ICAO 規範

國際民航組織(International Civil Aviation Organization, ICAO)是聯合 國組織下一機關，主管國際民航事務，並負責制定航空標準與程序。自1947 年成立以來，ICAO 制定之規範已成世界民航業之共同標準，營運國際航 線之各機場皆須依照規範運作。ICAO 發布之 Aerodrome Design Manual Part 1 Runways[4]對於跑道長度計算參數之定義有明確規範，應依照設計 機型之起飛、降落長度等資訊進行計算，並視情況修正，以下為設計步驟：

1. 依據設計機型之參考跑道長度，配合機場與跑道實際狀況進行修 正。

2. 由飛機製造商提供之航機操作手冊中，有關跑道長度資料之提供 方式不同，例如：不同引擎、翼襟角度、道面狀況、載重、溫度 等條件下之起飛與降落參考跑道長度。跑道長度選用時應確認該 長度之假設基準，再視現場狀況作適當之修正。

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3. 起飛跑道長度修正項目包括高程、溫度及縱坡度；降落跑道長度 僅需進行高程修正。

4. 修正參數說明如下：

(1) 高程修正－機場高程自海平面起，每增加 300m，修正值增加 7%。

L ＝L ＋L E/300 0.07 式中Le：高程修正後之跑道長度(m)

L0：參考跑道長度(m) E：機場高程(m)

(2) 溫度修正－機場參考溫度(T)每大於標準大氣狀態下溫度(Ta)1℃

時，跑道長度增加1%。

L L L T T 0.01 式中Let：高程及溫度修正後之跑道長度

T：機場參考溫度（至少 3 年，每年最熱月份平均日最高溫）

Ta：標準大氣狀態下之溫度，採15℃

(3) 縱坡度修正：當基本跑道長度≧900ｍ時，跑道有效縱坡度每增加 1%，跑道長度需增加 10%。

L＝L ＝L ＋L S 0.1

式中L=Lets=高程、溫度及縱坡度修正後之實際所需跑道長度 S＝跑道有效縱坡度＝（最高點標高－最低點標高）÷跑道全長 5. 修正後所得即為機場設計跑道長度

除跑道長度設計外，ICAO Annex 14 - Aerodrome Design& Operations[5]

對於機場設施有明確定義與規範，以下為此文中提及跑道相關區域之定義 與規範摘要：

跑道地帶(Runway Strip)：ICAO 規定跑道周圍須有平坦、密實之地面 且無堅固之障礙物，呈帶狀之平面區域以減少航機衝出跑道的傷害，及保 護起降時飛越的飛機。跑道地帶定義範圍為包含跑道與緩衝區的區域，依

據機場分級有不同大小，至少須從跑道端點前方/跑道末端後方或緩衝區後 方延伸30~60m，寬度則為中心線左右延伸 30~150m 不等。跑道地帶不可 有目視導航設施以外的固定物，導航設施也須為易碎材質。跑道地帶須有 平整區以減輕航機衝出跑道時的損傷，並提供航機完成起飛動作，平整區 表面需與鄰接跑道、道肩或緩衝區鋪面平順連接，跑道端點前方 30m 應作 噴氣侵蝕防止措施以保護落地航機。ICAO 航站分類如表 2.6 所示，依機 場跑道長度與設計機型不同，跑道與道肩寬、跑道地帶與平整鋪面區域尺 寸各有不同，如表 2.7 與 2.8 所示。

表2.6 ICAO 航站分類表[5]

航站分類代碼 跑道長度(m) 航站分類字碼 翼展(m) 外主輪距*(m)

1 <800 A <15 <4.5 2 800­<1200 B 15­<24 4.5­<6

3 1200­<1800 C 24­<36 6­<9 4 ≧1800 D 36­<52 9­<14

E 52­<65 9­<14

表2.7 ICAO 規範機場跑道與道肩寬度[5]

跑道寬(m) 航站字碼

A B C D E F 航站代碼

1* 18 18 23

2* 23 23 30

3 30 30 30 40

4 45 45 45 60

道肩寬‡ 60 60 60 75

*代碼 1 與 2 機場鋪面跑道及道肩寬度不足 60m 時精確儀器進場跑道寬度不得小於 30m

‡對稱於跑道中心線

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表2.8 ICAO 跑道地帶與平整區尺寸規範[5]

航站代碼

1 2 3 4

跑道地帶長 無儀降跑道 30

60 60 60 儀降跑道 60

跑道地帶寬

精確進場 150 150 300 300 非精確儀器進場 150 150 300 300 目視進場(無儀降跑道) 60 80 150 150

平整鋪面區寬度

儀器進場 80 80 150§ 150§

目視進場 60 80 150 150

§此類地區建議自跑道端起150m 提供此寬度，並逐漸增寬至距離跑道端 300m 處達 210m 寬，並 使其餘跑道區皆維持此寬度

緩衝區(Stopway)：ICAO 定義為跑道後端矩形地區，寬度與跑道同寬，

表面強度須足以支承放棄起飛之航機停止且不造成航機結構損傷。緩衝區 表面須在潮濕狀況下提供良好抗滑能力，若緩衝區無鋪面則抗滑能力也不 應低於相連之跑道。

清除區(Clearway)：ICAO 定義為矩形地面或水域，由主管機關監控，

使航機起飛可順利爬升之區域。起點為跑道端點，左右應延伸至少 75m，

坡度需小於 1.25%，區域內不得有危害航機運作之障礙物。長度不應超過 起飛可用長度的一半。

跑道端安全區(Runway End Safety Area, RESA)：對於 ICAO 代碼 3、4 或是儀降之1、2 跑道，需在跑道後方設立一區域以降低衝出跑道的傷害。

RESA 之位置為自跑道地帶起算至少應有 90m 長，ICAO 代碼 1、2 者建議 達120m；3、4 者則建議為 240m，寬度至少需為跑道兩倍寬，建議寬度與 平整區同寬，配置如下圖2.8 所示。

2.2

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軍用機場皆設有攔截索或攔截網，可有效攔截軍機，但民航機因結構 設計不同並不適用此類設施。近年國際上有企業開發民航機用攔截系統，

已得美國FAA 認可並為其修訂飛航指南中跑道安全區規範，也有財務規劃 建議。近年ICAO 會議也對此類設備大加討論，但尚未有相關規範出現。

以下分別對攔截系統與整建決策文獻進行說明。

2.2.1 FAA 計畫與通告

FAA 於其發布之 AC91-79 Runway Overrun Prevention [7]中對於航機 衝出跑道之特性與狀態有具體描述，例如濕地煞停距離明顯高於乾燥表面、

進場速度過高或位置過高時跑道煞停距離會增加…等，並提供駕駛員操作 步驟參考，下表 2.10 為該文件中供中大型航機參考之跑道煞停位置估算 表。

表2.9 煞停位置估算守則[7]

狀況 對煞停距離影響 非穩定降落 無法預測

空速過高

乾跑道 每10knots 多 300ft 濕跑道 每10knots 多 500ft 泥濘狀態 每10knots 多 2500ft 正常空速

跑道下坡 坡度每1%需多 10%

延遲落地 延遲秒數×230ft 進入跑道端線時高度過高 每10ft 多 200ft 延遲煞停 延遲秒數×220ft

*僅供參考，以航機製造商提供資訊為準

由上表可看出當航機降落時一旦操作不當，極有可能衝出跑道。因衝 出跑道為主管機關所關切之問題，FAA 也為此事發布一系列相關飛航指南，

對跑道抗滑、材質、胎屑清理等有詳細規範，目的為減少航機衝出跑道的 可能性。

與跑道安全區較明確相關之文件為FAA Order 5200.8 Runway Safety Area Program[8]，此為 FAA 主導之計畫，要求 FAA 管轄的所有機場檢視 現有安全區是否符合AC150/5300-13 的規範並達到合適長度。文中並規定 機場在合理範圍內應盡量延伸RSA 長度，即使 RSA 並非完整矩形仍應盡 量增加RSA 大小。若無法達到 RSA 建議長度則可考量以下方案：

a. 跑道遷移、重置或改變方向

b. 現有跑道長度超出設計機型需求部份可適當縮減 c. 跑道重置、遷移、整平或縮減等方法的組合 d. 公告距離

e. 工程材料阻擋系統(EMAS)

其中EMAS 系統為 FAA 與 ESCO 公司合作開發，經 FAA 認可其功能，

將裝設EMAS 系統視為一改善安全區之方式，並為其公告相關文件。

2.2.2 EMAS

FAA 自 1995 年起與法商 ZODIAC 集團旗下 ESCO(Engineered Arresting Systems Corporation)公司合作進行民用航機攔截系統開發，發展出由低強 度發泡性混凝土預鑄塊組合成的新型攔截床，並曾於FAA 技術中心使用波 音727 型飛機以 35knots 速度衝入該攔截床測試，如圖 2.10 所示。初期試 驗結果顯示該材料消能效果極佳，但承受衝擊之強度並不均勻。經多次試 驗 改 良 後 ， 開 發 出 商 業 化 產 品 稱 為 Engineered Material Arresting System(EMAS)，FAA 也認可其功用並為其發布 AC150/5220-22a Engineered Materials Arresting Systems (EMAS) for Aircraft Overruns[9]，認可 EMAS 的 攔截功能，並認定在 RSA 長度不足的機場跑道可選擇裝設 EMAS，以達 到建議 RSA 長度的效果。該公告也提供數種機型與設計攔截速度所需之 EMAS 系統長度設計曲線供參考。

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圖2.10 FAA 攔截床測試圖[10]

標準EMAS 設計為裝設於跑道末端後方，一般設置於既有或最大可用 安全區域末端，前方需鋪築足以承受航機煞停之鋪面，配置如圖2.11 所示，

並於進入攔截床前設置一導坡，導坡後方即為攔截床材料，攔截床材料為 輕質發泡性混凝土，具有低強度、易粉碎的特性，上下層則覆蓋塑膠材料 以保耐久性，並設有堆高機專用溝槽以便搬運施工，如圖2.12 所示。

圖2.11 EMAS 攔截床配置示意圖[10]

圖2.12 EMAS 砌塊[10]

EMAS 砌塊為預鑄式設計，每塊皆為設計厚度，設置時不堆疊，僅整 齊排列並於砌塊間上膠固定，然後施作防水與排水工程，施作完成後將如 圖 2.13 與圖 2.14 所示，不妨礙航機與助導航設施正常運作，也不會造成 明顯視覺阻礙。

圖2.13 EMAS 外觀圖(一)

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圖2.14 EMAS 外觀圖(二)

EMAS 設計尺寸依照設計機型不同，設計機型越大、衝出速度越高者 所需長度越長，厚度也較厚。航機衝出跑道後進入EMAS 攔截床時機輪將 會壓碎 EMAS 砌塊，並可有效減速，如下圖 2.15 所示。事故後僅需將損 壞砌塊更新即可維持EMAS 系統之攔截功能。

圖2.15 EMAS 攔截效果[10]

EMAS 目前已於美國 20 餘機場裝設 30 座以上的攔截系統，至 2008 年底於全球已裝設 41 座攔截床，並有 5 次成功攔截經驗，其中最具代表 性的經驗為美國JFK 機場在 2005 年初曾攔截重達 600,512lb 之波音 747，

證明 EMAS 確實具有良好攔截效能，當時紀錄照片如圖 2.16 所示。數次 攔截成功後都在短時間內將事故航機拖離跑道，並重新開放營運，有效降 低對機場的衝擊。

圖2.16 EMAS 於 JFK 機場攔截 747[10]

為提供EMAS 裝置方式與決策參考，FAA 也於 FAA Order 5200.9 [11]

提出財務可行性建議與 EMAS 對 RSA 改善的範例供參考，提供範例探討 裝設 EMAS 可避免沼澤填平而造成環境衝擊、不同等級 EMAS 設計對 RESA 的影響等，並提供 EMAS 裝設方式決策參考項目。但該文件僅著重 於機場於選擇裝設 EMAS 的情境下進行跑道遷移、重置安全區等方案及 EMAS 裝置換算等效 RSA 長度估算等，並未對決策評估流程提出具體範 例或建議，尤其未明確說明選擇裝設EMAS 與否的依據。為此本研究將對 機場是否決策裝設此類攔截系統進行探討。

另外 EMAS 雖有 FAA 為其效能背書，但並未公布任何材料特性與性 能資訊，系統設計由ESCO 公司提供，且材料使用後即需更換，故難以驗 證其效能。

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2.3.3 ERAS

民航機攔截系統除較為知名的EMAS 外，另有美商 Grid Technologies (Gridtech)公司於 2002 年發表之 ERAS 系統，該系統全名為 Engineered

民航機攔截系統除較為知名的EMAS 外，另有美商 Grid Technologies (Gridtech)公司於 2002 年發表之 ERAS 系統，該系統全名為 Engineered