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机场道面平整度检测指标IRI的适用性研究

2017-09-15

福建质量管理 2017年13期
关键词:道面平整度机场

(中国民航大学机场学院 天津 300300)

机场道面平整度检测指标IRI的适用性研究

郜佳琳

(中国民航大学机场学院天津300300)

机场道面平整度是机场道面质量的重要评定技术指标之一。IRI作为评价公路平整度的指标也在机场道面平整度评价中应用广泛。由于机场道面与公路道面以及飞机运行状态与汽车运行状态有着很大的差异,且机场道面与道路道面要求有着差异。本文通过研究指出当前国际平整度指数IRI在机场道面平整度评价中存在的优点与不足。

机场道面;IRI;平整度

一、引言

机场道面平整度是指机场道面纵向凹凸量的偏差值[1]。当飞机驶过不平整程的道面时,机身会上下左右振动,影响乘坐的舒适性和货物的完好,加快飞机的损坏速度,增加不必要的油耗。快速、准确地检测出道面的不平整,从而制定科学的道面维修养护计划,是提高机场道面性能的关键。另外由于机场道面的不整度达不到要求,飞机的不规则振动会加大对机场道面的冲击作用从而使场道使用寿命缩减[1]。因此,机场道面平整度IRI是机场道面质量的重要评定技术指标之一。

二、国际平整度指数IRI的计算原理

IRI是基于求解1/4车模型[4]的振动方程而得的平整度指标。测试时,规定测试车辆以规定速(80km/h)行驶在路面上,在行驶距离内悬挂系统的累积竖向位移量作为IRI值。其计算原理下根据牛顿第二定律,飞机在不平整激励下的振动平衡方程为[3](式中符号表示参考文献[3]):

三、IRI的优点

1.基于1/4汽车模型的国际平整度指数IRI较好把其他各种不同原理不同构造的平整度测试设备测试的平整度数值统一起来,与其建立确切的定量关系,极大地方便了道面平整度等级的统计、检测、评定和判别,对民航机场的发展起到了积极的作用[1]。

2.IRI能在一定程度上反眏乘客乘座时的舒适度,并与其它平整度指标有良好的相关性,他是一个简单并且比较科学的评价指标。该指标为国际通用指标,便于国际技术交流。IRI在机场道面平整度评价简单易于操作,结果清晰容易判断。

3.用IRI做机场道面平整度测定与其他方法相比更加方便快捷,人为主观的影响较少,精确度较高。就现阶段来说是一种比较通用的方法。

三、用IRI值评定机场道面平整度存在的问题

1.目前多数研究IRI评价机场道面平整度主通过修正IRI评价标准或建立IRI与力学指标之间的关系,但对IRI评价机场道面平整度本身的适用性缺乏定量的认识。《人体暴露于全身振动的评价》[2]表明人体的舒适性与承受的附加加速度相关,对汽车和飞机而言,与在铺面上行驶时人体承受的附加加速度相关。不管是汽车还是飞机其重心处竖向加速度与其运行速度有着近似线性关系,在不同的速度之下其值差别很大因此在进行机场道面平整度评价时,不区分滑行道与跑道是不合理的。

2.目前多数研究只考虑单自由度和两自由度,但飞机是6自由度。所以该模型不能真正的反映飞机在运行中的姿态,所评定结果符合度有待证实。飞机具有高滑行速度、大轮距与良好的起落架缓冲系统,动力学性能与汽车有显著不同,采用修正的IRI标准评价机场道面平整度不能彻底解决本身的不合理性问题。

3.目前车载式路面激光平整度仪检测得出的数据是受到刻槽影响,不能准确计算刻槽路面的国际平整度指数该方法最大相对误差超过50%[5]。在1/4车模型中,轮胎与地面的接触简化为一个点,轮胎会下落到刻槽之中。而实际上,轮胎与地面的接触是一个圆,刻槽并不会影响车辆的竖振动。目前使用的测量平整度的仪器是车载式路面激光平整度仪。其核心部分是激光测距系统。在测试过程中,每个激光测试点都有可能打在刻槽上,造成测量的路面高程产生系统误差。

4.由于IRI值测定是在时速为80km/h,由于飞机在降落时速度较大,且对道面板的压力也较大。飞机与道面的作用力使道面有变形。有可能是测算出的IRI值所应有的平整度与飞机运行时有所偏差。造成结果是IRI值在测定时满足要求,但在实际运行中飞机姿态未达到预期。快速、准确地检测出道面的不平整,从而制定。

3.5.凌建明[2]等以飞机重心处竖向加速度(VACGA)作为表征IRI的指标得出当飞机在滑行道的滑行速度小于40km/h时的敏感波段为2.3m~7.2m,基本分布在IRI的敏感波段内,说明滑行道平整度的评估可采用IRI.但当飞机在跑道的滑行速度大于60km/h时,VACGA敏感波段为6.4m~3.6m,分布在IRI不敏感波段内.[2]说明当飞机在跑道的滑行速度较高时,采用IRI检测机场道面平整度是不合理的。

四、结论

1.IRI在现阶段对机场道面平整度评定有着良好的效率及效度。

2.IRI值本身是运用于公路工程平整度评价的指标,在引用评价机场道面平整度有很多局限性。

3.由于飞机在机场道面运行姿态与汽车在公路道面有着较大差别,IRI用于机场道面平整度评定方面有很多地方需要修正平整度检测是一个受主、客观因素综合影响的过程。

4.平整度检测中一个必须解决的问题是:如何以最科学的方法评价实测值与真值的接近程度,提高测量结果的置信度。

5.采用飞机重心处竖向加速度来对IRI值修正有着较好的应用前景。

[1]程国勇,郭稳厚,雷亚伟.机场道面平整度评价技术进展及发展方向[J].中国民航大学学报.2016.34(2):38-41

[2]凌建明,刘诗福,等.采用IRI评价机场道面平整度的适用性[J].同济大学学报(自然科学版).2017.45(4):519-527

[3]张峰:公路工程中的平整度评价指标[J].公路与汽运.2004.(2):42-44

[4]程国勇,郭稳厚基于多自由度飞机模型的机场道面平整度评价方法[J].南京航空航天大学学报.2016.48(4):606-614

[5]胡双达,田波,张志耕.水泥混凝土路面国际平整度指数测量与计算方法的修正[J].公路.2016.(9):263-266

郜佳琳(1990.06-),男,汉,河南洛阳,硕士研究生,机场工程,中国民航大学机场学院,天津市东丽区。

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