水上飛機(jī)水上保障設(shè)備設(shè)計(jì)通用要求

劉亮亮 黃文峰

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水上飛機(jī)水上保障設(shè)備設(shè)計(jì)通用要求

劉亮亮 黃文峰

水上飛機(jī)是能在水面上起飛、降落和停泊的飛機(jī)，其中有些同時(shí)也能在陸上機(jī)場起降的，稱為兩棲飛機(jī)。水上飛機(jī)由于其具備水上起降的獨(dú)特優(yōu)勢，在森林滅火、水上救援、水上觀光旅游等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。相比純陸基飛機(jī)，水上飛機(jī)需額外配備水上保障設(shè)備以保障其在水上的作業(yè)。

水上保障設(shè)備包括錨泊設(shè)備和排水設(shè)備。錨泊設(shè)備為水上飛機(jī)提供其錨泊地或港口錨泊功能；排水設(shè)備為水上飛機(jī)提供排出水密艙中積水的功能。

錨泊設(shè)備要求

錨泊設(shè)備包括錨、錨索、錨泊絞車、系泊羊角。其工作原理是：錨與錨索連接，通過錨泊絞車進(jìn)行起錨或拋錨操作，拋錨完畢后，將錨索系在羊角上完成水上飛機(jī)的系泊。根據(jù)拋錨方式的不同，拋錨可分為首拋錨、尾拋錨、首尾拋錨。采用首拋錨時(shí)，水上飛機(jī)的船體部分所受風(fēng)力、水流力及波浪沖擊力等外力最小，因此首拋錨時(shí)水上飛機(jī)采用的主要拋錨方式。若想順?biāo)鲂?，避免調(diào)頭時(shí)可采用尾拋錨方式。首拋錨和尾拋錨是單點(diǎn)系泊形式，飛機(jī)在水面上的活動(dòng)空間較大，若錨泊地空間有限，需要限制飛機(jī)位移時(shí)可采用首尾拋錨的方式。

錨為飛機(jī)提供抓力，是系住飛機(jī)的主要裝置，它的性能直接影響到水上飛機(jī)能否可靠地系留。所以錨的選配是錨泊設(shè)備中最關(guān)鍵的一環(huán)。鑒于飛機(jī)對重量的嚴(yán)苛要求，錨應(yīng)在提供足夠抓力的同時(shí)重量較輕，因此水上飛機(jī)的錨應(yīng)選取抓力系數(shù)較大的大抓力錨

為了確定錨的具體配置要求可引入船舶行業(yè)舾裝數(shù)的概念。水上飛機(jī)與一般大型艦船相比，尺寸差別較大，所以在計(jì)算水上飛機(jī)舾裝數(shù)時(shí)可參照GJB4000-2000中第581章對滑行艇舾裝數(shù)計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)。舾裝數(shù)計(jì)算公式如下：

式中：

N——舾裝數(shù)，是表征船舶必須配備的錨、錨鏈和系纜的數(shù)量的衡準(zhǔn)數(shù)；

△——正常排水量；

B——最大型寬；

H——從正常排水量時(shí)的吃水線量至飛機(jī)最高處的高度；

A——機(jī)身水線以上的側(cè)投影面積。

一般水上飛機(jī)舾裝數(shù)N值都比較小，計(jì)算出舾裝后，按舾裝數(shù)參考GJB4000-2000中第581章對滑行艇錨配置的標(biāo)準(zhǔn)表進(jìn)行錨的選配。摘出部分表格如下。

序號　舾裝數(shù)N　錨超過　不超過　快艇錨重kg 1——　30　25 2 30　40　30 3 40　55　35 4 55　70　40

快艇錨有成熟的標(biāo)準(zhǔn)CB 660-84，是大抓力錨的一種（如圖1所示），其抓力系數(shù)達(dá)到8～10。按對照關(guān)系選取上表中相應(yīng)重量的錨即可。也可以根據(jù)各水上飛機(jī)實(shí)際布局情況選取具備同等抓力的其他形式的錨。

圖1　快艇錨

確定水上飛機(jī)對錨的抓力需求后，就可以進(jìn)行錨索的選配了。由于水上飛機(jī)的舾裝數(shù)較小，錨泊力也相應(yīng)較小，錨索可采用纖維索的形式，以節(jié)省重量和空間。錨索的正常工作載荷與錨的抓力基本相等，而一般錨索的破斷負(fù)荷不應(yīng)小于其工作載荷的5倍，錨索的長度一般不小于錨泊地水深的4倍。

錨泊絞車是起、拋錨的控制裝置，通過絞起或松開錨索達(dá)到起錨或拋錨的操作。依據(jù)上文確定的錨泊力可以得出錨泊絞車的工作載荷，在滿足強(qiáng)度要求的前提下可按飛機(jī)各自實(shí)際的空間重量要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。錨泊絞車一般至少應(yīng)具備剎車功能，緊急棄錨功能，調(diào)速功能。

羊角是連在飛機(jī)上的一個(gè)錨泊點(diǎn)，根據(jù)錨泊力的大小和錨索的直徑選配相應(yīng)的羊角即可。船舶行業(yè)已有成熟的標(biāo)準(zhǔn)CB/T 172-2000，該標(biāo)準(zhǔn)中的羊角基本可覆蓋水上飛機(jī)錨泊對羊角的需求。

排水設(shè)備要求

排水設(shè)備包括水位監(jiān)測設(shè)備、抽水泵及管路組件。由于水上飛機(jī)經(jīng)常在水面上起降，水密艙中會(huì)積累漏水、滲水，使水上飛機(jī)在起飛時(shí)出現(xiàn)非預(yù)計(jì)的重量重心變化，從而影響飛行安全。因此水上飛機(jī)需要具備水位監(jiān)測設(shè)備監(jiān)測水密艙中有無積水并將水位信息提供給駕駛員，同時(shí)應(yīng)根據(jù)飛機(jī)自身的起飛重量特性要求設(shè)置告警水位值，保障飛行安全。抽水泵及管路組件則是用來將水密艙中的積水排出機(jī)外。抽水泵的排量應(yīng)根據(jù)水密艙的容積大小來確定，一般其排量應(yīng)能滿足2h內(nèi)排盡水密艙最大進(jìn)水。

結(jié)束語

雖然船舶行業(yè)對錨泊、排水等要求已形成成熟的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，但是在航空領(lǐng)域，水上飛機(jī)對錨泊和排水的要求卻無據(jù)可循。隨著我國水上飛機(jī)的發(fā)展，越來越需要水上保障設(shè)備這方面系統(tǒng)、詳盡的研究。本文參考了船舶的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，結(jié)合水上飛機(jī)自身的特點(diǎn)，給出了水上飛機(jī)水上保障設(shè)備設(shè)計(jì)的通用要求，可作為水上飛機(jī)錨泊設(shè)備和排水設(shè)備的設(shè)計(jì)參考。

劉亮亮 黃文峰

中航通飛研究院有限公司

10.3969/j.issn.1001-8972.2016.10.010