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高速公路作为战时跑道的技术可行性

日期:2015-4-13 9:37:29 来源:转载 浏览数:
 
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如上所述,对高速公路的承载能力、路面设计和设施配置进行必要的补充或改进,从而作为适于战机起降的跑道是十分重要的,从国家对交通事业的要求和应对国际上可能出现的紧急状态,提高和加强国防建设也是十分必要的。所谓技术上的可行性,主要表现在下述几个方面。
2.1 高速公路作为战机跑道的适应性
我国已建成通车或在建的高速公路大多为双向4 或6 车道,其有效宽度往往不低于20 m,且道路的地貌大多较为空旷。以我国武装力量目前已列装的歼-11 重型制空战斗机(苏-27 的国产改进型)及同类战机(飞豹、枭龙、F-8Ⅱ等)的翼展不超过20 m 为例,从路宽角度讲可以适应各型战斗机,包括歼击机、战斗轰炸机(强击机)和大多轻型和中型轰炸(运输)机的起降。
2.2 高速公路作战机跑道的荷载校核
高速公路是目前国际公认的陆路交通最高等级的道路形式。特别是近年来出现的RCCP 道路(高碾压干硬性水泥混凝土) 和以水泥混凝土为承载层和改性沥青混凝土为磨耗层的复合式路面,这些新型道路的设计和道路结构(包括新型材料的大量使用)均可使道路的承载能力有效提高。以轴载10 t 总承重50 t 以上重载车辆的正常运行作类比分析,起降自重(最大起飞重量)为30~40 t 前三点起落架战斗机、战斗轰炸机和大多轻型、中型运输机从承载能力讲应无问题。当然,无论是战机起降,还是重载车辆,它们对路面均是一种具有冲击和碾压的双重作用,这可从下述基本计算进行理论论证。
众所周知,通常飞机滑跑拉起(起飞)或降落时的速度约为100~350 km/h(机型、机种不同差异较大),而此时飞机对路面的冲击能量[1]为:
E=1/2mv2,
显然,此时战机对路面的作用荷载与战机质量m 的一次方和此时战机的瞬时速度v 的2 次方的乘机成正比。表1 是我军目前已列装的2 种较为典型的战机歼-11B(重型制空战斗机F-11B) 和强-5(战斗轰炸机,FA-5)的基本技术参数。

由表1参数能够得到,歼-11B 重型制空战斗机的最大起飞重量与目前在高速道路上运行的3 轴载重车满载总重基本相仿。而起飞(拉起)速度较载重车最大运行速度高出1 倍左右。将其基本参数带入式(1),结果飞机对路面的冲击能量E=1/2mv2 将高于载重车对路面的荷载。但考虑到下述因素的影响,这个荷载的作用对道路的影响将会大大减轻:
a)载重车对路面的荷载为较长时间的动、静双重载荷,而飞机对路面的冲击能量为瞬时作用。
b)飞机机轮的胎面较载重车的胎面为宽(且为中低压),故其整体接地比压明显为小。这可由下式做理论解释:

式中:Δw 为飞机机轮的接地比压,kg/cm2;Wmax 为最大起飞重量,kg;N 为飞机机轮数量;S 为单个飞机机轮接地面积,cm2。
c)道路新结构和新材料的大量应用,如RCCP、道路重载结构设计、复合路面、超级路面[2(] superpavement)、SBS 改性沥青等大量新技术、新工艺,使得道路的承载能力有效提高。
d)高等级道路,尤其是高速公路承载能力的设计具有较大的余量(安全系数取值较大)等。
这些道路设计新理念、新结构、新材料和新工艺的研发和成功应用不仅使得高速公路的运输承载能力大幅度提升[3],也为道路作为应急战机跑道提供了技术可行性。
2.3 道路平整度分析
由于以电液或激光为找平技术的水泥+ 沥青混凝土摊铺机的使用,使道路的平整度得到了有效的控制和提高。如高速公路目前普遍采用的±3~5 mm/3 m 直尺的道路平整度控制指标与战机跑道平整度要求基本接近,这对于保证战机起降时的运动平衡性和稳定性是十分重要的。因此,从道路平整度控制标准要求方面是符合相关战机起降要求的。
 

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