美国机场特性材料拦阻系统概览

国外民用、军用机场新知速览

项目来源

为应对飞机在着陆或中断起飞过程中冲出跑道，以及在着陆时接地过早，跑道两端外侧需设置安全区。按照美国联邦航空局民用机场设计标准，安全区规格为长1000英尺（304.8米）、宽500英尺（152.4米）。该标准约在20年前实行，当时许多建设较早的机场不满足这一指标。虽然部分机场可利用自身条件或征地加以解决，但相当数量的机场要么面临征地困难，要么标准要求范围内存在水体、高速公路、铁路、人员聚居区或陡降地形问题，解决起来难度较大。

从上世纪90年代末期，联邦航空局对跑道安全区不足的机场进行了调研，设法改善安全运行条件。在跑道末端铺设可压碎的材料来拦阻飞机是解决方案之一，被称作特性材料拦阻系统（EMAS，engineeredmaterial arresting system）。这种系统是在铺设材料被飞机压碎过程中吸收能量，逐渐减小飞机的前冲动能直至拦停，类似于高速公路上为失控卡车设置的砂石坡道。目前，全美有66个机场的111条跑道末端设置了EMAS。

迄今为止，EMAS安全拦停了15架冲出跑道的飞机，涉及406名机组人员和乘客。人数最多的一次是2008年7月，墨西哥航空的一架空中客车A320在芝加哥奥黑尔机场着陆时冲出跑道，被EMAS成功拦停，机上145人获救，仅有一名空姐受轻伤。最近的一次是2019年2月，密苏里州堪萨斯城机场的EMAS安全拦停1架飞鸿100，机上1人获救。

设计原则

统计数据表明，飞机冲出跑道末端的时速约90％在70节（130公里/小时）或以下，且大多数停止在距跑道末端1000英尺范围内。

每条跑道的EMAS均需单独设计，基本原则是在着陆装置所能承受荷载的前提下，实行最大化减速。因此，配置方案取决于设计机型着陆装置承载能力、可用的跑道安全区长度、不同的材料特性等因素。在仿真分析中，与飞机相关的变量就超过100个。

设计主要依据联邦航空局咨询通告AC 150/5220-22B《用于飞机冲出跑道的特性材料拦阻系统》，以及联邦航空局指令5200.9《标准特性材料拦阻系统》。

标准EMAS：飞机冲出跑道时，在跑道末端的速度为70节（130公里/小时）；飞机接地过早时，按照距离跑道端600英尺（183米）考虑。

非标准EMAS：飞机冲出跑道时，在跑道末端的速度为40～70节（74～130公里/小时）；飞机接地过早时，按照距离跑道端小于600英尺（183米）考虑。

EMAS的设计使用寿命为20年，在所有天气条件下均可工作。

规格与结构

EMAS位于跑道末端之外，以跑道中线延长线为中心。从纵向看，EMAS初始部分设计为斜坡以保证平滑过渡，后部厚度较大以提供最大减速能力。从横向看，与跑道宽度对应部分为设计厚度，之外采用斜坡或台阶，便于人员逃生和救援车辆进入。EMAS的厚度取决于设计机型机轮尺寸，一般在数十厘米。

绝大多数EMAS采用轻质、可压碎的蜂窝状水泥材料，即多孔混凝土预制砌块，称为EMASMAX。而芝加哥中途岛机场则采用了更为环保的二氧化硅泡沫系统，称为greenEMAS。泡沫硅胶基床由再生玻璃制成，通过高强度塑料网状系统固定在道面上。

EMAS表面以水泥砂浆和密封面漆处理，可耐发动机喷气冲击，使非碾压部分不会因发动机喷气产生碎块。

飞行员操作要领

在起飞或着陆阶段，如果飞行员确定飞机将冲出跑道末端并进入EMAS，则应遵循以下指导原则：

1．无论飞机离开跑道时的速度如何，遵循《飞行手册》要求的“最大制动”程序，以利持续减速。

2．尽量保持飞机在跑道中心线上，避免向左侧或右侧倾斜，这将使EMAS的拦阻能力最大化。

3．飞机一旦停止，不得尝试滑行或以其他方式移动飞机。