机场跑道指引灯在夜间、低能见度或者恶劣天气条件下为飞机的起飞和降落提供目视引导信号,保证飞机的安全起降。国际民航组织对跑道灯发光强度有严格标准,为达到要求,要进行定期清洗和维护,随着飞机起降密度的增加,留给跑道灯清洗的时间越来越短,传统的手工清洗方法已不能满足要求,本文接受机场委托开发新型车载干粉清洗系统。首先,分析了跑道灯表面污垢的形成机理,对比了现有的清洗方法,优化选择了以经过特殊处理小苏打粉末作为清洗介质的干粉清洗。根据微磨料射流的基本理论,设计出用于跑道灯清洗的前混合车载干粉清洗系统,主要包括供压系统、冷凝系统、供料系统、车载系统和喷射系统五个部分。总体布置方案选择牵引式结构,根据喷射气体体积流量、干粉磨料质量流量的计算结果,对空压机和冷凝器进行选型,然后对供料罐进行计算设计;对喷射系统进行开发设计,实现了跑道灯干粉清洗的系统功能。其次,在流体力学和计算流体力学的基础上,以扁平和圆锥两种喷嘴结构为对象,运用Fluent中的DPM模型对喷嘴内外流场分析。通过对比作用在透光镜表面的压力分布、喷嘴内表面的磨损,优化选择了扁平喷嘴。分析了扁平喷嘴的扁平宽度、扁平高度和扁平长度对清洗效率的影响,选出高效的喷嘴结构参数;通过改变操作因素参数,分析得出:喷射角度为45°,喷射压力为7bar时,清洗经济高效;通过改变磨料因素参数,分析得出:磨料粒径越小,磨料在喷嘴内部加速越快,在喷嘴外部衰减越快,磨炼磨料流量为0.006kg/s时,清洗效率较高。最后,根据设计优化结果进行了供料系统和喷射系统的试制,将试制产品与选型部件进行总体装配。运用所开发的车载干粉清洗系统对嵌入式跑道灯进行清洗试验,以透光镜表面的清洁度为评判标准,判断出清洗系统能够有效的清洗掉污垢。同时,开展了扁平喷嘴和锥形喷嘴的清洗实验,结果验证了扁平喷嘴效率较高。优化了喷射角度、喷射压力、磨料粒径、磨料流量等参数。干粉清洗设备具有环保、高效、在线清洗的优点,得到机场委托方的认可。