救助船直升機保障系統(tǒng)設(shè)計探討

陸小科　彭秀清

摘 要：本文以我公司為交通部救助局建造的8 000 kW救助船、14 000 kW救助船、12 000kW救助船為載體，系統(tǒng)地總結(jié)了救助船上直升機保障系統(tǒng)設(shè)置的特點、難點，結(jié)合實船建造使用經(jīng)驗，深入研究了救助船直升機保障系統(tǒng)的設(shè)計要點。

關(guān)鍵詞；救助船；直升機保障系統(tǒng)；設(shè)計要點

中圖分類號：U674.23 文獻標識碼：A

Abstract： Based on the experience from 8 000 kW rescue ship， 14 000 kW rescue ship and 12 000 kW rescue ship built for Rescue Bureau Ministry of transportation， this paper summarizes the features and difficulties for designing the integrated logistic support of helicopter in rescue ship.

Keyword： Rescue Ship；Integrated Logistic Support of Helicopter；Key points of design

1 引言

隨著海上經(jīng)濟活動的快速發(fā)展，各種海難事故不可避免。直升機具有較高的機動靈活性，能夠起到擴大作業(yè)海區(qū)搜尋范圍，實施海空立體救助等作用。對于海上人命救生、緊急突發(fā)事件應(yīng)急處置等海上救助任務(wù)，直升機是有效的快速反應(yīng)裝備之一。

由于直升機自身的保障補給能力弱，不能適應(yīng)海上復雜的環(huán)境，必須要與母船配合行動，才能彌補自身能力的不足。作為直升機的海上平臺，救助船上需要配備為直升機起降、停留、牽引、存放、清洗、檢修、保養(yǎng)、加油、充電、補氣、通信保障等各種后勤保障設(shè)施。

目前，國內(nèi)民用船舶領(lǐng)域直升機相關(guān)設(shè)施的主要設(shè)計依據(jù)是CAA-CAP437《海洋直升機降落區(qū)域標準》[1]。該標準內(nèi)容主要有直升機甲板設(shè)計、油漆和燈光標識等視覺標志的布置、救生消防設(shè)備配備等，未涉及機庫和直升機維護保養(yǎng)設(shè)施設(shè)計標準。國內(nèi)涉及機庫設(shè)計的只有GJB543B-2009《艦船直升機艦面系統(tǒng)通用要求》[3]，但該標準作為軍用標準，同樣不完全適用于救助船。

2 救助船直升機保障系統(tǒng)的特點

2.1 船載直升機的機型

救助船常規(guī)保障及搭載對象主要為直-9或S76C+型船載直升機，搭載的直升機可執(zhí)行巡邏、搜索、救助、運送人員物資等任務(wù)；輔助提高海上訓示和監(jiān)管，與母船實現(xiàn)海空互動。

直-9機身長13.29 m，機身高3.81 m，旋翼直徑11.68 m，尾翼直徑0.90 m。空重1 975 kg，滿載起飛重量4 000 kg。采用可收放式前三點起落架，前輪為雙輪式的可自動定向，后輪為單輪式。

S76C+為交通部東海第一救助飛行隊機種，旋翼直徑13.41 m，尾槳直徑2.44 m，機身長13.22 m，機身寬2.13 m，機高（尾槳轉(zhuǎn)動）4.52 m，空重2 540 kg，最大起飛重量（S-76通用型）4 670 kg（S-76C+）5 307 kg。

2.2 直升機保障系統(tǒng)分類

直升機保障系統(tǒng)根據(jù)功能的不同分為起降設(shè)施、停放設(shè)施、維護設(shè)施、供給設(shè)施、消防設(shè)施5大類。起降設(shè)施主要是用于直升機起降的有關(guān)設(shè)施，具體包括直升機起降平臺、油漆標志線、靜態(tài)助降燈光、通信、引航和氣象設(shè)備、動態(tài)助降燈光、液壓安全網(wǎng)防滑網(wǎng)等。停放設(shè)施是指直升機甲板系留和機庫存放的相關(guān)設(shè)施，具體包括機庫、機庫門、牽引絞車、牽引桿、機庫系留設(shè)備、甲板系留設(shè)備、防滑輪擋等。維護設(shè)施是用于直升機日常維護所需要的設(shè)備，具體包括直升機沖洗車、液壓油車、機庫行車、機身工作梯、小型工作梯、千斤頂?shù)取９┙o設(shè)施是指用于直升機油電供給所需要的設(shè)備，具體包括航空燃油加油裝置、供電電源裝置、供氣氣源裝置等。消防設(shè)施主要是用于直升機甲板和機庫內(nèi)的相關(guān)滅火設(shè)備。

2.3 救助船直升機保障系統(tǒng)設(shè)計難點

在船上，直升機機庫和航空器材的存放空間很有限，在有限空間內(nèi)合理的設(shè)計直升機起降和停放的空間，配置數(shù)量少、體積小、通用性高、適用船上特殊工作環(huán)境的專業(yè)設(shè)備，保障直升機在船上的正常使用，是直升機保障系統(tǒng)設(shè)計的難點。

3 救助船直升機保障系統(tǒng)設(shè)計要點

本文通過總結(jié)公司建造的8 000 kW、14 000 kW、12 000 kW三型救助船的直升機相關(guān)設(shè)施設(shè)計經(jīng)驗；走訪船東，了解用戶使用情況；分析研究救助船直升機保障系統(tǒng)的實際需求，形成完整的救助船直升機保障系統(tǒng)設(shè)計要點。

3.1 起降和停放設(shè)施設(shè)計要點

根據(jù)救助船常規(guī)搭載的直升機型號，救助船應(yīng)滿足S76C+型直升機的起降要求，根據(jù)CAA-CAP437《海洋直升機降落區(qū)域標準》，S76直升機的降落區(qū)域為中型尺寸，D為16 m，最大靜載荷為5.3 t。甲板結(jié)構(gòu)強度設(shè)計需要考慮甲板均布載荷、直升機著陸沖擊、直升機甲板系留3種工況，強度計算公式在《鋼制海船入級規(guī)范》[2]內(nèi)有具體要求。直接利用甲板室頂部作為直升機甲板時，應(yīng)至少達到A-0級防火分隔的要求。

直升機甲板應(yīng)涂刷深綠色的防滑涂料， 并在其上用色漆勾畫出下列各種識別標志。

1）直升機甲板周界線及無障礙扇形區(qū)標志

直升機平臺的甲板應(yīng)采用0.3～0.4 m寬的白線勘畫出抵離區(qū)的周界，并建議在此周界上勾畫出無障礙區(qū)標志。

2）降落環(huán)與直升機港名標志

降落環(huán)用于使直升機降落在規(guī)定的位置，當直升機的主降落架位于標志內(nèi)，而飛行員在標志上方時，直升機的所有部位離任何障礙物均有安全的裕度。通常降落環(huán)位于抵離區(qū)中心，為一黃色圓環(huán)，其內(nèi)徑等于0.5LD，環(huán)的寬度為1 m。降落環(huán)中心處用白漆畫出字母H，其尺寸為4 m×2.4 m，筆劃寬度為0.4 m，水平劃位于無障礙區(qū)的中線上，港名標志即該船名稱，用1.2 m×1.2 m的白漆畫出，且位于降落環(huán)與無障礙區(qū)標志之間。endprint

直升機甲板在周界處應(yīng)裝設(shè)邊界燈。根據(jù)中國民航總局CCAR-94FS-III的規(guī)定，直升機甲板周邊應(yīng)當裝設(shè)波長為570納米～590納米的黃色或黃、藍交替的燈。在燈上裝有燈罩時，發(fā)光強度應(yīng)不小于15.29cd。燈的間距不大于3 m，燈的高度不得低于甲板平面，但也不能高于甲板平面0.25 m。

船上應(yīng)設(shè)置一個風向指示器（風向標），用以指示直升機甲板上方的實際風況。通訊上除船上配備的VHF無線電臺外，同時應(yīng)配備航空VHF對講機，用于和機上人員的對話。

3.2 停放設(shè)施設(shè)計要點

直升機存放設(shè)施的設(shè)計是圍繞機庫做的，首先機庫的尺寸要保證直升機在機庫內(nèi)系留停放時，前、后、左、右、上方5個方向上都有足夠的安全距離。按照S76型直升機的尺寸，在不考慮機庫門處艙壁的斜度的前提下，救助船的機庫在長度上應(yīng)該18 m（直升機的最大長度16 m+前后各1 m的安全距離，在空間特別緊張的情況下前后安全距離可以取0.8 m）。機庫內(nèi)凈空間最小寬度為5.1 m（飛機最大寬度3.1 m+左右各1 m安全距離，在空間特別緊張的情況下前后安全距離可以取0.8 m）。高度方向上，機庫內(nèi)的行車吊鉤與直升機的最小安全距離是0.3 m。機庫的結(jié)構(gòu)強度要滿足直升機安全系留條件下的強度要求。庫內(nèi)可以根據(jù)需要設(shè)計工作平臺，但前提是要保證與飛機的最小安全距離。

機庫的大門一般采用風雨密板簾式吸頂門，電動啟閉時間約1 min。手動啟動時，手動力不大于150 N，啟閉時間不大于5 min。機庫大門開口處甲板上應(yīng)設(shè)有防水措施，防止水流進入機庫。

機庫內(nèi)外應(yīng)分別設(shè)置電動或者液壓的牽引絞車，用于直升機的進出庫。牽引絞車通過專用的牽引桿與飛機連接，牽引桿應(yīng)能在牽引過程中控制飛機前進方向。

機庫內(nèi)450 mm以下為危險區(qū)域，布置在這個范圍內(nèi)的電氣設(shè)備應(yīng)采用防爆型。機庫內(nèi)的漏水管應(yīng)與其他艙室的漏水關(guān)系分隔開。機庫內(nèi)的系留座布置應(yīng)存放直升機相匹配，系留鎖具的長度種類，在滿足要求的前提下應(yīng)盡可能少。

機庫內(nèi)應(yīng)設(shè)置獨立的通風系統(tǒng)，機庫的送風機和抽風機的風量能滿足機庫內(nèi)每小時換氣10次的要求，通風頭和風管的設(shè)置根據(jù)機庫結(jié)構(gòu)布置，使送風機和抽風機的在機庫內(nèi)形成最佳空氣循環(huán)。

直升機接地裝置用于消除直升機機身上的靜電，保證直升機在存放的過程中不產(chǎn)生火花，需要和機庫內(nèi)結(jié)構(gòu)連接并能有效導電。

3.3 維護設(shè)施設(shè)計要點

船上應(yīng)配備直升機沖洗車，用于機身沖洗、發(fā)動機除鹽清洗和性能恢復清洗。機庫內(nèi)應(yīng)設(shè)置沖洗淡水的加水口，并與沖洗車的加水口接頭配套。沖洗車沖洗接口應(yīng)與發(fā)動機的沖洗接口配套。

液壓油車主要用于檢查直升機的液壓系統(tǒng)、直升機液壓系統(tǒng)的局部清洗、直升機液壓油箱加油，液壓油車的電源規(guī)格應(yīng)與機庫內(nèi)的電源匹配，油車性能（液壓油的數(shù)量、質(zhì)量、壓力、流量等）要滿足檢查直升機液壓系統(tǒng)的各種要求，油箱和管路的清潔度也能滿足直升機液壓系統(tǒng)的要求，接口與檢查直升機接口匹配。

機庫內(nèi)的單軌行車，應(yīng)能夠有效的起吊移動機庫內(nèi)的重物至工作位置，并且不影響飛機的停放以及機庫內(nèi)照明、消防滅火設(shè)備的布置，行車的吊重選擇通常選用1.5 t額定起吊能力。

機身工作梯主要用于飛機的頂上的清洗、槳葉機構(gòu)的維護等，小型工作梯高度控制在1 m～1.2 m，體積小、質(zhì)量輕，應(yīng)放在靠近機身的位置，方便取用。

千斤頂在每次飛機存放的時候都需要使用，頂升位置在3個輪子的支撐位置，固定位置應(yīng)近飛機主輪。根據(jù)千斤頂使用工況宜采用液壓式，收縮高度和頂升高度應(yīng)與檢修直升機匹配。

3.4 供給設(shè)施設(shè)計要點

救助船一般不設(shè)置直升機燃油貯存艙，通常采用可拋式儲油罐。油罐應(yīng)設(shè)在遠離生活區(qū)的開放式甲板，安裝在一個隨時可將油罐拋落到船外去的座架上。為防止產(chǎn)生靜電火花， 油罐安裝時應(yīng)接地。為防止油罐拋落時造成航空燃油的泄漏，罐體與加油管路之間應(yīng)采用破斷閥連接，拋落時能夠重力脫開自動破斷并封閉油管。直升機甲板附近設(shè)置有加油泵組，用于將油罐的燃油輸送到直升機油箱加油，配有底盤，供貯存漏油，底盤同污油柜連接。直升機油箱3 m范圍內(nèi)、加油泵組房間、機庫內(nèi)甲板0.45 m以下范圍是危險區(qū)域，該范圍內(nèi)的所有電子設(shè)備要滿足防爆要求，設(shè)備的安裝處，應(yīng)設(shè)置“禁止吸煙”標志。所有介質(zhì)為航空燃油的金屬管路，在安裝時都應(yīng)考慮防止靜電的措施。加油管路距任何熱表面的距離不能小于0.45 m，并應(yīng)裝保護罩。加油泵組的艙室應(yīng)設(shè)置獨立的通風系統(tǒng)，通風機應(yīng)該為防爆型，通風排出口的位置應(yīng)避開舷窗、通風吸入口和燃燒廢氣排出口，距離不能小于3 m。在防爆艙室內(nèi)應(yīng)設(shè)置固定式的可燃氣體檢測報警裝置，同時船上還應(yīng)配置便攜式的可燃氣體檢測器，用于應(yīng)急情況下的檢測。

直升機電源裝置用于為S76C+直升機和Z9型民用直升機提供通電檢查、排故或為機上電瓶充電。直流電源裝置額定電壓為28±0.9 V，輸出電流最低在50 A左右（僅限于通電檢查或充電）。另外還應(yīng)配移動式蓄電池電池車及配套的電纜和航空插頭，用于直升機在起降平臺的充電。

防靜電金屬密封桶。容量約50 L/每只，需兩只，飛機每天飛頭一班時，油箱底部容易產(chǎn)生蒸汽形成油水混合，此時需要將油箱最底部的油放出一些，一般油水比較少。

氮氣瓶1只，用于直升機輪胎的打氣、下滑橫搖指示裝置和液壓油車的蓄能器等設(shè)備的充氣。

3.5 消防設(shè)置設(shè)計要點

消防設(shè)施要包含以下內(nèi)容：

1）至少應(yīng)設(shè)置兩個兩用型水槍，其所配的水帶長度足以達到直升機甲板和機庫內(nèi)的任何部分；

2）設(shè)置泡沫滅火裝置，由炮式噴射器或泡沫管槍組成的一個適當?shù)呐菽瓏娚湎到y(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)σ訪D（m）為直徑的圓周內(nèi)的面積按每平方米每分鐘6 L的速率噴射泡沫溶液到直升機甲板的所有部分，持續(xù)時間至少為5 min；

3）直升機甲板上應(yīng)設(shè)置總?cè)萘坎恍∮?5 kg的干粉滅火機至少兩具；

4）總?cè)萘坎恍∮?8 kg的CO2滅火器，其中1個應(yīng)能射至該甲板上任何直升機的發(fā)動機區(qū)域；

5）船舶配置的消防員裝備中，其中一套應(yīng)存放在靠近直升機甲板的處所。

6）直升機機庫內(nèi)設(shè)有CO2噴頭，由CO2站室內(nèi)的機庫專用釋放站控制，用于機庫滅火。

4 結(jié)束語

救助船的直升機保障系統(tǒng)與常規(guī)民船以及軍用艦船都有著極大的差別，但是從設(shè)備的功能和用途上還是可以找出很多共同之處。通過對CAA-CAP437《海洋直升機降落區(qū)域標準》和GJB543B-2009《艦船直升機艦面系統(tǒng)通用要求》解讀，分析標準制定的目的，結(jié)合從用戶方面了解到需求，總結(jié)出一套適合救助船直升保障系統(tǒng)的設(shè)計要求。能夠更好地指導我公司相關(guān)船型的設(shè)計，并為以后形成行業(yè)標準提供借鑒。

參考文獻

[ 1] CAA-CAP437海洋直升機降落區(qū)域標準[S]

[ 2] 中國船級社鋼制海船入級規(guī)范[S]

[ 3] GJB543B-2009艦船直升機艦面系統(tǒng)通用要求.

[ 4] M SC. 47（ 66） 51974年國際海上人命安全公約6 1996年修正案.

[ 5] 中國民船總局令第67號《民用直升機海上平臺運行規(guī)定》.

[ 6] 海安會通函MSC /C irc. 895， 有關(guān)客滾船直升機降落區(qū)域的建議.endprint