水上飞机水上保障设备设计通用要求

2016-09-03刘亮亮黄文峰

中国科技信息 2016年10期

刘亮亮黄文峰

水上飞机水上保障设备设计通用要求

刘亮亮黄文峰

水上飞机是能在水面上起飞、降落和停泊的飞机，其中有些同时也能在陆上机场起降的，称为两栖飞机。水上飞机由于其具备水上起降的独特优势，在森林灭火、水上救援、水上观光旅游等领域有着广泛的应用。相比纯陆基飞机，水上飞机需额外配备水上保障设备以保障其在水上的作业。

水上保障设备包括锚泊设备和排水设备。锚泊设备为水上飞机提供其锚泊地或港口锚泊功能；排水设备为水上飞机提供排出水密舱中积水的功能。

锚泊设备要求

锚泊设备包括锚、锚索、锚泊绞车、系泊羊角。其工作原理是：锚与锚索连接，通过锚泊绞车进行起锚或抛锚操作，抛锚完毕后，将锚索系在羊角上完成水上飞机的系泊。根据抛锚方式的不同，抛锚可分为首抛锚、尾抛锚、首尾抛锚。采用首抛锚时，水上飞机的船体部分所受风力、水流力及波浪冲击力等外力最小，因此首抛锚时水上飞机采用的主要抛锚方式。若想顺水出行，避免调头时可采用尾抛锚方式。首抛锚和尾抛锚是单点系泊形式，飞机在水面上的活动空间较大，若锚泊地空间有限，需要限制飞机位移时可采用首尾抛锚的方式。

锚为飞机提供抓力，是系住飞机的主要装置，它的性能直接影响到水上飞机能否可靠地系留。所以锚的选配是锚泊设备中最关键的一环。鉴于飞机对重量的严苛要求，锚应在提供足够抓力的同时重量较轻，因此水上飞机的锚应选取抓力系数较大的大抓力锚

为了确定锚的具体配置要求可引入船舶行业舾装数的概念。水上飞机与一般大型舰船相比，尺寸差别较大，所以在计算水上飞机舾装数时可参照GJB4000-2000中第581章对滑行艇舾装数计算的标准。舾装数计算公式如下：

式中：

N——舾装数，是表征船舶必须配备的锚、锚链和系缆的数量的衡准数；

△——正常排水量；

B——最大型宽；

H——从正常排水量时的吃水线量至飞机最高处的高度；

A——机身水线以上的侧投影面积。

一般水上飞机舾装数N值都比较小，计算出舾装后，按舾装数参考GJB4000-2000中第581章对滑行艇锚配置的标准表进行锚的选配。摘出部分表格如下。

序号　舾装数N　锚超过　不超过　快艇锚重kg 1——　30　25 2 30　40　30 3 40　55　35 4 55　70　40

快艇锚有成熟的标准CB 660-84，是大抓力锚的一种（如图1所示），其抓力系数达到8～10。按对照关系选取上表中相应重量的锚即可。也可以根据各水上飞机实际布局情况选取具备同等抓力的其他形式的锚。

图1　快艇锚

确定水上飞机对锚的抓力需求后，就可以进行锚索的选配了。由于水上飞机的舾装数较小，锚泊力也相应较小，锚索可采用纤维索的形式，以节省重量和空间。锚索的正常工作载荷与锚的抓力基本相等，而一般锚索的破断负荷不应小于其工作载荷的5倍，锚索的长度一般不小于锚泊地水深的4倍。

锚泊绞车是起、抛锚的控制装置，通过绞起或松开锚索达到起锚或抛锚的操作。依据上文确定的锚泊力可以得出锚泊绞车的工作载荷，在满足强度要求的前提下可按飞机各自实际的空间重量要求进行设计。锚泊绞车一般至少应具备刹车功能，紧急弃锚功能，调速功能。

羊角是连在飞机上的一个锚泊点，根据锚泊力的大小和锚索的直径选配相应的羊角即可。船舶行业已有成熟的标准CB/T 172-2000，该标准中的羊角基本可覆盖水上飞机锚泊对羊角的需求。

排水设备要求

排水设备包括水位监测设备、抽水泵及管路组件。由于水上飞机经常在水面上起降，水密舱中会积累漏水、渗水，使水上飞机在起飞时出现非预计的重量重心变化，从而影响飞行安全。因此水上飞机需要具备水位监测设备监测水密舱中有无积水并将水位信息提供给驾驶员，同时应根据飞机自身的起飞重量特性要求设置告警水位值，保障飞行安全。抽水泵及管路组件则是用来将水密舱中的积水排出机外。抽水泵的排量应根据水密舱的容积大小来确定，一般其排量应能满足2h内排尽水密舱最大进水。

结束语

虽然船舶行业对锚泊、排水等要求已形成成熟的标准规范，但是在航空领域，水上飞机对锚泊和排水的要求却无据可循。随着我国水上飞机的发展，越来越需要水上保障设备这方面系统、详尽的研究。本文参考了船舶的标准规范，结合水上飞机自身的特点，给出了水上飞机水上保障设备设计的通用要求，可作为水上飞机锚泊设备和排水设备的设计参考。