助航灯具作为机场导航设施之一,其状态及性能的好坏直接影响着飞机起降的安全,是机场的重要保障设施之一。但是在飞机起降过程中极易造成助航灯具光窗口的污染,助航灯具光窗表面的污染物,会破坏助航灯具的平均光强,严重影响飞行员的目视操作。国际民航组织(ICAO)附件14明确规定,助航灯的灯光强度必须达到一定的数值,以保证飞机安全着陆。那么对助航灯具光窗表面污染物的科学认知,并采用科学高效的清洗方法进行污染物的去除就成为机场跑道照明维护工作亟需解决的现实问题。基于这一需求,论文的主要研究内容包括:(1)对助航灯具光窗表面常见污染物进行了来源特性分析,结合助航灯具实际工作环境得出助航灯具光窗表面污染的橡胶胶泥是最难以去除的;通过对比常用的橡胶胶泥清洗方案,提出一种碳酸氢钠喷射清洗助航灯具的新型方法。(2)针对提出的新型清洗方案,利用刚性压头作用于弹性半空间上引起的压痕理论(Boussinesq模型)与Southern和Thomas处理疲劳裂纹扩展的理论相结合,建立碳酸氢钠颗粒每次冲击去除助航灯具污染胶层质量的数学模型,然后将其转换成冲蚀率。从该模型中可以看出污染胶层冲蚀率与胶层性能、碳酸氢钠粒子的尺寸、冲击速度、冲击角度等参数的关系。(3)设计了车载助航灯具清洗设备的总体方案。首先完成了喷射系统的选型优化设计及安装方式选择;然后完成了执行机构的优化设计,并对其进行三维模型建立和机械加工;最后对喷射清洗系统和执行机构进行总体装配。(4)对助航灯具清洗设备样机性能进行了试验验证,其中包括对设备压力供应和喷嘴移动的灵活性和稳定性完成的验证试验,结果均达到清洗工作要求。并且还进行了清洗效果与清洗压力、磨料流量、清洗距离、喷射角度等参数的关系的实验研究。(5)对采集的清洗图像运用计算机图像处理技术分析处理,实现清洗效果的定量化分析;根据获得的实验数据分析了相关参数对清洗效果的影响,确定了碳酸氢钠喷射清洗助航灯具的喷嘴直径、喷射压力、磨料流量、持续清洗时间、喷射角度、清洗距离等清洗参数。