近年来，关注我国民航业发展的业内外人士会经常听到这样一个专业词汇——“EMAS”（EngineeredMaterialsArrestingSystem，特性材料拦阻系统）。实际上，EMAS相当于为冲出跑道飞机安装的一张“安全床”，是中国民航史上规模大、难度高的一大安全技术产品，由中国民航科学技术研究院（以下简称“航科院”）组织研发，并于2013年在腾冲机场正式应用。
如今，铺装在腾冲机场的EMAS历经了1000多个日日夜夜的风吹日晒，完好如初，仍静静地守护在腾冲机场跑道终端，默默地为每一架在这里起降的飞机保驾护航。
“中国制造”的特性材料拦阻系统
民航局历来重视科技发展，鼓励科技创新，并将“科技兴安”作为建设民航强国的重要战略。“中国制造”的EMAS正是民航“科技兴安”战略实施过程中科技研发、审定验证和市场应用的一个缩影。
随着我国民航的持续快速发展，如何切实筑牢安全防线是摆在民航人面前的一个重要研究课题。国际民航组织统计数据显示，在全球范围内冲偏出跑道事故次数排在民用航空器事故类型统计的首位。世界上约1/4的航空运输事故涉及飞机冲偏出跑道的情况。
我国幅员辽阔，山区和高原面积占比较大，有相当数量的机场跑道端安全区外存在陡坡、深沟、水面、道路等障碍物，这增加了飞机冲出跑道的风险。
基于此，航科院进行大量技术调研分析后发现，具有特定力学性能的溃缩吸能材料，以数十厘米的厚度铺设在跑道延长线的地面上，宽度与跑道一致，长度在数十米到150米不等，能够形成一个拦阻床。飞机一旦进入这个拦阻床，特性泡沫材料在机轮碾压下破碎，以此吸收飞机的动能，可以将飞机拦停在拦阻床内。对某些地形复杂机场来言，这相当于延长跑道端安全区长度。因此，在跑道端外安全区内安装EMAS非常具有可操作性，也更加经济。
于是，自2010年起，在民航局的大力支持下，我国民航从零开始了EMAS的“中国制造”之路。
那时，对我国民航而言，EMAS是一项全新的、具有开创性的项目，国际上也仅美国掌握了这项技术，我国没有任何经验可以借鉴和参考。“实际上，拦阻系统相当于为冲出跑道飞机铺设一张‘安全床’，具有多技术集成的特点，涉及材料生产、设计方法、敷设安装、安全性评估、飞机运行等多个学科领域，研发难度非常大。”航科院相关负责人这样告诉记者。
其中，特性材料的每一种成分应该如何配比？对不同机型的拦阻效果如何有效评估？安装后能否保证可靠、耐用？每一个细节都是需要提前考虑并加以解决的难题。
功夫不负有心人。经过2年多的努力，航科院的研发团队终于攻克了材料生产和系统设计方法的技术难题，并通过数十次台架试验、6次波音737飞机真机试验、3次J6试验、2次尾流试验该系列试验等非常严谨的实验验证，成功研发出了“中国制造”的EMAS。
2012年7月，“中国制造”的EMAS获得了民航局工程化应用许可，这是我国民航在涉及飞行安全的重大系统研发方面取得的重要进展，也是世界上第2个取得民航管理部门批准的EMAS。由此，“中国制造”的EMAS打破了国外对EMAS的技术垄断，具备了走向市场的条件。
国产EMAS“真金不怕火炼”
作为首批特性材料拦阻系统的试点安装机场，2013年7月，国产EMAS成功完成在腾冲机场的建设应用。如今，有时间为证：“中国制造”的EMAS不仅在材料的物理及力学性能方面达到了美国同类产品水平，还在防水性、抗老化性和维护便利性等多方面都优于美国产品。
腾冲机场副总经理向波表示，腾冲机场为高填方机场，雨季漫长，跑道经常处于湿滑状态，飞机冲出跑道的风险较大。此前，航空公司在运行中存在较大的安全压力。安装EMAS不但大大降低了飞机冲偏出跑道的几率，有效缓解了飞行员的心理压力，提高了机场的安全保障裕度，而且增强了机场在争取开辟新航线方面的竞争力，切实促进了腾冲机场安全稳定发展。
正所谓“真金不怕火炼”，在腾冲机场现场观摩时，记者发现，经过3年的运行，腾冲机场EMAS运行情况良好，没有出现任何拦阻材料破损、嵌缝料脱落、拦阻床沉降、排水和通风不畅等异常情况。
而这一切，国产EMAS又是如何实现的呢？腾冲机场EMAS项目技术负责人、航科院全程参与EMAS项目研发工作的研究员史亚杰告诉记者：“EMAS的寿命和质量在很大程度上取决于拦阻床的密封有效性，尤其是防水能力。腾冲机场安装的EMAS之所以能够保持良好现状，也得益于拦阻床在材料和工艺处理上显示出的良好防水性能。”
据了解，拦阻床是由一个个单元体拼装而成的，每个单元体个体以及单元体之间的防水处理都至关重要。一方面，航科院研发团队对拦阻材料单元体进行了防水处理，同时还拥有了自主研发的单元体之间密封处理的专利技术，尽可能减少拦阻床进水的可能性。即使出现拦阻床局部漏水的情况，水也不会浸泡到拦阻材料，这样就可以有效杜绝拦阻材料因为进水而出现冻融等损害的风险。
另一方面，他们还在拦阻床表面进行了特殊的防紫外线处理，大幅度地提高了拦阻床的耐候性。因此，即使在海拔2000米的高原经受了3年的强紫外线辐射，腾冲机场安装的拦阻床也没有显示出任何紫外线损伤迹象。
前期研发工作至关重要，后期维护同样不容忽视。“随着铺装时间的增加，即使拦阻床的密封或者单元体顶盖受紫外线辐射出现老化迹象，我们也有相应的专利技术进行修复处理。”史亚杰说。
除了优秀的性能，一个成功的新科技产品还需要具有较高的信价比。航科院（北京）科技发展有限公司有关负责人向记者透露，国产EMAS具备大范围应用的生产能力，能够提供价位非常合理的工程解决方案。为特殊地形机场提供“私人订制”
2013年5月，民航局印发了《特性材料拦阻系统（EMAS）规划建设指导意见》，积极推进EMAS系统在特殊机场的应用工作，并提出为进一步做好EMAS建设方案论证和建设试点工作，应制定特性材料拦阻系统(EMAS)技术要求及检测方面的行业标准。
历时3年，《特性材料拦阻系统》（MH/T5111-2015）行业标准于今年4月1日正式实施。这是全球第一个关于EMAS的完整技术标准，详细规定了EMAS全过程的技术要求，涵盖了设计、测试、安装、验收、使用和维修等内容，将有助于推动EMAS行业的规范化运行，确保产品质量和维护质量。
据悉，后续攀枝花、林芝、大理、临沧、神农架、文山普者黑、普洱思茅等20余家机场将陆续开始安装EMAS。对此，上述航科院相关负责人表示，除了统一的行业标准外，航科院还拥有自己的“独家秘笈”，可以为各个机场提供“私人订制”。
考虑到机场的地理位置、气候条件和运行机型的不同，航科院可以为不同机场进行有针对性的设计。EMAS材料的强度、厚度，拦阻床长度，顶盖和材料的防水性能、抗老化能力均可根据不同机场作出相应调整，以保证EMAS系统的使用安装能发挥最大作用。
提及航科院的“独家秘笈”，力学计算为主的设计方法是国产EMAS的核心机密。航科院研发团队建立了飞机进入拦阻系统后的力学模型，并开发了专有的计算软件，既能准确计算出飞机停止距离，又能计算出整个拦停过程中飞机起落架以及机上人员所受载荷，从而评估飞机的安全性。通过大量实测数据的验证，航科院设计模型十分精确，在没有做任何修订的情况下最大误差不超过7%，且飞机在所有试验中均保持完好，计算结果贴近美国联邦航空管理局（FAA）计算结果，尤其是部分结果更接近于实测结果。
基于这个模型，结合各机场的综合情况，就可以得出适合这个机场的最优设计结果和最佳工程方案。EMAS项目软件负责人表示：“在设计过程中，我们还有两个研发小组平行独立开展、相互校核并最终确定，从而保证设计结果的准确性和可靠性。”
此外，航科院EMAS研发团队还以持续改进现有EMAS特性材料与研发新一代EMAS特性材料双管齐下的方式，不断优化特性材料的综合性能，使其能够满足更多的环境和载荷工况需求，为更多特殊机场提供优质服务。同时，其还在继续改进EMAS拦阻床安装工艺，以最大限度地提高安装效率，降低对机场运行的影响。