[实用新型]一种航空跑道压溃型安全拦阻方块

说明书

一、技术领域

本实用新型涉及一种航空跑道的安全设施，特别涉及当飞机冲出跑道时的安全拦阻设施，确切地说是一种航空跑道压溃型安全拦阻方块。

二、背景技术

当飞机着陆或放弃起飞程序时，不能够及时停止，出现意外而冲出跑道，飞机和旅客会遇到不同情况：如果飞机滑行在有足够长度的较坚硬土壤上，可能会安全停下来；但是，如果机场跑道之外是土壤或有雨水、下雪结冰，或在山区江河附近等，飞机滑行的距离和结果如何就要看运气了，往往就会造成机毁人亡的事故。为了使冲出跑道而发生事故的损失最小，美国联邦航空管理局(FAA)规定在跑道的端头必须预留出300米长度的安全区域。世界各国也纷纷对在建的和将要兴建的航空跑道规划设计安全区域。但对已有的航空机场或条件有限的在建和将要兴建的机场，由于机场土地面积(如山区)、机场周边居民区、交通道路、环境条件等限制，无法征集到足够的土地、空间作为完整的安全区域。为解决潜在的安全隐患，在跑道端部设置拦阻设施不失为亡羊补牢的安全保护措施。对军用机场和航母机坪多采用拦阻网或拦阻钢缆绳，这是根据军用飞机和舰载飞机的着陆支架结构设计的。对平时主要用于民航的航空机场，鉴于民用飞机着陆支架结构和普通旅客的人身安全考虑，多设置压溃型拦阻安全跑道，这为民航飞机场的最佳安全拦阻设施选择。

该安全拦阻跑道是由厚度以及压溃强度递增的系列方块构成的斜坡状软道面。方块是根据飞机特定的减速阻力设计加工的，其在飞机滑行过程中被碾压，并通过飞机自重造成依次逐渐形变、溃碎对飞机着陆轮组及起落支架做功，产生阻力(压溃拦阻)以衰减滑行速度直至为零，这种拦阻方块的减速力学原理完全符合飞机本身原先的着陆荷载设计要求。拦阻跑道斜面的主要作用是：在飞机对拦阻方块碾压过程中，使拦阻方块与飞机着陆轮组的接触面积和压溃强度依次加大，导致拦阻的作用力逐渐增加，这样安全拦阻跑道可以适用于多种类型飞机的安全拦阻。

对于这种压溃型拦阻方块所用的材料，主要性质应该具备有：脆性、可调控压溃强度、受水影响的材料性质变化较小，不招引各种生物、无静电、不燃或助燃、火灾中不会放出有害气体、可长期保持其材料性能稳定、耐候性好、对飞机和乘客的可能损害最小、便于日常维护、以及可以经济地大批量工业化生产等。

多年以来，对于这种设置在跑道端头区域的压溃型跑道拦阻设施，航空机场研究人员曾建议采用多种可压溃的材料或设施，但是结果都不理想。例如，将河砂装入防水包装袋中作为拦阻块，然而，砂包容易破碎，雨水及冰雪可以进入包装袋之间孔隙，拦阻效果极差。还有选择设置大面积的浅水池，但是在冬季水结冰后，拦阻效果失效，还可能招引野生动物，造成飞行事故。碎石作为另一个选择，与土壤或河砂相比，受到天气的影响较小，但是碎石会阻碍飞机着陆轮压入土壤，还可能造成飞石对飞机发动机的损坏等。

美国专利US 5193764公开的飞机拦阻系统采用酚醛泡沫材料或者具有刚性、脆性、耐火性的板材多层组合而成，其厚度和压溃强度因具体航空机场条件而变化。这些材料若伴有火灾，则立即失去拦阻减速作用，并且该材料本身具有一定的压缩回弹性，可导致拦阻减速失败或减弱，即拦阻结果难以预测。

美国专利US 5902068、US 6726400公开了一种由水泥(建议使用早强水泥，在实际生产中只能使用这种水泥)、发泡剂和水用物理发泡工艺加工的泡沫混凝土拦阻方块。首先用水泥和水制备泥浆，单独用发泡剂和水经剧烈搅拌物理制备有大量泡沫的添加剂，然后将泥浆和添加剂两者混合搅拌后，浇注于模具中，经自然养护形成发泡混凝土方块。

美国专利US 5885025、US 6971817公开了在泡沫混凝土方块外，再包裹一层水泥薄板材，以保护泡沫混凝土方块避免被喷气飞机尾气的破坏，以及提高耐水性。

三、发明内容

本实用新型旨在提供构建压溃型安全跑道用的拦阻方块。所要解决的技术问题是：选择适宜的材料及其生产方法，使拦阻方块符合特定的飞机拦阻目的，如具有必要的、均匀的中空结构，以及可被脆性压溃的拦阻所需的强度。

本拦阻方块的技术方案有两种：

(一)、是以铝粉为发气剂制备的粉煤灰加气混凝土方块或者砂加气混凝土方块，其内有通过化学反应所发泡形成的中空气泡，其底部为由加强筋加固的加强层。如图1所示。通过调节加气混凝土原料配比和中空气泡的数量与密度，使拦阻方块获得可调控的脆性压溃拦阻所需的强度。

其生产方法包括原料和水的混合搅拌、浇模发气、脱模切割、预养和蒸养，与现有的物理发泡的泡沫混凝土的拦阻方块技术的区别在于：

(1)本拦阻方块包括下述重量份数的原料