CN106458335B - 跑道布置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种跑道布置，第二跑道部分从第一跑道部分横向偏移，且第二跑道部分与第一跑道部分纵向重叠，横向偏移可避免跑道建设时拆除其他建筑物，缓解住宅区且减少安全隐患，重叠部分为无干扰安全区域，在正常操作情况下不使用。

Description

跑道布置
发明领域
本发明涉及一种跑道布置(runway arrangement)及构造和操作跑道布置的方法。本发明还涉及一种用于跑道布置的灯或灯系统及操作灯或灯系统的方法。
背景
机场容量(每小时能够着陆和/或起飞的飞机数量)通常受到跑道的尺寸、数量和构造的限制。出于安全原因，在同一跑道上着陆和/或起飞的飞机之间必须有一定的时间和距离间隔。通常，使用多个跑道；指定为着陆、起飞或混合模式(其中跑道依次用于起飞和着陆)。这增加了机场容量，但是多个跑道需要间隔足够远，以便不干扰彼此并且符合监管和安全要求。在城市或其它受限环境中，用于附加跑道的足够空间可能不容易获得，和/或来自使用新跑道的飞机的噪声影响范围可能是不可接受的。此外，将飞机滑行到距离航站楼更远的跑道所引起的增加的时间和燃料可能增加飞行的运行成本和CO2排放。
为了操作的安全性，以及因此将飞行员引导到正确的跑道部分，根据本发明的一个方面，提供了一种用于标记跑道部分的设备，该设备包括：灯源；和光引向器。
优选地，为了引导着陆飞机，光引向器被布置以阻止朝向在所述跑道部分上着陆的飞机引导的由灯源发射的光。
优选地，光引向器在指示着陆跑道部分的第一状态和指示非着陆跑道部分的第二状态之间是可调节的。
优选地，光引向器包括透镜。
优选地，光引向器包括用于选择性地阻挡来自灯源的光的装置。
优选地，阻挡装置相对于灯源成角度。
优选地，光引向器包括不透明覆盖物。
优选地，光引向器包括用于偏振光的装置，并且优选地，偏振装置包括偏振滤光器。
优选地，光引向装置相对于灯源是可移动的。
优选地，光引向装置是可旋转的。
优选地，灯源适合于定位在跑道布置的边缘上。
优选地，灯源适合于定位在跑道布置的中心线上。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于标记跑道部分的设备，其具有多个如本文所描述的用于标记跑道部分的设备。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于标记跑道部分的设备；包括适合于沿跑道部分布置的多个跑道灯源；用于每个跑道灯源的光引向器；其中光引向器被布置以阻止朝向着陆在所述跑道部分上的飞机的由光引向器的对应的灯源发射的光；从而将所述跑道部分指定为非着陆跑道部分。这种设备允许跑道部分的安全的独立操作。
优选地，光引向器包括人工视觉系统。优选地，人工视觉系统包括以下中的至少一个：平视显示器、头盔安装的显示器和视觉显示器。
优选地，光引向器被布置以便将来自灯源的光朝向所述跑道部分上的飞机引导；从而将所述跑道部分指定为起飞跑道部分。
优选地，根据沿着跑道部分的灯源的预定位置，每个光引向器相对于其对应的灯源成角度。
优选地，被预定放置在沿着所述跑道部分的更近侧位置处的光引向器比被预定放置在沿着所述跑道部分的更远侧位置处的那些光引向器成更大程度的角度。
根据本发明的另一方面，提供了一种跑道布置，包括：第一跑道部分；第二跑道部分，其大体上在第一跑道部分的延长部分上延伸，所述第二跑道部分具有多个跑道标记设备，每个跑道标记设备包括跑道灯源和用于每个跑道灯源的光引向器；以及在第一跑道部分和第二跑道部分之间的中间部分；其中每个光引向器被布置以阻止朝向朝着所述中间部分着陆在所述第一跑道部分上的飞机引导的由每个光引向器的对应灯源发射的光；由此将所述第二跑道部分指定为非着陆跑道部分。
优选地，为了能够在任一方向上操作，第一跑道部分包括多个跑道标记设备，每个跑道标记设备包括跑道灯源和用于每个跑道灯源的光引向器；其中，每个光引向器被布置以阻止朝向朝着所述中间部分着陆在所述第二跑道部分上的飞机引导的由每个光引向器的对应灯源发射的光；由此将所述第一跑道部分指定为非着陆跑道部分。
优选地，为了使‘长着陆’实现以为当地居民提供缓解，光引向器适合于被调整以便将非着陆跑道部分指定为着陆跑道部分。
优选地，为了使‘长着陆’实现以向当地居民提供缓解，非着陆跑道部分还包括辅助照明设备，以便将非着陆跑道部分指定为着陆跑道部分。
优选地，光引向器被布置成使得光朝向在所述非着陆跑道部分上的飞机被引导，由此将所述非着陆跑道部分指定为起飞跑道部分。
优选地，每个跑道灯源包括光引向器。
优选地，每个跑道标记设备是如本文所描述的设备。
根据本发明的另一方面，提供了一种操作具有跑道照明系统的跑道布置的方法，该方法包括：沿着跑道布置的第一和第二部分提供灯源；以及提供光引向器，以便阻止来自所述第一跑道部分上的灯的光朝向着陆在所述第二跑道部分上的飞机被引导；由此将所述第二跑道部分指定为非着陆跑道部分。这种方法允许两个跑道部分的安全的独立操作。
优选地，跑道布置包括如本文所描述的跑道布置。
根据本发明的另一方面，提供了一种跑道布置，包括：被指定为着陆跑道部分的第一跑道部分；被指定为起飞跑道部分的第二跑道部分；和无干扰安全区域(sterile safetyarea)；其中第一和第二跑道部分通过所述无干扰安全区域连接；所述跑道布置包括因所述第一跑道部分上的着陆而导致的飞机的复飞点(missed approach point)，该复飞点从所述第二跑道部分的起点位移大于H/tanθ1的距离；其中H是安全转向高度，且θ1是在复飞之后的上升角；其中H大于150m并且θ1大于2°。这种布置允许两个跑道部分的安全独立操作，由此执行复飞的着陆飞机不太可能干扰另一飞机。复飞点可包括在第一跑道部分上的物理标记物，或者可由软件限定。
优选地，复飞点距第二跑道部分的起点在1,500m和4,500m之间。优选地，复飞点距第二跑道部分的起点在2,500m和3,500m之间。优选地，复飞点距第二跑道部分的起点大约为3,000m。
优选地，复飞点是标记在所述第一跑道部分上的着陆跑道头(landingthreshold)。
优选地，着陆跑道头距第二跑道部分的起点在100m和1,500m之间。优选地，着陆跑道头距第二跑道部分的起点在100m和1,000m之间。优选地，着陆跑道头距第二跑道部分的起点在300m和800m之间。优选地，着陆跑道头距第二跑道部分的起点在500m和800m之间。
优选地，着陆跑道头距第二跑道部分的起点小于850m。
优选地，着陆跑道头大体上在第二跑道部分的起点处。
优选地，第二跑道部分相对于第一跑道部分成角度设置。
根据本发明的另一方面，提供了一种确定跑道布置上的安全进场的方法，该跑道布置包括被指定为着陆跑道部分的第一跑道部分，被指定为起飞跑道部分的第二跑道部分，以及无干扰安全区域，其中第一和第二跑道部分通过无干扰安全区域连接，该方法包括：指定复飞点；以及将所述复飞点确定为从所述第二跑道部分的起点位移大于H/tanθ1的距离；其中H是安全转向高度，且θ1是在复飞之后的上升角。这种方法降低了执行复飞的着陆飞机干扰从起飞跑道部分离开的另一飞机的可能性。
优选地，H大于150m，并且θ1大于2°。
根据本发明的另一方面，提供了一种跑道布置，包括：第一跑道部分；第二跑道部分；和无干扰安全区域；其中第一和第二跑道部分通过无干扰安全区域连接；并且第二跑道部分相对于第一跑道部分成角度设置。
跑道布置的几何形状可以为当地环境带来益处，例如，通过防止需要拆除包括住宅区在内的建筑物多的区域，以及通过为当地居民提供缓解。此外，诸如仪表着陆系统(ILS)的地面飞机安全设备可以定位成使得它们具有对接近第一或第二跑道部分的飞机的视线。
优选地，第二跑道部分设置成与第一跑道部分大体上成0.1-10度，优选地大体上为0.25-10度，优选地大体上为1-5度，更优选地大体上为2-3度。
优选地，第二跑道部分从第一跑道部分横向偏移，该横向偏移在与第二跑道部分成角度的方向相反的方向上，从而优选地降低了利用第一跑道部分和第二跑道部分的飞机之间的干扰。
优选地，为了平衡安全性和最小化飞机往返机场航站楼的滑行距离，第二跑道部分从第一跑道部分横向偏移第一跑道部分的宽度的四分之一和两倍之间，优选在50m和100m之间，更优选在60m和80m之间。
跑道布置还可包括横向偏移跑道部分，该横向偏移跑道部分大体上平行于所述第一跑道部分，并且优选地大体上与所述第一跑道部分纵向对齐。
优选地，为了有效地利用跑道布置的限度内的土地，第二跑道部分从安全区域朝向该横向偏移跑道部分成角度。
优选地，为了确保安全性并防止飞机碰撞或损坏，横向偏移跑道部分从所述第一跑道部分横向偏移，使得横向偏移跑道的中心线不与第二跑道部分相交，优选地，其中跑道布置满足不等式D>L·sin(θ)或D+O>L·sin(θ)；优选地，其中D是纵向对齐的跑道之间的横向间隔，L是第二跑道部分的长度，θ是第二跑道部分成角度的角度，且O是第一和第二跑道部分的横向偏移(如以下进一步限定的)。
优选地，为了以节省土地的方式提高机场容量，提供了大体上在第一跑道部分的延长部分中的第三跑道部分，从而优选地形成“y形”跑道布置；并且第一和第三跑道部分通过无干扰安全区域连接。
第一跑道部分和第三跑道部分之间的无干扰安全区域可以连接到第一跑道部分和第二跑道部分之间的无干扰安全区域。
优选地，第三跑道部分从所述第一跑道部分横向偏移，该横向偏移在与第二跑道部分的角度相反的方向上，从而优选地提供同时使用第一和第三跑道部分。
优选地，第三跑道部分包括在跑道部分的端部处靠近所述第一跑道部分的无干扰安全区域。
优选地，在第三跑道部分的端部处的无干扰安全区域与在第一跑道部分和第二跑道部分之间的无干扰安全区域大体上对齐。
优选地，第二跑道部分从第一跑道部分横向偏移，这因此抵消了环境破坏，例如远离建筑物多的区域。
优选地，跑道布置包括两个另外的横向偏移跑道部分，其大体上平行于所述第一跑道部分和/或第二跑道部分，并且与所述第一跑道部分和/或第二跑道部分大体上纵向对齐，由此优选地例如防止需要拆除多个建筑物多的区域并为更广泛的当地居民提供缓解，同时也提高飞机容量。
根据本发明的另一方面，提供了一种跑道布置，其包括第一跑道部分和第二跑道部分；其中第二跑道部分从第一跑道部分横向偏移；并且第二跑道部分与第一跑道部分纵向重叠；不重叠的部分用作起飞或着陆部分。
跑道布置的几何形状可以为当地环境提供益处，例如，通过防止需要拆除包括住宅区在内的建筑物多的区域，以及通过为当地居民提供缓解。此外，地面飞机安全设备，例如ILS，可以放置成具有对沿着第一或第二跑道部分移动的飞机的视线。
通常，为了安全起见，着陆部分可以指向重叠部分，并且起飞部分远离重叠部分指向。
优选地，重叠部分的长度在300m和900m之间，优选地长度大体上为400m-600m。
优选地，重叠部分是无干扰安全区域；优选地，在跑道布置的正常使用期间，无干扰安全区域不受地面飞机的影响，从而优选地允许重叠部分在紧急情况或在特殊情况下可供飞机使用。
优选地，为了平衡安全性和最小化飞机往返于机场航站楼的滑行距离，第二跑道部分从第一跑道部分横向偏移第一跑道部分的宽度的四分之一和两倍之间，优选地在50m和100m之间，更优选地在60m和80m之间。
优选地，在无干扰安全区域外设置有滑行道，以便允许穿过第一跑道部分进入第二跑道部分的近侧端。
优选地，为了避免飞行线路交叉，第二跑道部分大体上平行于第一跑道部分。
优选地，第二跑道部分相对于第一跑道部分成角度设置，因此优选地改变第二跑道布置的使用对当地环境和居民的影响。
优选地，第二跑道部分可以设置成相对于第一跑道部分大体上成0.1-10度，优选地大体上0.25-10度，优选地大体上1-5度，更优选地大体上2-3度。优选地，取决于第二跑道的长度，第二跑道部分相对于第一跑道部分成角度，以便避免飞行线路或跑道布置的延伸部分危害当地环境或当地居民。
根据本发明的另外的方面，具有一种提供跑道布置的方法，包括以下步骤：提供第一跑道部分；提供第二跑道部分；并且提供无干扰安全区域；其中第一和第二跑道部分通过无干扰安全区域连接；并且第二跑道部分相对于第一跑道部分成角度设置。
从而能够扩展机场跑道布置，特别是在(由于例如地理或社会限制)扩展另外受限制的情况下。
优选地，第二跑道部分从第一跑道部分横向偏移，该横向偏移在与第二跑道部分的角度相反的方向上，以便避免对当地环境的可能破坏。
优选地，为了能够实现大体上的双倍的容量，存在提供两个另外的横向偏移跑道部分的附加步骤，该两个另外的横向偏移跑道部分大体上平行于所述第一跑道部分和/或第二跑道部分并且大体上与所述第一跑道部分和/第二跑道部分纵向对齐。
优选地，为了增加容量，提供了另外的横向偏移跑道部分，该另外的横向偏移跑道部分大体上平行于所述第一跑道部分并大体上与所述第一跑道部分对齐，优选地，其中第二跑道部分优选地从第一跑道部分朝向该另外的横向偏移跑道部分成角度。优选地，第一跑道部分和横向偏移跑道部分之间的横向偏移距离D为1,000m-3,000m，并且更优选为1,400m-1,600m。
优选地，为了安全和为了防止飞行线路的相交，横向偏移跑道部分从所述第一跑道部分横向偏移，使得横向偏移跑道的中心线不与第二跑道部分相交，优选地，其中跑道布置满足不等式D>L·sin(θ)或D+O>L·sin(θ)，如以下所界定的。
优选地，为了提高容量同时有效地使用土地，提供大体上在第一跑道部分的延长部分中的第三跑道部分，从而优选地形成“y形”跑道布置；并且第一和第三跑道部分通过无干扰安全区域连接。
优选地，第一和第三跑道部分之间的无干扰安全区域连接到第一和第二跑道部分之间的无干扰安全区域。
优选地，第二跑道部分从第一跑道部分横向偏移。
根据本发明的另一方面，具有一种提供跑道布置的方法，包括以下步骤：提供第一跑道部分；并提供第二跑道部分；其中第二跑道部分从第一跑道部分横向偏移；并且第二跑道部分与第一跑道部分纵向重叠；不重叠的部分用作起飞或着陆部分。
从而能够扩展机场跑道布置，特别是在(由于例如地理或社会限制)扩展被另外限制的情况下。
优选地，为了效率，着陆部分被指定用于在朝向重叠部分的方向上使用，并且起飞部分被指定用于在远离重叠部分的方向上使用。
优选地，为了安全起见，重叠部分是无干扰安全区域，优选地，在跑道布置的正常使用期间，无干扰安全区域不受地面飞机的影响。
优选地，第二跑道部分从第一跑道部分横向偏移第一跑道部分的宽度的四分之一和两倍之间，优选地在50m和100m之间，更优选地在60m和80m之间。
优选地，在无干扰安全区域外的滑行道被指定以便允许穿过第一跑道部分进入第二跑道部分的近侧端，优选地不需要进入无干扰安全区域。
优选地，为了防止飞行线路的相交，第二跑道部分设置成大体上平行于第一跑道部分。
第二跑道部分可以相对于第一跑道部分成角度设置。
根据本发明的另一方面，提供了一种操作用于飞机的机场跑道布置的方法，该方法包括以下步骤：引导飞机沿着第一跑道部分移动；引导飞机沿着第二跑道部分移动，其中飞机被引导为沿着第二跑道以相对于沿着第一跑道部分被引导移动的飞机的角度和/或以与沿着第一跑道部分被引导移动的飞机的横向偏移来移动；以及在第一跑道部分和第二跑道部分之间提供无干扰安全区域。因此，可以引导飞机飞行线路，以便避开建筑物多的区域。
优选地，引导飞机沿着第一跑道部分移动的步骤包括引导飞机着陆，优选地朝向安全区域着陆。
优选地，引导飞机沿着第二跑道部分移动的步骤包括引导飞机起飞，优选地远离安全区域起飞。
优选地，为了向机场跑道布置的当地人员提供缓解，飞机被引导为沿着第一和/或第二跑道部分移动的方向周期性地，优选每天地反向。
优选地，为了安全，引导飞机滑行到第一或第二跑道部分的步骤，优选在正常操作下不进入安全区域。
优选地，飞机被引导为沿着平行于第一跑道部分和/或从第一跑道部分横向偏移的第三跑道部分移动。
优选地，为了安全并且为了向当地居民提供缓解，当进场和/或从第一、第二和/或第三跑道部分起飞时，引导飞机沿着弯曲路径移动。
优选地，第一和第二跑道部分可以用作单个延长的跑道(例如用于长着陆，长起飞或在紧急情况下)，其中第一和第二跑道部分在大体上彼此的延长部分上延伸。
根据本发明的另一方面，提供了一种机场，其包括如上所描述的跑道布置。优选地机场是英国伦敦希思罗机场。
根据本发明的另一方面，提供了一种机场系统，其包括飞机和以下中的至少一个：如本文所描述的跑道布置和如本文所描述的空中交通管制系统。
根据本发明的另一方面，提供了一种控制空中交通的方法，该方法是操作机场跑道布置的方法，优选地根据上述操作方法，其中飞机被引导到跑道布置和/或从跑道布置被引导。
本发明延伸到本文描述和/或示出的任何新颖的方面或特征。本发明的其它特征由其它独立和从属权利要求表征。
本发明的一个方面中的任何特征可以以任何适当的组合应用于本发明的其它方面。具体地，方法方面可以应用于装置方面，反之亦然。
此外，在硬件中实现的特征可以在软件中实现，反之亦然。本文中对软件和硬件特征的任何引用应当被相应地解释。
本文描述的任何装置特征也可以做为方法特征被提供，反之亦然。如本文所使用的，装置加功能特征可以根据其相应的结构，诸如适当编程的处理器和相关联的存储器来交替地表述。
还应当理解，在本发明的任何方面中描述和限定的各种特征的特定组合可以独立地被实现和/或提供和/或使用。
在本说明书中，除非另有说明，词语“或”可以以排他或包含的含义来解释。
此外，在硬件中实现的特征通常可以在软件中实现，反之亦然。本文中对软件和硬件特征的任何引用应当被相应地解释。
本发明延伸到大体上如本文中参照附图所描述的跑道布置、提供跑道布置的方法、操作跑道布置的方法、机场和控制空中交通的方法。
现在参考附图，仅通过示例的方式描述本发明的优选特征，在附图中：
图1是现有机场布置的示例；
图2是使用直列跑道的跑道布置的示例；
图3示出了使用偏移跑道的可选跑道布置的操作；
图4示出了可以使用的示例性着陆方法；
图5(a)示出了图2(a)的跑道布置的简化图；
图5(b)-(e)示出了图5(a)中所示的跑道布置的改变；
图6示出了直列的成角度的跑道布置；
图7示出了具有另外的跑道部分的图6的跑道布置；
图8示出了对应于图5和图6的组合的跑道布置；
图9示出了对应于图7和图8的组合的跑道布置；
图10示出了如图6中所示的两组直列的成角度的跑道布置。
图11(a)示出由着陆飞机执行的“重飞”的示意性平面图；
图11(b)示出了由着陆飞机执行的“重飞”的相应示意性侧视图；
图12是表示落地的最后点和起飞跑道的起点之间的距离(D)与进行重飞的飞机的上升角(θ1)之间的示例关系的曲线图。
图13示出了包括跑道照明系统的图2(a)的跑道布置的透视图；
图14示出了图2(a)的跑道布置的透视图，其包括包含辅助跑道灯的可选跑道照明系统；
图15示出了从图14的跑道布置着陆和起飞的飞行员的视线的透视图；
图16示出了从跑道布置着陆和起飞的飞行员的视线的侧视示意图；
图17(a)和(b)示出了选择性阻挡的跑道灯的示例；以及
图18(a)和(b)示出了具有不透明覆盖物的示例跑道灯。
具体描述
本说明书中使用的术语“跑道”优选地指由监管和安全局指定和认证的、供飞机起飞和/或着陆使用的区域。通常，这是适当地硬的表面区域，其被划分(即，与滑行道等不同)为跑道。贯穿全文，术语“无干扰”用于指代优选地不受正常操作下(即，在紧急情况和不利条件下除外)的地面上的飞机，包括正在滑行或正在操纵的任何飞机的影响的区域的指定。
此外，术语“安全区域”或可互换地，“无干扰安全区域”(其可以包括“中间安全区域”(“ISA”)或“中间安全部分”(“ISS”))优选地意味着为了安全目的而是无干扰的跑道的区域或部分。指定为安全区域的区域在正常操作期间是不被使用的，而是仅在着陆未达到跑道(undershoot)、滑出跑道(overshoot)、从跑道偏移、长着陆或长起飞的情况下被使用，并且优选地在横穿跑道的操纵的情况下不被使用。优选地，安全区域是可变的或可移动的。优选地，安全区域是可移除的或可变的，例如在整个跑道用于飞机操纵(例如起飞或着陆)的情况下。跑道的每个部分被适当地标记，使得飞机驾驶员可以看到分别被指定用于抵达飞机和离港飞机的跑道的部分在哪里开始和结束。本领域技术人员将认识到，本领域中当前已知的各种跑道标记物和照明设备将是合适的。关于本文中的安全区域的术语“中间”优选地意味着安全区域以这样的方式位于跑道部分之间，即，该方式通过提供飞机可以在经由中间安全区域通过中间安全区域被连接的跑道部分之间操纵的表面将跑道部分连接，尽管只是在特殊情况或不利条件下。
在下面的描述中，术语“纵向长度”或“长度”优选地指飞机在着陆或起飞时通常沿着其移动的跑道的长度。术语“横向宽度”或“宽度”优选地是指垂直于纵向长度测量的跑道或跑道组的宽度(取决于上下文)。
用于载客飞机的现有商业机场通常具有两个或更多个跑道以增加超过单个跑道的容量。这些跑道的配置取决于机场航站楼的布局、可用的空间(陆地)、周围的地理环境和普遍的当前的天气条件(以及其它因素)。
图1显示了使用两条跑道102、104的现存的机场布置100的示例。此布置是通用的，其中两条跑道102、104是足够远离的以便在正常使用期间不互相干扰彼此的操作，并且每条跑道是接近航站楼106的，或可选地接近飞机停机位。每条跑道通常被指定为着陆跑道或起飞跑道，或指定为混合模式，其中飞机使用同一跑道用于按照顺序着陆和起飞，其中飞机以相同方向移动。这样的指定可以不是恒定的，并且例如，可以取决于白天的时间或风条件。
向这样的现存的布置增加第三跑道(由虚线跑道108所示)将不可避免地干扰操作，如由跑道108-1所示，或需要从航站楼106或飞机停机位的长的滑行，如由跑道108-2所示。当在跑道108-2和航站楼或飞机停机位之间滑行时，此布置也可能需要飞机横穿跑道102。另外的跑道的这样的布置也可以使得‘重飞’(其中飞机终止进场或着陆并且环绕迂回(loop round)用于另一次尝试)更危险，因为飞机可能不得不横穿从其它跑道进场或离开的其它飞机的飞行线路。
用于商业的、在民事规则下操作的载客飞机的可选的跑道布置显示在图2(a)中，其中单一跑道被分成由中间区域210-3分离的两部分202-1、202-2。在所示的示例中，第一跑道部分202-1被用作着陆跑道并且第二跑道部分202-2被用作起飞跑道。此布置的总跑道长度比显示在图1中的那些跑道更长以允许飞机从跑道的每个部分同时着陆和起飞。按照由监管和安全局要求的，在跑道的每一端部(其中它们可以被称为跑道端部安全区域(Runway End Safety Areas,RESA))提供安全区域210-1和210-2以降低在着陆未达到跑道、滑出跑道或从跑道偏移的情况下对飞机伤害的危险。为满足相同的目的(即是，优选地，降低在着陆未达到跑道、滑出跑道或从(视情况而定，飞机的)跑道偏移的情况下对飞机伤害的危险)的相似的中间安全区域210-3在跑道的两部分之间的边界被提供。
“重飞”显示在图2(a)中，表明在终止的进场或着陆情况下，着陆飞机从跑道如何离开。这在着陆部分202-1的起点发生并且因此避免与离港飞机冲突。
图2(a)显示了中间安全区域的每一侧的相等长度跑道部分。但是，中间安全区域的位置是不固定的，以允许跑道部分每一侧的长度在长度方面根据操作要求被增大或减小。优选地，安全区域210关于其尺寸和/或位置是可调整的，取决于风向和着陆飞机和离港飞机的空间要求。
此跑道布置也可以在相反的操作方向中被使用，即，跑道部分202-1被用作起飞跑道并且部分202-2被用作着陆部分。优选地，在使用中，跑道部分202的操作方向是可切换的。
用于商业的、在民事规则下操作的载客飞机，通常通过标号200被标记的跑道布置显示在图2(b)中，其中提供了一对跑道。在所示示例中，第一跑道部分202-1和204-1被用作着陆跑道，并且第二跑道部分202-2和204-2被用作起飞跑道。此布置的每条跑道的总长度比在图1中显示的那些跑道更长以允许飞机同时从跑道的每个部分着陆和起飞。
按照由监管和安全局要求的，在跑道的每一端部(其中它们可以被称为跑道端部安全区域(RESA))提供安全区域210-1、210-2、210-3和210-4以降低在着陆未达到跑道、滑出跑道或从跑道偏移的情况下对飞机伤害的危险。为满足相似的目的且为允许两个跑道部分202-1、202-2的完全独立的操作的相似的中间安全区域210-5和210-6在跑道的两部分之间的边界被提供。跑道的每个部分被合适地标记，使得飞行员可以看见分别指定用于抵达飞机和离港飞机的跑道的部分在哪里开始和结束。本领域的技术人员会认识到本领域中目前已知的各种跑道标记物和照明设备将是合适的。优选地，安全区域210通过调整跑道上相关的标记物(例如，照明设备)是可移动的/可变的。优选地，安全区域210在正常操作下是无干扰的，因为所述区域不受地面飞机，包括正在滑行或正在被操纵的任何飞机的影响。优选地，安全区域210不受正在滑行或正在被操纵穿过跑道的飞机的影响。
在一个示例中，同一个中间安全区域被用于着陆和起飞。如果，在紧急情况下，例如，滑出跑道，需要跑道的更长部分，然后中间安全区域(典型地以一系列跑道标记物的形式，例如，灯光)被改变以便指定更长跑道部分。在一个实施方案中(具有给出的是接近最近5或10％的数字)，全长是6400m的跑道具有2800m长的第一跑道部分，长度400m的中间安全区域以及长度是3200m的第二跑道部分。可选地，有2600m长的第一跑道部分、长度600m的中间安全区域以及长度3200m的第二跑道部分。在进一步的可选的实施方案中，有2800m长的第一跑道部分、长度600m的中间安全区域以及长度3000m的第二跑道部分。在以上实施方案的每一个中，至少两个系列标记物被使用以便适应对跑道长度和/或跑道布置的操作方向的调整。由于中间安全区域长度(例如，如每一上述实施方案的另外600m或400m的长度)或中间安全区域的长度的部分，起飞跑道长度被更长地形成是可行的，因为优选地，中间安全区域对于起飞是多余的，但是优选地对于着陆是需要的。中间安全区域的指定由于跑道布置的不同的操作方向发生变化。优选地，在优选地连续的两对(例如，一对用于西向的操作并且另一对用于东向的操作)中，有至少两个中间安全区域或四个中间安全区域。优选地，中间安全区域被分成多个组成部分是可行的，以便允许在跑道部分的中间安全区域和长度和/或位置的调整中更大的间隔尺寸。
图2(b)显示了中间安全区域210-5和210-6的每一侧的相等长度跑道部分。但是，中间安全区域的位置是不固定的，以允许根据操作要求在长度方面增大或减小跑道部分每一侧的长度。
用于两个着陆跑道的“重飞”显示在图2(b)中，表明在终止的进场或着陆情况下，着陆飞机如何从跑道离开。这发生在着陆部分202-1和204-1的起点并且因此避免与离港飞机冲突。
此跑道布置也可以在相反的操作方向中被使用，即，跑道部分202-1和204-1被用作起飞跑道并且跑道部分202-2和204-2被用作着陆跑道。以这种方式反转跑道的操作方向将会是特别地有利的，其中风向改变或进场的不同方向在白天的不同时间是优选的，例如，为限制在围绕机场区域上的飞机噪音。在安全区域210的位置和/或大小的调整中的灵活性有助于适于双重方向操作。
虚线显示了向滑行道212和从滑行道212的地面上的典型的飞机移动。本领域的技术人员将理解，飞机地面移动实际上比显示的更复杂，但是在不冲突下，着陆飞机和离港飞机的地面移动是可能的。
下面表1显示了在图2(a)和2(b)中示例跑道布置的尺寸：
标号 描述 长度
202-1、202-2、204-1、204-2 跑道部分 2200-3200m
210-1、210-2、210-3、210-4 跑道端部安全区域 ≥300m
210-5、210-6 中间安全区域 300-600m
d 跑道间距 ≥1035m
表1-跑道布置的组件的尺寸的实施方案
在表1中提供的长度是完全通过实施方案的方式并且取决于例如，使用跑道的飞机的类型以及可行的空间的多种因素。例如，跑道部分可以是在1000m和8000m长之间，优选地长度在2000m和4000m之间。同样地，RESA和中间安全区域的尺寸可以是如由当地监管机构要求定义的更长的或更短的；在一个优选的实施方案中，它们长度是在240m和600m之间，但是优选地长度达至1500m。优选地，中间安全区域长度是至少175m、180m、200m、240m、250m或300m。此外，跑道间隔(d)通常由当地监管机构定义并且可以是更长的或更短的。
通过在机场延伸现存的跑道和滑行道的长度，在图2(a)和图2(b)中显示的布置可以实质上在不需要建造完全新的跑道的情况下提高容量，所述完全新的跑道可能向围绕机场的更多的区域暴露飞机噪音。通过提高容量改进机场的效率降低了当等待着陆位置(landing slot)时，用于抵达飞机被保持以盘旋“堆叠”的需要，并且因此降低了每架航班的总CO2排放。此外，相比于多重跑道布局，显示的跑道布置提高了效率和容量，降低了滑行距离，并且降低了用于飞机等待起飞位置的维持时间，其也降低了每架航班的CO2排放。
在图2(a)和图2(b)中显示的布置在某些实施方案中可以是稍微限制的，如果监管和安全局要求离港飞机等待着陆飞机以在离港飞机被允许进入跑道的起飞部分之前，慢到安全的速度。
图3显示了通常由标号300识别的可选的实施方案，其中着陆部分302-1、304-1从各自的起飞部分302-2、304-2横向地偏移。这降低了在抵达飞机和离港飞机之间任何感知的潜在的冲突的危险。每条跑道302、304的总宽度大于图2(a)和图2(b)的总宽度(例如，70m至170m，优选地85m至95m，如与40m至50m相对的，但是在如由监管和安全局要求的任何情况下)，同时跑道长度和滑行道长度以如图2中显示的那些相同的方式被延伸。
此布置将会是特别地有利的，其中现存的跑道比由监管和安全局要求的更宽，并且可以在纵向上被分开以提供两条连续的、平行的跑道。可选地，现存的跑道可以向一侧或两侧加宽以提供需要求的宽度。
图3(a)、(b)、(c)和(d)阐明了其中此跑道布置可以被使用的方式。图3(a)和3(b)阐明了当南向的操作被使用时的两个布置，并且图3(c)和3(d)显示了当北向操作被使用时，对应的跑道布置。在一个示例中，从在图3(a)至3(c)中显示的跑道操作形态中的切换将会代表从南向到北向操作的改变；安全区域的指定相应地被调整。
中间安全区域的位置和/或优选长度如显示通过不同布置发生变化，以允许每一侧跑道部分的长度如显示的并且根据操作要求被增大或减小长度。优选地，中间安全区域的长度取决于多种因素动态地变化，包括飞机推进喷气影响、飞机性能影响和/或障碍限制面(例如，以便允许离港飞机充足的清除过去的潜在的障碍，例如，地面飞机的直尾翅)。其中不同长度跑道和/或优选中间安全区域会是有利的示例是其中轻的/中等的飞机从较短的部分着陆并且起飞以及大型的/重的飞机从较长的部分着陆并且起飞的情况。此布置也避免了更小飞机受由预先已经直接地着陆/起飞的大型飞机产生的涡旋影响的问题。这些部分的长度可以适合于使用跑道布置的飞机的精确的类型并且不会是必须不变的。表2显示了用于这样的方案的尺寸的示例：
标号 跑道类型 长度
302-1 着陆-大型的/重的 2500m-4000m
302-2 起飞-轻的/中等的 1000m-2500m
304-1 着陆-轻的/中等的 1000m-2500m
304-2 起飞-大型的/重的 2500m-4000m
表2-跑道布置的组件的尺寸的示例
在图2中提供的长度是完全通过示例的方式并且取决于例如，使用跑道的飞机的类型和可行的空间的多种因素。例如，每一跑道302、304的总长度可以是在3000m和8000m之间，优选地，在4000m和6000m之间，更优选地约5400m(排除中间安全区域)。在优选的示例中，较长的跑道302-1、304-2实质上是3200m长并且较短的跑道302-2、304-1是约2200m长。优选地，跑道布置的总长度是至少5000m、6000m、6400m、6600m、6800m或7000m长度。这可以延伸跑道布置超过机场的现存的边界，可能地进入不太稠密地居住区，其可能带来如关于图7的稍后描述的噪音优势。
按照由监管和安全局的要求在跑道的每一端部提供安全区域310-1、310-2、310-3和310-4(其中它们可称为跑道端部安全区域(RESA))以降低在着陆未达到跑道、滑出跑道或从跑道偏移的情况下对飞机伤害的危险。为满足相同的目的相似的中间安全区域310-5和310-6在每条跑道的两部分之间的边界被提供。跑道的每个部分被合适地标记，使得飞行员可以看见分别指定用于抵达飞机和离港飞机的跑道的部分在哪里开始和结束。本领域的技术人员会认识到本领域中目前已知的种种跑道标记物和照明设备会是合适的。优选地，安全区域310通过调整跑道上相关的标记物是可移动的。
优选地，安全区域210在正常操作下是无干扰的，因为所述区域没有地面飞机，包括正在滑行或正在操纵的任何飞机，优选地安全区域210没有正在滑行或正在操纵横穿跑道的飞机。
用于着陆跑道的“重飞”显示在图3(a)、(b)、(c)和(d)中，表明在中断的进场或着陆情况下，着陆飞机如何从跑道离开。这种操纵也可以称为“复飞”。这在着陆部分302-1和304-1(图3(a)和(b))以及着陆部分302-4和304-4(图3(c)和(d))的起点发生并且因此避免与离港飞机冲突。外部对跑道(在图3(a)和(b)中的302-1和304-1以及在图3(c)和(d)中的302-4和304-4)被指定为着陆跑道以允许飞机在不与内部对跑道上的离港飞机冲突情况下，从跑道离开。
在图2和图3中，将区域指定为安全区域210和310可以包括增加照明设备、跑道标记物这样的物理改变和/或例如，经由用户界面警告飞行员和航空调度员可用的跑道长度的软件执行的改变。这些指定可以通过用户和/或计算机系统被改变，所述用户和/或计算机系统改变跑道上的激活的照明设备和/或标记物，并且对用于飞行员和航空调度员的用户界面显示标记相应的改变。这样的系统会允许在中间安全区域的位置中的灵活性。而且，在飞机需要比通常要求的更长的跑道的情况下，每条跑道的总长度被使用，因为中间安全区域，和在位置中的灵活性一样，也可以被用作跑道的部分，如果要求的话(在这样的情况下，没有提供中间安全区域)。然而，这样的布置与具有两个独立的直列跑道部分相比消除了增加的容量增益。
用以帮助着陆的仪表着陆系统(Instrument Landing Systems，ILS)通常被布置成，使得ILS的天线被放置在跑道的远侧端。参考图2(a)和2(b)，除了距离离港飞机的潜在的障碍物外，还由于在着陆飞机和ILS天线之间的距离，ILS信号衰减被预期。如在图3(a)-(d)中显示的跑道部分302-1和304-1分别从跑道部分302-2和304-2的偏移允许ILS天线优选地被置于更接近着陆飞机，直接地越过着陆跑道部分(例如，在图3(a)中的跑道部分302-1和304-1)。以此方式，ILS天线具有对着陆飞机的自由的视线(free line-of-sight)、更接近着陆飞机并且从离港飞机安全地偏移。为提高安全性，优选地固定的，但是易碎的ILS天线结构被使用以便防止对飞机的伤害，例如，在飞机着陆事件中。此外，ILS天线是低洼的以便避免与机翼接触。
图4(a)示出了使用上述跑道布置的可选方法。由于涉及噪声和随之发生的对周围居民的干扰，经常对清晨或深夜的机场运行施加限制。
在飞机仅着陆的时间期间，例如清晨，一条或两条跑道的整个长度可用于进入的飞机。因此，飞机可以降落在任一跑道的远侧端，从而有效地使噪音沿着跑道移动更远。对于长的跑道，这可能是数千米。因此，跑道实际上是远离当地居民的额外距离，从而降低了对沿着飞行线路的人的噪声强度。图7(a)示出了飞机通常相对于飞机可以着陆的点702(参见图2至4及以上)着陆的点700，如果没有飞机起飞的话。
在飞机仅起飞的时候，例如，深夜，一个或两个跑道的整个长度可用于离开的飞机。因此，飞机可以类似地沿着跑道从更远处开始起飞。
图4(b)示出了该不同着陆方法对远离距离x的附近居民704的影响。正常飞行线路706经过距离d处的居民704正上方的点。当使用“长着陆”时，其中着陆点偏移距离Δx，新飞行线路708在该相同点上方距离d+Δd处。该距离由以下关系式给出：
Δd＝Δx·tanθ
将着陆点以3°的下降梯度延伸例如2km因此意味着以大约105m的更高的飞行线路。这对地面的噪声水平有很大的影响。着陆点延伸越远，飞机将在距离跑道起点的给定点处越高。然而，该距离受到可用跑道长度的限制；2km仅仅是示例，并且根据所使用的跑道，距离可以大于或小于该距离。
当起飞时，可以使用类似的方法，使得飞机当它们越过附近的居民时已经爬升到更高的距离。在这种操作中，飞机在跑道端部开始起飞，与如图2至图4中所示的更接近中间部分起飞完全不同。这种操作将独立于飞机着陆发生。
着陆跑道头和/或安全区域的指定可以包括物理改变，例如增加或移除照明设备、附加的跑道标记物(例如跑道头标记物)和/或向飞行员和空中交通管制员警告安全区域的位置、跑道长度和/或位置，可能地经由用户界面使用软件实现的变化，例如向飞行员和空中交通控制器警告可用的跑道长度。这些指定可以由用户和/或计算机系统改变跑道上的主动照明设备和/或标记物并且使用于飞行员和空中交通管制员的用户界面显示器实现相应的变化来改变。这种系统允许在跑道的长度和/或位置、操作方向上的灵活性，并且允许有利于“长着陆”。可以使用每个跑道的全长，因为中间安全区域，也在位置上是灵活的，如果需要也可以用作跑道的一部分。
图5(a)示出了图2(a)中所示的跑道布置的简化的变型，为了清楚而省略了例如RESA的细节。第一跑道部分502-1和第二跑道部分502-2通过无干扰安全区域510连接，无干扰安全区域510在第一跑道部分和第二跑道部分中间(因此也称为中间安全区域(ISA))。关于无干扰安全区域并参照图5-10，术语“连接”在本文中优选地用于指在跑道部分(实际上连接跑道部分)，诸如第一跑道部分502-1和第二跑道部分502-2之间连续延伸的区域，其中如果需要，飞机能够经由安全区域在第一跑道部分和第二跑道部分之间操纵。在一个示例中，无干扰安全区域510部分的长度在300m和900m之间，优选地长度为400m-600m。作为无干扰的无干扰安全区域510优选地意味着飞机通常在正常操作期间不使用该区域用于着陆、起飞或滑行。无干扰安全区域510因此不受，优选地在地面上的飞机移动的影响，其通常被保留以用于紧急情况。
总的来说，图5(b)-5(e)描绘了在图5(a)中所示的跑道布置上进行改变的跑道布置，其中(在图5(b)-5(e)中)第一跑道部分502-1从第二跑道部分502-2横向偏移。
具体地，图5(b)示出了图5(a)中所示的布置的改变，由此第一跑道部分502-1和第二跑道部分502-2的端部彼此横向偏移并且纵向重叠。第一跑道部分和第二跑道部分502-1、502-2横向偏移距离O(在跑道部分的端部之间从中心线到中心线所测量的)。横向偏移可能有益于环境目的(例如，通过防止需要拆除建筑物多的区域，包括住宅区)，并为当地居民提供缓解。对于这种情况，不重叠的跑道的量必须足以使飞机着陆和/或起飞，重叠部分在紧急情况下或分阶段着陆/起飞中使用(例如对于特别是重型飞机或在不利天气条件下)。由于跑道部分中的偏移，通过使飞行线路远离居住区域也可以产生安全的优点。
图5(c)示出了比第二跑道部分502-2相对于航站楼定位更靠近航站楼106定位的第一跑道部分502-1。图5(d)与图5(c)有关，但示出了比第二跑道部分502-2距离航站楼106更远定位的第一跑道部分502-1并且第一跑道部分502-1东向延伸，而第二跑道部分502-2西向布置。使用图5(c)中所示的跑道布置，其中，例如，第一跑道部分502-1是预先存在的跑道，并且跑道布置的西向扩展是不可行的(例如，由于地理学或社会-环境限制，例如存在储器，高速公路或建筑物多的区域，其可能例如对应于Wraysbury，The Queen Mother或KingGeorge VI reservoirs；以及M25高速公路，在英国伦敦希思罗机场的情况中)。相反，通过提供第二跑道部分502-2(并且其中第二跑道部分502-2比第一跑道部分502-1更接近于航站楼106设置)，当跑道布置的西向扩展是可行的时候(因此，东向扩展是不可行的，例如由于存在建筑物多的区域，例如英国伦敦，克兰弗德，在英国伦敦希思罗机场的情况中)，使用图5(d)所示的布置。图5(d)示出了一个示例，其中单个无干扰安全区域510-1从与第一跑道部分502-1和第二跑道部分502-2之间的纵向重叠部分(如图5(b)中所示)重合的区域延伸，从而连接两个跑道部分。
在其它示例中，指定了两个不同的无干扰安全区域510-1和510-2，如图5(c)中所示。每个跑道部分502包括无干扰安全区域510，其在一个示例中与重叠部分(如图5(b)中所示)重合，形成单个无干扰安全区域。在一个示例中，纵向重叠部分的长度在300m和900m之间，优选长度在400m和700m之间，更优选长度在400m和600m之间。
在正常操作中，使用滑行道T(由实线表示)，由此飞机仅利用未被指定为安全区域的跑道的长度。在使用中，飞机沿相同方向移动-远离无干扰安全区域510起飞(例如，参考图5(b)，使用西向操作的部分502-1和东向操作的部分502-2)以及朝向无干扰安全区域着陆(例如，参考图5(b)，使用西向操作的部分502-2和东向操作的部分502-1)。也可以执行如上参照图4所描述的长着陆/起飞。关于操作模式的更多细节在下面的表3中提供。
在异常情况下(例如，其中飞机特别重或由于恶劣的天气条件)，可以使用跑道部分的整个长度；然而，如上所描述，在这种情况下独立操作可能是不可能的。在这种情况下使用的滑行道T’由虚线表示。例如，在西向操作中(飞机朝着图5(b)的左侧移动)中，需要额外的跑道长度来起飞的飞机可以穿过无干扰安全区域510-2外部的下部跑道部分502-2，并利用上游跑道部分502-1的无干扰安全区域来起飞。类似地，如果需要更大的距离着陆，则飞机可以利用无干扰安全区域510-2。当使用东向(朝向图5(b)的右侧)操作时，存在精确的类似布置。
无干扰安全区域510不用于滑行目的；当执行延长的起飞或着陆时，飞机在无干扰安全区域510的任一侧滑行，并且仅通过(以及完全通过)。如果跑道以如上所描述的‘异常’模式使用，则离开和着陆可能需要分阶段以便允许飞机穿过。例如，并且参考图5(c)，第二跑道部分502-2被穿过(但不是其相关的安全区域510-2)，以接近第一跑道部分502-1的近侧端。这种操作限制使得不大可能的是，当没有这样的分阶段时飞机存在于无干扰安全区域510中(例如，如果飞行员确信当空中交通管制员没有安排分阶段离开/着陆时，他具有权限使用延长的跑道)。
在另一个变型中(参见图5(e))，跑道部分502可以偏移的距离(在跑道部分的端部之间从中心线到中心线测量)可以从小于跑道宽度，例如，跑道的宽度四分之一或10米(即，因此跑道部分502横向重叠，如图5(e)中所示)，到多达约两倍的跑道宽度的距离或100米变化。在一个示例中，横向间隔是约第一跑道部分502-1的宽度的距离，使得跑道部分是邻接的。在这两个示例中，每个跑道部分的无干扰安全区域510可以组合成单个无干扰安全区域510，如图5(d)和(e)中所示。
在另一个示例中，由于对于在大多数机场(或者，如在希思罗伦敦机场中存在的“代码F”跑道)中的跑道宽度的规定，或者例如在机场的适当位置的间隙表面，最小横向间隔是60m至80m。横向间隔越大，供飞机使用的布置越安全。然而，增加横向间隔要求飞机需要越过其滑行的更大的总空间和距离；因此，大于例如60m至100m的横向间隔是低效的。
ILS天线512可以安装在每个跑道部分502的远侧端；这种放置允许天线被放置得足够接近着陆飞机，具有着陆飞机的自由视线，并且是离港飞机的安全距离。为了提高安全性，优选地使用固定的，但易碎的仪表着陆系统(ILS)天线结构或其它操作设备，以防止对飞机的损害，例如在飞机着陆事故中。另外，ILS天线可以是低洼的，以便在跑道偏移的情况下避免与飞机机翼接触。
诸如微波着陆系统(MLS)或其它电子系统的着陆引导系统优选地可用于与前述跑道布置(除ILS之外或代替ILS)一起安装，以便帮助着陆。有利地，如在ILS中观察到的信号干扰和对MLS仪器的部件的放置的限制被克服。
因此，图5(b)-(e)描绘了横向偏移的跑道部分的示例，其相比于在例如如图2(a)和5(a)中所示的横向对齐的跑道布置是特别有利的，因为位于来自具有横向对齐的跑道部分的跑道布置的飞行线路下方的建筑物多的区域可以被避免。
图6示出了另一跑道布置，其包括第一跑道部分602-1和第二跑道部分602-2，其中第二跑道部分602-2以一定角度经由连接该两个跑道部分的安全区域610从第一跑道部分602-1延伸。因此，除了(中间)安全区域610之外，两个跑道部分有效地不中断。第二跑道部分602-2以相对于第一跑道部分602-1的角度θ布置。角度θ大于零度。在一个示例中，其中跑道部分应用于例如UK，伦敦希思罗机场，角度θ在0.25°和10°之间，通常在0.5°和8°之间，优选地在1°和5°之间，并且更优选地在2°和3°之间。当然，第二跑道602-2以其布置的角度取决于，除其它因素外，第二跑道部分的长度和待被避免的任何障碍物(例如，建筑物多的区域，例如UK，伦敦，克兰弗德)的位置。这种布置允许更大的安全性，因为当滑出跑道端部时，飞机不太可能显著地侵占另一跑道。此外，稍微倾斜的布置减少了跑道布置所需的总长度，从而将附加跑道部分602-2的附加长度减小到1/cosθ(by a factor of cosθ)。
因此，图6中所示的示例提供了与图5(b)-(e)中所示的布置至少相同的优点，因为可以原本位于飞行线路下方的建筑物多的区域(基于不具有成角度的跑道部分的布置)可以被避免。此外，将第二跑道部分602-2与第一部分602-1成一角度定位具有类似于使如上参照图5(b)-(e)所描述的部分横向偏移的优点，到ILS天线512可以定位成具有对着陆飞机的视线的程度。
概括地，图7-10示出了跑道布置的另外的示例，其包括至少三个跑道部分，并且因此提供了比图5和图6中所示的示例更大的飞机吞吐量的潜力。在所有这些示例中，可以应用上面表1和2或参考图2-4的其它地方提供的各种部分的示例长度。
更详细地，图7(a)和(b)示出了包括三个跑道部分的跑道布置，其中跑道部分中的一个与另一个跑道部分大体上平行并且纵向对齐，并且优选地横向偏移距离D。
如图7(a)所示，如果存在另一条跑道652，则成角度的跑道602-2优选地从第一跑道部分602-1朝向该另一条跑道652成角度，使得附加跑道部分602-2保持在机场的现有限度内。这将意味着，将因跑道延伸被搬迁的居民不一定搬迁。参考图7-10，另一条跑道652的方式对应于伦敦希思罗机场的南跑道，并且第一跑道部分可对应于伦敦希思罗机场的北跑道，或反之亦然。
附加跑道部分602-2的长度(L)和角度(θ)由多个因素确定：
1.两个平行的跑道部分602-1、652之间的间隔(D)。
为了同时使用两个跑道，在两个跑道部分上必须没有进场路径/离开路径的冲突。至少，另一条跑道652的中心线(C)不与附加跑道部分602-2相交。为此，以下不等式必须成立：
D>L·sin(θ)
由于D可能通过已有的跑道布置而是固定的，该不等式对L和θ设置了上限。为了在保持安全进场/离开的同时使L和θ最大化，可以使用弯曲的进场/离开(如所示-以夸大的方式)。弯曲的进场/离开的参数根据飞机的的速度、尺寸和距跑道中心线的距离而变化。弯曲的进场/离开的角度随着风速而改变(因为飞机的空速改变，但地速不改变)。通常，弯曲的进场/离开的直径大约为1,000m-2,000m。
2.与航站楼106和其它基础设施的邻近。
如果要保留已有的基础设施(例如航站楼106)，这对附加跑道部分602-2的角度(和起始点)施加限制。特别地，已有的基础设施的高度可以确定角度θ和/或附加跑道部分602-2的起始点；这通常由规则来控制；例如，可以采用从跑道外60m开始的约1对7(1 in 7)的进场/离开斜坡。
这些要求可以通过将第二(成角度的)跑道部分602-2横向偏移到第一跑道部分602-1来避开到一定程度。图7(b)示出了一种布置，其中第二跑道部分602-2的中心线从第一跑道部分602-1的中心线横向偏移距离O(在跑道部分的端部之间从中心线到中心线测量)。这将以上的等式改变为如下：
D+O>L·sin(θ)
当考虑其中D是固定的情况时，O越大，第二跑道部分602-2的角度或长度可以越大，而不会干扰第一跑道部分602-1和另外的跑道部分652。随着O增加，飞机滑出跑道到第一跑道部分602-1上的机会减少。然而，O越大，飞机需要滑行更远并且需要用于跑道布置的更多(或不同的)土地。在一个示例中，优选地一条跑道的宽度的四分之一到一条跑道的宽度的两倍的距离，更优选地大体上一条跑道的宽度(例如，40m-75m)的距离是适当的折衷。
图8(a)-(d)示出了“y形”跑道布置，其包括三个跑道部分，并且允许进一步改进机场容量或为飞机提供可选的进场路径/离开路径，以便向附近的居民提供缓解。
具体地，图8(a)示出了另一跑道布置，其包括与第一部分602-1成一角度布置的第二跑道部分602-2，以及第三跑道部分602-3，第三跑道部分602-3大体上在第一跑道部分602-1的延长部分上，从而优选地形成“y形”跑道布置。这种另外的布置可以被考虑为叠加在图5(a)的布置上的图6，并且实际上这可以是该布置被构造的方式。
图8(a)中所示的布置允许两个不同的进场路径/离开路径(即沿着跑道部分602-2或602-3)，从而为将原本被一个进场/离开路径连续干扰的当地居民提供缓解。例如，跑道部分602-2和602-3在一周的交替日使用。如果也使用图7(a)中所示的弯曲的进场/离开，则该优点将扩大(例如通过周期性地改变进场/离开的曲率)。
第三跑道部分602-3包括与第一跑道部分和第二跑道部分之间的无干扰安全区域重叠的无干扰安全区域610。优选地，定位在三个跑道部分的交叉处的跑道布置的单个部分被保留为飞机仅可在异常情况下使用的无干扰安全区域610。因此，所有三个跑道部分602由共同安全区域610连接。
当该布置用于西向操作(即，用于在部分602-1上的往西向的飞机着陆)时，飞机可以使用跑道部分602-2或602-3中的任一个起飞。如果两个飞机不需要全长度来起飞(例如，较小或较轻的飞机)，则这两个飞机可以同时起飞，而不干扰第一跑道部分602-1上的着陆飞机将是可能的。每个飞机将滑行到相应跑道部分上的起飞点800-2、800-3。这些点以足够远的距离被定位在朝向跑道部分的向西的点处，使得跑道部分的相对角度意味着飞机被横向隔开。该距离“A”取决于角度θ并且还取决于翼尖间隙的当地监管要求，特别是以便避免来自一个飞机的翼尖涡流干扰另一个飞机(例如，基于由规则支配的距离)。
在图8(b)中示出了对图8(a)中所示的布置的改变，其中第三跑道部分602-3从第二跑道部分602-2横向偏移，横向偏移的方向与第二跑道部分602-2被布置的角度相反。第一和第三跑道部分602-1、602-3横向偏移距离O'(在跑道部分的端部之间中心线到中心线来测量)。这种布置可以被考虑为叠加到图5(b)的布置上的图6，并且实际上这可以是构造该布置的方式。
无干扰安全区域610、610-3(其可以组合为单个无干扰安全区域，如图5(d)中所示，从而连接三个跑道部分)不用于滑行目的；飞机在无干扰安全区域的任一侧滑行，只有在执行延长起飞或着陆时通过(以及完全通过)。如果跑道以“异常”模式使用，则离开和着陆可能需要分阶段，以允许飞机越过跑道。这种操作限制使得不大可能的是，当没有这样的分阶段时，飞机存在于无干扰安全区域610中(例如，如果飞行员确信当空中交通管制员没有安排分阶段离开/着陆时，他有权限使用延长的跑道的话)。
跑道部分602-3和602-1可以偏移的横向距离可以从小于跑道宽度的距离(即，因此跑道部分602-3与其它跑道部分重叠)，例如从跑道部分602-1、602-2或602-3的宽度的四分之一，直到跑道部分602-1、602-2或602-3的宽度的两倍的横向距离，优选地在大约50m和100m之间，更优选在60m至80m之间的距离变化。间隔越大，提供安全性则越大，但是所需的总空间，以及飞机需要滑行的距离增加。如果间隔是足够的量，则两个飞机可以使用每个跑道部分602-2、602-3的全长度同时起飞，而不需要滑行到如图8(a)中所示的点800。
在正常操作中，使用滑行道T(由实线表示)，由此飞机仅利用未被指定为安全区域610的跑道的长度。
在异常情况下(例如，飞机特别重或由于恶劣的天气条件)，可以使用跑道部分的整个长度。在这种情况下使用的滑行道由虚线表示。例如，在西向操作(飞机朝向图的左侧移动)中，需要额外的跑道长度以便起飞的飞机可以穿过无干扰安全区域610外部的下部跑道部分602-1，并利用第三跑道部分602-3的无干扰安全区域610-3来起飞。类似地，如果需要更大的距离来着陆，则飞机可以在完全穿过无干扰安全区域610之后利用无干扰安全区域610和沿着线T滑行。当该布置在相反方向(东向)上操作时，可以使用类似的滑行道。
图8(c)示出了可选布置，其中第二(成角度的)跑道部分602-2也从第一跑道部分602-1偏移，如图7(b)中所示。这种布置可以适应空间有限的位置，因为其特别紧凑，同时仍然提供偏移的跑道602-2和602-3的优点，使得不太可能滑出跑道到第一跑道部分602-1上。
图8(d)示出了对图8(a)中所示的跑道布置的改变，其中通过在跑道部分602-2和602-3之间使用三角形状的带状物(filet)820来提供跑道部分602-2的延伸部810，飞机可以在该延伸部810上滑行、起飞和/或着陆。该示例允许延伸跑道部分802-2，而不会大大增加机场的限度。
图9(a)-(c)示出了图8(a)-(d)的大体上相同的“y形”跑道布置，但是具有偏移距离D的另外的跑道部分652(其在某些情况下可以是已有的跑道部分，例如伦敦希思罗机场的南跑道，连同跑道部分602-1)。
具体地，图9(a)示出了具有另外的跑道部分652的图8(a)的跑道布置。该布置可以被认为是图8(a)和图7(a)所示的布置的组合。在图9(b)中示出了与图8(b)和图7(a)的组合相对应的类似布置，并且在图9(c)中示出了图8(c)和图7(b)的组合。对第二跑道部分602-2的长度(L)、角度(θ)和起始点的相同限制适用于关于如上参照图7所描述的那些布置的这些布置。
图10示出了彼此平行的一组两个直列成角度的跑道(如图6中所示)。在这种布置中，两个飞机可以同时起飞，并且两个飞机可以同时着陆。为了同时使用跑道部分652-1和602-2，在两个跑道部分上必须不存在进场路径/离开路径的冲突。跑道部分652-1的中心线(C)因此不与跑道部分602-2相交。对于这种情况，不等式D>L·sin(θ)必须成立，其中D是跑道部分602-1和652-1的中心线之间的距离，L是跑道部分602-2的长度，并且θ是跑道部分602-2相对于跑道部分602-1被布置的角度。
此外，当没有飞机离开时(例如清晨)，远侧跑道部分(例如，当向东着陆时的部分602-1和652-1)可用于着陆，以便减少对靠近机场的居民的噪音(如上文参考图4(b)所描述的)。
下面的表3示出了图5-10中描述的各种跑道布置的同时操作的可能模式以及相应的控制空中交通的模式。应当注意，这些示例性操作模式将受制于当地飞机立法和其它物理操作要求，例如局部地形和天气。
表3-操作模式
Figure BDA0001175368070000301
Figure BDA0001175368070000311
Figure BDA0001175368070000321
Figure BDA0001175368070000331
Figure BDA0001175368070000341
关于上面详细描述的同时操作的示例模式，还可能具有这样的操作模式，其中仅使用两个直列跑道部分中的一个(例如在混合模式中，仅用于起飞，或者用于着陆)。这对于安全目的，例如当直列跑道中的一个被修复或清除雪时；或在不频繁的飞机运动期间可能是有用的。
转向构造方法，通过提供根据参考图5-10描述的布置的第二和/或第三跑道布置来构造上述跑道布置。例如，在图5(b)-(e)中，第二跑道部分502-2被提供使得其从第一跑道部分502-1横向偏移。第一和第二跑道部分之间的安全区域被指定，例如如第一和第二跑道部分纵向重叠的区域界定的。
在其它示例中，例如在图6中，第二跑道部分602-2被设置成与第一跑道部分602-1成一定角度，使得第二跑道部分602-2经由无干扰安全区域610，以相对于第一跑道部分602-1成一定角度从第一跑道部分602-1延伸。通过在第一和第二跑道部分之间指定无干扰安全区域610，跑道部分实际上通过无干扰安全区域610被连接。提供成角度和横向偏移的跑道部分的步骤可以组合，以便构造如参考图7(b)所描述的跑道布置。
在图8(d)中所示的示例中，跑道布置的构造通过在第一跑道部分602-1的西部提供三角形带状物820来构造。适合于飞机滑行、从其飞机起飞和着陆在其上的带状物820覆盖其中从第一跑道部分602-1延伸的两个另外的跑道部分—(成角度的)第二跑道部分602-2和第三跑道部分602-3—被指定的区域。第二跑道部分602-2的延伸部810被指定使得第二跑道部分602-2大体上延伸穿过三角形带状物820的整个斜边。
仅作为示例，下面的表4示出了图5-10中所示的跑道布置的构造阶段。
表4-建造方法
Figure BDA0001175368070000361
Figure BDA0001175368070000371
Figure BDA0001175368070000381
Figure BDA0001175368070000391
Figure BDA0001175368070000401
跑道跑道头
在任何机场，存在着陆飞机可能由于失败需要落地并立即再次起飞(“复飞”)的可能。在极端的示例中，这可能在飞机遭受将限制其在起飞后爬升能力的发动机故障的情况下必须执行。在典型的跑道布置中，复飞之后的要求是能够爬升到足够的高度以避开跑道周围的障碍物，例如围栏或建筑物。高于这种障碍物的100英尺(30米)距离是典型的监管要求。在实践中，这可能导致在地面上方200英尺(60m)的高度，因为要越过的最高可能物体是大型飞机(例如空中客车A380)的尾翼，其大约30m高。
在如上所描述的延长的跑道的同时操作期间，可能需要用于安全的独立操作的更严格的要求，因为第二飞机可能在与第一飞机正在近侧的跑道部分上执行着陆和起飞操纵相同的时间从跑道的远侧端起飞。这可能导致出错的飞机着陆和起飞，在转向以便尝试进一步着陆(例如在不同的跑道部分上)之前干扰离开的飞机。为了避免这种情况，可以调整延长的跑道布置的尺寸和布局，使得任何干扰的可能性可忽略。
图11a示出了第一飞机250-1到达并且必须在跑道202-1的近侧部分上执行复飞，而第二飞机250-2同时从延伸的跑道202-2的远侧部分起飞的平面图。图11b是示出执行复飞的飞机的高度的相同情景的水平透视图。
与安全考虑有关的距离是“H”，即，飞机在能够开始远离跑道线转向之前的最小高度。该最小高度允许机组人员重新配置飞机并且在稳定的爬升中充分安排。应当理解，其它距离也适用于其它地区以及甚至其它场景(例如，适用不同法规的特定飞机或位置)。执行复飞的飞机通常将转向至少20°的角度，优选地至少40°的角度，从而将迅速移动远离对离开的飞机的任何潜在干扰。
对在转向远离跑道布置202之前必须实现的最小高度的限制引入了第一飞机在复飞之后开始其上升的点与第二飞机在远侧跑道部分上开始其上升的点之间的最小距离D：
Figure BDA0001175368070000411
距离D实际上是着陆跑道部分上最后可能的着陆跑道头和起飞跑道部分起始点之间的间隔。该距离还可以包括飞机在开始其上升之前沿着跑道超过着陆跑道头行进的(可能地可忽略的)距离(如图11(b)中的距离r1所示)。
对于典型的为500英尺(152m-约150m)的转弯最小高度H以及变化的θ1，这对于D给出以下近似最小距离：
θ<sub>1</sub>(度) D(米)
2 4350
3 2900
4 2200
5 1750
6 1450
7 1250
8 1100
表5-在复飞之后的各种不同上升角度的起飞点之间的示例最小距离
如表5中所示，用于提供安全的复飞的D的最小值根据在复飞之后的上升角度而变化。在许多情况下，D的最小值将不由这种重飞的安全性设置，而是由着陆并安全停止的飞机的所需的跑道距离和中间安全区域来设置(如参考图2-10上面所讨论的)。
在实践中，θ1由在遭受单个发动机故障时被允许在特定机场着陆(同时保持独立操作)的最差表现的飞机来设置。图12中的曲线图示出了当假设H的典型值为500ft(152m)时，对于各种θ1值，距离D如何变化。这种关系允许机场设计者/操作者1)选择用于D的值，以便对于给定的D确保某一类型的飞机安全着陆，同时保持独立操作；和/或2)对于给定的D，确定哪些类型的飞机安全着陆，同时保持独立的操作。对于能够在2°-7°之间爬升(当不完全操作时)的飞机，D的最小值在约1,500米至4,500米之间变化。对于能够在2.5°-3.5°之间爬升的飞机(当不完全运行时)，D的最小值在约2,500m至3,500m之间变化。
双发动机飞机，如旧型号的波音737-400或空中客车A320，通常是大型商业机场中最差表现的飞机(当遭遇发动机故障时)；这种类型的飞机可以在单发动机故障的情况下以3度或稍高于3度上升。这提供了约2,900m的D的最小值。
如果不满足预定义的最小爬升率的飞机(例如，非常老的飞机)希望着陆，则可能需要暂停跑道布置的独立操作，直到该飞机已经安全着陆。
存在影响长度D的多个距离，这些距离如下：
·L1-着陆跑道202-1的长度
·d1-从着陆跑道202-1的起点到当第一架飞机在故障后起飞时的距离
·S-中间安全区域210的长度
这些距离通过以下公式相关：
D＝S+L1-d1
L1通常由飞机在着陆之后安全停止所需的距离来确定，如上面所描述的。示例性距离为2-4km，优选为3km，或3,100m。
中间安全区域210(S)的尺寸由监管和安全考虑事项来确定，以确保飞机之间的最小间隔。这种区域还可以用于天线或诸如ILS天线的其它地面设备。典型的距离是大约300m-900m，优选为650m。
在图11b中，d1被显示为分成两个距离r1和t1。d1定义了‘最后落地点’，如果飞机不在进场路径上以在该点旁落地，则它将不会落地；而是飞机将终止着陆，再次上升，转向并重新尝试着陆(在这种情况下t1≈d1)。最后落地点可以由飞机安全地停止所需的距离来定义。因此，该点与后续跑道部分的起点之间的最小距离(D)设置了对安全区域的长度S和跑道部分的长度L1的限制。
t1是从着陆跑道202-1的起点到着陆点的距离。这可以部分地由监管要求(例如，如上所描述的RESA的提供)和飞行员的技能来设定。
r1是飞机在再次起飞之前沿着跑道202-1行进的距离。这可以由所讨论的飞机的能力来确定，在许多情况下，该距离可以在飞机短暂地接触跑道的情况下忽略不计。
代替D，这给出了主要由飞机性能设定的变量(即θ1，r1和L1)和主要由监管要求设定的变量(H和S)定义的t1的值：
Figure BDA0001175368070000441
根据上面的等式清楚的是，H1或r1的增加需要使t1减小；而S、L1或θ1的增加使‘最后落地点’到着陆跑道部分202-1的起点的距离减轻。
可以通过避免飞行员试图非常接近着陆跑道部分的起点着陆并且在未明确指定用于着陆的着陆跑道部分之前的部分(例如RESA)上落地的需要来设定t1的下限。在最终进场时的阵风(或其它外部影响)可能意味着非常接近着陆跑道部分的起点的落地将难以以足够的可靠性来重复。可以使用300m-500m的下限。
在一个示例中，r1可以是零或接近零，对应于仅仅‘轻擦’着陆跑道的飞机。
对于H为500ft(152m)，S为650m，L1为3,100m，θ1为3°并且r1为0的示例，这给出了大约<850m的t1的值。在这种情况下，提供距离跑道部分的起点在大约300m-800m之间的着陆区。
在一个示例中，‘最后落地点’，t1，从着陆跑道的起点小于100m。在另一示例中，t1在距着陆跑道的起点的100m和1,500m之间。在另一个示例中，t1在距着陆跑道的起点的100m和1,000m之间。在另一示例中，t1在距着陆跑道的起点的500m和800m之间。
定义‘最后落地点’的上述限定通常适用于飞机仅察觉到相对靠近落地点的潜在问题的情况。在可选示例中，距离D可以根据正常着陆跑道头(即，大体上着陆跑道的起点)测量。当飞机察觉到潜在问题时，这样的要求的放松可以被允许，所以目标在于比飞机是完全操作时更靠近地落地。
在可选示例中，存在被确定为“复飞点”的点，通常距跑道起点一英里或更远，其中飞机被视为处于正确的进场或未处于正确的进场(例如在离跑道一定距离处的特定高度)。如果飞机不被认为处于正确的进场路径上，则飞机上升到合适的转向高度(H)并重新尝试着陆。在法规允许的情况下，距离D可以从‘复飞点’测量。在这样的示例中，上述定义D的等式中的“H”实际上是飞机在复飞点处的高度与安全转向高度之间的差。
如果飞机在‘复飞点’之前遭遇发动机故障，则可以中止独立操作和/或可以引导飞机降落在可选跑道上。
这种类型的限制可以由监管主体强制执行，因为在复飞点之后发生的发动机故障将是非常罕见的。在这种情况下，可以假设不会发生发动机故障，因此爬升角θ1可以更大，例如10°。这样的假设将放松对最后落地点的要求，使其沿着着陆跑道部分延伸得更远。
在另一可选方案中，可以组合地应用对D的计算点的上述限制中的任何一个。以下按照下降安全性的顺序总结了三个可选方案：
1.最后落地：基于发动机故障或在飞机可以落地最远(以便安全降落)，但仍然安全地执行所需的复飞之间的距离上的类似施加限制的计算。
2.跑道头：根据上述1的计算，但是从着陆跑道部分的起点计算。
3.复飞点：一组限制条件，假设飞机终止试图着陆，并在着陆跑道之前相当距离处的复飞点处转向，或者假设完全可操作的飞机。
根据现行规定，上述点中的任何一个可被称为‘复飞点’。在上述任何情况下，为了直列跑道布置的安全的独立操作，在着陆跑道上的复飞点与起飞跑道的起点之间的距离大于距离D。距离D由公式
Figure BDA0001175368070000451
给出。这样的复飞点可以在跑道布置上被物理地标记(例如通过灯，喷上油漆的线)和/或可以经由飞机引导系统上的软件来标记。
如上参照图5(b)至图10所描述的成角度或偏移的跑道布置将使两个飞机之间的间隔增加与成角度和/或偏移的程度有关的距离；与如上参照图11和图12所讨论的单个直列延伸跑道相比，这样的布置因此可以放宽对t1的限制。
跑道灯
飞机飞行员通过许多不同的系统或方法被引导进入着陆和起飞；一种引导飞机着陆的常见的方式是跑道标记物和灯。灯通常用于指示跑道的中心线和边缘，使得飞行员不会偏离所指定的着陆或起飞区域外。
当利用如上参考图2-10所描述的延长的跑道时，存在着陆飞行员可能将用于在预定着陆跑道上的灯与远侧起飞跑道上的灯混淆，从而着陆在不正确的跑道上的可能性(尽管其它系统，例如ILS天线和空中交通控制器将可能减少这种可能性，如果这种系统是可操作的话)。可选地或另外地，远侧起飞部分上的灯可能分散飞行员的着陆，或给出单个长跑道的假象。
在图13中以透视图示出了类似于上面参考图2a所描述的跑道布置。在该实施方案中，跑道在同一个纵向轴线上大体上直列布置，其中跑道布置包括近侧跑道部分202-1和一个远侧跑道部分202-2。共同的纵向轴线可以使用一排跑道标记物和/或灯40来指示，该一排跑道标记物和/或灯40用于在滑行、起飞或着陆期间在跑道导航方面辅助飞行员。
在常规使用期间，使用跑道布置202的飞机在大体上相同的纵向方向上行进。着陆发生在近侧跑道部分202-1处，并且起飞发生在远侧跑道部分202-2处。
两个跑道部分由无干扰中间安全区域(ISA)210-3隔开。如果在近侧跑道部分202-1上着陆的飞机滑出跑道部分的端部，则ISA 210-3的存在降低了碰撞的风险。ISA 210-3为这样的飞机提供了额外的空间，并且飞机不被允许进入该区域。诸如ILS天线的飞机着陆设备可以放置在ISA 210-3内以帮助飞机着陆在近侧跑道部分202-1上，以及从远侧跑道部分202-2起飞。将这种设备放置在中间部分210-3内提高了信号的质量，因为总是存在从天线到需要引导的飞机的直接的视线(如上面参照图5和图6所描述的)。
可以使用一排灯和/或跑道标记物和/或灯30来标定近侧跑道部分202-1的起点。这些灯和/或跑道标记物30帮助飞行员确定跑道的起点，在恶劣的天气或在晚上是灯特别适合的。可以使用一排灯和/或跑道标记物50来类似地标定ISA 210-3的起点。这些灯和/或跑道标记物50还向飞行员显示位于该跑道202的近侧端202-1处的跑道端部。ISA 210-3的端部和近侧跑道部分202-1的起点可以类似地使用另一排灯和/或跑道标记物55来标定。远侧跑道部分202-2的端部可以使用一排灯和/或跑道标记物60显示给飞行员。
对于试图使用跑道布置202起飞或着陆的任何飞行员来说，知晓跑道202的宽度和精确位置对于飞机的安全是重要的。宽度是垂直于跑道的纵向轴线测量的，使用灯40来标定。跑道布置202因此还包括平行于跑道布置202的纵向轴线的一个或多个灯10，其位于跑道布置202的外围。
对于着陆，当接近跑道布置202时，飞行员可能将远侧跑道部分202-2上的灯与用于预定的近侧跑道部分202-1上的灯混淆，从而着陆在不正确的跑道上。存在另一风险，即远侧起飞部分上的灯可能分散飞行员的着陆，或给出单个更长的跑道的假象。因此，对于灯10，也称为‘方位灯’10，对于进场着陆到跑道布置202的该特定部分上的飞机的飞行员是可见的是重要的。用于引导来自跑道灯源10的光的光引向器15被设置以阻止从特定方向或方向范围上的灯源发出的光。
光引向器15有利地布置成使得当使飞机着陆时，只有来自近侧跑道部分202-1的方位灯10-1对接近跑道布置202的飞行员是可见的。来自定位在远侧跑道部分202-2上的方位灯源10-2的光大体上被在近侧跑道部分202-1上的进场着陆的飞机的飞行员可以看到的方向范围内的阻挡装置15阻挡。以这种方式，远侧跑道部分202-2被指定为非着陆跑道部分。光引向器15被布置成使得来自跑道布置202的远侧端202-2的方位灯源10-2对于从远侧跑道部分202-2起飞的飞行员是可见的。
光引向器15可以包括用于选择性地阻挡光的装置(例如阻挡装置)。阻挡装置可以是可调节的，以便能够根据灯源的位置修改被阻挡的光的量/程度。在远侧跑道部分202-2上离开的飞机将需要在该部分的起点处沿着该跑道部分202-2看到所有的灯源10-2。这意味着在远侧跑道部分202-2上最接近的灯源10-2可以相对于跑道部分202-2的远侧端处的那些灯源被阻挡到更大的程度。可以通过使用阻挡装置(如以下在图11至图13中所示)，使用围绕灯源10-2的材料的不透明部分，在灯源10-2和飞行员之间放置物理屏障，或减小灯源10-2的亮度，使得灯源10-2从大于一定距离不可见来实现这种‘逐渐减少’。
在可选实施方案中，光引向器15包括透镜或透镜布置，使得光被聚焦以便仅在特定方向或方向范围中被引导。
如上所描述，常规地，近侧跑道部分202-1用于飞机着陆，并且远侧跑道部分202-2用于飞机起飞。然而，如果飞机着陆在跑道布置202的远侧端202-2处(称为‘长着陆’)，则在减少对当地社区的干扰方面可能是有利的。在这样做时，飞机的更多的飞行线路在无人居住的跑道上方，并且飞机可以以比如果其旨在着陆在近侧端202-1处的更大的高度靠近跑道布置202，从而导致对生活在飞行线路下方的那些人的减少的干扰。如果远侧端未用于起飞，或者如果飞机在当干扰被最小化的这样的时间到达，则飞机可以着陆在跑道布置202的远侧端202-2处。
在这种情况下，飞行员应当能够看到围绕跑道布置202的远侧端202-2的方位灯10。这些方位灯10通常被阻挡，使得它们对于使飞机着陆的飞行员是不可见的。为了增加在远侧端202-2上的着陆过程的安全性，一个或多个辅助灯源20可以邻近所述方位灯10放置，如图14中所示。辅助灯源20，在点亮时，可以为飞行员提供关于跑道布置202的近侧端202-2的位置的信息，即使当阻挡装置15在该特定方向阻挡来自方位灯源10的光时。在可选实施方案中，阻挡装置15可以是可移动的，使得方位灯源10可由着陆飞机看到。在任一实施方案中，近侧跑道部分202-1上的照明设备将被关闭，使得飞行员被明确地引导到远侧跑道部分202-2。
上面的描述描述了跑道布置202在第一定向上的使用，由此飞机可以着陆在近侧端202-1处并且在远侧端202-2处起飞。如上所描述，使用每个单独跑道的飞机的方向大体上类似，并且可以在跑道90、100上显示为箭头或其它标记物。然而，跑道布置202也可以在第二定向上使用，由此使用每个单独跑道的飞机的方向被纵向地颠倒。飞机可以着陆在远侧端202-2处并且朝向ISA 210-3行进，同时飞机远离ISA 210-3从近侧端202-1起飞。
在该第二定向中，适用相同的安全考量，因为飞行员需要能够清楚地看到并识别飞机从其起飞或着陆的区域。因此，方位灯源10、阻挡装置15和辅助灯源20可以作为系统来操作，以在两个定向中的任一个定向上向飞行员提供该信息。
图14示出跑道布置202，其中两个操作方向都是可能的，同时保持如上面参考图13所描述的光阻挡特征。在所示的实施方案中，沿着跑道部分202-1和202-2的方位灯源10-1和10-2在装有镜子的光引向器15的情况下是彼此的镜像。辅助照明设备20可以设置在跑道部分202-1和202-2两者上，从而当在任一方向上使用跑道布置时允许‘长着陆’。然而，长着陆仅可以在一个操作方向上使用(例如，如果跑道布置202在一端附近仅具有显著的居民的话)，因此辅助照明设备20可以仅在一个部分上提供。可选地，可以如上所描述地来提供可移动光引向器15，而不是(或除了)辅助照明设备20。
图15示出了从跑道布置202着陆和起飞的飞行员的视线的透视图，将来自跑道布置202的近侧端202-1处的照明系统10-1、10-2的视图与来自跑道布置202的远侧端202-2的照明系统对比。在远侧跑道部分202-2上的灯源10-2通过光引向器15被阻止在着陆飞机进场的方向上或在近侧跑道部分202-1上发亮。然而，在远侧跑道部分202-2上的飞机能够沿着远侧跑道部分202-2一直看到灯源10-2，以便引导起飞。
在一个实施方案中，灯源10-2对着陆飞机的飞行员是不可见的，直到ISA 210-3的起点(由灯和/或跑道标记物50指示)。该示例使混淆的可能性最小化，因为着陆飞机的飞行员将从不会看到在远侧跑道部分上的灯。然而，这种极端引导可能无意中阻止光在飞机起飞的方向上被引导。在另外的实施方案中，一旦着陆飞机的飞行员已经在近侧跑道部分202-1上落地，灯源10-2变得对飞行员可见。这种阻挡程度可能是足够的，因为在飞机在正确的跑道上落地时，发生超速是不大可能的。在另外的实施方案中，一旦它们与近侧跑道部分202-1相距一定距离，一旦它们已经计划了他们的下降并且他们对跑道的选择已经变得清楚，则灯源10-2变得对着陆飞机的飞行员可见。因此，如果灯10-2以及灯源10-1可见，则不会造成混淆，因为飞行员已经知晓他们将在其上着陆的跑道。其中灯源10-2在上述距离之间的任何距离处变得对着陆飞机的飞行员可见的另外的实施方案是可能的。
图16示出了从跑道布置202着陆和起飞的飞行员的视线的侧视图，将来自跑道布置202的近侧端202-1处的照明源10-1的视图与来自跑道布置202的远侧端202-2的视图进行了比较。由于光阻挡装置15的布置，在近侧端202-1处的方位灯源10-1是可见的，而在远侧端202-2处的方位灯源10-2是不可见的。因此，使飞行员更清楚着陆应该在何处发生。
图17(a)示出了灯源10旁边的光引向器15(以用于选择性地阻挡光的装置的形式)，以便阻挡在特定方向范围内的光。图15(a)中的阻挡装置15被示出为能够旋转。这可以是这样的，即它可以被移出，使得灯源10可以执行辅助灯20的功能和/或用于安装(或调整)目的，以便允许调整阻挡装置15的角度。旋转可以围绕阻挡装置15的轴线，或者阻挡装置15可以相对于灯源10移动，例如围绕一个圆，其中灯源10在中心处。可选地，包括灯源10和光阻挡器15的布置可以旋转。
图17(b)示出了方位灯源10和辅助灯源20的相对布置。
图18(a)示出了方位灯源10的实施方案，其中灯源10嵌入在跑道布置202的表面中。光阻挡器15包括方位灯源10的一部分的不透明覆盖物，以阻挡在特定方向上的光发射。
图18(b)示出了方位灯源10的特定的实施方案。如图18(a)中所示，光阻挡器15包括方位灯源10的一部分的不透明覆盖物。然而，在该实施方案中，方位灯源10是可操作的以在轴25上旋转。光被阻挡的方向因此可以根据使得方位灯源10可见的方向而变化。在该实施方案中，可以不需要辅助灯源20，就好像飞机要着陆在跑道布置202的远侧端202-2上，或者需要使用辅助灯源20的任何其它情况，灯源10可围绕它们的轴25旋转。因此，灯对飞行员可以是可见的，而灯在之前将不会是可见的。
其中可以调整灯10、40的可见性的相对简单的方式将是使得在远侧跑道部分202-2上的灯源10、40比在近侧跑道部分202-1上的灯源更暗一些(不那么亮)。从远侧跑道部分202-2起飞的飞机仅需要看到跑道灯源10、40，跑道灯源10、40是跑道部分202-2的长度的最大距离(即，当开始起飞时能够看到最远的灯源10、40)，然而，进场着陆的飞机需要从更远的地方看到着陆灯源10、40。由于这个原因，使远侧跑道部分202-2上的灯源10、40变暗不会不利地影响飞机起飞。该方法可以与上述阻挡装置15结合使用。
灯源40、10的亮度(强度)可以是可控的(例如，通过空中交通管制员)，以便当操作模式改变时切换哪一组灯源更亮(例如，对于‘长着陆’或者当操作方向反向时)。另外，灯源40、10的强度根据可见度可以是可调节的。在低能见度条件下(<2英里可见度)，着陆飞机清楚地看到远侧跑道部分202-2上的灯源是不可能的，因此可使用全部强度以辅助起飞的飞机。
可以相对于中心线灯源40提供如上所描述的类似的光阻挡系统。阻止着陆飞行员能够看到在远侧跑道部分202-2上的中心线灯源将进一步降低对关于在哪一个跑道部分着陆的混淆的可能性。
在可选实施方案中，可以利用使用偏振光的跑道照明设备，使得飞行员被明确地引导到正确的着陆跑道。在这样的实施方案中，远侧跑道部分202-2上的跑道灯源10-2、40-2包括用于发射具有特定偏振的光的装置。接近跑道布置的飞行员可以利用用于阻挡具有特定偏振的光的装置，使得光对他或她是不太可见的。来自跑道灯源10-1、40-1的光可以没有偏振或相反的偏振，使得更少的这种光被飞行员的用于阻挡具有特定偏振的光的装置阻挡。
用于阻挡具有特定偏振的光的装置可以包括平视显示器、头盔安装的显示器、飞行员和驾驶舱窗口之间的屏幕、飞行员通过屏幕观看的偏振照相机。除了诸如增强现实显示器之类的其它‘人工视觉’导航辅助设备之外，还可以使用这样的设备。
可见性允许时，用于阻挡具有特定偏振的光的装置可以包括飞行员在着陆期间将佩戴的眼镜或护目镜和/或施加到驾驶舱窗口的涂层或覆盖物。这样的设备可能降低着陆进场的可见性，并且因此在恶劣天气中可能不是优选的。
用于从跑道灯源10、40产生偏振光的装置可以包括偏振滤光器、反射偏振器和/或散射偏振器。特定偏振可以是水平的、竖直的、圆形的(顺时针或逆时针)或其任何组合。
为了使跑道布置202以不同模式(例如，‘长着陆’或者当操作方向反向时)使用，跑道灯源10、40的偏振可以是可调节的。在一个实施方案中，偏振装置适于在指示着陆跑道部分的第一偏振和指示起飞跑道部分的第二偏振之间切换。在一个示例中，切换偏振包括将偏振滤光器旋转大约90°。
代替上面参考图13至19所描述的物理阻挡方法或者除了上面参考图13至19所描述的物理阻挡方法之外，可以使用偏振跑道照明设备来阻挡指向着陆飞机的光的可见性。
可选方案和变化
虽然上述描述涉及其中机场跑道布置具有两个平行的跑道的许多示例，但是本发明延伸到存在单个跑道的情况。这在仅存在用于单个跑道的空间的城市环境中将是特别有利的。此外，本发明还可以适用于具有多于一个非平行跑道的机场。这将是特别有利的，以便在根据风况独立使用非平行跑道或者空间限制要求跑道不平行的情况下增加乘客容量。
上述描述包括对跑道和机场构造尺寸的许多参考。这些尺寸仅仅是示例，并且本领域技术人员将理解，这些尺寸取决于诸如飞机的类型和涉及机场的规则的因素。这样的变化可以由本领域技术人员进行，并且因此处在本发明的范围内。
在一个示例中，无干扰的安全区域510意味着飞机通常在正常操作期间不使用该区域用于着陆或滑行。然而，无干扰安全区域510仅仅不经常地用于起飞，特别是在以分阶段的方式进行时，而是仅在不利或异常情况下使用该区域用于着陆或滑行。
虽然上面描述的许多跑道布置已经被明确地描述为组合在一起，但是任何两个跑道布置可以组合，例如，并排定位的如图8中所示的任何两个跑道布置。
应当理解，上述的跑道布置的定向仅仅是示例性的，根据位置，可替换的定向(例如北-南定向或跑道布置在相反方向上成角度)将是可能的。此外，沿特定方向(例如，向西)延伸跑道可以等同地沿相反方向(例如，向东)进行。
可以使用用于阻挡指向着陆飞机的光的其它装置，例如人工视觉视频处理软件可以移除或减少从不用于着陆的跑道部分检测到的光。
各种其它改变对于本领域技术人员将是明显的，并且将不在此进一步详细描述。
应当理解，上面仅通过示例的方式描述了本发明，并且在本发明的范围内可以进行细节的变化。
权利要求中出现的附图标记仅仅是说明性的，并且对权利要求的范围不应具有限制作用。

Claims (28)

1.一种跑道布置，包括：
第一跑道部分；以及
第二跑道部分；
其中所述第二跑道部分从所述第一跑道部分横向偏移；并且所述第二跑道部分与所述第一跑道部分纵向重叠；不重叠的部分用作起飞部分或着陆部分；
其中重叠部分是无干扰安全区域，所述无干扰安全区域仅在着陆未达到跑道、滑出跑道、从跑道偏移、长着陆或长起飞的情况下被使用。
2.根据权利要求1所述的跑道布置，其中所述着陆部分指向重叠部分，并且所述起飞部分远离重叠部分指向。
3.根据权利要求1所述的跑道布置，其中重叠部分的长度在300m和900m之间。
4.根据权利要求1所述的跑道布置，其中重叠部分的长度在400m-600m之间。
5.根据权利要求1所述的跑道布置，其中所述第二跑道部分从所述第一跑道部分横向偏移所述第一跑道部分的宽度的四分之一和两倍之间。
6.根据权利要求1所述的跑道布置，其中所述第二跑道部分从所述第一跑道部分横向偏移在50m和100m之间。
7.根据权利要求1所述的跑道布置，其中所述第二跑道部分从所述第一跑道部分横向偏移在60m和80m之间。
8.根据权利要求1所述的跑道布置，还包括在所述无干扰安全区域外部的滑行道，以便允许通过所述第一跑道部分进入所述第二跑道部分的近侧端。
9.根据权利要求1所述的跑道布置，其中所述第二跑道部分平行于所述第一跑道部分。
10.根据权利要求1所述的跑道布置，其中所述第二跑道部分相对于所述第一跑道部分成角度设置。
11.根据权利要求10所述的跑道布置，其中所述第二跑道部分设置成与所述第一跑道部分成0.25-10度。
12.根据权利要求10所述的跑道布置，其中所述第二跑道部分设置成与所述第一跑道部分成1-5度。
13.根据权利要求10所述的跑道布置，其中所述第二跑道部分设置成与所述第一跑道部分成2-3度。
14.根据权利要求1所述的跑道布置，其中所述横向偏移在与所述第二跑道部分成角度的方向相反的方向上。
15.根据权利要求1所述的跑道布置，还包括与所述第一跑道部分平行并且纵向对齐的横向偏移跑道部分。
16.根据权利要求15所述的跑道布置，其中所述第二跑道部分沿朝向所述横向偏移跑道部分的方向与所述无干扰安全区域成角度。
17.根据权利要求15所述的跑道布置，其中所述横向偏移跑道部分从所述第一跑道部分横向偏移，使得所述横向偏移跑道的中心线不与所述第二跑道部分相交。
18.根据权利要求17所述的跑道布置，其中所述跑道布置满足不等式D>L·sin(θ)或D+O>L·sin(θ)，其中D是所述第一跑道部分和所述横向偏移跑道部分之间的间隔，L是所述第二跑道部分的长度，θ是所述第二跑道部分与所述第一跑道部分的角度，并且O是在所述第一跑道部分和所述第二跑道部分的端部处的所述第一跑道部分与所述第二跑道部分的中心线之间的距离。
19.根据权利要求1所述的跑道布置，还包括在所述第一跑道部分的延长部分中的第三跑道部分，从而形成“y形”跑道布置；其中所述第一跑道部分和所述第三跑道部分通过无干扰安全区域连接。
20.根据权利要求19所述的跑道布置，其中所述第一跑道部分和所述第三跑道部分之间的无干扰安全区域连接到所述第一跑道部分和所述第二跑道部分之间的无干扰安全区域。
21.根据权利要求19所述的跑道布置，其中所述第三跑道部分从所述第一跑道部分横向偏移，所述横向偏移在与所述第二跑道部分的角度相反的方向上。
22.根据权利要求21所述的跑道布置，其中，所述第三跑道部分从所述第一跑道部分横向偏移所述第一跑道部分的宽度的四分之一和两倍之间。
23.根据权利要求21所述的跑道布置，其中，所述第三跑道部分从所述第一跑道部分横向偏移在50m和100m之间。
24.根据权利要求21所述的跑道布置，其中，所述第三跑道部分从所述第一跑道部分横向偏移在60m和80m之间。
25.根据权利要求21所述的跑道布置，其中在所述第三跑道部分的端部处的所述无干扰安全区域与在所述第一跑道部分和所述第二跑道部分之间的无干扰安全区域对齐。
26.根据权利要求1所述的跑道布置，包括两个另外的横向偏移跑道部分，所述两个另外的横向偏移跑道部分与所述第一跑道部分和/或所述第二跑道部分平行，并且纵向对齐。
27.一种机场系统，包括：
飞机；以及
根据权利要求1至26中任一项所述的跑道布置。
28.一种机场，包括根据权利要求1至26中任一项所述的跑道布置。
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