Метод ACN-PCN

Метод классификации воздушных судов (ACN) – классификации покрытий (PCN) – это стандартизированная международная система оценки покрытий аэропортов , принятая ИКАО в 1981 году. Этот метод был официальной системой оценки покрытий ИКАО для покрытий, предназначенных для воздушных судов с массой на перроне (стоянке) более 5700 кг с 1981 по 2020 год. ^[1] Планируется, что этот метод будет заменен методом ACR-PCR к 28 ноября 2024 года. ^[2]

Для безопасного и эффективного использования тротуаров был разработан метод:

1. предоставить возможность эксплуатантам воздушных судов определять допустимые эксплуатационные массы своих воздушных судов;
2. помогать производителям самолетов обеспечивать совместимость аэродромных покрытий с разрабатываемыми самолетами;
3. разрешить администрации аэропорта сообщать о воздушных судах, которые они могут принять, и разрешить им использовать любую процедуру оценки по своему выбору для определения нагрузки, которую могут выдержать покрытия. ^[3]

Метод основан на простом сравнении двух чисел:

• ACN — число, выражающее относительное воздействие самолета заданного веса на конструкцию дорожного покрытия при заданной стандартной прочности грунтового основания;
• PCN — число (и ряд букв), обозначающее несущую способность покрытия (в том же масштабе, что и ACN) заданного участка покрытия (взлетно-посадочной полосы, рулежной дорожки, перрона) для неограниченных операций.

Процесс расчета ACN полностью описан в документе ИКАО Doc 9157 «Руководство по проектированию аэродромов – Часть 3 «Покрытия» (2-е изд.) ^[4]

Процедура расчета ACN такова:

1. Спроектировать теоретическое дорожное покрытие в соответствии с определенным критерием:
   • Для гибких покрытий спроектируйте покрытие для 10 000 приложений нагрузки самолета в соответствии с процедурой расчета CBR в сочетании с решением Буссинеска для прогиба в упругом полупространстве.
   • Для жестких покрытий проектируйте покрытие таким образом, чтобы в нижней части цементобетонного слоя достигалось стандартное изгибное напряжение 2,75 МПа в соответствии с теорией Вестергаарда.
2. Рассчитайте нагрузку на одно колесо, накачанное до 1,25 МПа, для которой потребуется такое же дорожное покрытие — это и есть производная нагрузка на одно колесо (DSWL).
3. ACN определяется как удвоенное значение DSWL, выраженное в тысячах килограммов.

ACN рассчитываются для четырех стандартных значений прочности земляного полотна, для гибких и жестких покрытий, что приводит к 8 различным значениям.

ACN зависят от геометрии шасси (количества колес и расстояния между колесами), нагрузки на шасси (которая зависит от веса самолета и центра тяжести) и давления в шинах.

Обычно самый задний центр тяжести для максимального рампового веса (MRW) приводит к критическому ACN.

Производители самолетов публикуют ACN своих самолетов в соответствующих руководствах по характеристикам самолетов .

Руководство по проектированию аэродромов ИКАО содержит исходный код компьютерных программ для расчета ACN. FAA также разработало COMFAA, программное обеспечение, позволяющее рассчитывать ACN для различных самолетов в зависимости от входных параметров. ^[5]  

В отличие от ACN, ICAO не предписывает стандартизированную процедуру расчета PCN. ^[4] Поэтому в мире можно встретить различные процедуры расчета PCN.

Однако ИКАО определяет стандартизированный формат отчетности для PCN, который включает числовое значение PCN и серию из 4 букв. ^[1]

PCN также может быть известен как классификационный номер нагрузки или LCN.

PCN зависят как от конструкции дорожного покрытия, так и от движения воздушных судов, осуществляемого по покрытию.

Номера PCN определяются аэропортами для их взлетно-посадочных полос, рулежных дорожек и перронов и публикуются в Сборнике аэронавигационной информации (AIP).  

Воздушное судно, имеющее ACN (при заданном весе), равное или меньше PCN, может эксплуатироваться на дорожном покрытии без ограничений при условии, что давление в его пневматиках не превышает ограничения PCN.

Если ACN превышает PCN, могут применяться некоторые ограничения (например, по весу или частоте работы) в зависимости от национальных или местных правил эксплуатации с перегрузками.

За исключением случаев значительных перегрузок, дорожные покрытия по своим структурным свойствам не подвержены особым предельным нагрузкам, при превышении которых они внезапно или катастрофически выходят из строя.

В результате администрация аэропорта может разрешить выполнение полетов с незначительной или средней перегрузкой в ​​зависимости от соответствующей потери ожидаемого срока службы покрытия.

Метод ACN-PCN претерпел два основных изменения с момента его внедрения в 1981 году:

• В 2007 году ИКАО приняла новый набор альфа-факторов для расчета ACN на гибких покрытиях на основе результатов полномасштабных испытаний покрытий. Это привело к снижению гибких ACN для всех шасси с четырьмя колесами или более. ^[6]
• В 2013 году ИКАО приняла новые ограничения для категорий давления в шинах, снова основанные на результатах полномасштабных испытаний на дорожном покрытии. ^{[7] [8]}

Несмотря на эти изменения, метод ACN-PCN постепенно стал несовместимым с современными методами проектирования дорожного покрытия, в основном основанными на линейном упругом анализе (LEA) или методе конечных элементов (FEM). Метод также не учитывает точно влияние современных конфигураций шасси (с многоколесными компоновками) и улучшенных характеристик материалов дорожного покрытия нового поколения.

В результате ИКАО инициировала разработку нового метода оценки дорожного покрытия, направленного на преодоление этих недостатков. ^[9] Эта новая система, метод ACR-PCR, вступила в силу в июле 2020 года.