多功能海洋救助船直升机起降平台布置

张养松 周兴 黄深华

摘 要：我公司承接的多功能海洋救助船配备有直升机，具有立体救助功能。本文在充分考虑直升机的使用条件及满足规范和公约的前提下，综合考虑船舶的稳性、安全性、经济性等因素，对直升机起降平台的布置进行方案设计研究，为新船的设计提供参考。

关键词：多功能救助船；直升机起降平台；方案设计

中图分类号：U674.40 文献标识码：A

Abstract： Multi-functional rescue ship to be built in HPWS is equipped with a helicopter and is capable of performing dimensional rescue. On the premise of fully fulfilling the helicopter operation conditions and meeting the rule and convention requirements， this paper proposes the optimized design of the helicopter platform arrangement for the multi-function rescue ship by considering the ships stability， safety， economical efficiency and other factors， providing reference for design of the new ship.

Key words： Multi-functional rescue ship； Helicopter platform； Optimized design

1 前言

我公司承接的多功能海洋救助船是交通部救捞局的主力救捞设施。为了使救助船能够更好地完成国家赋予的海上人命和财产救助的使命，我们在该系列船的设计和建造过程中不断地优化和完善救助船的各方面功能，让该船能够更好地完成海上遇难船舶的救生和救助使命，以及海上设施拖带和消防灭火等救助作业。

直升机是救助船装载的快速反应设施，与在陆地机场的起降作业相比，直升机在行驶中的船舶上进行起降作业难度要大得多。陆上机场面积较大，四周开阔，同时机场又是静止不动的，便于直升机瞄准指定着陆点安全着陆。而对于救助船而言，由于受尺度所限，起降平台面积狭小且前方都有障碍物（比如上层建筑），加之船在风浪中航行时船舶的纵摇及横摇较为剧烈，导致平台较大的起伏和摇晃，给直升机的降落带来很大困难。所以，在船上配置直升机平台必须对船舶的稳性、经济性和人员的安全性进行重点考虑，以得出最佳布置方案。

2 直升机起降平台布置方案

船東要求在某型救助船上增设直升飞机起降平台，且能够进行S-76型搜救直升飞机（桨叶总长16 m、机宽2.13 m、主旋翼直径13.41 m）的起降及悬停作业，以实现救助船的海空联合立体救助的功能。根据“海安会通函MSC/Circ. 895（1999年）”中的建议：“直升飞机起降平台的机动区最小要求为机长直径的1.3倍，以及无障碍区宽度最小要求为机翼的直径，无障碍区内障碍物的最大高度不得高于0.25 m”。因此，本船的直升机起降平台的机动区最小要求为20.8 m，无障碍区宽度最小要求为13.41 m，无障碍区内障碍物的最大高度不高于0.25 m。

2.1 方案1——直升机平台设置在尾部甲板区域

见图1。

本方案是将主甲板尾部作为直升机起降平台。该船两舷设置有固定舷墙距甲板面高1.35 m；舷墙内侧布置有大量的通风筒和透气管头，且平均高度约为1.1 m；尾部主甲板左右舷距中5.8 m处有高度为1.9 m的挡货栏杆。由于直升机降落时宽度须大于飞机总长度16 m（大于船宽15.2 m），并且挡货栏杆的布置不能满足“通函”的要求。为满足要求，必须将舷墙设计为“可倒”的形式；通风管风筒、透气管头临时拆除并做好临时密封；挡货栏杆须设置为可拆的形式。该方案表面上问题不大，但在实际使用的过程中会存在以下几个问题：

（1）按照此方案，单侧可倒部分的长度至少需要14.3 m，重量为2.1 t，单侧挡货栏杆的重量为240 kg，必须有起重机的配合才能排除障碍；而且舷墙、挡货栏杆、通风筒和透气管的固定螺栓较多，需要较长的拆卸时间，若遇到锈死的螺栓则更难拆卸；

（2）尾部主甲板极易上浪，甲板面的可倒舷墙、可拆挡货栏杆等易受海水的腐蚀，不仅增加了船舶日常保养的工作量，也缩短了设备的使用寿命；

（3）在海况较差的情况下，作业人员很难拆除舷墙和挡货栏杆，而且在作业过程中容易引发安全事故；拆除通风筒时，容易使海水灌进舱室；拆除透气管头时容易使海水进入燃油舱，导致动力推进系统损坏等，降低了船舶的安全性。

由上可知，为了使该船具有“海-空”联合救助的功能，需要耗费较长的时间来拆除障碍，会耽误救助的最佳时机；而且拆除障碍的过程中易发生事故，会导致无法发挥直升机的快速救助功能。因此，本方案不可取。

2.2 方案2——直升机平台设置在首部

见图2、图3。

本方案将居住甲板延长至首端，设置直升机平台，如图3所示。从船舶稳性的角度分析，在船体线型不变和船舶正浮的前提下，设置直升机平台前、后的船舶空船重量重心位置会发生变化（见表1）。

根据静水力曲线和表1的数据计算得出，在首部设置直升机起降平台后会产生首倾0.46 m，为此在本船尾部增加固定压载来调平船体浮态，得到调正浮态后的重量为3 324 t，相比初始状态的重量增加了106.0 t。

本方案存在以下几个问题：

（1）降低了船舶营运的经济性。由于该类型的远洋救助船首部拥有庞大的上层建筑，其重心基本偏首，而本方案直升机平台的重心在船首，故会加重首倾。虽然可以通过增加压载来调整浮态，但会增大总重和油耗，从而降低了船舶的航速和续航力，最终降低了船舶营运的经济性；

（2）不利船舶的稳性。由表1可知，设置平台后比设置前的初稳性高降低了32%，稳性较差；

（3）不利于船舶安全航行。直升机平台设置的部位加大了驾驶室的首部盲区范围。此外，当船舶正在进行救助作业时，直升机在船首降落对驾驶室的视线会產生较大干扰，不利于此时船舶的安全行驶；

（4）局部降低了工作性能。本方案，需要取消原二首楼甲板上的首克令吊，使首救助器材舱内的救助器材不能够迅速的取用和存放；船首的系泊和带缆作业工作难度增大；在弃锚后船舶无法自行安装备锚等。从而降低了该船的救助能力和停泊起航的反应能力。因此，本方案亦不可取。

2.3 方案3——直升机平台设置在驾驶室上一层甲板

本方案将直升机平台设置在驾驶室的上一层甲板。设置后，直升机平台距基线的高度为21.0 m。按照方案2的分析可知，方案3亦不可取。

2.4 方案4——直升机平台设置在第一首楼甲板尾部

见图4、图5。

本方案是将第一首楼甲板向船尾延伸出一定距离作为直升机平台，相对于上述三个方案，本方案的优势在于：

（1）有利于船舶的浮态和稳性。从表2可知，该布置方案产生尾倾0.286 m，减少了调整浮态所需的压载水或固定压载；直升机平台距基线高度为10.1 m，低于方案2和方案3的高度，对空船的初稳性影响较小。

（2）对其它救助设备的布置影响较小。布置时可以在直升机平台上设置开口和舱口盖，让二首楼甲板上的尾克令吊能通过该开口吊出或吊入救助器材舱内的工具。

综上可知，方案4为最佳方案。

3 直升机起降平台的结构和配置

3.1 结构形式和强度设计

直升机起降平台设置在第一首楼甲板的后部，选用钢质结构固定式的形式。甲板结构强度设计以S76C+型直升机的最大静载荷（5.3 t），按照《钢质海船入级规范》[2]中的强度计算公式计算甲板均布载荷、直升机着陆冲击、直升机甲板系留3种工况的受力情况。直升机起降平台最终采用多支柱支撑形式，比舱壁结构支撑形式更加简洁、更加节约甲板救助区的空间。采用高强度钢管支柱支撑，使平台的刚性得以保证，为直升机的降落提供安全保障。

3.2 安全等辅助设施的配置

（1）安全网

采用液压可倒栏杆，平时作为安全防护栏杆可以防止甲板工作人员失足落水；当直升机起降时放倒，不影响直升机的降落。安全网由栏杆、液压油缸、油泵机组、电控箱、控制箱和液压管路组成，控制箱装于指挥塔台。

（2）消防设备

根据 IMO A.855（20）号决议“船上直升机设施标准” 配置专用泡沫施放系统，能在任何天气条件下将泡沫喷射至直升机甲板的任何部位；配置容量45 kg干粉灭火机2台、总容量18 kg的CO2灭火器、2套消防员装备和专用应急工具等。

（3）其它配置

直升机平台专用防滑网、助降灯、降落区域标志；专用高强钢系留装置；加油系统、供电电源、通信设备、指挥系统等附件；平台附近配置消防灭火器材专用储藏室；飞行员独立的休息室。

4 实船验证

我公司为救捞局建造的某型海洋救助船，将第一首楼甲板向船尾延伸作为直升机起降平台（即方案4）。该平台表面距满载水线的垂直高度约为4.65 m、无障碍长度为21.8 m，直升机可从船尾和两侧进入平台起降区，满足了“通函”对无障碍长度和宽度的要求。根据相关规范、标准的要求，配置直升机保障系统，包括起降设施、停放设施、维护设施、供给设施、消防设施等5大类。同时，直升机平台在尾甲板营救区增加了一块遮蔽区域，提高在高海况下营救作业人员的安全性。

5 结语

通过对直升机平台布置方案的研究，我们选择了适应于中型海洋救助船海上人命救生和应急搜救功能的方案，满足了救捞局提出的海空立体配合、船机互动、有效搜救等海空立体综合救助作业的要求。本文可为各类船舶的直升机起降平台的综合布置设计提供参考。

参考文献

[1] CAA-CAP437海洋直升机降落区域标准[S].

[2] 中国船级社.钢质海船入级规范[S].

[3] M SC. 47（ 66） 51974年国际海上人命安全公约6 1996年修正案.

[4] 海安会通函MSC /C irc. 895（1999）.