公務(wù)船、科考船直升機(jī)起降平臺(tái)及機(jī)庫設(shè)計(jì)規(guī)范適用性淺析

于 洋 黃 維

（中國船舶及海洋工程設(shè)計(jì)研究院 上海200011）

引 言

直升機(jī)為海洋船舶提供的服務(wù)主要包括人員運(yùn)送、后勤支援、傷病員救護(hù)和緊急撤離等。由于直升機(jī)具有快速反應(yīng)、安全有效等特點(diǎn)，因此目前在各類海船上得到廣泛使用［1］，尤其以公務(wù)船和科考船為代表。此類船舶不但較多在船上提供直升機(jī)起降平臺(tái)，還配置了直升機(jī)機(jī)庫，使直升機(jī)的使用和維護(hù)更為便利。

考慮到直升機(jī)起降作業(yè)的安全，IMO、ICS等國際組織和各國民航管理部門都發(fā)布了與直升機(jī)作業(yè)相關(guān)的規(guī)范，對(duì)起降平臺(tái)設(shè)計(jì)要求出臺(tái)了一系列規(guī)定。但嚴(yán)格說來，這些規(guī)范主要適用于僅配備起降平臺(tái)的船舶或海洋平臺(tái)，而沒有針對(duì)像公務(wù)船、科考船這樣同時(shí)配備直升機(jī)起降平臺(tái)和機(jī)庫的船舶的設(shè)計(jì)要求。針對(duì)上述情況且考慮到絕大多數(shù)公務(wù)船和科考船均使用單旋翼直升機(jī)，本文將對(duì)目前實(shí)際設(shè)計(jì)中所涉及的相關(guān)民用和軍用規(guī)范進(jìn)行梳理對(duì)比，并通過實(shí)船案例分析，探討此類船舶在單旋翼直升機(jī)起降平臺(tái)及機(jī)庫設(shè)計(jì)規(guī)范方面的適用性，為今后類似船舶的設(shè)計(jì)提供借鑒。

1 直升機(jī)起降平臺(tái)及機(jī)庫設(shè)計(jì)常用規(guī)范簡介及對(duì)比

1.1 常用規(guī)范簡介

目前有關(guān)直升機(jī)起降平臺(tái)及機(jī)庫設(shè)計(jì)的主要規(guī)范包括：

1.1.1 CAP437

CAP437是英國民用航空局針對(duì)海洋平臺(tái)或船舶直升機(jī)起降平臺(tái)及其設(shè)施出臺(tái)的規(guī)范。該規(guī)范既有對(duì)海洋平臺(tái)、平臺(tái)支持船起降平臺(tái)設(shè)計(jì)的要求，也有貨船類船舶起降平臺(tái)設(shè)計(jì)的要求，是目前國際上有關(guān)直升機(jī)起降平臺(tái)設(shè)計(jì)比較權(quán)威的一個(gè)規(guī)范。

1.1.2 CCAR135FS

該規(guī)則全稱為《中國民航總局小型航空器商業(yè)運(yùn)輸運(yùn)營人運(yùn)行合格審定規(guī)則（含直升機(jī)水上平臺(tái)運(yùn)行要求）》，該規(guī)則針對(duì)小型航空器商業(yè)運(yùn)輸運(yùn)營人進(jìn)行運(yùn)行合格審定和持續(xù)監(jiān)督檢查，規(guī)范其運(yùn)行活動(dòng)，保證其達(dá)到并保持規(guī)定的運(yùn)行安全水平。［2］

1.1.3 ICS“Guide to Helicopter Ship Operation”

該規(guī)范是國際航運(yùn)公會(huì)（ICS）制定的直升機(jī)在船上的操作指南，對(duì)各類船舶的直升機(jī)作業(yè)方式和作業(yè)設(shè)施提出了具體要求。由于英國民用航空局是國際航運(yùn)公會(huì)在直升機(jī)相關(guān)規(guī)范制定方面的專家成員國，因此上述ICS規(guī)范對(duì)于船舶直升機(jī)起降平臺(tái)的要求與CAP437完全一樣。

1.1.4 MSC.Circ.895

該規(guī)則是國際海事組織海上安全委員會(huì)（MSC）制定的關(guān)于客滾船直升機(jī)降落區(qū)域設(shè)計(jì)要求建議的通函文件。此規(guī)則要求相對(duì)前面所說的三個(gè)規(guī)范要求較低，所以實(shí)船設(shè)計(jì)時(shí)相當(dāng)一部分公務(wù)船均選擇參照此規(guī)范。

1.1.5 GJB534B-2009

該規(guī)則屬于軍用標(biāo)準(zhǔn)，全稱為《艦船直升機(jī)艦面系統(tǒng)通用要求》，規(guī)定了軍用艦船在配置直升機(jī)艦面系統(tǒng)時(shí)應(yīng)滿足的基本技術(shù)要求。

1.2 常用規(guī)范對(duì)比

由于CAP437貨船類要求）規(guī)范中有關(guān)船舶直升機(jī)起降平臺(tái)的設(shè)計(jì)要求與ICS“Guide to Helicopter Ship Operation”規(guī)范中的要求基本一致，其要求直升機(jī)舷側(cè)進(jìn)入的方式不太適合配備有機(jī)庫的船舶的使用要求，所以下頁表1僅選擇了CAP437（針對(duì)海洋平臺(tái)、平臺(tái)支持船部分的規(guī)范）、CCAR135FS、MSC.Circ.895、GJB534B-2009四個(gè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，比較的內(nèi)容主要為與單旋翼直升機(jī)起降平臺(tái)和機(jī)庫設(shè)計(jì)相關(guān)的技術(shù)要求。

通過以上規(guī)范對(duì)比可以初步發(fā)現(xiàn)：CCAR135FS與CAP437（平臺(tái)，平臺(tái)支持船要求）極度相似，僅少數(shù)要求不同；CAP437、MSC.Circ.895對(duì)目標(biāo)圈等方面要求區(qū)別不大，主要在障礙區(qū)劃分以及障礙物限高等方面要求區(qū)別較大；GJB534B-2009相對(duì)前三個(gè)規(guī)范，所有技術(shù)要求幾乎都有較大區(qū)別。

2 直升機(jī)起降平臺(tái)及機(jī)庫設(shè)計(jì)實(shí)例分析

2.1 雪龍2號(hào)極地科考破冰船

船體中尾部設(shè)有直升機(jī)起降平臺(tái)：長21.3 m、

寬22.3 m；起降平臺(tái)前設(shè)有雙機(jī)機(jī)庫如（圖2所示），長16 m、寬11.2 m，可同時(shí)停放1架Aw169型及1架Ka32型直升機(jī)，兩型直升機(jī)主尺度詳見下頁表2。本船選擇參照CAP437（平臺(tái)，平臺(tái)支持船要求）來設(shè)計(jì)起降平臺(tái)。

表1 直升機(jī)起降平臺(tái)及機(jī)庫設(shè)計(jì)常用規(guī)范對(duì)比

續(xù)表1

圖1 CAP437 障礙物要求示意圖

圖2 雪龍2號(hào)效果圖

表2 雪龍2號(hào)兩型直升機(jī)主尺度 m

2.1.1 起降平臺(tái)設(shè)計(jì)

本船因可以起降停放Aw169、Ka32兩型直升機(jī)，且Ka32最大總長相比Aw169更大，所以起降平臺(tái)直徑D≥15.9 m，取整適當(dāng)放大后取16 m；此外，因本船需要將大部分尾部空間留給科考設(shè)備，所以起降平臺(tái)長度取規(guī)范下限16×（0.5+0.83）=21.28，實(shí)取21.3 m。因本船型寬約22.3 m對(duì)于起降平臺(tái)寬度有較大余量實(shí)取22.3 m（見圖3），本船起降平臺(tái)其他技術(shù)要求詳見下頁表3。

圖3 雪龍2號(hào)直升機(jī)起降平臺(tái)甲板標(biāo)志圖

通過上述表格可以初步發(fā)現(xiàn)： CAP437（平臺(tái)，平臺(tái)支持船要求）對(duì)于配置機(jī)庫的科考船而言較難完全滿足。

2.1.2 機(jī)庫設(shè)計(jì)

因現(xiàn)行直升機(jī)常用規(guī)范只有GJB534B-2009對(duì)機(jī)庫有設(shè)計(jì)要求，所以本船機(jī)庫參照GJB534B-2009要求設(shè)計(jì)。因?yàn)镵a32直升機(jī)相比Aw169 OL更大，所以機(jī)庫尺寸設(shè)計(jì)基于Ka32尺寸為主。GJB534B-2009對(duì)機(jī)庫尺寸有詳細(xì)要求，即：直升機(jī)的相應(yīng)主尺度加上規(guī)范推薦的間隙得出機(jī)庫的最小長寬高，由于篇幅所限，在此就不詳細(xì)列出。根據(jù)其規(guī)定計(jì)算得出的機(jī)庫最小長寬高分別為15.66 m、10.61 m、5.98 m，適當(dāng)放大后分別實(shí)取16 m、11.2 m、6 m（機(jī)庫尾部因需留有機(jī)庫大門打開狀態(tài)收藏空間，局部加高到6.6 m）。

需要注意以下3點(diǎn)：

（1）GJB534B-2009機(jī)庫尺寸要求考慮到“一類保障”維修需求，而公務(wù)船科考船配置機(jī)庫無需考慮對(duì)空間要求較高的維修工況，所以某些機(jī)庫余量要求可適當(dāng)減??；

表3 雪龍2號(hào)技術(shù)要求符合項(xiàng)分析表

（2）需要考慮直升機(jī)牽引絞車、機(jī)庫大門絞車等保障設(shè)備對(duì)機(jī)庫的空間占用，設(shè)計(jì)機(jī)庫時(shí)要留有足夠空間；

（3）至于兩用沖洗車等直升機(jī)保障設(shè)備按船舶實(shí)際維護(hù)需要配備。

2.2 3 000噸級(jí)海警船

該船尾部設(shè)有直升機(jī)起降平臺(tái)：L×B為17.75 m×15.2 m，起降平臺(tái)前部設(shè)有機(jī)庫：L×B為14.9 m×5.3 m可停放1架H425型直升機(jī)，H425型直升機(jī)主尺度參見表4。本船由于起降平臺(tái)布置于船舶尾部，機(jī)庫位于起降平臺(tái)前部，起降平臺(tái)尾部方向平臺(tái)外270°方向扇形區(qū)無任何障礙參見圖4。為方便直升機(jī)降落后直接牽引入機(jī)庫，本船采用直升機(jī)尾部進(jìn)場方式選擇參照MSC.Circ.895來設(shè)計(jì)起降平臺(tái)，本船起降平臺(tái)其他技術(shù)要求項(xiàng)下頁表5。

表4 H425型直升機(jī)主尺度 m

圖4 3 000噸級(jí)海警船實(shí)船圖

表5 3 000噸級(jí)海警船技術(shù)要求符合項(xiàng)分析表

圖5 3 000噸級(jí)海警船起降平臺(tái)機(jī)庫甲板標(biāo)志圖

圖6 MSC.Circ.895規(guī)范下3 000噸級(jí)海警船起降平臺(tái)障礙物限高示意圖

2.2.1 起降平臺(tái)設(shè)計(jì)

本船因可以起降H425型直升機(jī)，所以起降平臺(tái)無障礙區(qū)直徑D需不小于H425直升機(jī)OL13.72 m，所以本船無障礙區(qū)直徑取13.72 m，機(jī)動(dòng)區(qū)直徑按規(guī)范要求最小取1.3×D實(shí)取17.836 m，因空間所限，本船起降平臺(tái)長度實(shí)取17.75 m，寬度實(shí)取15.2 m，如圖5所示。

通過上述表格可以初步發(fā)現(xiàn)：MSC.Circ.895對(duì)于配置機(jī)庫的公務(wù)船來說要求都較易滿足。

還有MSC.Circ.895對(duì)起降平臺(tái)安全網(wǎng)沒有要求，故本船液壓安全網(wǎng)參照GJB534B-2009要求“起降平臺(tái)安全網(wǎng)高度1.0～1.2 m，放倒后距起降平臺(tái)高度 100～300 mm”。

2.2.2 機(jī)庫設(shè)計(jì)

因現(xiàn)行直升機(jī)常用規(guī)范只有GJB534B-2009對(duì)機(jī)庫有設(shè)計(jì)要求，所以本船機(jī)庫參照GJB534B-2009要求設(shè)計(jì)，因本船機(jī)庫設(shè)計(jì)流程與雪龍2號(hào)相似，在此就不再分析。

3 直升機(jī)起降平臺(tái)及機(jī)庫設(shè)計(jì)常用規(guī)范適用性分析

通過梳理現(xiàn)行直升機(jī)起降平臺(tái)及機(jī)庫設(shè)計(jì)常用規(guī)范，并結(jié)合實(shí)船設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，可歸納總結(jié)出以下有關(guān)規(guī)范適用性的建議：

（1）CAP437（有關(guān)貨船類要求）與ICS “Guide to Helicopter Ship Operation”的要求基本一致，其要求直升機(jī)從舷側(cè)進(jìn)場，主要適用于甲板面積較大且起降平臺(tái)布置于船體中前部的貨船，而對(duì)于甲板面積相對(duì)緊張的公務(wù)船、科考船，則只能參照適用；CCAR135FS要求與CAP437基本相同，因此對(duì)于公務(wù)船、科考船也只能參照適用。

（2）對(duì)于同時(shí)配置直升機(jī)起降平臺(tái)及機(jī)庫的公務(wù)船、科考船，其布置特征往往與軍用艦船比較接近，可考慮優(yōu)先參照GJB534B-2009標(biāo)準(zhǔn)。但通過前文對(duì)相關(guān)規(guī)范梳理分析可以發(fā)現(xiàn)，GJB534B-2009標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)起降平臺(tái)各種甲板標(biāo)志線的要求與民用規(guī)范要求差異較大，可能導(dǎo)致民用直升機(jī)駕駛員在起降作業(yè)時(shí)對(duì)標(biāo)志線產(chǎn)生誤解，帶來不必要的麻煩，甚至是安全問題，因此建議機(jī)庫設(shè)計(jì)參照GJB534B-2009。

（3）對(duì)于直升機(jī)起降平臺(tái)的設(shè)計(jì)，為便于從船舶尾部進(jìn)場降落的直升機(jī)直接牽引入機(jī)庫，且MSC.Circ.895對(duì)起降平臺(tái)及周圍區(qū)域障礙物的要求相對(duì)CAP437較低更易滿足，推薦起降平臺(tái)設(shè)計(jì)采用參照MSC.Circ.895搭配參照GJB534B-2009設(shè)計(jì)機(jī)庫。

（4）GJB534B-2009對(duì)于機(jī)庫尺寸的設(shè)計(jì)要求是基于艦船直升機(jī)一類保障維修的空間需求，而公務(wù)船、科考船上配置的機(jī)庫更多是為了給直升機(jī)提供非露天停放場地，對(duì)維護(hù)保養(yǎng)的要求相對(duì)不高。所以在參照使用GJB534B-2009標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，在滿足直升機(jī)系留等要求的前提下，某些間隙尺寸可在標(biāo)準(zhǔn)推薦尺寸基礎(chǔ)上適當(dāng)降低。

4 結(jié) 語

對(duì)于公務(wù)船及科考船來說，目前依然缺少一個(gè)能夠完全適用的有關(guān)直升機(jī)起降平臺(tái)和機(jī)庫設(shè)計(jì)的規(guī)范，這造成實(shí)船設(shè)計(jì)時(shí)所選用的規(guī)范皆為參照使用；而不同的設(shè)計(jì)者在對(duì)規(guī)范參照使用時(shí)所把握的尺度不盡相同，使相關(guān)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)不統(tǒng)一的情況。因此亟待相關(guān)部門盡早制訂和發(fā)布適用的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，以解決上述問題。