淺析大型艇庫的工藝方案

劉佳

【摘要】本文以大型飛艇作為研究對象，分析了這類飛行器配套大型艇庫的工藝設計方案，總結了工藝方案的主要工藝設備和設施需求等設計要點。

【關鍵詞】大型飛艇；工藝；艇庫

引言

飛艇是一種是帶有動力推進裝置的、利用輕于空氣的氣體來提供升力的浮空飛行器。與其他航空器相比，飛艇具有留空時間長、載重量大、污染小、使用維護成本低、起降場地要求低等優勢，它因此成為各國目前研制的熱點。當今世界飛艇界的發展趨勢中，極具"熱點"的有現代型大型運輸飛艇以及長航時、平流層飛艇等相關技術研究。因此有必要同步開展針對大型飛艇配套大型艇庫的工藝研究。

1、大型艇庫的工藝布局特點

大型飛艇的裝配試制需配套建設大型艇庫，在艇庫內完成全部裝配、測試及試驗等工藝流程。飛艇試飛后的地面調試以及氦氣回收純化、充氣等工作有時也需返回艇庫內完成。其中，在飛艇試飛后，需要對氦氣的泄露量和純度進行檢測，以保障后續飛行的安全，由于氦氣是稀有氣體，價格極為昂貴，當氦氣的純度無法滿足使用要求，需對其進行回收純化后重復使用。

大型飛艇需要在艇庫內充氣，尺寸巨大，一個飛艇站位所需面積甚至有幾個足球場大小。與飛機相比，飛艇的尺寸大，但裝配周期較短，通常大型艇庫建設僅考慮一個飛艇站位，這一個站位可完成骨架組裝、系統安裝測試、氣囊充氣、聯合調試等裝配工序。艇庫內還需配套建設艇囊蒙皮下料/裁剪/熱合工作區、總裝測試工作區、氦氣純化回收工作區等輔助生產區。飛艇的骨架組裝需采用型架、千斤頂等支撐工裝，氣囊充氣和系統安裝時需使用移動升降平臺、起重設備等，飛艇裝配后需采用地面牽引車將其牽引出庫，因此艇庫內還設有千斤頂、移動平臺以及牽引車等輔助設備存放區。此外，艇體氣密性試驗需使用高壓壓縮空氣，艇體骨架鉚接安裝使用低壓壓縮空氣，需配套建設動力氣源及空壓站。與飛機裝配生產線類似，艇庫內還需配套存儲、辦公、生活及專業用房等，通常在艇庫內局部設置單層或多層輔助用房。如圖1.1-1所示。

2 、主要工藝設備

大型飛艇裝配試制階段的主要工藝設備包括以下幾類：

2.1艇囊蒙皮下料、裁剪、熱合設備

2.2氣密性檢查設備

可采用鹵素檢漏、差壓式檢漏、氦質譜檢漏設備等進行囊體氣密性檢查。

2.3氦氣純化回收設備

目前的氦氣純化回收設備通常采用高壓、低溫冷凝吸附分離技術。設備將氦氣經壓縮機壓縮后，在油水分離器內除去水和油分，進入干燥器內進一步除水和二氧化碳，再進入低溫氦氣純化器，將其中的液態空氣分離出來，再在低溫吸附筒中，利用活性炭和分子篩在高壓低溫下，對空氣組分有很強的吸附特性，吸附剩余的空氣雜質，純度進一步提高后，充入鋼瓶或集裝格貯存備用。氦氣純化回收設備即可以在艇庫內使用，還可在外場使用。

2.4相關的系統專用測試設備。

2.5其他設備，如地面電源車、上部起重機、移動升降平臺、懸臂式起重設備、地面牽引車等。

3、主要設施需求

3.1大型艇庫的廠房結構特點

大型艇庫作為大型飛艇裝配試制和安全停放的場所，要求保證較大的凈空間尺寸，預計長度不小于300m，高度和寬度不小于100m。由于飛艇在進出艇庫的過程中，有可能因為出現陣風導致撞到艇庫側墻的危險，因此大型艇庫通常設計為中段部分橫剖面為曲面，大門部分和尾段部分為橢球形。艇庫大門在全開狀態下，其高度和寬度預計均不小于100m。

艇庫的主體結構形式通常有桁架拱、高支撐結構、網殼結構、斜面桁架拱組成的雙層網殼結構四種，如圖1.3-1所示。根據艇庫的主體結構形式，庫門可選用平推門、旋轉門、側轉門。

結束語

3.2火災危險性

飛艇的囊體材料為紡織材料，目前最流行的是聚酯類高分子層壓材料，這類材料屬于阻燃化學纖維，通常經過了阻燃改進，但屬于可燃固體。考慮到大型飛艇的囊體體積巨大，材料用量大，充氣后在艇庫內占據很大空間，且囊體本身和所充氦氣均造價昂貴，因此按照《建筑設計防火規范》，此類艇庫的火災危險性應按照丙類設計。

3.3設施需求要點分析

1）為防止飛艇囊體或氣墊因靜電、尖銳物、污染等其他原因導致破損后造成氮氣泄露、功能失效等安全事故，艇庫地面要求防靜電設計且具有一定的平整度、光滑度和潔凈度。

2）系統試驗和充放氣過程中需要對飛艇進行靜電接地，即設計靜電接地端子。

3）艇囊材料存放要求防腐蝕、防潮、防蟲害、防油污、防紫外線照射。為滿足艇囊材料的防潮等上述要求，并保證裝配試制過程人員的舒適性要求，艇庫大廳應設計空調系統，以保證其溫濕度。在濕度高的季節，可能需要采用除濕設備。

4）為滿足艇囊氣密性試驗要求和骨架裝配時的氣動鉚接需求，需壓縮空氣供應。

5）艇囊浮升氣體為氦氣，需設計氦氣供應和氦氣純化回收設施。

結論

本文總結了大型艇庫內的主要裝配試制工序和工藝布局特點，分析總結了裝配試制階段的主要工藝設備和主要設施需求，其中重點總結了艇庫的主體結構形式、門庫形式等主要設施要點。

參考文獻

[1]丁大益，大空間總裝試驗中心結構方案選型，《建筑結構》，2012年9月。.

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