机场助航灯光系统演示模型的制作意义与实践

李龙海　冯汉卿　杨皓琪　吴师晗　董丰硕　张立涛

摘要：机场灯光系统是一个复杂的系统工程，要求和种类繁多，如果没有直观的认识，很难使学生全面地掌握各种灯光的分布，如果以图片的形式，则会造成同学们的片面认识，效果依旧不理想，因此一个精致的、便于老师上课讲解的模型是非常有必要的，我们的项目也是出于辅助教学的目的而实施的。

关键词：教学用具；机场助航灯光系统；模型制作；实践能力；专业素质

一、本模型对于教学的意义

本模型的全称是机场飞行区目视助航设施演示系统，主要包括机场跑道、滑行道上的各种灯光，而对于任何一所民航类院校，这些灯光正是老师要教授给同学们的，然而由于这些灯处于飞行区，又比较细小，分布广，不像航站楼等设施可以轻易接触到，所以在学习时同学们首先有一种陌生感，随着学习的深入，灯的种类繁多又给人一种云里雾里的感觉。这些同学们学习时遇到的问题无论是语言描述还是图片展示，效果都不太好，如果有一个模型，那么这些问题就迎刃而解了。因为模型设计与制作是非常重要的一个表现方法，无论作方案还是作分析，它比图纸更真实地反映建筑。通过它，我们可以看到原本想不清楚的或没想到的东西，尤其对于复杂的建筑工程更为如此。飞行区的目视助航设施正符合此特点。

从同学们的认知方面考虑，模型的运用很好地和之前仅有的文字教授形成互补，有了模型之后同学们接触到的不仅仅是枯燥的文字说明，同时在看到模型之后再去看书，就会觉得模型上的灯的位置和颜色是有依据的，更能加深同学们的印象。甚至可以采取同学们先接触模型，然后看书自学，最后再由老师讲解的方式，相信在帮助同学们学习相关知识的同时还能激发同学们的学习兴趣。

二、机场助航灯光系统介绍

机场助航灯光是在飞机晚上航行和跑道能见度低时，向驾驶员提供视觉引导的工程设施。 助航灯光系统作为民航机场航空器进近目视系统是机场保障正常运行的重要环节之一。由进近灯光系统、目视进近坡度指示系统、跑道灯光系统、滑行道燈光系统和其他灯光系统组成，本文主要介绍进近灯光系统、目视进近坡度指示系统与跑道灯光系统。

进近灯光系统：进近灯是安装在跑道的进近端，是从跑道向外延伸的一系列横排灯、闪光灯。使飞机于夜间或是能见度低的情况下降落时，提供跑道入口位置和方向的醒目的目视参考。进近中线灯5个灯中央的一个灯正好位于中线的延长线上，从中心线的延长线900米处至300米处，它们组成一排有顺序闪灯线，每秒钟闪动2次。从飞机上向下看，这组灯光由远处频闪过来，直指跑道端。由于它看起来像一团白色毛球飞快地向跑道入口奔跑，因此被昵称为“兔子”（rabbit）。

目视进近坡度指示系统：目视进近坡度指示器是一组设于跑道旁，向飞行员用作显示飞机进近下滑角度是否适合的灯号。灯号于不同角度或者距离观看，就可以看到红色或白色的颜色。如果飞行员的进近角度是正确的话，头组灯号是白色，后组灯号就是红。如果两组灯号为白色，就表飞机进近时角度过高；如果两组灯号均为红色，就代表飞机高度过低。

跑道灯光系统：跑道灯光系统由跑道识别灯、跑道入口灯、接地带灯、跑道末端灯、跑道中线灯和跑道边线灯组成。跑道识别灯的设置是为了帮助飞行员避开危险地形，沿某一特定进近航道提供目视引导，由若干灯组组成，相邻灯组间的间隔应不超过约1600米；跑道入口灯使得跑道入口更加明显，对称地设在跑道中线两侧，与跑道入口在同一直线上，为每分钟闪光60120次的白色闪光灯；接地带灯从跑道入口开始纵向延伸900米，以许多对称于跑道中线的短排灯组成，两对短排灯之间的纵向距离必须为30米或60米；跑道末端灯设在一条垂直于跑道轴线的直线上，距跑道端距离不得大于3米；跑道中线灯沿跑道中线设置，自入口至距离跑道末端900m的范围内为白色，从距离跑道末端900m处开始至距离跑道末端300m的范围内为红色与白色相间，从距离跑道末端300m开始至跑道末端为红色。跑道边灯沿跑道全长在与跑道中线等距的两条平行线上设置，必须成行地以均匀间隔布置。

三、模型设计与制作包含的内容

（1）遇到的问题。首先，一个模型制作成功与否的标志是是否逼真，那么各部分间的比例应该不能变，但是机场尤其是跑道如果按此标准，是无法制作的。因为跑道的长度与宽度的比值太大，如果保持真实的长宽比，造成的结果就是要么跑道太长，不符合模型精致的特点；要么跑道宽度太窄，最后造成灯无法安置。因此我们为了保证灯的效果明显这一主要目的，将跑道的长和宽采用不同的比例尺进行缩放，长宽的比值与真实比值相差尽可能小。

（2）模型制作的内容。团队建立了一个单跑道二类目视助航灯光系统演示模型，以沙盘模拟的形式建立一个飞行区演示平台，在平台相应位置设置助航灯光、地面标志、指示牌等相关指示物，并利用电控制使其展现出立体演示效果。

（3）模型制作的材料、元件及制作方法。a.平面图纸设计：以海口美兰国际机场为原型，利用CAD软件绘制出飞行区平面图，包括3000m×60m单条跑道，3000m×30m单条平行滑行道以及联络滑行道，比例为1：300。b.跑道及滑行道：考虑到材料的强度以及后续加工的方便性，我们最终确定使用PVC发泡板作为跑滑系统的制作材料。根据1：300的比例，切割出1m×0.2m的条状板作为跑道，1m×0.1m的条状板作为滑行道，并涂以深灰色喷漆，模拟出混凝土质感。待油漆风干，在其上绘制跑道号码标志、跑道中线标志、跑道入口标志、瞄准点标志、接地带标志等一系列道面标志。c.灯光布局：采用具有定制颜色的LED灯带，按照标准规定间距，依据跑道比例，粘贴到跑道面板上。并通过USB控制器和开关，实现灯光的可控性。d.配景建筑航站楼：航站楼是一个机场的标志性建筑，是提供飞机乘客转换陆上交通与空中交通的设施。我们以有机玻璃作为航站楼的制作材料，用激光切割出特定形状的有机玻璃平面，组装成航站楼。

参考文献：

[1]钟丽颖.浅论建筑模型设计与制作未来的发展趋势[J].现代营销：学苑版，2011（7）：262263.

[2]王恒，高蕾.建筑学专业建筑模型制作与造型课程教学探索[J].门窗，2012（11）：253254.