海洋补给平台直升机甲板设施要求分析

2019-04-29 01:41:24潘杨生
世界海运 2019年4期
关键词:飞行队甲板机型

潘杨生

一、前言

海洋补给平台是海上移动式补给平台,可为海洋石油开采和偏远岛屿提供安全、有效的能源供给。直升机对于海洋补给平台而言,在人员物资输送、搜索救援、应对突发事件、海域巡视监管上有着重要意义。直升机甲板是为了实现直升机在海洋补给平台的安全起降、转运、存放、供给等多种作业的各种保障设施的总称。选择合适的直升机,并建造直升机甲板设施,才能更好地发挥海洋补给平台的作用。

对海洋补给平台直升机保障机型分析论证,需要对现役的各型船载直升机进行调研,分析各型号直升机的特点,并以此为基础,从海洋保障平台的直升机功能要求为出发点,综合分析直升机吨位、尺寸、功能特点、起降要求等与平台的适配性,直升机在平台上搭载使用的安全性、可靠性和先进性,归纳出海洋补给平台直升机保障机型的范围。

对直升机甲板设施配置设计而言,实现海洋补给平台与直升机的适配性,是直升机甲板设施设计与配置的根本出发点,保障搭载直升机的起降、作业、存放、供给的实用性、安全性、可靠性、经济性则是直升机甲板设施配置设计的最终目标。

二、直升机保障机型论证

(一)渤海海域海况环境

我国渤海海域是海洋补给平台的作业区域之一,由于平台日常作业期间不停靠码头,为保障平台对日常运输需求和应急事件处理的反应能力,海洋补给平台必须具备直升机起降能力。

渤海海况有明显的季节性,10月至翌年4月盛行西北风,风力一般在5~6级,高时8~9级,风力超过7级大风的频率达到10%;6—9月盛行西南风,风力一般3~4级。渤海风浪以冬季为最盛,1月平均浪高1.1~1.7米,寒潮侵袭时可达3.5~6.0米;夏秋之间,偶有大于6.0米的台风浪。每年6月初到7月底渤海范围内频有大雾天气,能见度低。[1]

结合渤海海况和天气特点可知,用于海洋补给平台的直升机保障机型必须具备成熟的海上飞行服务能力,才能确保完成运输、救助和应急事件的处理能力。

(二)渤海海域直升机作业部门

渤海有着丰富的油气资源,中海油在渤海区域有着大量的海上平台和油气作业船舶,这些平台和船舶人员、物资的运输作业主要由中信海洋直升机股份有限公司(以下简称中信海直)负责。随着近些年我国在海上救助体系的建设,交通部门针对渤海区域的救助作业主要由交通运输部北海第一救助飞行队负责。在海洋补给平台出现应急情况时,可能需要海军部队的救助,根据我国海军防区划分,针对渤海海域的应急事件处理,主要由中国海军北海舰队负责。[2]

通过对中信海直公司、北海第一救助飞行队和海军北海舰队现有机型的了解,确定海洋补给平台必须具备的保障机型和临时停靠机型,才能对海洋补给平台的设计、配置给出前提要求。

1.中信海直直升机机型

中信海直拥有数十架直升机服务于海上石油勘探作业运输服务,下属的海直通航是国内首家海监直升机的代管单位,长期以来为交通运输部直属海事局和地方海事局提供了多种机型的飞行服务和托管服务。

中信海直渤海区域的业务主要由天津分公司运营,直升机基地位于天津市塘沽机场,主要负责海洋石油飞行服务。中信海直作为全国最大的直升机运营公司,旗下直升机型号众多,有着完善的直升机服务团队,同时也有着丰富的海上飞行作业经验。表1为中信海直公司目前服务于海上石油飞行服务的直升机机型参数,表2为国家海洋局和救助打捞局所属执法船船载直升机机型参数。

表1 中信海直现役主要直升机机型参数

表2 国内公务执法船直升机机型参数

其中SA365N、EC155、Z-9、H410均属于法国“海豚”直升机家族,SA365N为空客欧直生产,Z-9、H410为国内中航哈尔滨航空工业公司生产,并发展了H425、AC312A等后续机型,目前Z-9型也是我国服役数量最大、发展机型最多的直升机型号。

2. 北海第一救助飞行队直升机机型

我国交通运输部救援组织已经分别在北海、东海以及南海三大海域初步组建了4个直升机救援队,目前共有14架EC225和S-76系列的救助直升机,分别负责各自辖区内的海上救助工作,具有全天候的海上救援能力。[3]

北海第一救助飞行队是交通运输部最早成立的海上救助飞行队之一,分别在大连和蓬莱设有直升机基地,其中B-7126和B-7312救助直升机队部署在大连周水子机场,B-7309和B-7313救助直升机队部署在蓬莱沙河口机场,共同担负着黄渤海海域的海上救助任务。表3为北海第一救助飞行队所属直升机机型参数信息。

表3 北海第一救助飞行队直升机机型参考

北海第一救助飞行队4个直升机机队,作为交通运输部北海救助的主力,EC225和S-76均为救助直升机配置,不仅满足常规的海上飞行要求,同时也配置了大量的救助设施。

(三)海上直升机机型分析

除了分析海洋补给平台工作所在的渤海海域中信海直公司和北海救助飞行队现役的直升机机型,还需分析海军直升机的在紧急情况下的起降要求,表4为各部门服役直升机机型的尺寸参数和起落架参数。

表4 直升机基础参数

虽然涉及的机型众多,但由于每个部门直升机的起降频次不同,所以我们需要区分出海洋补给平台直升机的保障机型和临时起降机型。

1.EC155直升机与Z-9系列直升机

欧洲直升机公司的EC155是一种双发远程中型直升机,属于原法国宇航公司“海豚”直升机家族的最新型号。最多可搭载13名乘客与1~2名驾驶员,根据客户的要求可用于客运、近海石油平台支援、要员专机和伤员运输等任务。

Z-9直升机为中国引进法国的“海豚”SA365N/N1直升机及透博梅卡公司的“阿赫耶”涡轴发动机,并签订了转让生产许可权合同,由法国提供技术开始在国内生产的“海豚”直升机。所以Z-9系列直升机与欧直SA365N、EC155属于同源机型,中航哈飞在Z-9的基础上发展了H410、H425、AC312A、AC312E等民用版机型。

2.AS332L1直升机与EC225直升机

AS332系列直升机是我国最早进口的大型直升机之一,充足的剩余功率、较高的安全水平和舒适性使其广泛应用于海上运输飞行服务,而且也是少有的能在结冰环境中飞行的直升机。

EC225直升机由AS332直升机改进而来,也是目前全球广泛使用的商用直升机机型之一,最多可载运24名乘客,具备全天候飞行能力,装有水上迫降浮筒、机载救生筏等设备,被广泛应用于海上支援、海上运输等飞行服务。

3.西科斯基S-76C+直升机

S-76系列直升机是美国西科斯基公司在军用黑鹰S-70型的基础上开发的,根据海上飞行作业的特点,选用了自动搜索、自动定位、红外搜寻、无级数绞车等海上救助专业性强的救生设备。

4.西科斯基S-92A直升机

S-92A直升机机身两侧有巨大的流线形浮筒式燃油箱舱,加上其内部还设有辅助燃油箱,大大增加了直升机搜索救援的范围,延长了搜索救援的飞行时间,其续航能力几乎是目前其他中型直升机的2倍,是当今深海石油勘探飞行服务保障的主力机型。

5.阿古斯塔A109直升机

A109直升机属于轻型直升机,也是同级中少有的安装轮式起落架的直升机,可以安装绞车、应急浮筒、红外夜视仪、外部扬声器、夜间搜索灯等设备,具备全天候夜间仪表飞行能力,可以在近海大湿度、高盐分环境下正常飞行。

6.卡莫夫Ka-28直升机

Ka-28直升机采用独特的共轴式双旋翼布局,这种布局使直升机可以省去尾梁和尾桨,结构紧凑,外形尺寸小,气动力平衡,对风向和风速不敏感,从而提高了飞行性能,能更好地满足船载需求。为适应在海上使用,机身材料采用抗腐蚀金属,机身两侧带有充气浮筒,紧急情况下可在水上着陆。

(四)直升机保障机型总结

海洋补给平台直升机的主要任务是日常人员、物资的运输,因此中信海直天津基地的直升机必须具备保障能力,北海第一救助飞行队(简称北一飞)和海军现役直升机还要具备临时起降能力。表5为对各部门直升机机型参数进行汇总,并确定海洋补给平台对其的保障能力。

表5 海洋补给平台保障机型

三、直升机甲板配置论证总结

由于海洋补给平台必须具备对中信海直各类直升机的保障能力,同时又要兼顾北海第一救助飞行队和中国海军各型直升机的临时起降、悬停作业能力,所以在对直升机甲板的配置论证中,必须考虑到各个机型所需的设施要求,确保直升机甲板的兼容性。

(一)直升机甲板尺寸

按照船用直升机甲板的设计规范要求,根据三个部门在渤海作业各型直升机中的全尺寸计算直升机甲板的尺寸面积,海洋补给平台的直升机甲板尺寸必须满足三个部门中EC225和Z-8等大型直升机的悬停、起降、停放等作业。

(二)直升机甲板安全性分析

在船上直升机甲板的设计中,业内主要的规范要求有英国民航局CAP-437《近海船用直升机甲板标准》,国内《钢质海船入级规范》和《海上移动平台入级规范》中对直升机甲板的要求,同时还可以参考GJB 534B—2009《舰船直升机舰面系统通用要求》《国际民用航空公约 附件十四机场卷Ⅱ直升机场》和MH 5013—2014《民用直升机场飞行场地技术标准》的相关要求。

在对直升机甲板的设计校核中,需要校核3种设计工况:甲板均布载荷工况、直升机着陆碰撞工况和直升机存放工况。根据上文所列直升机机型,其中海军Z-8的最大起飞重量最大,所以需要按照Z-8直升机参数对海洋补给平台直升机甲板进行强度分析。表6为根据Z-8直升机参数要求确定的直升机甲板载荷参数。通过对直升机甲板强度进行校核,确保甲板强度能够满足直升机的起降要求,以确定是否需要额外对甲板进行加固处理,从而避免对甲板下方的舱室造成影响。[4]

表6 直升机甲板载荷参数(以最大机型Z-8为例)

(三)直升机甲板助降设施

按照舰面系统设计规范要求,舰船运动的横摇角±5°、纵摇角±2°范围内,风速小于20米/秒的情况下,直升机不需要额外配置着舰装置;舰船运动的横摇角±7.5°、纵摇角±2°范围内,风速小于20米/秒的情况下,直升机需要额外配置着舰装置,例如“鱼叉-格栅”助降装置和直升机防滑网。海洋补给平台通常吨位达到万吨级,日常作业时会对其进行系泊锚固,直升机甲板不会有很大的纵横摇角度,直升机的起降环境相对比较安全,不需要增加额外的助降装置,但可以配置直升机防滑网以增加直升机摩擦力。

直升机起降时会出现能见度较低的情况,为确保安全,建议配置下滑和横摇指示装置,提供相对大地稳定的红黄绿三色光束和舰船横摇姿态动态灯光指示和帮助,为驾驶员提供可见的直升机正确下滑通道,以引导直升机按此下滑,安全前进。[5]

在直升机甲板上需要设置目视助降标志线,主要包括边界标志线、前极限位置标志线、着舰圈标志线和船舶中心线,为确保夜晚能执行起降作业还需要按照规范要求布置边界灯、进场指引灯、着舰圈灯、前极限灯、甲板平面照明灯、风向标等照明设施,在船舶上层建筑还需要布置母船标志灯和航空障碍灯,从而给予飞行员目视助航信息,确保直升机安全起降。

(四)直升机甲板安全设施

直升机甲板必须具备完善的消防灭火设施,采用泡沫灭火装置能很好地扑灭因直升机遇险燃油泄漏引发的火情。在直升机甲板附近配置固定式水成膜泡沫系统,泡沫容量要满足消防水力计算要求,并确保能喷洒到直升机甲板的任何地方,布置位置要确保在直升机失事时不被破坏。还需要额外配置移动式干粉和CO2灭火器,用于辅助灭火。

为给直升机起降提供良好的进场路线,直升机甲板布置在补给平台边缘位置,为防止人员活动时落水,需要在船舶临边位置安装收放式安全网设施,在直升机起降前应该放倒安全网,在人员进入直升机甲板区域时安全网应该升起。

在直升机临时停放时,为防止因为船舶的纵横摇导致直升机倾覆,还需要在直升机甲板上布置直升机系留锁扣,能使用系留锁具对直升机进行系留。

(五)直升机其他保障设施

在条件允许下可以提供更多的直升机保障措施,例如直升机燃油的存储和输送设备、启动和检修用电源设备、充气和吹洗用气瓶、冲洗用水等设施,还需要在补给平台的塔台中布置直升机舰面管理系统,以更好地调度直升机。

四、结论

为应对海洋补给平台的应急需求,使直升机更好地起降存放,按照各海洋救助力量的直升机机型,为直升机甲板设置合适的保障设施,可以更好地发挥直升机救助优势,确保海洋补给平台安全高效作业。

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