專利名稱：復合式攔阻單元體及其生產方法
技術領域：
本發明涉及飛機場用阻攔裝置，特別涉及一種用于機場跑道阻攔系統的復合式特性泡沫材料攔阻單元體及其生產方法以及由該復合式攔阻單元體組成的飛機場用阻攔裝置。
背景技術：
國內外的統計數據均表明，當前，在嚴重危害民航飛行安全的事故中，飛機在起飛或者降落時沖出跑道位列首位。為此，國際民航組織即將在“國際標準與建議措施”中提高跑道端安全區長度的標準，以減少因為沖出跑道造成的重大飛行安全事故。但是，因為地理或者別的環境因素的制約，很多機場難以滿足新的跑道端安全區長度要求，而通過在跑道端頭鋪設特性材料攔阻系統(Engineered Material Arresting System,以下簡稱EMAS),將可以在不增加安全區長度的情況下，實現與新標準等效的安全保障。該系統是一種鋪設在跑道端安全區內的長幾十米至一百多米、與跑道同寬、厚幾十厘米的泡沫材料攔阻床，利用特性泡沫材料的潰縮吸能特性，在保證機上人員和飛機結構安全的條件下，攔停沖出跑道飛機的設施。按照美國聯邦航空局(FAA)出臺的咨詢通告AC 150/5520-22A第9條規定，用于鋪裝EMAS的材料應滿足力學性能、使用安全性和環境耐候性方面的要求，即能提供攔阻飛機所需的吸能特性，使飛機按照預定的方式平穩減速，同時具有防水(或耐水)、阻燃、無毒、耐腐蝕、耐高低溫、耐老化、抗風蝕等性能特點，具備長壽命全天候工作能力。同時，考慮到實際應用需求，該材料還應該便于搬運、鋪裝、維護和更換的特點。國際上常用的方式是選用預制的泡沫材料方塊，如泡沫混凝土或酚醛泡沫材料，來鋪裝跑道攔阻系統。中國專利CN 101016203A公開了一種用粉煤灰、水泥、石膏和鋁粉經化學發泡制備的帶有中空長孔的混凝土方塊。美國專利US 5902068、US6726400公開了一種由水泥、發泡劑和水用物理發泡工藝加工的泡沫混凝土攔阻方塊。美國專利US5885025、US6971817公開了在泡沫混凝土方塊外，再包裹一層水泥薄板材，以保護泡沫混凝土方塊避免被飛機發動機尾流破壞。美國專利US7597502、US8021075公開了一種帶塑料保護頂蓋和底部托盤的泡沫材料單元塊，提高材料的防水性和抗飛機發動機尾流吹襲的能力。但這些材料的環境耐候性均存在缺陷，也未對材料阻燃等使用安全性提出要求，無法保證系統使用安全性和壽命。

發明內容
為了克服上述缺陷，本發明提供了一種復合式攔阻單元體，包括泡沫材料立方體
I、設置在泡沫材料立方體I上方的復合材料保護頂蓋2、設置在泡沫材料立方體I下方的防水底部托盤3、設置在泡沫材料立方體I四周的單元體封裝結構4和噴涂在復合材料保護頂蓋2頂部的頂部抗老化涂層5和噴涂在泡沫材料立方體I表面的防水涂層6組成。一種復合式攔阻單元體的生產方法，其中，包括以下步驟
I)按照本專利所公開的配方及比例在熱注成型機上生產出符合要求的防水底部托盤；2)將所述的防水底部托盤放置在相應的泡沫材料澆筑模具中，并做好接觸部位的密封，防止澆筑時材料泄露；3)將一定量的泡沫混凝土生產原料澆筑到放置在防水底部托盤上的模具中，讓泡沫混凝土生產原料在模具中發泡成型，經過一定時間的養護和干燥后，按照需要的體積對已經發泡成型的泡沫混凝土進行切割，形成本專利的泡沫材料立方體；4)對泡沫材料立方體的表面進行噴涂防水涂層；5)生產尺寸和性能符合要求的保護頂蓋，并將封裝結構的一端粘結在保護頂蓋的 側邊內側；6)將保護頂蓋安裝在泡沫材料立方體的上面，并將封裝結構的另一端粘結在防水底部托盤的底面；7)在封裝好的單元體保護頂蓋的上表面噴涂抗老化涂層。所述復合式特性泡沫材料攔阻單元體不僅具備了 EMAS系統所需要潰縮吸能特性，相對于現有技術，還兼具了以下優點1)便于生產和安裝過程中的搬移；2)能夠抵抗紫外線照射、飛機發動機尾流及常見風沙的侵蝕；3)具有防水或耐水性能；4)阻燃、耐常見油料及防冰液腐蝕；5)使用壽命長。本發明還提供一種機場用阻攔裝置，由上述多個復合式攔阻單元體組裝而成。


圖I為本發明一實施方式的復合式攔阻單元體的結構示意圖；圖2為圖I所示復合式攔阻單元體中復合材料保護頂蓋的結構示意圖；圖3為圖2所示復合材料保護頂蓋的A-A面剖視圖；圖4為圖I所示復合式攔阻單元體中塑料防水底部托盤的結構示意圖；圖5為本發明另一實施方式的復合式攔阻單元體的結構示意圖；圖6為本發明實施方式的阻攔裝置的示意圖；圖7為圖6的俯視圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。圖I示意性地顯示了根據本發明的一種實施方式的復合式攔阻單元體10的結構。一種復合式攔阻單元體10，包括泡沫材料立方體I、設置在泡沫材料立方體I上方的復合材料保護頂蓋2、設置在泡沫材料立方體I下方的防水底部托盤3、設置在泡沫材料立方體I四周的單元體封裝結構4和噴涂在復合材料保護頂蓋2頂部的頂部抗老化涂層5以及噴涂在泡沫材料立方體I表面的防水涂層6。所述泡沫材料立方體I的材料為泡沫混凝土或泡沫玻璃等具有良好潰縮吸能特點的材料。該材料在飛機機輪碾壓時能夠按照一定方式穩定的破碎，從而按設計要求為飛機提供攔阻力，在保證飛機結構和機上人員安全的情況下使飛機快速停止。所述泡沫材料立方體I的材料可為一個整體，也可以是多個小塊通過一定方式粘結在一起的結構。所述泡沫材料立方體I為長與寬為50cnTl50cm,高度一般為20cnT70cm。該尺寸可便于運輸。復合材料保護頂蓋2由頂面21和側邊22組成，如圖2所示，這樣便于頂蓋與泡沫材料的固定。側邊22的內壁尺寸與所述泡沫材料立方體的長寬尺寸一致，側邊的高度通常3飛cm為宜，此高度可滿足EMAS攔阻床鋪設時單元塊之間的密封要求。所述復合材料保護頂蓋為雙層或多層熱模成型材質，從外向內，各層強度遞減，脆性遞增。如圖3所示，在本發明一個實施方式中，所述復合材料保護頂蓋2包括高強材料外層23和脆性材料內層24。其中，高強材料可以是高強SMC (玻纖含量15 25%)材料，脆性材料可以是偏脆性DMC (玻纖含量5 10%)材料。該頂蓋材料具有阻燃特性，同時也能夠耐燃油、滑油、液壓油和除/防冰液的腐蝕。由此，該保護頂蓋既能保證在安裝時維護人員可以正常在攔阻裝置上行走而不造成損壞，又可以保證當飛機沖入時，該阻攔裝置在攔阻時能夠被機輪整齊地壓裂，不對泡沫材料的攔阻特性產生影響。同時，頂蓋本身具有良好的抗風蝕和老化能力，在戶外自然條件下至少可以保證10年的使用壽命?！と鐖D4所示，防水底部托盤3由塑料材料，如40%PS+60%改性PS通過熱注成型，其內部設有加強筋板31，底部設有標準叉車槽32，供生產、運輸和安裝時搬運使用。所述防水底部托盤3整體具有足夠的剛性，在泡沫材料生產初期搬運時能提供足夠的支撐力。該防水底部托盤3的作用主要為泡沫材料底部提供防水，為單元體生產、運輸和鋪設中的搬運提供方便，避免泡沫材料破損。如圖I或圖5所示，單元體封裝結構4的一端設置在復合材料保護頂蓋2上，另一端設置在防水底部托盤3的底面，從而將復合材料保護頂蓋2、泡沫材料立方體I和塑料防水底部托盤3連接成一個整體，并且遮擋住泡沫材料立方體1，保證頂蓋不會因外力隨意脫離泡沫材料。單元體封裝結構4可以是聚酯紗布等柔軟的連接帶，一端通過高強度速干膠(硅膠、樹脂類)或尼龍扣均勻粘結在頂蓋2側邊的內側，另一端粘結在塑料底托的底面。在封裝完成時，應保證頂蓋與泡沫材料完全貼合，且不存在應力集中區，避免后續因應力集中而發生翹曲，影響攔阻床的密封。單元體封裝結構4可以為圖I所示的布式封裝結構或圖5所示的帶式封裝結構。如圖5所示，所述頂部抗老化涂層5為具有很強粘附性的高分子抗老化涂層，如硅膠涂料。該圖層可提高復合材料保護頂蓋2的抗紫外線、抗風蝕和砂石磨損能力。可在單元體生產時噴涂，也可在攔阻床使用一段時間后用于修復頂蓋使用，解決已鋪設攔阻裝置出現的頂蓋老化問題。所述頂部抗老化涂層5是啞光的，以免因其反光給飛行員造成影響。所述表面防水涂層6主要解決泡沫材料怕水、怕凍融的問題。通過在泡沫材料立方體I的側邊噴涂防水層(如混凝土防水劑或者是亞光、抗老化的硅膠涂料)，防止攔阻床密封防水失效時泡沫材料吸入水導致其失效。以泡沫混凝土單元體為例，所述復合式攔阻單元體10的生產方法包括如下幾個步驟I)按照本專利所公開的配方及比例在熱注成型機上生產出符合要求的防水底部托盤3 ;2)將所述的防水底部托盤3放置在相應的泡沫材料澆筑模具中，并做好接觸部位的密封，防止澆筑時材料泄露；
3)將一定量的泡沫混凝土生產原料澆筑到放置在防水底部托盤3上的模具中，讓泡沫混凝土生產原料在模具中發泡成型，經過一定時間的養護和干燥后，按照需要的體積對已經發泡成型的泡沫混凝土進行切割，形成泡沫材料立方體I ;4)對泡沫材料立方體I的表面進行噴涂防水涂層6 ；5)生產尺寸和性能符合要求的保護頂蓋2，并將單元體封裝結構4的一端粘結在保護頂蓋2的側邊內側；6)將保護頂蓋2安裝在泡沫材料立方體I的上面，并將單元體封裝結構4的另一端粘結在防水底部托盤3的底面； 7)在封裝好的保護頂蓋3的上表面噴涂抗老化涂層5。在實際復合式攔阻單元體10生產時，上述部分步驟可并行實施或調整順序。如圖6、圖7所示，本發明還提供一種機場用阻攔裝置20。阻攔裝置20由上述多個復合式攔阻單元體10組裝而成，在每兩個相鄰的復合式攔阻單元體10之間均涂有防水用的硅膠涂料。以上所述的僅是本發明的一些實施方式。對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明創造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于發明的保護范圍。
權利要求
1.復合式攔阻單元體，其特征在于，包括泡沫材料立方體(I)、設置在所述泡沫材料立方體(I)上方的保護頂蓋(2)、設置在所述泡沫材料立方體(I)下方的防水底部托盤(3)、設置在所述泡沫材料立方體(I)四周的單元體封裝結構(4)和噴涂在所述保護頂蓋(2)頂部的抗老化涂層(5 )以及噴涂在泡沫材料立方體(I)表面的防水涂層(6 )。
2.根據權利要求I所述的復合式攔阻單元體，其特征在于，所述泡沫材料立方體(I)為泡沫混凝土或泡沫玻璃。
3.根據權利要求2所述的復合式攔阻單元體，其特征在于，所述泡沫材料立方體(I)的長與寬為50cm 150cm,高度為20cm 70cm。
4.根據權利要求I或2中任一項所述的復合式攔阻單元體，其特征在于，所述保護頂蓋(2)由2層材料復合組成，包括高強材料的外層(23)和脆性材料的內層(24)。
5.根據權利要求4所述的復合式攔阻單元體，其特征在于，所述高強材料為高強片狀膜塑料；所述脆性材料為團裝膜塑料或低玻纖片狀膜塑料。
6.根據權利要求1-3中任一項所述的復合式攔阻單元體，其特征在于，所述塑料防水底部托盤(3 )內部設有加強筋板(31)，底部設有叉車槽(32 )。
7.根據權利要求6所述的復合式攔阻單元體，其特征在于，所述單元體封裝結構(4)為聚酯紗布。
8.根據權利要求7所述的復合式攔阻單元體，其特征在于，所述單元體封裝結構(4)為布式或帶式封裝結構。
9.根據權利要求1-3中任一項所述的復合式攔阻單元體，其特征在于，所述頂部抗老化涂層(5)為硅膠涂料。
10.根據權利要求1-3中任一項所述的復合式攔阻單元體，其特征在于，所述表面防水涂層(6)為混凝土防水劑或硅膠涂料。
11.復合式攔阻單元體的生產方法，其特征在于，包括以下步驟 1)在熱注成型機上生產防水底部托盤(3)； 2)將所述的防水底部托盤(3)放置在相應的泡沫材料澆筑模具中，并做好接觸部位的密封，防止澆筑時材料泄露； 3)將一定量的泡沫混凝土生產原料澆筑到放置在防水底部托盤(3)上的模具中，讓泡沫混凝土生產原料在模具中發泡成型，經過一定時間的干燥后，按照需要的體積對已經發泡成型的泡沫混凝土進行切割，形成泡沫材料立方體(I); 4)對泡沫材料立方體(I)的表面進行噴涂防水涂層(6)； 5)生產尺寸和性能符合要求的保護頂蓋(2)，并將單元體封裝結構(4)的一端粘結在保護頂蓋(2)的側邊內側； 6)將保護頂蓋(2)安裝在泡沫材料立方體(I)的上面，并將單元體封裝結構(4)的另一端粘結在防水底部托盤(3)的底面； 7)在封裝好的保護頂蓋(2)的上表面噴涂抗老化涂層(5)；
12.—種阻攔裝置，其特征在于，所述阻攔裝置(20)由權利要求1-10中任一項所述的復合式攔阻單元體(10)組成。
全文摘要
一種復合式攔阻單元體，包括泡沫材料立方體、設置在所述泡沫材料立方體上方的保護頂蓋、設置在所述泡沫材料立方體下方的防水底部托盤、設置在所述泡沫材料立方體四周的單元體封裝結構和噴涂在所述保護頂蓋頂部的抗老化涂層以及噴涂在泡沫材料立方體表面的防水涂層。該復合式攔阻單元體不僅具備了EMAS系統所需要潰縮吸能特性，相對于現有技術，還兼具了以下優點1)便于生產和安裝過程中的搬移；2)能夠抵抗紫外線照射、飛機發動機尾流及常見風沙的侵蝕；3)具有防水或耐水性能；4)阻燃、耐常見油料及防冰液腐蝕；5)使用壽命長。
文檔編號E01F15/00GK102936880SQ20121048262
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月23日 優先權日2012年11月23日
發明者史亞杰, 劉平, 姜春水, 孔祥駿, 李敬 申請人:中國民航科學技術研究院