Илья Шатилин (shatilin) wrote,
Илья Шатилин
shatilin

Category:

Вопрос на поверхности: что такое ВПП и почему она из бетона

Читайте в оригинале на Frequentflyers.ru: https://www.frequentflyers.ru/2021/02/08/runway/

Когда люди планируют авиаперелет, последнее, о чем они задумываются – это взлетно-посадочная полоса (ВПП). Фокус всегда на самолете: кто производитель, какой тип, модель, компоновка салона, год выпуска. Между тем у ВПП характеристик не меньше, и все они играют ключевую роль для безопасности полетов:



Первая в мире и в истории


ВПП принадлежат той категории вещей, которые, кажется, окружали нас всегда. Допустить отсутствие аэровокзалов и, тем более, аэропортов в современном виде – нетрудно. Но разве могло быть время, когда самолеты летали, а ВПП еще не было?


Братья Райт свой первый взлет осуществили в 1903 году в дюнах Северной Каролины в Китти Хоук, а их первым аэропортом посадки стали коровьи пастбища в Дейтоне, Огайо. Первая взлетно-посадочная полоса располагалась не совсем на земле, поскольку братья Райт использовали для взлета катапульту.


Разгонная катапульта братьев Райт


Первая взлетно-посадочная полоса с твердым бетонным покрытием появилась во время Первой Мировой Войны в 1916 году во французском Клермон-Ферране.


Согласно сегодняшнему определению Международной организации гражданской авиации (ИКАО), ВПП – это прямоугольная область на аэродроме, подготовленная для посадки и взлета самолетов. В понятие ВПП включаются как поверхность самой полосы, так и рулежные дорожки, пандусы, перроны и т.д.


Аэропорт: правила движения



Современные ВПП играют важнейшую роль в надежности перелетов и чрезвычайно дороги в строительстве и обслуживании. Их создание обходится в десятки миллиардов рублей. В крупных аэропортах обычно есть несколько взлетно-посадочных полос в разных направлениях, чтобы экипажи самолетов и диспетчеры могли иметь оптимальный выбор с учетом направления превалирующего ветра.


Кстати, составление розы ветров фактически является одним из предварительных шагов при планировке аэропорта. Многие из первых аэропортов или военных авиабаз строились в виде треугольника из трех взлетно-посадочных полос под углом 60° друг к другу именно по этой причине – чтобы иметь лучшие условия для взлета/посадки при любом ветре. Со временем научились определять ВПП с наиболее интенсивной загрузкой, тогда крупные аэропорты стали планировать с главной и вспомогательными полосами.


На спутниковых снимках некоторых аэродромов США прекрасно видно остатки расположения ВПП в виде треугольника


Ключевое покрытие


Для покрытия ВПП, рулёжных дорожек и стоянок используются различные материалы. Существуют грунтовые, гравийные, асфальтовые и железобетонные полосы. Взлётно-посадочная полоса с искусственным покрытием обозначается аббревиатурой ИВПП. Ряд натуральных поверхностей – лед, песок, коралловая крошка, снег, глина, дерн – это экзотика.


Грунтовые аэродромы в непогоду «раскисают», что делает невозможным их эксплуатацию. Сегодня в качестве покрытия стандартно используют бетон – он отличается надежностью и долговечностью. В России бетонные ВПП могут быть как цельнолитые, так и выложенные из готовых стандартных рифлёных плит аэродромного покрытия.


В исторической перспективе именно бетон сыграл ключевую роль в формировании отрасли гражданской авиации. Высококачественные бетонные и асфальтовые поверхности могут выдерживать большой вес и момент удара колес самолета о поверхность в разных точках полосы, а также позволяют производить в аэропорту десятки тысяч взлетов и посадок в год.


Именно широкое распространение бетона и постоянное совершенствование технологий, обеспечивающих износостойкость и надежное сцепление колес самолета с поверхностью, позволили гражданской авиации превратиться в гигантскую отрасль мировой экономики.


Стандартная аэродромная плита ПАГ-14 имеет размеры 6х2 м, толщина 14 см. ПАГ-18 и ПАГ-20 – соответственно, 18 и 20 см в толщину.


Самые-самые


Размеры взлётно-посадочных полос могут серьезно отличаться: от 300 до 12 000 метров в длину и от 10 до 300 метров в ширину. Самая большая грунтовая ВПП – на американской авиабазе Эдвардс, расположенной на поверхности высохшего озера Роджерс, ее размеры: 11917×297 м. Другими «исполинами» можно назвать ВПП в аэропорту города Чамдо, КНР — 5500 м и в российских Жуковском – 5402×120 м и Ульяновск-Восточный — 5000×105 м. В мире насчитывается еще три полосы длиной около 5000 м – в Китае, Бразилии и ЮАР.


Самой короткой ВПП в мире принято считать полосу аэропорта Хуанчо-Ираускин на острове Саба (Малые Антильские острова). Её длина – всего 396 метров. В России самая короткая взлётно-посадочная полоса на аэродроме Новонежино в Приморском крае, ее длина –  472 метра.


Аэропорт Хуанчо-Ираускин. Выкатываться здесь точно не стоит.


Стандартная длина полосы для международного аэропорта – 3000-3500 м. Региональные аэропорты в России часто имеют ВПП до 2000 м.


 


Особые меры


Чтобы поверхность дольше не изнашивалась и обеспечивала безопасные взлет и посадку, применяются особые дополнительные покрытия из высокопрочных материалов. Их характеризует быстрая полимеризация, что позволяет в минимальные сроки проводить на ВПП работы по заделке сколов и трещин, а также выполнять герметизацию швов. Кроме того, они дают возможность наносить на поверхность ВПП антискользящий слой, обеспечивающий безопасное торможение самолета в дождь или гололед.


У ВПП есть характеристика – классификационное число покрытия (PCN), оно демонстрирует несущую способность искусственного покрытия для эксплуатации без ограничений. Этот показатель соотносится с классификационным числом воздушного судна (ACN), которое отражает относительное воздействие самолета на искусственное покрытие для установленной категории стандартной прочности основания.


Система ACN/PCN введена ИКАО как метод классификации прочности покрытия взлетно-посадочных полос, рулежных дорожек, перронов для воздушных судов с максимальной взлетной массой более 5 700 кг.


Соответственно, полосы делятся по категории прочности основания: «А» – высокий уровень прочности, «В» – средний, «С» – низкий, «D» – очень низкая прочность.


Рифленый бетон и формула будущего

Чтобы соответствовать самым высоким категориям, большинство крупных аэропортов сегодня стремятся к переходу на поверхности ВПП из рифленого бетона. При его использовании основным видом износа становится только смещение плит от тепловых нагрузок или из-за движения песчаной/гравийной подушки, на которых они лежат.


Плиты из рифленого бетона


Такие смещения могут происходить из-за сезонных перепадов температуры, критическими для базовых свойств ВПП они не является. Последствия такого смещения решаются либо обработкой межшовного пространства гудроном, либо заменой плит.


На сегодня – это самое эффективное покрытие ВПП. Оно без каких-либо дополнительных средств обработки обеспечивает максимально высокий коэффициент сцепления шасси с поверхностью. На других типах поверхности он достигается либо в идеальную погоду, либо за счет постоянного использования передовых абразивных материалов.


Довольно ненадежным покрытием ИВПП является асфальт. Под воздействием высокой температуры он практически всегда плавится и деформируется, крайне трудоемок в ремонте, после которого на нем остаются «заплатки».


Аналогичным считается покрытие ИВПП с миксом цементобетона и асфальта. Это так называемый асфальтобетон, когда бетонные плиты сверху закатывают в асфальт. Со временем с плоской и ровной поверхности бетона асфальт отваливается, образуя выбоины. Проблема в том, что это может произойти в любой момент, размер выбоины предсказать невозможно, а «подлатать» поверхность быстро не получится.


Это чревато повреждением и ускорением износа шасси при регулярных рейсах из такого аэропорта, не говоря уже о драматическом снижении коэффициента сцепления. Поэтому ремонт для поддержания нормального состояния таких ВПП должен производиться крайне внимательно и регулярно, но не во всех аэропортах за этим тщательно следят.



Для России рифленый бетон снимает еще и проблему резкой смены погоды. В ряде регионов в летний период жара достигает 40 градусов, а зимой температура опускается до минус 40. Такие резкие перепады пагубно сказываются на покрытии, и от серьезного и потенциально опасного для безопасности полетов износа спасает только «бронебойное» рифленое покрытие полосы, а также соблюдение технологии строительства: подготовка площадки, соблюдение последовательности и качества выполнения всех слоев, качественный дренаж и т.д.


Впрочем, вскоре представления о том, что такое по-настоящему прочная ВПП могут измениться. Ученые Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) сообщили, что им удалось почти в два раза повысить максимальную прочность бетона для взлетно-посадочных полос. Новый композит прочнее применяемых сегодня составов на 46% за счет более высокого уровня статической прочности на сжатие и более высокой ударной выносливостью. В его составе использована смесь портландцемента с суперпластификатором, доменным гранулированным шлаком, карбонатной мукой и карбонатом калия. Формула способствует интенсификации процессов гидратации при твердении, а использование карбоната калия позволяет применять новый материал для бетонирования при отрицательных температурах.


Игорь Провкин, генеральный директор «Опытный Завод N31 ГА»

Subscribe

Buy for 10 tokens
Buy promo for minimal price.
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments