan Yollar Şekil 20. Havaalanı Sistemi Dr.Hakan Güler ( ) 30

30 7. HAVAALANI ÜST YAPISI 7.1. Havaalanları, karayolları kaplama farkları 1. Havaalanlarında yük daha fazladır. Karayolları araçları için en maks. 19 t ( tekerlek başına ) yük gelirken, hava araçları için 45 t değerine çıkabilmektedir. 2. Hava ve kara araçlarının lastik basınçları farklıdır. 3. Karayollarının genişliği ( 7-10 m ) suyun uzaklaştırılmasını kolaylaştırırken, hava meydanın genişliği ( 60 m ) drenajı zorlaştırmaktadır. 4. Havaalanlarının kaplamaları egzos gazları, yağlar gibi faktörlerle daha çabuk bozulmaktadır. 5. Havaalanlarının kaplamalarının pürüzlülüğü, karayollarına göre daha fazladır ve uçak lastikleri daha çabuk bozulur. 6. Havaalanı kaplamalarının hesabı maks. kalkış ağırlığına göre yapılır Kaplama performansına etkiyen faktörler 1. Yük faktörleri ( uçağın toplam ağırlığı, tekerlek yükü, lastik temas basıncı, yük etki süresi ) 2. Çevre faktörleri ( yağış, don, yakıt dökülmesi, egzos etkisi ) 3. Yapısal faktörler ( kaplama tipi, malzeme cinsi ) 4. İnşaat ile ilgili faktörler 5. Bakım ile ilgili faktörler 7.3. Drenaj Havaalanlarında gerek pist gerekse taksi yolları üzerinde belli bir kalınlıktan fazla su olması istenmemektedir. Bir başka deyişle pist ve taksi yollarında zeminin belli bir derinliğe kadar kuru tutulması istenmektedir. Yüzeysel drenaj açısından ise pist veya taksi yolu üzerindeki sular ızgara sistemleri ve dren boruları kanalıyla yüzeyden uzaklaştırılır. Pistler kenarlarında hendek, açık kanal kullanılması sakıncalıdır. Dr.Hakan Güler ( ) 31