劉佳

【摘要】本文以大型飛艇作為研究對(duì)象，分析了這類飛行器配套大型艇庫(kù)的工藝設(shè)計(jì)方案，總結(jié)了工藝方案的主要工藝設(shè)備和設(shè)施需求等設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】大型飛艇；工藝；艇庫(kù)

引言

飛艇是一種是帶有動(dòng)力推進(jìn)裝置的、利用輕于空氣的氣體來(lái)提供升力的浮空飛行器。與其他航空器相比，飛艇具有留空時(shí)間長(zhǎng)、載重量大、污染小、使用維護(hù)成本低、起降場(chǎng)地要求低等優(yōu)勢(shì)，它因此成為各國(guó)目前研制的熱點(diǎn)。當(dāng)今世界飛艇界的發(fā)展趨勢(shì)中，極具"熱點(diǎn)"的有現(xiàn)代型大型運(yùn)輸飛艇以及長(zhǎng)航時(shí)、平流層飛艇等相關(guān)技術(shù)研究。因此有必要同步開(kāi)展針對(duì)大型飛艇配套大型艇庫(kù)的工藝研究。

1、大型艇庫(kù)的工藝布局特點(diǎn)

大型飛艇的裝配試制需配套建設(shè)大型艇庫(kù)，在艇庫(kù)內(nèi)完成全部裝配、測(cè)試及試驗(yàn)等工藝流程。飛艇試飛后的地面調(diào)試以及氦氣回收純化、充氣等工作有時(shí)也需返回艇庫(kù)內(nèi)完成。其中，在飛艇試飛后，需要對(duì)氦氣的泄露量和純度進(jìn)行檢測(cè)，以保障后續(xù)飛行的安全，由于氦氣是稀有氣體，價(jià)格極為昂貴，當(dāng)氦氣的純度無(wú)法滿足使用要求，需對(duì)其進(jìn)行回收純化后重復(fù)使用。

大型飛艇需要在艇庫(kù)內(nèi)充氣，尺寸巨大，一個(gè)飛艇站位所需面積甚至有幾個(gè)足球場(chǎng)大小。與飛機(jī)相比，飛艇的尺寸大，但裝配周期較短，通常大型艇庫(kù)建設(shè)僅考慮一個(gè)飛艇站位，這一個(gè)站位可完成骨架組裝、系統(tǒng)安裝測(cè)試、氣囊充氣、聯(lián)合調(diào)試等裝配工序。艇庫(kù)內(nèi)還需配套建設(shè)艇囊蒙皮下料/裁剪/熱合工作區(qū)、總裝測(cè)試工作區(qū)、氦氣純化回收工作區(qū)等輔助生產(chǎn)區(qū)。飛艇的骨架組裝需采用型架、千斤頂?shù)戎喂ぱb，氣囊充氣和系統(tǒng)安裝時(shí)需使用移動(dòng)升降平臺(tái)、起重設(shè)備等，飛艇裝配后需采用地面牽引車將其牽引出庫(kù)，因此艇庫(kù)內(nèi)還設(shè)有千斤頂、移動(dòng)平臺(tái)以及牽引車等輔助設(shè)備存放區(qū)。此外，艇體氣密性試驗(yàn)需使用高壓壓縮空氣，艇體骨架鉚接安裝使用低壓壓縮空氣，需配套建設(shè)動(dòng)力氣源及空壓站。與飛機(jī)裝配生產(chǎn)線類似，艇庫(kù)內(nèi)還需配套存儲(chǔ)、辦公、生活及專業(yè)用房等，通常在艇庫(kù)內(nèi)局部設(shè)置單層或多層輔助用房。如圖1.1-1所示。

2 、主要工藝設(shè)備

大型飛艇裝配試制階段的主要工藝設(shè)備包括以下幾類：

2.1艇囊蒙皮下料、裁剪、熱合設(shè)備

2.2氣密性檢查設(shè)備

可采用鹵素檢漏、差壓式檢漏、氦質(zhì)譜檢漏設(shè)備等進(jìn)行囊體氣密性檢查。

2.3氦氣純化回收設(shè)備

目前的氦氣純化回收設(shè)備通常采用高壓、低溫冷凝吸附分離技術(shù)。設(shè)備將氦氣經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后，在油水分離器內(nèi)除去水和油分，進(jìn)入干燥器內(nèi)進(jìn)一步除水和二氧化碳，再進(jìn)入低溫氦氣純化器，將其中的液態(tài)空氣分離出來(lái)，再在低溫吸附筒中，利用活性炭和分子篩在高壓低溫下，對(duì)空氣組分有很強(qiáng)的吸附特性，吸附剩余的空氣雜質(zhì)，純度進(jìn)一步提高后，充入鋼瓶或集裝格貯存?zhèn)溆?。氦氣純化回收設(shè)備即可以在艇庫(kù)內(nèi)使用，還可在外場(chǎng)使用。

2.4相關(guān)的系統(tǒng)專用測(cè)試設(shè)備。

2.5其他設(shè)備，如地面電源車、上部起重機(jī)、移動(dòng)升降平臺(tái)、懸臂式起重設(shè)備、地面牽引車等。

3、主要設(shè)施需求

3.1大型艇庫(kù)的廠房結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

大型艇庫(kù)作為大型飛艇裝配試制和安全停放的場(chǎng)所，要求保證較大的凈空間尺寸，預(yù)計(jì)長(zhǎng)度不小于300m，高度和寬度不小于100m。由于飛艇在進(jìn)出艇庫(kù)的過(guò)程中，有可能因?yàn)槌霈F(xiàn)陣風(fēng)導(dǎo)致撞到艇庫(kù)側(cè)墻的危險(xiǎn)，因此大型艇庫(kù)通常設(shè)計(jì)為中段部分橫剖面為曲面，大門(mén)部分和尾段部分為橢球形。艇庫(kù)大門(mén)在全開(kāi)狀態(tài)下，其高度和寬度預(yù)計(jì)均不小于100m。

艇庫(kù)的主體結(jié)構(gòu)形式通常有桁架拱、高支撐結(jié)構(gòu)、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、斜面桁架拱組成的雙層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)四種，如圖1.3-1所示。根據(jù)艇庫(kù)的主體結(jié)構(gòu)形式，庫(kù)門(mén)可選用平推門(mén)、旋轉(zhuǎn)門(mén)、側(cè)轉(zhuǎn)門(mén)。

結(jié)束語(yǔ)

3.2火災(zāi)危險(xiǎn)性

飛艇的囊體材料為紡織材料，目前最流行的是聚酯類高分子層壓材料，這類材料屬于阻燃化學(xué)纖維，通常經(jīng)過(guò)了阻燃改進(jìn)，但屬于可燃固體?？紤]到大型飛艇的囊體體積巨大，材料用量大，充氣后在艇庫(kù)內(nèi)占據(jù)很大空間，且囊體本身和所充氦氣均造價(jià)昂貴，因此按照《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，此類艇庫(kù)的火災(zāi)危險(xiǎn)性應(yīng)按照丙類設(shè)計(jì)。

3.3設(shè)施需求要點(diǎn)分析

1）為防止飛艇囊體或氣墊因靜電、尖銳物、污染等其他原因?qū)е缕茡p后造成氮?dú)庑孤?、功能失效等安全事故，艇?kù)地面要求防靜電設(shè)計(jì)且具有一定的平整度、光滑度和潔凈度。

2）系統(tǒng)試驗(yàn)和充放氣過(guò)程中需要對(duì)飛艇進(jìn)行靜電接地，即設(shè)計(jì)靜電接地端子。

3）艇囊材料存放要求防腐蝕、防潮、防蟲(chóng)害、防油污、防紫外線照射。為滿足艇囊材料的防潮等上述要求，并保證裝配試制過(guò)程人員的舒適性要求，艇庫(kù)大廳應(yīng)設(shè)計(jì)空調(diào)系統(tǒng)，以保證其溫濕度。在濕度高的季節(jié)，可能需要采用除濕設(shè)備。

4）為滿足艇囊氣密性試驗(yàn)要求和骨架裝配時(shí)的氣動(dòng)鉚接需求，需壓縮空氣供應(yīng)。

5）艇囊浮升氣體為氦氣，需設(shè)計(jì)氦氣供應(yīng)和氦氣純化回收設(shè)施。

結(jié)論

本文總結(jié)了大型艇庫(kù)內(nèi)的主要裝配試制工序和工藝布局特點(diǎn)，分析總結(jié)了裝配試制階段的主要工藝設(shè)備和主要設(shè)施需求，其中重點(diǎn)總結(jié)了艇庫(kù)的主體結(jié)構(gòu)形式、門(mén)庫(kù)形式等主要設(shè)施要點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]丁大益，大空間總裝試驗(yàn)中心結(jié)構(gòu)方案選型，《建筑結(jié)構(gòu)》，2012年9月。.

-II-