开上航母甲板的“工程机械”

————舰载航空保障车辆技术的发展趋势

2013/05/14 10:59《工程机械与维修》

相较美英等老牌海军强国,虽然我国起步较晚,但在科学技术层面拥有后发优势。从20世纪90年代开始,我国就逐渐研制成功了一系列具有中国特色的有杆和无杆飞机牵引车、挂弹车和其他机场地面保障设备,它们普遍应用了这一领域中最先进的核心技术,在这些成果的基础上研制的我国新型舰载航空保障车辆将对外军许多现役的老旧装备形成代差。同时,在整个舰载航空保障车辆体系的规划和设计上,我们可直接以模块化、车族化的理念将保障车辆纳入系列化、通用化和标准化的优化体系;根据我国工程机械等相关产业的现实基础,将它们的研发和生产统筹于军民通用技术的总体规划之中,达到又好又省的效果。

专用底盘和任务模块相组合

目前,一些岸基军用机场的保障车辆还采用越野卡车“客串”飞机牵引车,或将移动电源等保障设备安装在卡车底盘上,但舰载航空保障车辆中却几乎没有卡车底盘的地位。

受舰上作业空间狭窄、海况复杂多变等因素影响,舰载航空保障车辆越来越多地采用专用的自走底盘或挂车底盘,即使是目前仍然在使用通用装备的叉车、清扫车等也有向专用化发展的倾向。

以大批量生产的卡车底盘作为保障设备的安装平台的优点是技术风险小、成本低,可自行完成中短距离的地面转场。但舰载保障车辆的行驶速度却有严格限制,卡车底盘的高速性能无从发挥,按照高速行驶的需要设置的弹性悬架和具有一定柔性的车架对于舰载作业不仅没有必要,而且不利于车载设备的稳定和降低车的高度。卡车底盘特别是驾驶室的结构和尺寸都难以按所执行的任务和所承载的设备进行优化,存在大量冗余空间和部件。这些弊端其实在普通的岸基军、民用机场的应用中就已有所暴露,到了舰载保障车辆领域就更显突出。

以工程机械和工业车辆技术为基础,按照设备的功能要求,以模块技术“量体裁衣”研制的结构优化的专用底盘(包括专用挂车底盘),能显著降低车身高度,方便人员操作和空运机动,更适合于舰载应用。一些国家把一些卡车型的岸基保障车辆直接开上飞行甲板,甚至用农用拖拉机上舰牵引舰载机,实属无奈之举。

紧凑的布局形态和灵活的行驶性能

除救援起重机和叉车由于任务特点而必须具备足够大尺寸外,现代舰载航空保障车辆都在尽可能地压缩外廓尺寸,特别是高度。有鉴于此,西方国家的舰载航空保障车辆大多都呈扁平方盒子的形态,其“低矮的”车身有效地降低了底盘重心,对于提高车辆行驶时的稳定性有很大作用。

为提高舰载保障车辆的机动性,除紧凑的外廓尺寸外,还应尽量减小转向半径。美国舰载有杆牵引车放弃四轮驱动而采用回转角很大的非驱动型转向桥、无杆牵引车+飞机机组具有绕中心原地转向的能力,都体现了这方面的要求。当然,在当今的技术条件下,牵引性能更好的转向驱动桥同样也可以达到所需要的回转角度。

舰面作业没有“越野”的问题,保障车辆底盘的离地间隙原则上可以较低,但一般仍然保持在100mm以上,接近角和离去角也都不小于10°。考虑到舰上作业场地仍然可能遇到需要逾越障碍物(战伤时尤甚)、上下货桥以及在滑跃起飞甲板的端部作业的需要,这样的参数安排是必要的。

舰载保障车辆的驾驶位置有前置和中置两种:前置型有利于降低整车高度和整装式任务模块的布置;中置型则有利于缩短车长、优化桥载分配,并使驾驶员具有良好的全向视野。

当家的柴油机动力和新兴的电动及混合动力

目前,舰载保障车辆的动力装置有内燃机、蓄电池直流电动机和工频交流电机3种。工频交流电机以舰上的动力电网为能源,可通过电力电缆用来拖动变频电源、空调机组和液压试验台等挂车型保障车辆上的设备,在机库中应用较多,但不适用于飞行甲板上的自走式保障车辆。蓄电池供能的直流电动机系统没有废气和噪声排放,对于在封闭或半封闭的机库内使用优点突出,在中小功率的保障车辆中已有了一些成功的实例,例如英国的无杆牵引车、西班牙的挂弹车以及各国航母装备的选自民用产品的多型电动叉车等。但蓄电池能量密度和功率密度不足、续驶时间短、充电时间长等问题仍然没有彻底解决,上舰使用还面临防爆、防蚀和电磁兼容等其他问题。鉴于此,务实的美国人迄今使用的主要还是技术上更为成熟、可用功率范围更大的内燃机动力系统。

除了公知的油耗低、寿命长、废气毒性低、防爆性能较好和电磁干扰小等优点外,柴油机能够直接或略加调整后燃用航空煤油,这一特点对于舰载车辆本身的后勤保障具有重要意义。

虽然在岸基条件下作为喷气式飞机燃料的航空煤油的价格远高于普通的车用柴油,但在舰载条件下有所不同。如果放着航母和两栖攻击舰自身运载的上千吨喷气式飞机燃料不用,却要专门为保障车辆单配一套燃油供应体系,反而更不经济,也不方便。美国舰载保障车辆的动力装置大都采用可使用航空煤油喷气燃料的柴油机。不过,近来美国海军在新型无杆式飞机牵引车的方案征询书中,前瞻性地提出了其动力装置可为柴油机、混合动力或蓄电池供能的纯电动系统。

责任编辑:Winnie

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