飛機移動技術(shù)對比與分析

屈鵬

摘要：飛機移動設(shè)備是飛機制造過程及機場調(diào)度過程中不可或缺的專用地面保障設(shè)備，飛機制造商、航空公司、軍方及其他飛機用戶單位對飛機移動技術(shù)的發(fā)展情況一直保持著敏感與關(guān)注。近年來，隨著光電技術(shù)、傳感技術(shù)、新能源技術(shù)及智能技術(shù)的快速發(fā)展應(yīng)用，新型實用的飛機移動設(shè)備接連推出。本文通過不同飛機/部件移動技術(shù)的介紹與優(yōu)缺點對比分析，說明不同類型移動方式的適用范圍，以便相關(guān)從業(yè)人員參考。

關(guān)鍵詞：飛機移動;牽引技術(shù);無桿牽引

0 引言

飛機移動設(shè)備通常用于機場地面飛機的調(diào)度移位，也可以用于飛機制造過程中飛機大部件或整機的轉(zhuǎn)站運輸。在機場，利用飛機移動設(shè)備，能夠節(jié)省飛機燃料、減少噪聲和排氣污染、降低飛機發(fā)動機的磨耗。在飛機制造單位，利用飛機移動設(shè)備，可以提高機體部件及整機在不同工位、車間之間的轉(zhuǎn)運效率。之所以飛機移動設(shè)備的發(fā)展動態(tài)備受用戶單位的關(guān)注重視，是由于其作業(yè)過程總是需要直接或者間接的與飛機發(fā)生接駁，并使飛機運動狀態(tài)發(fā)生改變。目前，盡管傳統(tǒng)牽引車（即有桿牽引車）仍然是使用最為普遍的飛機移動設(shè)備，占有著最大的市場保有量。但是，近年來隨著新技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，同時也出于能源、環(huán)保方面的考慮以及機庫空間、艦船甲板空間等方面的因素，零排放、低噪音、無桿式的新能源飛機移動設(shè)備也開始在機場、飛機制造單位等用戶群體中有了一席之地。對于用戶來講，確定適合的飛機/部件移動方案，選擇適用于自己使用環(huán)境及工況的飛機移動設(shè)備既能提高設(shè)備利用率，又能節(jié)約成本。因此，通過對市面主流的傳統(tǒng)飛機牽引車、無桿式牽引車、氣墊運輸系統(tǒng)、主起驅(qū)動器、嵌入式軌道系統(tǒng)等不同飛機/部件移動技術(shù)進行闡述介紹與優(yōu)缺點對比分析，明晰其適用范圍，有助于相關(guān)技術(shù)人員的選型決策。

1 有桿式牽引車

有桿式牽引車是一種使用和飛機相匹配的專用牽引桿與飛機相連，實施對飛機牽引作業(yè)的特種車輛。飛機牽引桿是特制的中間帶有緩沖裝置和扭力剪切裝置的專用桿，它具有傳遞動力、減緩牽引車對飛機的沖擊作用。

1.1有桿式牽引車的優(yōu)點：

1）技術(shù)成熟，飛機牽引車隨著航空工業(yè)的發(fā)展亦經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展，技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)完善;2）不與飛機直接相接觸，不用考慮與飛機連接裝置的適應(yīng)性問題，只要牽引力合適，用配套的牽引桿就可以牽引飛機;3）應(yīng)用廣泛，牽引車能夠牽引飛機、飛機部件或其它設(shè)備，做到一車多用。

1.2有桿式牽引車的缺點：

1）作業(yè)場地大，牽引桿加車身長度超過10米，牽引作業(yè)轉(zhuǎn)彎半徑大，短距離站位之間作業(yè)時牽引車轉(zhuǎn)身不方便;2）受飛機對牽引力和制動力的要求，牽引車自身重量較大，輪胎磨損快，能耗較大;3）牽引車和飛機之間有兩個鉸接點，增加了一個自由度，操作難度增大。

2 無桿式牽引車

無桿式牽引車是相對于傳統(tǒng)有桿式飛機牽引車而言，它取消了與飛機相連接的牽引桿，直接抱夾飛機前輪并托起飛機前起落架。主要由主體結(jié)構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)、液壓接駁機構(gòu)、控制系統(tǒng)、蓄電池組等組成。無桿牽引車的主要原理是飛機主起落架著地，整機移動設(shè)備夾持并舉起前起落架機輪，設(shè)備上大功率輪轂電機由高速精確的控制器獨立控制，高效能鉛酸蓄電池為其提供強勁的動力保證。液壓泵、液壓閥組、液壓管路及作動筒組成穩(wěn)定可靠的液壓系統(tǒng)，由獨立的控制器精確運算并控制，得以實現(xiàn)接駁機構(gòu)各個部件作動，如平臺升降、安全擋板下壓與釋放、門體開合等，從而安全接駁飛機前機輪。在整機移動設(shè)備前部安裝有光學(xué)感應(yīng)探頭，牽引飛機時AGV車沿著廠房地面引導(dǎo)線行走，牽引方式可以選擇定速自動循跡牽引，也可以人工控制，速度可無極調(diào)速。牽引車配備了3套制動系統(tǒng)：反饋制動、反向制動、電磁盤制動，負載情況下制動停車精度可達到士10mm，左右循跡精度為3mm，可以實現(xiàn)了飛機的精準(zhǔn)、便捷、安全移動，提高飛機轉(zhuǎn)站效率及飛機停放精度，同時也避免傳統(tǒng)柴油牽引車帶來的尾氣污染、噪音污染。

2.1無桿式牽引車的優(yōu)點：

1）這種設(shè)備具有停車精度高、運行平穩(wěn)、操作簡單、純電動無污染等特性;2）具備無線遙控操作、自動循跡牽引、自動掃碼停車等功能;3）省去牽引桿空間，適合在機庫、生產(chǎn)線等空間相對較小的場地使用。

2.2無桿式牽引車的缺點：

1）受目前電池技術(shù)限制，續(xù)航能力大大受限，不適用于調(diào)度作業(yè)頻繁的機場;2）接駁裝置只適用于一定范圍的飛機前起落架輪胎，同一臺牽引車無法在大型飛機與小型飛機之間無縫切換使用。

3氣墊運輸系統(tǒng)

美國及歐洲的飛機制造公司已經(jīng)開始大量使用氣墊運輸系統(tǒng)，波音公司飛機部件裝配車間，利用氣墊運輸系統(tǒng)移動“波音-747”飛機的機身段，氣墊移動裝置上部托住飛機機身段，下部安裝固定數(shù)個氣墊模塊，氣墊移動裝置不僅可以向前后、向側(cè)面移動，而且可以實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)動以及轉(zhuǎn)彎等動作，由于采用這種裝置使得機身段之間對接精度提高、對接過程簡化、工序的勞動量減小并直接減少參與這項工作的人數(shù)。在總裝配車間，用氣墊運輸系統(tǒng)實現(xiàn)重180t的“波音747”飛機的工序間運輸。整架飛機裝在五個氣墊運輸平臺上（主起四個和前起一個），每個平臺下面固定著一組氣墊模塊。為了把飛機安裝到平臺上，飛機用液壓千斤頂頂起，把平臺放入這個空間并移開千斤頂，飛機的起落架輪子用專用裝置固定在平臺上，這樣可以通過氣墊系統(tǒng)實現(xiàn)飛機運輸。

3.1氣墊運輸裝置的優(yōu)點：

1）摩擦系數(shù)低（μ=0.001～0.006），與輪式運輸工具相比，氣墊運輸需要的牽引力小得多;2）全方位的移動性，無需鋪設(shè)軌道，能在任何方向移動或轉(zhuǎn)動;3）結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟性較好，有著較好的比起重量（起重量與運輸裝置自重之比），無需其他動力，維護保養(yǎng)簡單，較之同樣噸位的其它搬運設(shè)備，投資少、成本低;4）安全性較好，氣墊裝置整體高度很低，重物抬升高度低，抬升、降落、運輸平穩(wěn)，不需要制動裝置，停止供氣就能使裝置迅速的停車，操作簡單，容易控制;5）氣墊裝置對支撐面的壓力不大，對地面磨損小，提高氣墊裝置的使用壽命;6）清潔環(huán)保，驅(qū)動只需要壓縮空氣，不存在廢氣和噪音排放。

3.2氣墊運輸系統(tǒng)的缺點：

1）對支撐表面的平面度和質(zhì)量要求高，支撐面不允許有裂縫、凹坑、凸起，否則，會增加耗氣量、牽引力和氣墊彈性膜磨損，并可能破壞氣墊運輸裝置工作的穩(wěn)定性;2）對斜坡十分敏感，對于用人力移動氣膜裝置時，重力沿斜坡方向的分力，很容易超過人的體力，最大的斜度不易超過3度。而當(dāng)支撐表面斜度大于10度時，裝置自發(fā)地產(chǎn)生向傾斜一側(cè)滑動，將使運輸業(yè)復(fù)雜化;3）由于摩擦力小，這使得整個裝置的慣性難以估計，操作時必須加以重視，否則容易出問題;4）在某些工作條件下，氣墊運輸裝置處于不穩(wěn)定的工作狀態(tài)時，會產(chǎn)生頻率不大的（幾赫茲）垂直振動或發(fā)出刺耳的喲響，在這些狀態(tài)中產(chǎn)生的過載，不僅可能破壞裝置本身的結(jié)構(gòu)，還可能破壞運送的產(chǎn)品。

4飛機主起驅(qū)動器

飛機主起驅(qū)動器（撥輪）實際上使用的主要是氣壓驅(qū)動器，天津空客工人用氣壓驅(qū)動器驅(qū)動飛機前行實現(xiàn)飛機在站位之間的轉(zhuǎn)運，氣壓驅(qū)動器自帶一個直徑約150mm的橡膠輪，通過氣壓驅(qū)動橡膠輪產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，它與起落架輪胎摩擦使起落架輪胎產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，這樣就驅(qū)動飛機前行，這種驅(qū)動方式也稱作撥輪驅(qū)動方式。使用的時候，需要3名左右的工作人員，將氣壓驅(qū)動器分別塞在前起落架和主起落架輪胎底下，由工作人員操控前行方向。

4.1氣壓驅(qū)動器主要優(yōu)點：

1）裝置結(jié)構(gòu)尺寸非常小，與氣墊裝置相比氣壓驅(qū)動器結(jié)構(gòu)尺寸僅為其幾十分之一，成本低;2）經(jīng)濟性更好，與同噸位的氣墊運輸裝置相比，氣壓驅(qū)動器不需要托起幾十噸重的飛機，只需驅(qū)動橡膠輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，所需壓縮空氣量要小的多，使用成本更低;3）操作簡單、維護性好。

4.2氣壓驅(qū)動器主要缺點：

1）使用有其局限性，只能在飛機裝上起落架輪胎后使用，在其他場合無法使用;2）移動速度較慢，以天津空客為例，整機移動速度為25mm/s;3）同步性差、直線度差，飛機靠前后起落架三點支撐，使用時氣壓驅(qū)動器驅(qū)動起落架輪胎輪前行，行進同步性差，為了降低這種不利影響，需要人工來保證它的同步性及直線度。

5嵌入式軌道系統(tǒng)

波音公司于2000年左右開始安裝“波音-717”飛機軌道移動系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由鏈條驅(qū)動系統(tǒng)、軌道、起落架支架等組成。飛機起落架分別落在支架上并托起，而支架也落在鏈條傳動裝置上。由電機驅(qū)動鏈輪實現(xiàn)兩條傳輸鏈同步穩(wěn)定傳動，其移動速度為49mm/s。

5.1嵌入式軌道移動系統(tǒng)優(yōu)點：

1）適合低速、重載以及長距離運輸;2）將軌道移動系統(tǒng)嵌入在地面坑內(nèi)，將地面工裝與軌道移動隔開，易于維護，壽命長;3）方向穩(wěn)定，由于使用變頻電機驅(qū)動，速度連續(xù)可調(diào)。

5.2嵌入式軌道移動系統(tǒng)缺點：

1）廠房地面需要鋪設(shè)導(dǎo)軌，車間需開挖地坑，增加了車間基礎(chǔ)施工量;2）一旦車間部局需要改變，改造難度較大，其柔性較差。

6 結(jié)束語

綜上，本文介紹了五種常見飛機/機體部件移動、轉(zhuǎn)運方式，并對不同移動技術(shù)的優(yōu)勢與缺點進行分析比較。航空公司或飛機制造商在論證、選取某種移動方案的時，應(yīng)充分考慮本企業(yè)的作業(yè)地面條件、能源配套情況、所用機群型號、使用頻次及移動精度要求等因素，并結(jié)合不同移動技術(shù)的優(yōu)缺點，最終選定滿足企業(yè)使用需求，利于企業(yè)成本控制的方案。

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