夏洛特的新跑道拥有了数字孪生。第一架动力飞机在第一条真正的跑道出现约20年前便已升空,航空界随着时间推移逐渐认识到平坦、经过铺装的路面的必要性。跑道技术也在不断发展。如今,在夏洛特建设的这一项目旨在为跑道技术赋予数字化功能,从而将该技术推向更高水平。
位于北卡罗来纳州的夏洛特道格拉斯国际机场(CLT)是American Airlines的重要枢纽,也是美国最繁忙的机场之一。机场拥有三条平行跑道。于2023年6月奠基的第四条平行跑道长10,000英尺,预计将提升起降容量。该项目还有望使机场保持竞争力,并在恶劣条件下提供韧性。施工期间,现有跑道已重新命名为19R/1L、19L/1R和18/36。新跑道将采用19C/1C代码。
这条跑道的与众不同之处在于其”智能跑道”功能。这并非像智能冰箱上那种多余的WiFi连接。其目的是通过传感和遥测,更加详细地了解跑道的当前状况及其随时间发生的变化。超过2,000个传感器将被嵌入铺设的18英寸厚的混凝土中。传感器将测量:- 应变和变形 – 水分侵入 – 沉降 – 摩擦力 – 冰雪的存在
类似的传感器此前曾用于公路桥梁和公路。但美国的一条跑道将首次进行此类装备,并将创建该跑道的”数字孪生”。传感器将测量的项目如下:
类似的传感器此前曾用于公路桥梁和公路;但美国的一条跑道将首次以这种方式进行装备,并创建该跑道的”数字孪生”。由传感器数据馈送的这一模型将用于从工程和运营角度监测跑道的状况。水分、冰雪数据将指导除冰工作,应变监测则将为维护决策提供指引,并清晰地显示飞机运行如何影响跑道结构。对埋入混凝土中的应变计进行维护将不切实际;其预期寿命约为10年。
为何重要
该项目表明,迄今为止在桥梁和公路上试验的传感方法正在被引入航空基础设施。跑道将从一条被动的混凝土带转变为一个持续报告自身状况的系统,这将使维护和防冰决策基于直接测量而非估算;也就意味着在该国最繁忙的机场之一,计划外关闭和延误将会减少。此次试验在一个大型航空公司枢纽进行具有重要意义,因为如果该模型行之有效,还将为其他机场提供参考。另一方面,应变计约10年的寿命以及因埋入而无法修复的问题留下了一个悬而未决的疑问:随着传感器陆续失效,数字孪生还能在多大程度上继续发挥作用?