Новая взлётно-посадочная полоса Шарлотта обрела цифрового двойника. Первый моторный самолёт поднялся в воздух примерно за двадцать лет до появления первой настоящей взлётно-посадочной полосы, и со временем мир авиации осознал необходимость ровных, покрытых поверхностей. Технологии строительства полос тоже развивались. Теперь проект, реализуемый в Шарлотте, намерен вывести эту технологию ещё дальше, наделив её цифровыми возможностями.
Международный аэропорт Charlotte Douglas (CLT) в Северной Каролине — важный хаб American Airlines и один из самых загруженных аэропортов страны. В аэропорту имеется три параллельные взлётно-посадочные полосы. Ожидается, что четвёртая параллельная полоса, заложенная в июне 2023 года, со своей длиной в 10 000 футов увеличит пропускную способность по посадкам и взлётам. Также ожидается, что проект позволит аэропорту сохранить конкурентоспособность и обеспечит устойчивость в сложных условиях. Пока строительство продолжается, существующие полосы были переименованы в 19R/1L, 19L/1R и 18/36. Новая полоса будет носить обозначение 19C/1C.
Отличие полосы — функции «умной полосы». Это не бесполезное подключение к WiFi, как у умного холодильника. Цель — с помощью датчиков и телеметрии гораздо детальнее понимать текущее состояние полосы и её изменения со временем. В укладываемый бетон толщиной 18 дюймов будет заделано более 2 000 датчиков. Датчики будут измерять: – напряжение и деформацию – проникновение влаги – осадку – трение – наличие снега и льда
Подобные датчики ранее уже использовались на автодорожных мостах и шоссе. Однако впервые таким образом будет оборудована взлётно-посадочная полоса в США и создан её «цифровой двойник». Параметры, которые будут измерять датчики:
Подобные датчики ранее уже применялись на автодорожных мостах и шоссе; однако взлётно-посадочная полоса в США впервые будет оборудована таким образом, что позволит создать её «цифровой двойник». Эта модель, получающая данные от датчиков, позволит отслеживать состояние полосы с инженерной и эксплуатационной точек зрения. Данные о влажности, снеге и льде будут направлять противообледенительные работы, а мониторинг напряжения — подсказывать решения по техническому обслуживанию и наглядно показывать, как эксплуатация самолётов влияет на конструкцию полосы. Обслуживание заделанных в бетон датчиков напряжения будет непрактичным; их ожидаемый срок службы составляет около десяти лет.
Почему это важно
Этот проект показывает, что подход к мониторингу с помощью датчиков, который до сих пор опробовался на мостах и автодорогах, переносится в авиационную инфраструктуру. Превращение полосы из пассивной бетонной ленты в систему, непрерывно сообщающую о собственном состоянии, позволит принимать решения по техническому обслуживанию и борьбе с обледенением не на основе предположений, а на основе прямых измерений; а это означает сокращение числа незапланированных закрытий и задержек в одном из самых загруженных аэропортов страны. Проведение испытания в крупном авиационном хабе важно тем, что в случае успеха модели она станет ориентиром и для других аэропортов. В то же время срок службы датчиков напряжения около десяти лет и невозможность их ремонта, поскольку они заделаны в бетон, оставляют открытым вопрос: какая часть цифрового двойника сохранит работоспособность по мере выхода датчиков из строя?