南極機場冰雪跑道工程技術發展現狀與展望

　　一、前言


南極具有獨特的地緣價值、氣候環境、潛在資源
，對人類可持續發展
、構建人類命運共同體具有重大意義，也是世界強國競爭與合作的焦點。氣候變暖導致的冰蓋快速融化

，正在加速釋放南極地區的科研
、經濟
、安全等戰略價值，世界強國在南極的影響力競爭進入了由氣候變化驅動的地緣政治時代 [1]。在《南極條約》的規範下
，世界強國主要采取在南極開展科學考察的方式來發揮影響力。實施南極科學考察
，依賴於物資運輸
、人員投送、裝備支持 [2]，其中物資與人員投送能力是科學考察規模的決定性因素。


鑒於南極特殊的地理位置 [3]，南極大陸和其他大陸之間的交通運輸隻能通過海運、航空運輸實現。然而，海運需要借助破冰船且時間段有限(當年 11 月至次年 3 月)，運輸周期的局限性明顯;南極大陸沿海沒有港口基礎設施、海岸導航設施
，物資裝卸效率低下
，進一步製約科學考察任務的實施效率。相比之下，航空運輸具有往返周期短、直抵目的地
、投送效率高、覆蓋範圍廣等顯著優勢[2]。極地科學考察強國，包括美國
、俄羅斯、澳大利亞等國在內均大力發展南極航空運輸
，在物資與人員投送能力方麵相比我國具有明顯優勢 [3]。因此，在南極建設大型機場
、發展南極航空運輸網，將是我國由極地大國邁向極地強國的必經之路。


本文從工程技術發展現狀梳理與未來展望的角度，開展我國南極機場冰雪跑道的綜合性技術研究;凝ning練lian技ji術shu性xing挑tiao戰zhan，總zong結jie設she計ji方fang案an與yu關guan鍵jian技ji術shu，提ti出chu重zhong點dian研yan究jiu工gong作zuo建jian議yi
，以yi期qi為wei我wo國guo的de南nan極ji大da型xing機ji場chang建jian設she提ti供gong工gong程cheng技ji術shu方fang麵mian的de先xian導dao性xing借jie鑒jian。


二、南極機場現狀分析


(一)南極冰雪機場分類


南極機場主要依據建造位置、跑道類型、起降飛機類型進行劃分。根據機場建設位置
、跑道類型大致分為冰雪機場
、礫石機場 [2,4,5](見表 1)。其中，冰雪機場跑道根據工程環境
、道麵材料進一步細分為海冰跑道
、藍冰跑道、雪橇跑道
、壓實雪層跑道。


表 1南極現存機場的跑道類型及數量


注：冰雪機場劃分依據跑道建造位置。


1. 海冰跑道


在海冰上建設跑道，分為季節跑道、臨時跑道 [3,6]。目前，南極的海冰跑道通常建在接岸固定冰上，一般要求海冰的厚度大於 2 m、海冰不破裂、表麵融化程度不高、沒有較厚的積雪 [7,8]。海冰跑道的表層平整與壓實處理的難度相對較小
，可滿足雪橇式、輪式飛機的起降要求，但建設運營成本較高。


2. 藍冰跑道


藍冰是密實化充分的冰川冰
，在特殊的地形
、氣象條件下暴露於南極冰蓋表麵。在南極地區可建設冰雪機場跑道的區域中，藍冰區為優選：藍冰密度與硬度較高，作為跑道的基礎層
，具有天然的結構強度優勢;表層無積雪，僅需對冰麵進行平整與刻槽處理，成本較低。然而
，南極的藍冰區域極少
，占冰蓋表麵積不超過 1% [6];已經建設使用的藍冰機場跑道僅有 6 條
，均可進行中 / 重型輪式運輸機的起降。


3. 雪橇跑道


雪橇跑道屬於簡易雪麵跑道
，通常修建在冰架和冰蓋上，施工技術僅限於簡單的平整與壓實處理，建造相對容易
、成本不高;但由於表麵雪層硬度不足，隻能起降小型雪橇式飛機，無法進行中 / 重型輪式運輸機起降。目前，南極建造的冰雪跑道大多為此類，通常作為季節性跑道使用(南極夏季)，如我國在昆侖站、泰山站附近建設的臨時跑道
，俄羅斯在東方站、美國在南極點建設的跑道。


4. 壓實雪層跑道


受南極實地條件限製，當無法在科考站周圍找到合適的藍冰區時，為了實現中 / 重型輪式運輸機起降

，美國、俄羅斯分別研發了人工雪麵改造技術，在冰架或冰蓋上(非藍冰區)通過大麵積施工，建設人工改造雪層跑道。此類跑道的技術難度較高，主要擁有方(美國、俄羅斯)的施工方法各具特色;盡jin管guan建jian設she成cheng本ben較jiao高gao

，但dan維wei護hu成cheng本ben相xiang對dui較jiao低di，在zai南nan極ji具ju有you更geng強qiang的de地di理li因yin素su適shi配pei性xing
，對dui選xuan址zhi條tiao件jian要yao求qiu較jiao低di，應ying是shi我wo國guo在zai南nan極ji建jian設she大da型xing機ji場chang的de首shou選xuan。


(二)國外冰雪機場建設現狀


南極具有代表性的機場是麥克默多機場，由美國在世界上規模最大的南極考察站(麥克默多站)附近修建。麥克默多機場主要為美國的南極科學考察工作提供支持，如根據需要在麥克默多站
、位於南極點的阿蒙森斯科特站之間往返飛行運輸(見圖 1);可起降 C-5、C-141、C-130 等中大型軍用運輸機

，具有西南極航空樞紐地位 [9]。俄羅斯新紮列夫考察站藍冰機場
、挪威 Troll 考察站藍冰機場
，是從南非開普敦方向進出南極的樞紐站，跑道能夠起降伊爾–76 重型運輸機，支持洲際航程的物資與人員投送。澳大利亞威爾金斯考察站機場的藍冰跑道，以商業運輸模式實現了澳大利亞本土(霍巴特)連接東南極澳大利亞凱西站的物資與人員投送能力 [9]。英國在藍天野外考察站建有藍冰跑道，在哈雷研究站建設雪麵跑道以供 BT-67 運輸機(安裝滑雪板)起降。


圖 1南極科考站分布


(三)我國南極冰雪機場建設與運用經驗


2008 年，我國購置並運用了第一架適應極區飛行條件的固定翼飛機(原型機為美國巴斯勒 BT-67 運輸機，國內命名為雪鷹 601)(見圖 2)，完成飛機基礎性能測試、科研儀器觀測集成、地麵保障體係檢測等工作;作為配置橇板的短程飛機
，無法完成較大載重條件下的洲際飛行[10]。目前，中國僅利用雪鷹 601 飛機完成昆侖站
、泰山站、中山站附近的冰蓋表麵雪上建設跑道飛行試驗，在跑道建設過程中對自然雪層進行了平整處理;依然不具備在南極建設和運營壓實雪麵跑道、開展重型運輸機 / 中程客機飛行起降的相關經驗。


圖 2中國雪鷹 601 固定翼飛機及其東南極冰蓋的後勤與科研飛行路線(2015—2020 年)


相比其他極地航空大國，我國極地航空仍處在起步階段，僅有 1 架固定翼飛機執行南極冰蓋內陸飛行運輸任務，洲際航空運輸仍依托於澳大利亞等國的商業運輸能力;機場地麵保障設施不完善，沒有大型洲際機場，也不掌握海冰、藍冰

、壓實雪層等類型跑道的建造和運維技術。這一基本狀況
，難以滿足我國向極地科學考察強國邁進的宏觀需求。


三、我國冰雪機場建設麵臨的挑戰


南極極端而複雜多變的氣候環境
、生態與戰略利益的敏感性，敦促我們重視南極冰雪跑道的發展研究，厘清冰雪跑道建設麵臨的工程難題與技術瓶頸。


(一)機場跑道選址


建設海冰

、藍冰或壓實雪層跑道，對選址環境有著苛刻而具體的要求，如掌握冰雪的變質過程，分析溫度梯度、融化–凍結轉換等細節。藍冰區通常會存在大量的冰裂隙
，開展準確的探測與定位，需要運用先進的探冰雷達
、衛星遙感等手段。重點進行候選地區的係列冰表麵地形、冰體物理化學性質與內部結構及動 / 熱力學、表麵大氣狀態的係統調查

，通過航空攝影、衛星遙感等方式測量冰表麵形態
，使用雷達等地球物理方式探測海冰或冰蓋內部結構、裂隙
、融化、表麵滲透，選擇性實施現場鑽取冰樣等前期工作。這些工作涉及多學科交叉、多類技術綜合運用
，理論研究與實踐運用具有一定的難度。


(二)機場跑道建設技術


建設能起降中 / 重zhong型xing輪lun式shi運yun輸shu機ji的de冰bing雪xue跑pao道dao
，離li不bu開kai強qiang大da的de後hou勤qin供gong應ying保bao障zhang
，因yin此ci一yi般ban選xuan擇ze在zai較jiao為wei成cheng熟shu的de科ke考kao站zhan附fu近jin開kai展zhan機ji場chang建jian設she。科ke考kao站zhan的de自zi然ran地di理li條tiao件jian可ke能neng與yu冰bing雪xue跑pao道dao建jian設she需xu求qiu不bu匹pi配pei，如ru在zai中zhong山shan站zhan周zhou圍wei 60 km 內不具備藍冰跑道建設的自然條件。這是因為，區域內藍冰區的表麵硬度不足，加之裂縫過多
，難以承載重型運輸機起降;區域內的海冰在夏季會發生破裂
，無法建設海冰跑道。我國宜選擇壓實雪層跑道技術路線

，規劃和建設壓實雪層跑道 [11]。


目前世界上隻有美國、俄羅斯完全掌握該項技術
，且各自的技術特征、施工方法均有所不同;已有的多數南極機場跑道的經驗知識
、建造技術
、設計方法依賴於美國陸軍工程兵寒區研究與工程實驗室在 20 世(shi)紀(ji)五(wu)六(liu)十(shi)年(nian)代(dai)通(tong)過(guo)大(da)量(liang)實(shi)驗(yan)積(ji)累(lei)的(de)研(yan)究(jiu)基(ji)礎(chu)。值(zhi)得(de)指(zhi)出(chu)的(de)是(shi)，我(wo)國(guo)在(zai)設(she)計(ji)和(he)建(jian)造(zao)大(da)型(xing)藍(lan)冰(bing)機(ji)場(chang)或(huo)大(da)型(xing)壓(ya)實(shi)雪(xue)層(ceng)跑(pao)道(dao)方(fang)麵(mian)，無(wu)論(lun)是(shi)設(she)計(ji)參(can)數(shu)、jishushouduan
，haishiteshushigongzhuangbeidoujibenshuyukongbai。zaixiangguanguojiajishufengbidekeguantiaojianxia，woguoyingcaiqudulizizhukaizhanjishugongguanhegongchengyanzhengdefazhanzhilu。


(三)機場跑道施工與維護


與鋼筋混凝土不同
，冰雪是一種壓縮強度高
、抗拉強度很低的固體材料;以(yi)冰(bing)雪(xue)作(zuo)為(wei)地(di)基(ji)的(de)路(lu)麵(mian)，在(zai)運(yun)輸(shu)機(ji)起(qi)落(luo)裝(zhuang)置(zhi)的(de)壓(ya)力(li)作(zuo)用(yong)下(xia)可(ke)能(neng)發(fa)生(sheng)永(yong)久(jiu)性(xing)的(de)垂(chui)向(xiang)變(bian)形(xing)，這(zhe)是(shi)南(nan)極(ji)冰(bing)雪(xue)跑(pao)道(dao)設(she)計(ji)與(yu)施(shi)工(gong)方(fang)麵(mian)的(de)重(zhong)大(da)技(ji)術(shu)挑(tiao)戰(zhan)。受(shou)南(nan)極(ji)極(ji)端(duan)氣(qi)候(hou)環(huan)境(jing)製(zhi)約(yue)，建(jian)設(she)冰(bing)雪(xue)跑(pao)道(dao)可(ke)能(neng)麵(mian)臨(lin)諸(zhu)多(duo)限(xian)製(zhi)
，如(ru)輸(shu)入(ru)材(cai)料(liao)類(lei)別(bie)、數量一般相對固定，能源密集型施工方法後勤困難、成本過高 [3]，機械壓實和熱處理冰雪層的有關壓實技術、消耗能源、施工周期等極為困難。


四
、南極機場冰雪跑道設計與建設


南極機場冰雪跑道的工程建設，其材料設計原理為：在經典的剛性 / 柔性路麵設計原則基礎上，以冰雪為土工材料建設跑道 [2]。通過冰雪材料來構建可起降重型輪式運輸機的跑道結構強度，是冰雪機場建設的關鍵。冰和雪的力學性質研究、雪麵改造是建設冰雪跑道的理論與技術基礎(見表 2)。


表 2不同跑道類型的設計要素與工程技術


(一)冰麵跑道設計與維護


在南極適宜修建機場的地區中，年平均氣溫為–20~ –10 ℃;純冰的抗壓強度為 5~25 MPa [12]
，而抗拉強度的平均值僅為 1. 43 MPa [11]。依據國外建設經驗，冰體溫度變化、冰密度對於冰的抗壓強度
、斷裂韌性的影響是顯著的。南極地區以冰麵作為機場跑道建設基礎的特性可進一步總結為：在抗壓性、抗(kang)拉(la)性(xing)的(de)變(bian)化(hua)方(fang)麵(mian)與(yu)混(hun)凝(ning)土(tu)具(ju)有(you)類(lei)似(si)特(te)征(zheng)，在(zai)應(ying)變(bian)率(lv)等(deng)形(xing)變(bian)因(yin)素(su)方(fang)麵(mian)與(yu)瀝(li)青(qing)更(geng)為(wei)相(xiang)近(jin)。從(cong)工(gong)程(cheng)建(jian)設(she)的(de)角(jiao)度(du)而(er)言(yan)，選(xuan)擇(ze)冰(bing)麵(mian)作(zuo)為(wei)跑(pao)道(dao)建(jian)設(she)基(ji)礎(chu)，綜(zong)合(he)思(si)路(lu)應(ying)更(geng)側(ce)重(zhong)於(yu)選(xuan)址(zhi)而(er)非(fei)改(gai)造(zao)。這(zhe)是(shi)因(yin)為(wei)
，無(wu)論(lun)是(shi)南(nan)極(ji)的(de)冰(bing)體(ti)溫(wen)度(du)，還(hai)是(shi)已(yi)經(jing)形(xing)成(cheng)的(de)冰(bing)的(de)密(mi)度(du)、鹽度、粒度等，都難以實施大規模的人工改造。


南極地區的季節海冰、藍冰機場建設經驗表明 [13]，在冰層厚度足夠的條件下，應優先考慮冰麵強度


，以整體厚度來評估跑道強度;當冰麵溫度高於–5 ℃shi
，xuyaoxiangxijiancebingmianqingkuangyiquerenbingmianqiangdu。duiyuzaiqianshuiqujianzaodexiaoguimojijiehaibingpaodaoeryan，shejiguochengxukaolvyouyufeijiyidonghezaiyinqideshui–冰之間的壓力增強。除了季節海冰跑道外，冰跑道也經常建在移動的冰川上(如澳大利亞凱西站附近的威爾金斯冰川冰跑道)，可能受到冰流動的影響(冰流速約為 12 m/a)[14]。對於地理因素、外界環境因素可能造成的冰麵損壞，隻能在跑道選址階段盡量規避
，同時配套建設實時監測係統，定期修正冰麵形狀。


(二)雪麵跑道設計


雪麵跑道的設計原則與柔性路麵跑道設計方法相似，不同之處在於：需根據力學模型來估算運輸機起落裝置應力造成的雪麵深度變化，考慮引入現代分層彈性路麵設計方法來進行雪道設計，使用人工方法
、以燒結與壓實的聯合作用來開展雪層強度的深度改造。


guowaidebingxuejichangpaodaoshejijingyanbiaoming
，bingpaodaoyinggenjubutongdebingmianleixingkaizhanqubiehuasheji，xuemianpaodaojianshefanganzecezhongyudaguimoderengongwuxinggaizao。yuchuantongderouxinglumianleisi，yixuecengweibiaomiandepaodaosheji，rengyingcezhongyuyingli、荷載的分布，雪層的強度可以滿足柔性路麵的模型設計和力學要求 [7]。zaimeiyourengonggaizaodeqingkuangxia，jiaoshendexueyouyuziranyashiheshaojiezuoyong，tongchangbijiejinbiaomiandexuejuyougenggaodekangjianqiangdu，congerjiangdilexuedaojianshedexiaolv。zheyeshuoming，xuemianpaodaogongchengyilaiyurengongduiqianceng–表麵雪層的大規模物性改造。提升雪層力學強度，主要以降低孔隙度、升高單位密度的形式來實現。除了自然降雪伴生的壓實過程外
，可通過機械壓實
、雪的燒結、重結晶密實化等變質過程來降低雪的孔隙度。


具ju體ti而er言yan
，快kuai速su的de機ji械xie壓ya實shi過guo程cheng體ti現xian了le應ying力li對dui於yu雪xue層ceng孔kong隙xi度du的de直zhi接jie改gai造zao，雪xue的de燒shao結jie則ze是shi和he重zhong結jie晶jing作zuo用yong共gong同tong對dui雪xue層ceng晶jing體ti進jin行xing質zhi變bian改gai造zao。在zai南nan極ji內nei陸lu的de典dian型xing溫wen度du條tiao件jian下xia(–50~ –25 ℃)，雪層的自然燒結過程需要數月甚至數年的時間[13];人工技術主導的燒結過程較為迅速：接近熔點的情況下
，較高蒸氣壓區域(顆粒的凸麵部分)的冰融化、較低蒸氣壓位置(顆粒接觸的地方)的再冷凝造成顆粒之間形成快速粘結 [2]。因此，製造高強度雪層的高效辦法為，選用顆粒較大的自然雪 / 人造雪，使其在冰點附近燒結後降低溫度，由此提高強度 [13]。


(三)壓實雪層技術


中山站附近缺少優質藍冰區
，壓實雪層跑道是我國在南極建設大型機場的優選。從美國、俄羅斯此類跑道的應用效果可以反推相應基本原理：通過人工降低雪層密度來大幅度提高雪層強度，通過多階段

、多期次施工，建造多層 / 複合高密度雪層。其中

，人工方式大幅度提高雪層強度是建設 / 改造雪層跑道的核心技術(見圖 3)。


目前幾乎所有的南極機場雪麵跑道的處理技術以“分解–燒結–壓實”自然雪為主

，相應技術路線如圖 3 所示。根據南極雪麵跑道的建設經驗
，雪麵改造分為兩個過程：①雪的人工機械分解，將自然雪密度增加到 250~500 kg/m3 [11]，改善雪粒徑的分布，可使燒結作用迅速發生;②雪的人工燒結並配合機械壓實
，可實現較高效率的雪密度提升，雪密度達到 700 kg/m3 時的雪強度最佳。因此



，冰雪跑道表麵雪層處理過程可歸納為：在–2 ℃的溫度附近進行雪的分解和壓實，然後在–10 ℃以下溫度條件下燒結。


圖 3壓實雪層跑道人工改造雪層的技術原理


由於無法精確控製雪溫，同時為了減少對有利天氣條件的依賴

，在分解和壓實過程中，一些國家曾試圖采用臨時人工暖雪方式、開發加熱雪的處理技術，但實用效果受限：處理深度不超過 45 cm
，需要大量的燃料補給 [11]。實際施工發現，以積雪厚度每 25 cm 澆水 3 cm 的方式來實現局部增暖

，比直接加熱雪層更具效率 [2,11]。此外
，國外還曾開展通過使用添加材料來增強雪密度的方案，如用鋸末加固並改善雪層的物理性能。實驗結果顯示，在每 15 cm 厚的雪層中混入 3 cm 厚的鋸末層
，經過“分解–燒結–壓實”處理後
，密度提高至 800~900 kg/m3 ，更為堅固耐用 [2,12]。


(四)跑道施工裝備


在冰麵跑道的施工過程中，較多使用製冰機平整自然冰麵 [9];大範圍的跑道處理由配置激光引導的推土機完成 [15]。冰麵跑道的維護工作包括：根據冰麵高度的變化進行修正，使用製冰機進行定期處理以提供摩擦表麵紋理
，在運輸機著陸期間連續清除沉積的橡膠 [9]。目前常用的雪分解裝備是彼得犁
，能夠處理厚度達 130 cm 的積雪層 [2,13]。國外針對雪處理需求，專門研製了雪分解設備(由機械粉碎機改造而成)
，能夠處理 45 cm 深度的雪層 [2,3]。施工過程聯合采用激光引導的細平地機、冰雪切割機。在壓實雪層處理方麵
，改裝的履帶式攤鋪機是良好選擇。


五、發展建議


nanjikexuekaochashizhishangchengweizongheguolideyizhongxiangzheng。shoupobingchuanyunzainenglidengkeguantiaojiandeyingxiang，weilaijinianwoguonanjineilukexuekaochaguimojiangyousuoxuejian
，neilukexuekaocha、觀(guan)測(ce)係(xi)統(tong)建(jian)設(she)等(deng)項(xiang)目(mu)進(jin)度(du)將(jiang)有(you)所(suo)後(hou)延(yan)
，可(ke)能(neng)削(xue)弱(ruo)我(wo)國(guo)在(zai)南(nan)極(ji)活(huo)動(dong)的(de)影(ying)響(xiang)力(li)。在(zai)世(shi)界(jie)極(ji)地(di)科(ke)考(kao)強(qiang)國(guo)穩(wen)步(bu)加(jia)大(da)南(nan)極(ji)布(bu)局(ju)投(tou)入(ru)的(de)態(tai)勢(shi)下(xia)，我(wo)國(guo)南(nan)極(ji)科(ke)考(kao)有(you)可(ke)能(neng)被(bei)其(qi)他(ta)國(guo)家(jia)進(jin)一(yi)步(bu)拉(la)開(kai)差(cha)距(ju)
，重(zhong)要(yao)原(yuan)因(yin)之(zhi)一(yi)是(shi)我(wo)國(guo)未(wei)能(neng)在(zai)南(nan)極(ji)擁(yong)有(you)大(da)型(xing)機(ji)場(chang)。我(wo)國(guo)在(zai)建(jian)設(she)可(ke)供(gong)重(zhong)型(xing)運(yun)輸(shu)機(ji)起(qi)降(jiang)的(de)冰(bing)雪(xue)跑(pao)道(dao)核(he)心(xin)工(gong)程(cheng)技(ji)術(shu)研(yan)究(jiu)方(fang)麵(mian)明(ming)顯(xian)滯(zhi)後(hou)，不(bu)利(li)於(yu)維(wei)護(hu)南(nan)極(ji)科(ke)學(xue)研(yan)究(jiu)等(deng)合(he)理(li)權(quan)益(yi)。為(wei)適(shi)應(ying)我(wo)國(guo)南(nan)極(ji)科(ke)學(xue)考(kao)察(cha)高(gao)質(zhi)量(liang)發(fa)展(zhan)的(de)迫(po)切(qie)需(xu)求(qiu)、推動極地科學發展和基礎設施建設新格局，建議加快部署和實施南極機場冰雪跑道工程技術攻關工作
，自主發展體係化、成規模的冰雪機場技術框架體係。


(一)機場選址與建設的自然環境條件研究


南極冰雪選址流程，需要預先對候選地理位置的環境狀況進行綜合評估，涉及地形地貌、工程地質
、水文地質、場址障礙物環境、空域條件對飛行起降的限製、氣象條件等。首先詳細測繪地形地貌，然後測量與評估機場所在區域的冰川學、氣候學特征，評估的要素有：冰麵盡量平整
，冰麵和冰下的融化程度較輕，雪厚不超過 1 m
，雪的積累率較低

，場址最好位於雪的積累區和消融區之間。我國已經完成 36 次南極科學考察
，中山站附近的相關資料、huanjingtezhengyanjiuyiyouyidingjilei，danquefayijianshejichangweimubiaodeduoxuekejiaochaxingzongjie。weicijianyi，yiwoguojianshenenggouqijiangzhongxingyunshujidedaxingbingxuejichangweiqianti
，shulibingjiejianguojishangnanjijichangjiansheyunxingjingyan，bushuzhenduinanjijichangjianshedejichulilunyukuaxuekeyanjiu，kaizhanxuanzhi
、建設、維護相關知識儲備與技術體係建設。


(二)壓實雪層技術攻關


genjuwoguowanchengdeduocilanbingqukaochajieguo，zaizhongshanzhanfujinjianshelanbingjichangdekenengxingjiaodi，yashixuecengpaodaoshishishangchengweiwoguozainanjijianshedaxingjichangdeshouxuanxingshi。jiansheyashixuecengpaodaodehexinjishuyuanlisuiyiyouzongjie
，danwoguoshangweiquanmianzhangwogaixiangjishu。weicijianyi，jiehebingxuecailiaolixuexingzhidejichuyanjiujinzhan，zhenduirengongjiangdixuecengmidutishengxuecengqiangdu、多階段施工建造多層 / 複合高密度雪層等技術方向開展協同研究，重點攻克壓實雪層跑道建設的核心技術，發展雪的人工機械分解、人工燒結處理技術，解決冰雪跑道工程建設的“卡脖子”問題;力爭使我國成為繼美國、俄羅斯之後，世界第三個自主掌握壓實雪層跑道建設技術體係的極地科考強國。


(三)冰雪跑道施工裝備技術攻關


國際競爭與合作格局趨於複雜，著眼長遠發展，我國較多依靠進口裝備開展極地科學考察的局麵理應發生改變。與壓實雪層技術麵臨“卡脖子”問題類似
，也與我國工程裝備研製大國地位不相襯的是，有關壓實雪層跑道建設的專用 / 特種施工裝備依然處於產品空缺狀態
，如大型分雪機
、暖雪機、附(fu)帶(dai)灑(sa)水(shui)及(ji)測(ce)溫(wen)功(gong)能(neng)的(de)雪(xue)地(di)攤(tan)鋪(pu)機(ji)等(deng)。為(wei)此(ci)建(jian)議(yi)，國(guo)家(jia)合(he)理(li)加(jia)大(da)資(zi)源(yuan)保(bao)障(zhang)力(li)度(du)
，針(zhen)對(dui)極(ji)地(di)考(kao)察(cha)特(te)種(zhong)裝(zhuang)備(bei)需(xu)求(qiu)，由(you)科(ke)學(xue)研(yan)究(jiu)單(dan)位(wei)聯(lian)合(he)工(gong)程(cheng)機(ji)械(xie)研(yan)製(zhi)企(qi)業(ye)，對(dui)冰(bing)麵(mian) / 雪麵工程施工技術裝備進行重點研發;以“產學研”協同方式實施產品創新，開展專門針對南極極端環境下的大型冰雪壓實
、路麵施工等核心裝備的方案論證、設計研發、樣機製造，加速推動冰雪機場工程建設裝備的自主知識產權化
、全麵國產化。


(四)機場運行指揮監測體係設計


考慮南極複雜而嚴酷的自然地理環境，在論證大型機場建設方案的同時，應及時測量和評估機場所在區域的冰川學
、氣候學特征(參數)，如積雪覆蓋厚度、冰流速、冰川表麵融化率、冰麵粗糙度、表麵坡度、降水量(含冰雪積累)、風速以及風向、能見度、雲層高度、大氣輻射、冰裂隙分布等。持續積累這類參數
，形成中 / 重型運輸機起降
、bingxuejichangwendingyunyingdejichuxinghejishuxingbaozhangtiaojian。weicijianyi，yituowoguonanjikekaozhanjianshe，kaizhangongnengwanbeidebingxuejichangyunxingjiancetixishejiyanjiu，jianlijidijichangyunxingchangjingzonghexingnengdelilunfenxi
、虛擬仿真、冰雪測試能力;針對冰 / 雪道麵監測指標、冰 / 雪道麵工程修繕、道麵應對環境(溫度)變化的應急處理等開展技術方案論證，準確評估機場區域的冰川–氣象條件對機場安全運行監測體係的影響。


本文來源：中國工程院院刊