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“超级”沥青让高速公路能起降战斗机

发布时间:2014-06-03
5月25日,中国军队首次在郑民高速公路上进行第三代战机跑道试飞。扬子晚报军事专家孙小伟解读说,可供飞机起降的高速路跑道要求非常严格,与一般高速公路铺设的标准不一样。其中一个关键点是这条高速公路的“材质”,郑民高速公路的最上面铺了一层特殊的改进沥青混凝土。记者昨日从东南大学采访获悉,这种耐300℃高温零下30℃低温的“超级沥青”由东南大学联合句容宁武科技开发公司研制的。
“超级”沥青
能耐300℃高温,耐酸耐碱有弹性
“郑民高速(郑州至民权),是河南省高速公路网中重要的一条联络通道,全线采用双向四车道高速公路技术标准。2008年,郑民高速公路开始修建,由东南大学博士后张占军担任总负责,铺设这条高速所用的国产‘超级沥青’是由江苏研发制造的。”东南大学校长助理朱建设研究员告诉记者,这种沥青叫“环氧沥青”。
与常见的沥青不同,制造环氧沥青是将环氧树脂加入沥青中,经过与固化剂发生反应,使沥青具有很高的强度及韧性,且在高低温下变形很小。这种材料看起来简单,只要把沥青和环氧树脂按照一定比例混合起来即可。然而,要想得到材料的合适配比却比登天还难。科研几乎是在一片空白中展开。“就像人的血型一样,输血得找能配对的,沥青和环氧树脂,显然相互不能融合,难就难在这里。”
由江苏自主研发的这种环氧沥青究竟有多牛呢?朱建设介绍,在反复实验室中,国产环氧沥青保持在300℃高温及零下30℃低温下不变形,“喷气式飞机起降时喷出的气体温度达1000℃,瞬间可‘融化’普通沥青。”这种沥青还耐腐蚀,“我们曾做实验,把环氧沥青分别浸泡在酸、碱、盐中一个多月,拿出来几乎没有变化。”这种沥青还有一个特点是有韧性,“过去我们的路面多是刚性,车开上去硬碰硬,噪音大,车轮和路面的磨损都严重。新型沥青有一定弹性,为重型飞机起降时提供缓冲力,飞机不易磨损。”还有一个关键点,这种材质是吸水的,可渗透因雨雪导致的积水。
研发之路
长江二桥铺的美国沥青,国产造价便宜一半
不过在2006年前,这种耐高温低温、耐压的环保沥青的制造技术由美国垄断,并实行技术封锁。2001年,中国工程院院士、东南大学黄卫教授领衔的团队在铺设长江二桥时,用了美国的“环氧沥青”,如果用普通的沥青铺装,在温差大的季节,桥面容易出现裂缝并产生滑移,会陷入“屡坏屡修、屡修屡坏”的怪圈。“但美国的环氧沥青价格高得吓人,一吨要人民币7万多元。二桥铺完了,黄卫教授就说,必须开发中国自己的环氧沥青铺装材料与成套技术,国家重大工程建设的核心技术,必须掌握在我们中国人手里!”
2001年,东南大学成立了“新型环氧沥青制造设备及工程应用项目组”,黄卫教授担任组长,朱建设研究员是主要负责人,并选择了句容宁武开展产学研合作。“东南大学交通学院、化学化工学院、自动化学院三大学院教授和宁武科技的技术人员携手,一起努力了6年多,终于掌握了这种特殊沥青的制造方法。”“美国的要7万多一吨,我们的价格只有它的一半,3万多。”
南京有“超级高速”吗
玄武大道高架古平岗立交也有
“2007年10月,世界首座单塔空间索面自锚式悬索桥——天津富民桥的钢箱梁桥面铺装动工,这是国产环氧沥青材料在钢桥面铺装中的首次应用。”2011年,国产环氧沥青材料亮相郑民高速公路(战备机场跑道),这是国内首次将其应用于跑道。2012年,国产环氧沥青输送出国门,韩国李舜臣大桥铺上了这种沥青。“南京玄武大道的高架桥也铺了我们研发的环氧沥青。”经常路过玄武大道的市民会发现,高架桥的桥面比较平整,相比之下玄武大道的路面有部分被车轮压出的小坑。据介绍,南京古平岗立交也用上了这种国产环氧沥青。
南京二桥、玄武大道高架桥、古平岗高架,这些路面都是用环氧沥青铺装的,飞机能在这些地方起降吗?专家认为,小型直升机或许有可能,重型战斗机肯定不行的。“即使不考虑桥面的承受力,其宽度也是不够的。”东南大学交通规划专家过秀成解释说,能承受重型战斗机起降的路面必须经过特殊的处理,“比普通路面要厚,普通路面的沥青层可能是4厘米、6厘米。”
郑民高速公路的沥青层总共有8厘米厚,而且是两层配比不同的4厘米厚沥青粘起来的,性能更加强大。
军事专家解读
“高速跑道”是如何定制的
“不是所有的高速公路都可以实现战斗机起降的。战斗机起降对跑道路面强度和周边的环境要求很高。”29日,扬子晚报军事专刊《环球博览》主编孙小伟解读如何定制“高速跑道”,他介绍说,可供飞机起降的高速路跑道与一般高速公路铺设的标准是不一样的。
沪宁宁杭高速无法起降战斗机
孙小伟介绍说,“通常高速公路都很宽,全国最宽的沪宁高速就是双向8车道,给大家的感觉也很直,有人会问:宁杭高速、沪宁高速也能让战斗机起降吗?答案是否定的。我们有时候也会看到国外常有小型民用飞机降落,那是在迫不得已的情况下,小型民用飞机自重轻,普通的公路路面还能承受,但运输机与战斗机是绝对不可以的,战斗机多为喷气式的,重量大、速度快、翼展大。”孙小伟解释说,战斗机在降落的时候,重力加速度在接触地面的一瞬间会产生大于它自身重量的数倍的重力,在起落架“砸向”地面的瞬间,普通高速公路的路面与路基是承载不了这样的冲击力的,直接造成的后果会把路面砸穿,导致机毁人亡。“而专门设计施工的可供战斗机起降的高速公路的材料是特制的混凝土加沥青,总厚度至少要达到75厘米。”
大家对飞机跑道的印象必须是笔直的,长达数公里。而高速公路的设计恰恰相反,必须要有人为设计的弯道,“这是遵循了医学原理,因为眼睛长时间盯着远方看,会把很近的东西当作很远的东西,这是一种视差,在医学上叫‘空虚近视’,对行车安全非常不利,因此国际惯例是,高速公路设计必须有弯道,以100限速的高速公路为例,其直线公路最长段不能超过5公里。
“高速跑道”是特制的
孙小伟介绍说,可作为战机起降的高速公路路段,是从整条高速公路勘察设计之初就要特别考虑的。这一路段的中间物隔离带也不能有像人们常见种植的树丛,这是因为有植物的隔离带就一定会有裸露的泥土、碎石和杂草,飞机起降时,高速运转的喷气发动机会把沙土等杂物吸入,导致战机发动机损毁。”这段路的隔离桩、隔离板、指示牌等等设施都必须能拆卸,路边还不能有大型广告牌和植物,数公里范围不能有高压线、高层建筑等影响飞行的障碍物。除此以外,还要考虑为降落下来的战机提供滑行道和停机坪,可以对飞机进行例行的保养,补充燃料和弹药。“郑民高速这一路段就把附近的一个休息区当作临时停机坪。”
高速跑道是应急“备降机场”
“一旦战争爆发,为夺取制空权,军用机场一定是对方弹道导弹、巡航导弹、飞机轰炸等武器首先打击的重点目标,各个国家的空军都非常重视军用机场的保护,特别是对战略纵深比较小的国家尤其重视,比如瑞典就十分重视战机的公路起降,除经常演练之外,还专门设计生产了适合公路短距起降的”鹰狮“战斗机,被世界公认为是”马路天使“。我国的台湾地区,也常常演练其幻影2000和F-16等型号战机的公路起降。一旦发生战争,军用机场被破坏,战斗机无法起降,高速公路跑道就是个应急的”备降机场“,也是战争中无奈的选择。”孙小伟介绍说,在科技高度发达的现代社会,所有军民用机场的地理位置都会暴露在卫星的监控下,谷歌地图就能看得一清二楚,为了能确保在战时高速公路能起到备降机场的作用,能供战斗机起降的这段高速公路路段的具体地理位置就该是保密的。虽然此次参加高速公路起降演练的苏-27战机的“触地复飞”不能被称为完整意义上的“起降”,但也足以说明,我军目前所装备的三代机和二代机等主战机型是完全可以适应和完成在应急情况下的公路起降的。
 
 
 
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