基于竖向加速度响应的机场道面平整度评价及IRI标准反演

为了制定科学的机场道面平整度评价标准,提出一种基于竖向加速度响应的机场道面平整度评价方法并反演IRI标准。综合考虑飞机的竖向运动、俯仰和侧倾转动,建立6自由度的飞机整机动力学模型及振动平衡方程,并从飞机轮胎的几何滤波效应出发,采用"刚性滚子"轮胎接触模型的有效路形表征不平整道面;同时,构建飞机驾驶员、前舱位、后舱位和重心处的竖向加速度及其最大响应的计算模型,并采用Simulink仿真模块进行快速求解。以某代表C类飞机为例,在服从高斯分布的随机道面激励及不同滑行速度下,综合分析4个代表部位的最大竖向加速度响应的分布特性,建立其对应的非线性回归模型,并以波音公司疲劳标准为据,反演机场道面平整度的IRI标准值。结果表明:与现有标准相比,反演的IRI标准值更为宽松,且跑道的平整度标准比滑行道更严格,与实际中机场道面的平整度评价相吻合。     

跑道动荷载与国际平整度指数关系研究

跑道平整度是体现机场道面性能的重要参数,该文基于公路路面平整度与动荷系数之间的关系,通过建立飞机在道面滑跑状态下的力学平衡方程,得到了考虑飞机升力作用下国际平整度指数IRI与动荷系数之间的定量关系.结合某机场的平整度实测结果,分析了跑道不同区域的力学状态,研究成果可为机场道面性能评估与维护以及道面力学性能的研究提供参考.     

机场沥青道面平整度控制措施研究

基于民用机场与军用机场使用的不同特点,对机场沥青道面平整度要求进行了分析;结合机场沥青跑道工程实例对平整度控制方法进行了研究,从工程地质勘察、施工图设计、施工质量监控、使用管理、维护维修等方面提出了控制措施,以保证平整度满足使用要求.     

基于小波理论的机场道面平整度指标研究

从飞机的垂直动响应出发,运用小波理论对机场道面平整度指标评定的新方法--小波理论分析法,进行了理论验证分析,并比较了国际平整度评定指标与新提出的评定理论之间的差异.结果表明新方法比国际平整度指标更能反映飞机的垂直动响应.     

基于小波理论的机场道面平整度指标研究

从飞机的垂直动响应出发,运用小波理论对机场道面平整度指标评定的新方法--小波理论分析法,进行了理论验证分析,并比较了国际平整度评定指标与新提出的评定理论之间的差异.结果表明新方法比国际平整度指标更能反映飞机的垂直动响应.     

基于感知应变的刚性道面结构强度评价方法

刚性道面结构强度实时准确评价,是保障机场设施耐久与适航安全的重要工作,其中决定性因素为基层顶面反应模量K。依托西南某国际机场智能跑道系统,采集C类飞机通过事件下的刚性道面板动态应变响应状态;通过HWD弯沉测试获取道面初始结构参数,建立机场刚性道面9块板足尺有限元模型,通过考虑轮迹偏移和基层顶面反应模量K值对道面板中监测点位动态应变的影响,建立K值与动态应变响应峰值期望ε值的函数关系曲线;采用桥渡原理,补偿机场刚性道面仿真模型与实际结构之间的偏差,将模拟仿真函数关系转换至实际感知函数关系,基于实测感知应变实时评价基层顶面反应模量。在此基础上,采用当量单轮荷载法建立机场道面强度评价指标PCN值与K值的关系,最终实现基于感知应变的刚性道面结构强度实时评价。     

不同平整度指标在机场道面检测中的差异性研究

为了评价不同平整度指标在机场道面检测中的有效性,选取国际平整度指数IRI、标准差δ、3 m直尺量测的最大间隙h为对象,以西安咸阳机场为例,利用平整度仪测定跑道、平行滑行道(A滑)中心线两侧第一或第二幅板的平整度,分别计算了三个指标值,并运用四种非参数检验方法对任意两指标进行了差异性检验。研究结果表明:IRI与标准差δ对机场道面检测结果具有很好的相似性,没有显著性差异;而最大间隙h对机场道面检测结果与IRI、标准差δ均存在显著性差异,不具备良好的相似性;建议对机场道面平整度评价时,宜采用IRI和3 m直尺测量最大间隙h这两个指标。     

自降解尾气道面在机场应用探讨

航空运输业每年排放量CO、HC和NOx等废气占交通运输总量的12%左右,机场气体污染物来源主要是飞机滑行、起降阶段,飞机在滑行及慢车状态下排放的污染物占总量的50%以上。本文分析了飞机起降阶段气体污染物的主要成分及排放特点。道路工程中研究采用纳米二氧化钛加入到沥青或者水泥道面中,可以分解气体污染物,本文分析了纳米二氧化钛分解气体污染物原理及国内外研究成果及掺加方式,探讨了其在机场中的应用位置、掺加方式等,为将自降解道面引入机场提出了研究方向。     

飞机滑行转弯对沥青道面作用的侧向力分析

应用动力学原理,建立了飞机滑行转弯时的动力学方程,研究了飞机在沥青混凝土道面上滑行转弯对道面产生的侧向力。结果表明,影响飞机转弯侧向力的主要因素为转弯速度、前轮操纵角和前轮操纵角速率。侧向力是飞机滑行转弯时引起道面产生破坏的主要原因。     

飞机牵引滑行入港安全运动路径生成及其轨迹跟踪控制方法

针对飞机紧急降落后无法继续利用自身动力滑行入港场景，研究使用牵引车牵引其滑行入港的方式，考虑牵引滑入时机轮与机场跑道及滑行道边缘的安全净距，分别提出适用于机型-机场匹配时的牵引车-飞机系统的铰接点过中心线(HPOC)法和不匹配时的飞机主起落架几何中心过中心线(GCOC)法，并基于2种方法建立运动学模型，在净距及飞机前轮转角约束下对系统转弯滑行入港运动进行轨迹规划。基于GCOC法建立连续非线性系统的轨迹跟踪模型，通过线性二次调节器(LQR)对不同权重系数及存在初始偏差的轨迹跟踪问题进行了研究。结果表明:牵引车以HPOC法牵引飞机在与其机型不匹配的机场滑行入港时，机轮会发生碰撞危险；而采用GCOC法时其运动轨迹可以满足跑道及滑行道边缘的安全净距要求。在对系统进行轨迹跟踪控制时，当将飞机主起落架几何中心的横、纵坐标权重系数Q₁、Q₂及表示飞机姿态的角度权重系数Q₃均设为100，而表示牵引车姿态的角度权重系数Q₄设为0时，即:Q＝(100，100，100，0)，该方法可将实际牵引滑行入港轨迹与参考轨迹的偏差保持在0.05~0.1 m以内，且能够在10 s左右抑制系统状态变量误差，并使控制变量达到稳定；同时能够在12 s左右修正系统的初始偏差，相较于单机偏差修正的10 s，具有可接受的效果。      

基于累计损伤的刚性道面结构性能评价方法

针对民用机场道面结构性能评价技术进行研究,探讨了道面结构累计损伤分析原理.按轮迹服从正态分布采用通行覆盖率计算覆盖作用次数,用累积疲劳损伤替代了“设计飞机”在交通量换算中的作用,直接计算各型飞机对道面结构总的累积疲劳损伤用于结构性能评价,提出基于累计损坏原理的道面结构性能评价技术流程.实例分析表明：该方法计算结果更合理,适应大型飞机复杂起落架荷载作用下的水泥混凝土道面结构评价.     

"车一路"系统作用下路面平整度对车载动荷系数的影响

通过求解路面平整度随机模型和四分之一双自由度车辆模型构成的"车--路"系统运动方程的频域解,并根据文中定义的车载动荷系数,推导出了车载动荷系数与国际平整度指数标准差及行车车速的关系表达式并进行了参数研究.     

“车——路”系统作用下路面平整度对车载动荷系数的影响

通过求解路面平整度随机模型和四分之一双自由度车辆模型构成的"车——路"系统运动方程的频域解,并根据文中定义的车载动荷系数,推导出了车载动荷系数与国际平整度指数标准差及行车车速的关系表达式并进行了参数研究。     

潮汕机场沥青混凝土道面设计与研究

长期以来,我国在机场工程建设中,采用水泥混凝土道面居多,现阶段我国跑道采用沥青混凝土道面(含道面加盖)的机场在20个左右,约占全国通航机场总数的10%,沥青混凝土道面的优越性并没有在我国机场建设中得到体现。通过对潮汕机场沥青混凝土道面设计方案的研究,总结了沥青混凝土道面的相关设计经验。     

关于沥青混凝土道面公路飞机跑道结构设计方法的分析与研究

从公路飞机跑道沥青混凝土道面结构设计的理论基础、设计指标、控制标准、道面结构力学响应分析、设计流程及步骤等方面进行分析研究,提出了公路飞机跑道沥青混凝土道面结构设计方法。     

路面平整度及车辆振动模型的研究综述

为了在车-路或车-桥相互作用的耦合体系中更准确地模拟由路面不平整度引起的车辆动荷载,以及分析由动荷载引起的路面动响应,论述了路面平整度的各种定义,回顾了路面平整度的各项评价指标、评价方法及各种评价指标之间的关系。分类阐述了针对各种评价指标的现场检测方法及仪器,分析了路面平整度的各种数值模拟方法,并推荐了更符合实际情况的平整度数值模型,介绍了用于分析路面不平度引起的车辆动荷载的各种车辆振动模型。最后总结了研究路面平整度评价指标、不平度的数值模拟方法及车辆振动模型的发展趋势,提出了用于分析车辆与路面作用的耦合振动体系的各项参数的采用建议,为研究车辆随机动荷载作用下的路面或桥面动响应提供了理论依据。     

机场道面平整度评价指标的相关性分析

在我国机场道面平整度评价体系中,针对早年多采用3 m直尺下最大间隙平均值而目前多采用国际平整度指数(IRI)的问题,提出了一种延续机场道面平整度评价的历史资料信息的有效途径。建立了IRI的Simulink快速求解流程,开发了3 m直尺下最大间隙平均值的计算程序,提出了一种IRI和3 m直尺下最大间隙值的相关性研究方法。基于世界范围内37条机场跑道和37条机场滑行道的纵断面数据,统计分析了两个指标之间的相关程度以及受不同分段间隔的影响。结果表明:跑道的两者线性相关系数高达0.96,滑行道的线性相关系数高达0.97,且分段间隔的取值对相关程度影响较小;IRI分别为3 m直尺下最大间隙平均值的0.86倍和0.93倍关系。探究了两个指标对道面波长的敏感性。结果表明:3 m直尺下最大间隙平均值的敏感波长为0.5～4 m的短波,与IRI的敏感波长1～5 m短波非常接近;敏感波长相似使得无论是在机场跑道还是滑行道,IRI和3 m直尺下最大间隙的平均值之间都呈现高度线性相关。本研究可为机场道面的性能预测提供更多的基础样本,制订更科学合理的道面养护维修对策。     

基于模糊AHP-TOPSIS法的湿和污染跑道状况评价方法

为对湿和污染跑道道面状况进行评价，保障飞机运行安全，建立了以污染物类型、污染物最大深度和污染物覆盖率为单项评价指标的湿和污染跑道道面状况综合评价体系，并将跑道的湿和污染状况划分为四个等级。采用层次分析法（AHP）来确定各单项评价指标的权重，再由优劣解距离法（TOPSIS）计算待评价的湿和污染跑道道面状况在最优解和最劣解间的位置，然后根据模糊综合评价中的梯形隶属度函数，最终确定湿和污染跑道道面状况所在等级，实现了对湿和污染跑道道面状况的合理评价。实例应用及分析表明：通过定性与定量相结合的方法来量化各单项评价指标的权重，结合并发挥不同组内评价方法的优点，可有效利用检测信息，综合反映并评价湿和污染跑道道面状况，确定湿和污染跑道道面状况的等级。     

基于物元分析理论的刚性道面使用性能综合评定

为满足机场道面管理系统发展需要,提出对机场道面综合性能进行评价,通过分析影响机场道面综合评价的各分项指标因素,建立了综合性能评价体系。分析了物元理论在道面综合性能评价中的适用性,据此建立了机场道面综合性能评价的物元模型。该模型以定量数值表示道面属于某等级的程度大小,其中可拓集合关联函数的应用使得机场道面综合性能的多指标评定更为精细化。最后利用该方法对某机场道面综合性能进行了评价,结果表明,该方法可较好地给出道面综合性能等级评定结果,能够完整地反映道面状况的综合水平。     

公路飞机跑道沥青混凝土道面结构设计方法研究

从公路飞机跑道沥青混凝土道面结构设计的理论基础、设计指标与控制标准,以及道面结构力学响应、设计流程和步骤等方面进行分析。研究结果,得到了飞机荷载和汽车荷载的等效换算关系,提出了公路飞机跑道沥青混凝土道面结构设计方法。