海洋補(bǔ)給平臺直升機(jī)甲板設(shè)施要求分析

潘楊生

一、前言

海洋補(bǔ)給平臺是海上移動式補(bǔ)給平臺，可為海洋石油開采和偏遠(yuǎn)島嶼提供安全、有效的能源供給。直升機(jī)對于海洋補(bǔ)給平臺而言，在人員物資輸送、搜索救援、應(yīng)對突發(fā)事件、海域巡視監(jiān)管上有著重要意義。直升機(jī)甲板是為了實(shí)現(xiàn)直升機(jī)在海洋補(bǔ)給平臺的安全起降、轉(zhuǎn)運(yùn)、存放、供給等多種作業(yè)的各種保障設(shè)施的總稱。選擇合適的直升機(jī)，并建造直升機(jī)甲板設(shè)施，才能更好地發(fā)揮海洋補(bǔ)給平臺的作用。

對海洋補(bǔ)給平臺直升機(jī)保障機(jī)型分析論證，需要對現(xiàn)役的各型船載直升機(jī)進(jìn)行調(diào)研，分析各型號直升機(jī)的特點(diǎn)，并以此為基礎(chǔ)，從海洋保障平臺的直升機(jī)功能要求為出發(fā)點(diǎn)，綜合分析直升機(jī)噸位、尺寸、功能特點(diǎn)、起降要求等與平臺的適配性，直升機(jī)在平臺上搭載使用的安全性、可靠性和先進(jìn)性，歸納出海洋補(bǔ)給平臺直升機(jī)保障機(jī)型的范圍。

對直升機(jī)甲板設(shè)施配置設(shè)計(jì)而言，實(shí)現(xiàn)海洋補(bǔ)給平臺與直升機(jī)的適配性，是直升機(jī)甲板設(shè)施設(shè)計(jì)與配置的根本出發(fā)點(diǎn)，保障搭載直升機(jī)的起降、作業(yè)、存放、供給的實(shí)用性、安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性則是直升機(jī)甲板設(shè)施配置設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)。

二、直升機(jī)保障機(jī)型論證

（一）渤海海域海況環(huán)境

我國渤海海域是海洋補(bǔ)給平臺的作業(yè)區(qū)域之一，由于平臺日常作業(yè)期間不停靠碼頭，為保障平臺對日常運(yùn)輸需求和應(yīng)急事件處理的反應(yīng)能力，海洋補(bǔ)給平臺必須具備直升機(jī)起降能力。

渤海海況有明顯的季節(jié)性，10月至翌年4月盛行西北風(fēng)，風(fēng)力一般在5～6級，高時(shí)8～9級，風(fēng)力超過7級大風(fēng)的頻率達(dá)到10%；6—9月盛行西南風(fēng)，風(fēng)力一般3～4級。渤海風(fēng)浪以冬季為最盛，1月平均浪高1.1～1.7米，寒潮侵襲時(shí)可達(dá)3.5～6.0米；夏秋之間，偶有大于6.0米的臺風(fēng)浪。每年6月初到7月底渤海范圍內(nèi)頻有大霧天氣，能見度低。[1]

結(jié)合渤海海況和天氣特點(diǎn)可知，用于海洋補(bǔ)給平臺的直升機(jī)保障機(jī)型必須具備成熟的海上飛行服務(wù)能力，才能確保完成運(yùn)輸、救助和應(yīng)急事件的處理能力。

（二）渤海海域直升機(jī)作業(yè)部門

渤海有著豐富的油氣資源，中海油在渤海區(qū)域有著大量的海上平臺和油氣作業(yè)船舶，這些平臺和船舶人員、物資的運(yùn)輸作業(yè)主要由中信海洋直升機(jī)股份有限公司（以下簡稱中信海直）負(fù)責(zé)。隨著近些年我國在海上救助體系的建設(shè)，交通部門針對渤海區(qū)域的救助作業(yè)主要由交通運(yùn)輸部北海第一救助飛行隊(duì)負(fù)責(zé)。在海洋補(bǔ)給平臺出現(xiàn)應(yīng)急情況時(shí)，可能需要海軍部隊(duì)的救助，根據(jù)我國海軍防區(qū)劃分，針對渤海海域的應(yīng)急事件處理，主要由中國海軍北海艦隊(duì)負(fù)責(zé)。[2]

通過對中信海直公司、北海第一救助飛行隊(duì)和海軍北海艦隊(duì)現(xiàn)有機(jī)型的了解，確定海洋補(bǔ)給平臺必須具備的保障機(jī)型和臨時(shí)?？繖C(jī)型，才能對海洋補(bǔ)給平臺的設(shè)計(jì)、配置給出前提要求。

1.中信海直直升機(jī)機(jī)型

中信海直擁有數(shù)十架直升機(jī)服務(wù)于海上石油勘探作業(yè)運(yùn)輸服務(wù)，下屬的海直通航是國內(nèi)首家海監(jiān)直升機(jī)的代管單位，長期以來為交通運(yùn)輸部直屬海事局和地方海事局提供了多種機(jī)型的飛行服務(wù)和托管服務(wù)。

中信海直渤海區(qū)域的業(yè)務(wù)主要由天津分公司運(yùn)營，直升機(jī)基地位于天津市塘沽機(jī)場，主要負(fù)責(zé)海洋石油飛行服務(wù)。中信海直作為全國最大的直升機(jī)運(yùn)營公司，旗下直升機(jī)型號眾多，有著完善的直升機(jī)服務(wù)團(tuán)隊(duì)，同時(shí)也有著豐富的海上飛行作業(yè)經(jīng)驗(yàn)。表1為中信海直公司目前服務(wù)于海上石油飛行服務(wù)的直升機(jī)機(jī)型參數(shù)，表2為國家海洋局和救助打撈局所屬執(zhí)法船船載直升機(jī)機(jī)型參數(shù)。

表1 中信海直現(xiàn)役主要直升機(jī)機(jī)型參數(shù)

表2 國內(nèi)公務(wù)執(zhí)法船直升機(jī)機(jī)型參數(shù)

其中SA365N、EC155、Z-9、H410均屬于法國“海豚”直升機(jī)家族，SA365N為空客歐直生產(chǎn)，Z-9、H410為國內(nèi)中航哈爾濱航空工業(yè)公司生產(chǎn)，并發(fā)展了H425、AC312A等后續(xù)機(jī)型，目前Z-9型也是我國服役數(shù)量最大、發(fā)展機(jī)型最多的直升機(jī)型號。

2. 北海第一救助飛行隊(duì)直升機(jī)機(jī)型

我國交通運(yùn)輸部救援組織已經(jīng)分別在北海、東海以及南海三大海域初步組建了4個(gè)直升機(jī)救援隊(duì)，目前共有14架EC225和S-76系列的救助直升機(jī)，分別負(fù)責(zé)各自轄區(qū)內(nèi)的海上救助工作，具有全天候的海上救援能力。[3]

北海第一救助飛行隊(duì)是交通運(yùn)輸部最早成立的海上救助飛行隊(duì)之一，分別在大連和蓬萊設(shè)有直升機(jī)基地，其中B-7126和B-7312救助直升機(jī)隊(duì)部署在大連周水子機(jī)場，B-7309和B-7313救助直升機(jī)隊(duì)部署在蓬萊沙河口機(jī)場，共同擔(dān)負(fù)著黃渤海海域的海上救助任務(wù)。表3為北海第一救助飛行隊(duì)所屬直升機(jī)機(jī)型參數(shù)信息。

表3 北海第一救助飛行隊(duì)直升機(jī)機(jī)型參考

北海第一救助飛行隊(duì)4個(gè)直升機(jī)機(jī)隊(duì)，作為交通運(yùn)輸部北海救助的主力，EC225和S-76均為救助直升機(jī)配置，不僅滿足常規(guī)的海上飛行要求，同時(shí)也配置了大量的救助設(shè)施。

（三）海上直升機(jī)機(jī)型分析

除了分析海洋補(bǔ)給平臺工作所在的渤海海域中信海直公司和北海救助飛行隊(duì)現(xiàn)役的直升機(jī)機(jī)型，還需分析海軍直升機(jī)的在緊急情況下的起降要求，表4為各部門服役直升機(jī)機(jī)型的尺寸參數(shù)和起落架參數(shù)。

表4 直升機(jī)基礎(chǔ)參數(shù)

雖然涉及的機(jī)型眾多，但由于每個(gè)部門直升機(jī)的起降頻次不同，所以我們需要區(qū)分出海洋補(bǔ)給平臺直升機(jī)的保障機(jī)型和臨時(shí)起降機(jī)型。

1.EC155直升機(jī)與Z-9系列直升機(jī)

歐洲直升機(jī)公司的EC155是一種雙發(fā)遠(yuǎn)程中型直升機(jī)，屬于原法國宇航公司“海豚”直升機(jī)家族的最新型號。最多可搭載13名乘客與1～2名駕駛員，根據(jù)客戶的要求可用于客運(yùn)、近海石油平臺支援、要員專機(jī)和傷員運(yùn)輸?shù)热蝿?wù)。

Z-9直升機(jī)為中國引進(jìn)法國的“海豚”SA365N/N1直升機(jī)及透博梅卡公司的“阿赫耶”渦軸發(fā)動機(jī)，并簽訂了轉(zhuǎn)讓生產(chǎn)許可權(quán)合同，由法國提供技術(shù)開始在國內(nèi)生產(chǎn)的“海豚”直升機(jī)。所以Z-9系列直升機(jī)與歐直SA365N、EC155屬于同源機(jī)型，中航哈飛在Z-9的基礎(chǔ)上發(fā)展了H410、H425、AC312A、AC312E等民用版機(jī)型。

2.AS332L1直升機(jī)與EC225直升機(jī)

AS332系列直升機(jī)是我國最早進(jìn)口的大型直升機(jī)之一，充足的剩余功率、較高的安全水平和舒適性使其廣泛應(yīng)用于海上運(yùn)輸飛行服務(wù)，而且也是少有的能在結(jié)冰環(huán)境中飛行的直升機(jī)。

EC225直升機(jī)由AS332直升機(jī)改進(jìn)而來，也是目前全球廣泛使用的商用直升機(jī)機(jī)型之一，最多可載運(yùn)24名乘客，具備全天候飛行能力，裝有水上迫降浮筒、機(jī)載救生筏等設(shè)備，被廣泛應(yīng)用于海上支援、海上運(yùn)輸?shù)蕊w行服務(wù)。

3.西科斯基S-76C+直升機(jī)

S-76系列直升機(jī)是美國西科斯基公司在軍用黑鷹S-70型的基礎(chǔ)上開發(fā)的，根據(jù)海上飛行作業(yè)的特點(diǎn)，選用了自動搜索、自動定位、紅外搜尋、無級數(shù)絞車等海上救助專業(yè)性強(qiáng)的救生設(shè)備。

4.西科斯基S-92A直升機(jī)

S-92A直升機(jī)機(jī)身兩側(cè)有巨大的流線形浮筒式燃油箱艙，加上其內(nèi)部還設(shè)有輔助燃油箱，大大增加了直升機(jī)搜索救援的范圍，延長了搜索救援的飛行時(shí)間，其續(xù)航能力幾乎是目前其他中型直升機(jī)的2倍，是當(dāng)今深海石油勘探飛行服務(wù)保障的主力機(jī)型。

5.阿古斯塔A109直升機(jī)

A109直升機(jī)屬于輕型直升機(jī)，也是同級中少有的安裝輪式起落架的直升機(jī)，可以安裝絞車、應(yīng)急浮筒、紅外夜視儀、外部揚(yáng)聲器、夜間搜索燈等設(shè)備，具備全天候夜間儀表飛行能力，可以在近海大濕度、高鹽分環(huán)境下正常飛行。

6.卡莫夫Ka-28直升機(jī)

Ka-28直升機(jī)采用獨(dú)特的共軸式雙旋翼布局，這種布局使直升機(jī)可以省去尾梁和尾槳，結(jié)構(gòu)緊湊，外形尺寸小，氣動力平衡，對風(fēng)向和風(fēng)速不敏感，從而提高了飛行性能，能更好地滿足船載需求。為適應(yīng)在海上使用，機(jī)身材料采用抗腐蝕金屬，機(jī)身兩側(cè)帶有充氣浮筒，緊急情況下可在水上著陸。

（四）直升機(jī)保障機(jī)型總結(jié)

海洋補(bǔ)給平臺直升機(jī)的主要任務(wù)是日常人員、物資的運(yùn)輸，因此中信海直天津基地的直升機(jī)必須具備保障能力，北海第一救助飛行隊(duì)（簡稱北一飛）和海軍現(xiàn)役直升機(jī)還要具備臨時(shí)起降能力。表5為對各部門直升機(jī)機(jī)型參數(shù)進(jìn)行匯總，并確定海洋補(bǔ)給平臺對其的保障能力。

表5 海洋補(bǔ)給平臺保障機(jī)型

三、直升機(jī)甲板配置論證總結(jié)

由于海洋補(bǔ)給平臺必須具備對中信海直各類直升機(jī)的保障能力，同時(shí)又要兼顧北海第一救助飛行隊(duì)和中國海軍各型直升機(jī)的臨時(shí)起降、懸停作業(yè)能力，所以在對直升機(jī)甲板的配置論證中，必須考慮到各個(gè)機(jī)型所需的設(shè)施要求，確保直升機(jī)甲板的兼容性。

（一）直升機(jī)甲板尺寸

按照船用直升機(jī)甲板的設(shè)計(jì)規(guī)范要求，根據(jù)三個(gè)部門在渤海作業(yè)各型直升機(jī)中的全尺寸計(jì)算直升機(jī)甲板的尺寸面積，海洋補(bǔ)給平臺的直升機(jī)甲板尺寸必須滿足三個(gè)部門中EC225和Z-8等大型直升機(jī)的懸停、起降、停放等作業(yè)。

（二）直升機(jī)甲板安全性分析

在船上直升機(jī)甲板的設(shè)計(jì)中，業(yè)內(nèi)主要的規(guī)范要求有英國民航局CAP-437《近海船用直升機(jī)甲板標(biāo)準(zhǔn)》，國內(nèi)《鋼質(zhì)海船入級規(guī)范》和《海上移動平臺入級規(guī)范》中對直升機(jī)甲板的要求，同時(shí)還可以參考GJB 534B—2009《艦船直升機(jī)艦面系統(tǒng)通用要求》《國際民用航空公約 附件十四機(jī)場卷Ⅱ直升機(jī)場》和MH 5013—2014《民用直升機(jī)場飛行場地技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》的相關(guān)要求。

在對直升機(jī)甲板的設(shè)計(jì)校核中，需要校核3種設(shè)計(jì)工況：甲板均布載荷工況、直升機(jī)著陸碰撞工況和直升機(jī)存放工況。根據(jù)上文所列直升機(jī)機(jī)型，其中海軍Z-8的最大起飛重量最大，所以需要按照Z-8直升機(jī)參數(shù)對海洋補(bǔ)給平臺直升機(jī)甲板進(jìn)行強(qiáng)度分析。表6為根據(jù)Z-8直升機(jī)參數(shù)要求確定的直升機(jī)甲板載荷參數(shù)。通過對直升機(jī)甲板強(qiáng)度進(jìn)行校核，確保甲板強(qiáng)度能夠滿足直升機(jī)的起降要求，以確定是否需要額外對甲板進(jìn)行加固處理，從而避免對甲板下方的艙室造成影響。[4]

表6 直升機(jī)甲板載荷參數(shù)（以最大機(jī)型Z-8為例）

（三）直升機(jī)甲板助降設(shè)施

按照艦面系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范要求，艦船運(yùn)動的橫搖角±5°、縱搖角±2°范圍內(nèi)，風(fēng)速小于20米/秒的情況下，直升機(jī)不需要額外配置著艦裝置；艦船運(yùn)動的橫搖角±7.5°、縱搖角±2°范圍內(nèi)，風(fēng)速小于20米/秒的情況下，直升機(jī)需要額外配置著艦裝置，例如“魚叉-格柵”助降裝置和直升機(jī)防滑網(wǎng)。海洋補(bǔ)給平臺通常噸位達(dá)到萬噸級，日常作業(yè)時(shí)會對其進(jìn)行系泊錨固，直升機(jī)甲板不會有很大的縱橫搖角度，直升機(jī)的起降環(huán)境相對比較安全，不需要增加額外的助降裝置，但可以配置直升機(jī)防滑網(wǎng)以增加直升機(jī)摩擦力。

直升機(jī)起降時(shí)會出現(xiàn)能見度較低的情況，為確保安全，建議配置下滑和橫搖指示裝置，提供相對大地穩(wěn)定的紅黃綠三色光束和艦船橫搖姿態(tài)動態(tài)燈光指示和幫助，為駕駛員提供可見的直升機(jī)正確下滑通道，以引導(dǎo)直升機(jī)按此下滑，安全前進(jìn)。[5]

在直升機(jī)甲板上需要設(shè)置目視助降標(biāo)志線，主要包括邊界標(biāo)志線、前極限位置標(biāo)志線、著艦圈標(biāo)志線和船舶中心線，為確保夜晚能執(zhí)行起降作業(yè)還需要按照規(guī)范要求布置邊界燈、進(jìn)場指引燈、著艦圈燈、前極限燈、甲板平面照明燈、風(fēng)向標(biāo)等照明設(shè)施，在船舶上層建筑還需要布置母船標(biāo)志燈和航空障礙燈，從而給予飛行員目視助航信息，確保直升機(jī)安全起降。

（四）直升機(jī)甲板安全設(shè)施

直升機(jī)甲板必須具備完善的消防滅火設(shè)施，采用泡沫滅火裝置能很好地?fù)錅缫蛑鄙龣C(jī)遇險(xiǎn)燃油泄漏引發(fā)的火情。在直升機(jī)甲板附近配置固定式水成膜泡沫系統(tǒng)，泡沫容量要滿足消防水力計(jì)算要求，并確保能噴灑到直升機(jī)甲板的任何地方，布置位置要確保在直升機(jī)失事時(shí)不被破壞。還需要額外配置移動式干粉和CO2滅火器，用于輔助滅火。

為給直升機(jī)起降提供良好的進(jìn)場路線，直升機(jī)甲板布置在補(bǔ)給平臺邊緣位置，為防止人員活動時(shí)落水，需要在船舶臨邊位置安裝收放式安全網(wǎng)設(shè)施，在直升機(jī)起降前應(yīng)該放倒安全網(wǎng)，在人員進(jìn)入直升機(jī)甲板區(qū)域時(shí)安全網(wǎng)應(yīng)該升起。

在直升機(jī)臨時(shí)停放時(shí)，為防止因?yàn)榇暗目v橫搖導(dǎo)致直升機(jī)傾覆，還需要在直升機(jī)甲板上布置直升機(jī)系留鎖扣，能使用系留鎖具對直升機(jī)進(jìn)行系留。

（五）直升機(jī)其他保障設(shè)施

在條件允許下可以提供更多的直升機(jī)保障措施，例如直升機(jī)燃油的存儲和輸送設(shè)備、啟動和檢修用電源設(shè)備、充氣和吹洗用氣瓶、沖洗用水等設(shè)施，還需要在補(bǔ)給平臺的塔臺中布置直升機(jī)艦面管理系統(tǒng)，以更好地調(diào)度直升機(jī)。

四、結(jié)論

為應(yīng)對海洋補(bǔ)給平臺的應(yīng)急需求，使直升機(jī)更好地起降存放，按照各海洋救助力量的直升機(jī)機(jī)型，為直升機(jī)甲板設(shè)置合適的保障設(shè)施，可以更好地發(fā)揮直升機(jī)救助優(yōu)勢，確保海洋補(bǔ)給平臺安全高效作業(yè)。