一种新型飞机事故救援车结构设计

2016-07-27费秀刚空军南苑场站专用车辆技术保障队北京100076

中国新技术新产品 2016年13期

费秀刚（空军南苑场站专用车辆技术保障队，北京 100076）

一种新型飞机事故救援车结构设计

费秀刚
（空军南苑场站专用车辆技术保障队，北京 100076）

摘要：本文介绍了一种使用重型汽车二类底盘改装的新型飞机事故救援车的结构设计。这种飞机事故救援车以二类底盘为改装平台，设计制作了后部车厢、站人平台、飞机备胎架和升降照明灯固定架，并配备后置随车起重机及液压绞盘，车厢内配备多型救援工具设备，车厢前部固定有作业吊栏，具备破拆、吊装顶升、牵引、应急辅助消防、供电、夜间照明、低空作业、工兵作业等多项功能，满足机场范围内飞机事故救援的使用需求。

关键词：飞机事故；救援车；结构设计

0. 前言

航空飞行事业是一个风险程度高、系统高度复杂的事业，无论民航还是军队，飞行安全是永恒的主题。假如发生各类不同等级的飞行事故在所难免，那就需要对其进行深入研究，构建必要的应急保障体系，尽最大可能减少事故数量，最大限度地降低事故等级，避免二次损伤，减少事故损失。

据统计，1996年～2005年国内、国际民航发生在机场范围内的滑行、起飞、进近、着陆阶段的飞机飞行阶段事故/征候占总事故/征候数量的比例分别为58.7%和79%。可见，机场范围内配备一型多功能飞机事故救援车具有一定的必要性。本人将介绍一种使用重型汽车二类底盘改装的新型飞机事故救援车的结构设计，该事故救援车配有多种救援工具设备，车厢前部固定有作业吊栏，具有破拆、吊装顶升、牵引、应急辅助消防、供电、夜间照明、低空作业、工兵作业等多项功能，满足机场范围内飞机事故救援的使用需求。

1. 总体结构设计

该飞机事故救援车以重型汽车二类底盘为改装平台，其总体设计方案的确定遵循了以下原则：车辆总体设计和车身结构的安全可靠性，车辆的通过性、运输性、环境适应性，车厢的密封性，使用方便性，系统集成性。全面贯彻系列化、通用化、组合化要求，按照“安全可靠、实用高效、机动灵活、节能环保、使用便捷”的设计理念，充分考虑了飞机事故救援的特点和要求，配备了前置站人平台、飞机备胎架和升降照明灯固定架，中置车厢、后置随车起重机及液压绞盘，车厢内配备多型救援工具设备，车厢前部中间设置有作业吊栏，可满足机场范围内飞机事故救援的使用需求，对提升飞机事故救援效能具有重要意义。整车外形图如图1所示。

1.1 底盘选型及改制

1.1.1 底盘选型

该飞机事故救援车根据配备的总成部件、工具设备所需安装空间及承载能力对底盘进行选型。所有总成部件、工具设备在保证车辆不超宽、超高的情况下进行合理布置；车辆整备质量及最大总质量不应超过底盘的额定承载能力，并且改装质量分配合理，前后轴载荷的分配比例、质心高度和侧翻角度符合相关标准的要求。

设计步骤：根据救援能力的要求对各型工具设备进行选型，并汇总所有工具设备的尺寸及质量；根据所需容纳的工具设备的尺寸及承载质量，按照左右均衡、重物低放的原则，合理布置工具设备的存放位置，进行车厢总体设计；按车厢设计要求，计算并统计车厢使用的各型材料的用量，估算其总质量；根据起吊能力需要对随车起重机进行选型，明确其安装空间及自重；根据随车起重机伸缩臂结构尺寸，设计可与随车起重机对接使用的作业吊栏，并估算其质量；设计站人平台、飞机备胎架及升降照明灯固定架，估算其自重；对液压绞盘进行选型，确定其质量。

统计汇总以上所有总成部件及工具设备的质量，初步明确所选二类底盘所需最小载质量，确定选型范围。初选完成后，将车厢、随车起重机、站人平台、飞机备胎架等总成部件进行总体布置，根据安装空间的要求进行局部微调，确保满足安装要求；确定安装位置后，分别统计各总成部件及工具设备的位置尺寸，验证前后轴载荷的分配比例、质心高度和侧翻角度是否符合相关标准的要求，必要时对工具设备的存放位置进行调整。同时，根据初选底盘及整车布置情况与随车起重机配套厂家对接进行随车起重机的安全评估，最终确定底盘的型号。

1.1.2 底盘改制

为满足车厢、随车起重机、自发电系统及液压绞盘的安装使用要求，经与底盘厂家沟通，需要在原底盘基础上进行局部改制，主要有以下几点：

（a）要求在变速箱和分动箱上分别安装取力器，考虑到救援过程中随车起重机和液压绞盘不会同时使用，但可能与自发电系统同时使用，因此，随车起重机和液压绞盘共用一个取力器，通过手柄进行切换使用，车载自发电系统使用一个取力器，从而保证随车起重机、液压绞盘和自发电系统的正常工作。

（b）根据随车起重机前部液压支腿和车厢的安装要求，改变蓄电池、油箱及储气筒固定位置。

（c）根据站人平台和飞机备胎架的安装要求，对底盘备胎架安装位置及结构进行调整优化。

2.2 飞机事故救援车结构设计

2.2.1 车厢箱体设计

车厢箱体为金属框架结构，箱体两侧各设3个卷帘门，卷帘门下部安装2个下翻门，可同时在车辆两侧快速取拿工具设备。下翻门的门框架采用铝型材拼接而成，内蒙板为花纹铝板，采用不锈钢按压式门锁，两侧锁紧，连接处设有防雨胶条，下翻门翻开后可当踏板使用，方便取拿存放在箱体上部的工具设备。

车厢内部采用可拆式铝合金型材拼装搭接成不同大小的储存空间，根据所需存放工具设备的尺寸和质量的不同，分别存放在安装有导轨的铝合金框架抽屉（图2）内，存在在不同规格尺寸的储物箱（图3）内，固定在安装有导轨的铝合金型材平托板（图4）上，或直接固定在翻转门（图5）和底板上。

车厢顶部中间设有1个上翻盖，充分利用箱体中部“垃圾”空间，将体积和重量较大且使用频率小的设备（如机动道面），存放在这个位置，有效利用了箱体的空间，使用时可用随车起重机吊装到地面，降低了抢救人员的劳动强度，也节省了展开和收存的时间。

车厢前部中间为“凹形”，设有作业吊栏的存放空间，作业吊栏的吊臂直接固定在车厢顶部上翻盖上。需打开上翻盖时只需将吊臂抬起，操作作业吊栏的锁止油缸控制手柄即可让吊臂悬空固定，从而不影响取拿箱体中部存放的设备。

箱体内外均设有照明灯具，其中，箱体内两侧上方均布置有手动开关控制的照明灯具，照明亮度满足夜间取拿工具设备的使用需要；箱体外部两侧各设有3个爆闪指示灯，可起到抢救救援时的提醒警示作用以及车辆夜间行驶时的示廓作用。

车厢与底盘连接采用前端弹性连接、后端刚性连接的方式。箱体内的钢质材料需经特殊防腐防锈处理。

车厢箱体内主要配备破拆设备、吊装顶升设备、移动设备、消防设备、供电照明设备、防护设备、工兵工具及其他设备。其中，破拆设备主要包括万能切割锯、剪断器、扩张器、链锯、液压电动泵和双油管卷盘；吊装顶升设备主要包括顶升气垫、气泵、插排、救援顶杆和吊具吊带；移动设备主要包括机动道面、绞盘；消防设备主要包括细水雾灭火装置和灭火器；供电照明设备主要包括自发电系统、全方位自动泛光工作灯和强光泛光工作灯；防护设备主要包括消防隔热服、救援头盔、救援手套、救援靴。

1.2.2 作业吊栏设计

作业吊栏的配备主要是无法使用爬梯进行破拆作业时，顺利将救援人员送达飞机机舱或座舱附近实施破拆作业，以及及时将部分伤员从机舱或座舱中抢救出后安全送到地面。作业吊栏（如图6）为一型依靠重力自动调平的机械装置，由作业栏、吊臂及液压油缸等部分组成，其中作业栏由钢管焊接而成，底部及四周包有防滑铝板；吊臂由钢质材料焊接制作而成，布置在箱体前部中间，吊臂直接固定在车厢顶部。

使用作业吊栏时，只需抬起吊臂，操作随车起重机的遥控装置使其与伸缩臂对接（图7），用固定插销将随车起重机吊臂与作业吊栏可靠连接为一体，将调平锁止液压油缸上面的球阀打开，使作业栏在运动过程中能够自动调平。当作业栏移动到指定作业位置、开始作业前将调平液压油缸上面的球阀关闭，作业栏将不再摆动，即可进行低空作业。

1.2.3 站人平台设计

在驾驶室与车厢箱体之间布置站人平台（图8），主要是考虑救援队伍的整体机动的需要，站人平台可搭乘4～5名救援人员，加上驾驶室内可乘坐4名人员，不需另外配备人员搭载车辆，即可满足一个救援分队的整体快速机动。

该站人平台采用圆管焊接而成，台面铺设铝合金花纹铝板，救援人员可从车辆两侧上下。平台两侧蹬梯为可拆卸式结构，从而使站人平台的安装不影响底盘维修的可达性指标。

1.2.4 随车起重机设计

在车辆尾部大梁上安装了折臂式随车起重机，主要用于吊装顶升作业时对飞机姿态进行调整以及车载救援设备使用时的吊装作业。该随车起重机采用高强度钢板制造，抗弯性能更好，为确保救援车满足铁路运输的要求，通过与配套厂家技术人员一起对随车吊结构进行深入研究分析，确定改用齿条传动方式，实现降高和减重双重作用。

该随车起重机通过底盘变速箱取力驱动液压泵获得动力源，起吊过程由操纵回转油缸、两个变幅油缸、3个伸缩油缸进行各个工位的工作，可进行360°旋转，且配备有无线遥控器，能在一定范围内实施精准吊装作业。为保证吊装作业的车辆稳定性，在车厢前后部分别设置了伸缩液压支腿。此外，为节省液压系统成本，随车起重机与液压绞盘液压系统可互相切换使用，两套液压设备共用一个液压油箱，同时节省了安装空间。

1.2.5 供电系统设计

供电系统为车载自发电系统，该系统使用车辆底盘动力，通过取力装置带动发电机发电，可为车载照明设备、破拆设备等救援设备和救援现场其他用电设备提供电压为220V、380V的用电电源。该系统输出为交流50Hz的三相四线制电源，其品质可达到国标、国军标有关II类电站的相关技术标准。

该系统的控制面板设置在车厢内，控制按钮均加装了防雨罩，提高了雨天作业的安全性。此外，为提高车辆的环境适用性，自发电系统选用的元器件均能满足在-41℃～+46℃高低温环境下使用，且配备了市电供电接口，通过电源切换器即可自动实现市电和发电机供电之间的切换。

此外，为提高车辆发电的安全性，结合车辆底盘电气结构，实现车辆行车状态与驻车状态自发电系统工作的电气互锁，即行车状态时，发电机不能工作；自发电系统工作状态时，车辆不能够行驶；如果车辆需要行驶，应手动退出自发电系统工作模式，确保了使用安全。