我成功自研阻止飞机冲出跑道技术打破美垄断

2012-10-22

不久前，陈先生在Discovery频道上看到一个新奇的玩意：美国人在一些机场跑道的尽头铺了拦阻床，居然能阻止飞机冲出跑道。在电视画面上，跑道端铺就的材料成功阻止了一架即将冲出跑道的波音客机，保护了飞机，更保证了乘客的安全。

画面中呈现的这项技术叫做特性材料拦阻系统（Engineered Material Arresting System，简称EMAS），这项技术长期以来都被国外公司所垄断。2012年7月12日，由中国民航科学技术研究院研发的，具有完全自主知识产权的EMAS正式通过了中国民航局的合格审定并获得工程应用批准，这是中国民航在涉及飞行安全的重大系统研发方面取得的重要进展，也是世界上第二个取得政府民航主管机构批准的EMAS。这一成果的取得，将大幅降低机场安装该系统的成本，从而推动我国众多高原机场和特殊地形机场有效提升安全保障能力。

如何阻止飞机冲出跑道？

随着世界民航业迅的速发展，航班起降架次明显增多，飞机冲出跑道的次数呈上升趋势，如何避免飞机冲出跑道后发生严重事故，已经成为民航安全的一个重要课题。为了解决这一难题，早在20世纪60年代，英国人就着手研发相关技术来拦停冲出跑道的飞机，但是由于种种原因未能形成产品。到20世纪80年代，美国联邦航空局（FAA）与美国一家公司开始共同研发EMAS系统。

事实上，EMAS是由一种具有特定力学性能的泡沫混凝土，以数十厘米的厚度铺设在跑道延长线的地面上，形成一个拦阻床。其宽度与跑道一致，长度在数十米到100多米之间。飞机一旦冲出跑道即进入其中，泡沫混凝土在机轮的碾压下破碎，以此吸收飞机的动能，在保证飞机和机上人员安全的前提下，让飞机逐渐减速并最终停止在拦阻床内。

20世纪90年代，FAA审定了EMAS系统的设计方法。1996年首次在纽约肯尼迪机场进行了试验性铺设，并成功拦停了3架飞机。随后，FAA对其颁发了许可证，并在全美国有需要的民用机场中推广使用。截至目前，美国已有35个民用机场铺设了55套EMAS系统，成功拦停了8架飞机。与此同时，美国在全球范围内推广EMAS系统。近年来，我国四川九寨黄龙机场和台湾松山机场也先后安装了该系统。

能解决冲出跑道的难题

四川九寨黄龙机场削山而建，三面环山，由于受复杂地形和高海拔的影响，飞行员在执行九寨黄龙机场飞行任务的过程中往往感觉跑道偏短，特别是在雨雪天气状况下，飞机着陆和中断起飞一旦出现反喷、刹车失效或冲出跑道的情况，后果不堪设想。因此，在2006年，九寨黄龙机场进行二期扩建工程时，就在跑道南北两端分别安装了两套EMAS系统。

在我国，有相当数量的机场削山而建，俗称“桌面机场”。虽然这些机场均按标准建立了跑道端安全区，但安全区外往往为陡坎或悬崖，飞机一旦冲出跑道端安全区，机毁人亡的悲剧必然上演。此外，一些临江、临海、临居民区的机场也存在这样的问题。

随着中国民航的快速发展，航班数量剧增，要维持过去的安全水平，就需要更新的安全手段。国际民航组织统计数据显示，在全球范围内冲偏出跑道事故次数排在民用航空器事故类型统计的首位。我国民航近年来冲偏出跑道事件次数在民用航空器严重事故征候类型统计中亦居首位。由此可见，在跑道端安全区不够长的机场安装EMAS系统，解决好飞机冲偏出跑道的问题，能明显提升安全运行水平。

的技术难题

在中国民航科学技术研究院研发的EMAS获得中国民航局的审定批准之前，国内没有类似产品，我国机场如果要安装，需要面对三个问题：产品价格高、运输距离远和系统维护难。

据报道，2010年台湾松山机场计划铺设1套该系统，预算高达43000万新台币，与2006年四川九寨黄龙机场铺设该系统时相比，价格有较大幅度的增长。如此高昂的费用，即使政府给予大部分补贴，国内最需要安装EMAS系统的中小机场也难以负担。

中国需要自己的EMAS系统！2010年，在民航局副局长李健的指示下，航科院组织了由院主要领导挂帅、数十名科研骨干参与的研发团队，联合国内相关单位，投入数千万元经费。经过2年多的时间，攻克了材料生产和系统设计方法的技术难题。为了有效验证产品的性能和系统的安全性，航科院设计并建造了专用的试验台架，对机轮碾压材料的过程进行了数十次试验测试，取得了大量宝贵的数据，并最终建立起一套完善的拦阻过程仿真计算模型和设计方法。航科院还专门从国航购买了一架波音737飞机，从2011年第四季度开始，利用天津机场第二跑道先后开展了6次大规模的真机验证试验。试验结果表明，航科院研发的EMAS系统具有有效的拦阻功效，并能保证飞机和机上人员的安全。

的发展展望

“对于中国民航而言，EMAS项目是一项全新的、具有开创性的项目，国际上也仅有美国掌握了这项技术，我们没有任何经验可以借鉴和参考。做好这个项目，对于中国民航向国际民航界输出标准，提升中国民航的国际地位，对于提升复杂机场的安全裕度，对于建设民航强国，都具有十分重要的意义。”民航局李健副局长曾多次在不同场合强调中国民航研发自己的EMAS系统的重要意义。

航科院（北京）科技发展有限公司有关负责人向记者透露，国产EMAS系统的成功研发大幅降低了铺设费用，为在我国众多高原机场、复杂地形机场、其他因为特殊原因难以延长跑道端安全区的机场，提供了价位合理的工程解决方案。它具有非常广阔的市场前景，腾冲机场已经确定安装EMAS系统，而国内外多家机场也对该产品表现出浓厚的兴趣。“我们在天津空港经济区拥有10000多平方米的生产厂房，能够满足拦阻材料生产、养护所需的环境要求，可以保证材料性能的稳定，每月可生产1套EMAS系统所需的材料。”

今年，国际民航组织将在“国际标准与建议措施”中提出提高跑道端安全区长度的标准，以减少因为冲出跑道造成的重大飞行安全事故。但因为地理或者别的环境因素制约，很多机场难以满足新的跑道端安全区长度要求，EMAS已写入ICAO《国际民用航空公约》附件14《机场》第一卷《机场设计和运行》第3.5.5条，成为国际通行的等效安全措施。

据了解，尽管国产EMAS系统价格相比国外同类产品有较大幅度下降，但对于很多机场特别是中小型机场来说，此费用也是一笔巨大的开支。鉴于EMAS系统铺设的目的是提高机场运行的安全性，中国民航局正着手制定相关补贴政策，以支持EMAS系统的推广运用。