CC BY
3
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЧНОСТИ ВЗЛЕТНО-ПОСАДОЧНОЙ ПОЛОСЫ В СООТВЕТСТВИИ С ФЕДЕРАЛЬНЫМИ АВИАЦИОННЫМИ ПРАВИЛАМИ
А.В. Алыпов, магистрант
Научный руководитель: Е.В. Коникова, канд. техн. наук, доцент Санкт-Петербургский государственный университет гражданской авиации (Россия, г. Санкт-Петербург)
DOI:10.24412/2500-1000-2024-9-1-99-102
Аннотация. Статья посвящена исследованию соответствия прочностных характеристик взлетно-посадочной полосы аэродрома требованиям федеральных авиационных правил, установлению ограничений полетов воздушных судов. Прочностные характеристики плоскостных сооружений аэродрома определяются отношением классификационного числа покрытия (PCN) к классификационному числу воздушного судна (ACN). ACN -число, выражающее относительное воздействие воздушного судна на искусственное покрытие для установленной стандартной категории прочности основания. PCN - число, выражающее несущую способность искусственного покрытия для эксплуатации без ограничений.
Ключевые слова: прочность, взлетно-посадочная полоса, федеральные авиационные правила, ограничения, воздушное судно.
Задачи исследования: установить при- Прочность покрытия ВПП определим
емлемость применения ограничений на по ФАП-262 (методу ИКАО). полеты эксплуатируемых ВС. Конструкция искусственного по резуль-
татам отбора образцов (кернов).
Таблица 1. Фактическая толщина покрытия
Пикеты Конструктив L, метр
ПК0 - ПК13+00 Пескобетон Btb3,2 ПГС 0,25 0,40
Таблица 2. Результаты определения прочности образцов бетона
№
№ скважины
L бетонного покрытия, см
Сжатие, МПа/класс бето-_на (сжатие)_
Прочность
Растяжение при раскалывании/при изгибе, МПа/класс бетона по прочности (растяжение)
25,0
53,9 / В 43
2,71 / 4,07 / Btb 3,2
27,0
52,0 / В 41
4,07 / 6,10 / Btb 4,9
26,5
42,7 / В 34
4,46 / 6,69 / Btb 5,4
1
2
2
3
3
4
Результат испытания образцов:
- толщина бетона варьируется от 25,0 см до 27,0 см;
- прочность (сжатие) варьируется 42,7 МПа - 53,9 МПа, что соответствует классу бетона по прочности на сжатие от В 34 до В 43 в соответствии с ГОСТ 18105-2018;
- прочность на растяжение при раскалывании бетона варьируется от 2,71 МПа до 4,46 МПа;
- прочность на растяжение при изгибе бетона варьируется от 4,07 МПа до 6,69 МПа (в пересчете исходя из прочно-
сти на растяжение при раскалывании по ГОСТ 10180-2018), что соответствует классу прочности (растяжение при изгибе) от Вгь 3,2 до Вгь 5,4 по ГОСТ 18105-2018.
При соотношении PCNM.CN>! покрытия эксплуатируются без ограничений; 1>РСМАС^0,85 (на жестких покрытиях) суммарную интенсивность рекомендовано ограничивать 10 с-в/сут.; 0,85>PCN/ACN >0,8 - 2 с-в/сут.; 0,8>РСМАСЯ> 0,75 - 1 10 с-в/сут.; 0,75>РСМАСЯ> 0,66 - 2 с-в/нед.; 0,66>РС^АС^0,6 - 1 с-в/нед. С учетом фактически установленных толщин
пескобетона и класса пескобетона по прочности на растяжение при изгибе выполнен расчет классификационного числа
рек для впп.
Расчет классификационного числа покрытия (РСК) для ВПП:
С учетом фактически установленных толщин пескобетона и класса пескобетона по прочности на растяжение при изгибе был выполнен расчет классификационного числа РСК для ИВПП-1 с использованием аппаратно-программного комплекса:
- Аэропорт, участок: ВПП-1;
- Группа участков покрытия: А;
- Широта расположения аэродрома, град.сев.широты: 55;
- Коэффициент постели грунта, МН/мЗ: 80.00;
- Тип воздушного судна: 1;
- Виды материалов слоев покрытия: Бетон;
- Классы бетона: ВЬЬ 3.2/40;
- Модули упругости бетона, МПа: 28400;
- Расчетное сопротивление растяжению при изгибе, МПа: 2.750;
- Толщины слоев покрытия, м: 0,250;
- Стыковые соединения или краевое армирование (0-нет, 1 -есть): 1;
- Совмещение швов (0-не совмещены,1-совмещены,2-усиление): 0;
- Коэффициенты постели искусственного основания МН/м3: 250;
- Толщины слоев искусственного основания, м: 0.40;
- Допустима нагрузка: 237.500кН (23.8тс);
- Несущая способность покрытия: PCN 13/К/Б/Х/Т;
- Основания код - В, определен для эквивалентного коэффициента основания 116.4 МН/мЗ.
Таблица 3. Прочность В1Ш
Пикеты ВПП Конструктив L слоя, см PCN
ПК0 - ПК13+00 Пескобетон Btb3,2 ПГС 25,0 40,0 13/R/B/X/T
Таблица 4
. Анализ фактической интенсивности движения наиболее критичных ВС
Тип ВС Фактическая годовая интенсивность движения ВС, самолето-вылеты/минимальная потребная среднегодовая интенсивность движения ВС по соотношению PCNM.CN
2019 2020 2021 2022 2023
DHC 8-100/200 56/ 2 с-в в неделю 47/ 1 с-в в неделю 26/ 1 с-в в неделю 2/ 1 с-в в неделю 1/ 1 с-в в неделю
DHC 8-300 227/ 1 с-в в сутки 212/ 1 с-в в сутки 168/ 1 с-в в сутки 136/ 1 с-в в сутки 130/ 1 с-в в сутки
DHC 8-400 58/ 2 с-в в неделю 30/ 1 с-в в неделю 2/ 1 с-в в неделю 38/ 1 с-в в неделю 112/ 1 с-в в сутки
Ан-24 - 5/ 1 с-в в неделю 27/ 1 с-в в неделю 1/ 1 с-в в неделю 1/ 1 с-в в неделю
Ан-26 1/ 1 с-в в неделю 1/ 1 с-в в неделю 3/ 1 с-в в неделю 2/ 1 с-в в неделю 2/ 1 с-в в неделю
Ан-72 3/ 1 с-в в неделю 2/ 1 с-в в неделю 3/ 1 с-в в неделю 3/ 1 с-в в неделю 2/ 1 с-в в неделю
Ан-74 2/ 1 с-в в неделю 4/ 1 с-в в неделю 5/ 1 с-в в неделю - -
Таблица 5. Допустимые режимы эксплуатации В1 II I
Тип М, т ACN (B, жесткое) ИВПП
РСМ 13/Я/В/Х/Т
Ан-24, 26 21,0-24,0 10 Без ограничений
Ан-72, 74 34,5-34,8 13 Без ограничений
ЯК-40 16,0 9 Без ограничений
Falcon-900 20,64 14 10 с-в в сутки
DHC 8-300 19,5 11 Без ограничений
DHC 8-400 29,57 17 1 с-в в сутки
Прочность искусственного покрытия соответствует требованиям регулярной эксплуатации ВС АН-24-26, Ан-72-74, ЯК-40, DHC 8-300 и других ВС классом ниже. Эксплуатация ВС Falcon-900 допускается со среднегодовой интенсивностью не более 10 с-в/сут. Эксплуатация ВС DHC 8400 (29,57 т) допускается с интенсивностью не более 1 с-в/сут.
Возможность эксплуатации ВС DHC 8400 с данной интенсивностью подтверждается также опытом его эксплуатации. Анализ фактической интенсивности движения наиболее критичных ВС, приведенный в таблице 4, показал что в период с 2019 по 2023 среднегодовая интенсивность движения ВС DHC 8-400 составляла от 1 самолето-вылета в неделю до 1 самолетовылета в сутки, что привело лишь к незначительному снижению индекса качества покрытия с Sk=-3,5 до Sk=-3,52. Таким образом, допустимая интенсивность
вылет в сутки представляется обоснованной как по соотношению PCN/ACN, так и на основе опыта эксплуатации данного ВС.
Заключение исследования.
Полученное расчетным путем PCN -13/R/B/X/T допускает эксплуатацию наиболее критичного с точки зрения создаваемой нагрузки DHC 8-400 из соотношения PCN/ACN с интенсивностью 1 с-в/сут.
Обязательным условием безопасной эксплуатации ИВПП при текущем эксплуатационно-техническом состоянии покрытий является регулярный контроль за ним со стороны аэродромной службы. При контроле необходимо выявлять наличие недопустимых дефектов, противоречащих требованиям п.п. 2.37 ФАП-262. В случае обнаружения недопустимых дефектов необходимо закрыть ИВПП для эксплуатации всех типов ВС до их устранения.
движения ВС DHC 8-400 - 1 самолето-
Библиографический список
1. Приказ Министерства транспорта РФ от 25 августа 2015 г. № 262 «Об утверждении Федеральных авиационных правил «Требования, предъявляемые к аэродромам, предназначенным для взлета, посадки, руления и стоянки гражданских воздушных судов».
2. Приказ Министерства транспорта РФ от 31 июля 2009 г. № 128 «Об утверждении Федеральных авиационных правил «Подготовка и выполнение полетов в гражданской авиации Российской Федерации».
3. ICAO Doc 9157 Aerodrome Design Manual - Part 3 «Pavements» (2nd ed.)
RUNWAY STRENGTH STUDY IN ACCORDANCE WITH FEDERAL AVIATION
REGULATIONS
A.V. Alypov, Graduate Student
Supervisor: E.V. Konikova, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor Saint Petersburg State University of Civil Aviation (Russia, Saint Petersburg)
Abstract. The article is devoted to the study of the compliance of the strength characteristics of the airfield runway with the requirements of federal aviation regulations and the establishment of restrictions on aircraft flights. The strength characteristics of the flat structures of the airfield are determined by the ratio of the pavement classification number (PCN) to the aircraft classification number (ACN). ACN is a number expressing the relative impact of an aircraft on the artificial pavement for the established standard category of base strength. PCN is a number expressing the bearing capacity of the artificial pavement for use without restrictions. Keywords: strength, runway, Federal Aviation Regulations, restrictions, aircraft.
