微观航母之“辽宁”舰的牵引挂弹与消防
◎“辽宁”舰的保障车辆中,有杆式牵引车早早就在镜头中露面了,而图中粉色的系留索在“辽宁”舰早期的报道中备受关注
◎ 右图是“辽宁”舰上歼-15的专属牵引杆,左图是歼-15牵引调运过程中机头空速管正准备折叠收起航母上的航空保障车辆包括牵引车、电源车、挂弹车、起重叉车、消防车和清扫车等,它们的用途和功能与岸基飞机所用的保障车辆大体相似。只不过航母飞行甲板和机库里的作业空间狭窄,再加上海况多变,使作业环境更加复杂,对这些保障车辆也有着更高的要求。这些车辆要求外形必须紧凑、保持最小的外廓尺寸,重心要低,转向半径要小,作业机动灵活,即便在纵倾横摇的海上环境仍有稳定的行驶性和停放性。同时,这些保障车辆还要满足舰载设备的防护防爆性能、电磁兼容性能和抵抗盐雾侵蚀能力等多方面指标以及各项安全规范的特殊要求,具有必要的性能冗余度,可靠性、可使用性和可维修性都要好。另外,还要尽量做到车辆的动力燃料和电源制式与其它舰载设备兼容,尽可能以少的车型和装备数量来满足尽可能多的保障作业和勤务要求,关键零配件能做到互换通用,应急情况下不同车辆具有互相变通和代偿的能力。
有杆式牵引车和无杆式牵引车
飞机牵引车是航母上重要的辅助作业设备,主要用于牵引舰载机在飞行甲板、着舰区、停放区、起飞线、机库等范围内的调运移动。该车既能牵引,又能顶推,可帮助航母甲板工作人员将舰载机精确移动到相应的作业位置。飞机牵引车,在民航、岸基航空兵中都能看到,只不过由于作业环境的巨大差异,舰载的飞机牵引车在使用环境上要比岸上的机场更为严酷些。比如,航母航行中飞行甲板和机库内牵引车的作业面坡度就会比岸基机场的大得多且时刻变化着,那么这就要求舰载的飞机牵引车在牵引力和制动力上都应该比牵引同等重量岸基飞机的岸基牵引车要大,必须有更大的牵引力才能保证控制舰载机按照预定路径稳定地移动并准确地制动就位。另外,为了能在舰载机机头、翼下穿行,牵引车的外形设计要低矮扁平、重心低。
牵引车在牵引或顶推舰载机时,需要使用一根牵引杆,所以这也就是我们通常所说的有杆牵引车。有杆牵引车的发动机舱、传动舱分属车体的前后两端,车身中部左侧是单人开放式驾驶室。动力上应该也是柴油发动机配液压传动,可在给定的范围内自动调节牵引速度,实现车辆的无级变速,大大简化了驾驶员的操作,更可有效降低牵引车的惯性力,牵引车在突然过载或停车时,也不会发生大的冲击,避免对所牵引舰载机的损伤。
相对于有杆式牵引车,当歼-15调运到飞行甲板下的机库里,负责牵引作业的则是无杆式牵引车。无杆式牵引车在牵引或顶推舰载机时不需要牵引杆,车体直接与飞机前起落架连接。细节上来看就是,无杆式牵引车的车体前部凹进去一块,凹陷部位设置有采用液压缸作动的夹持提升装置,用于跟舰载机前起落架的轮轴相连接。◎“辽宁”舰舰岛下面三角停机区的牵引调运作业,这个角度可看到“红框区”的弹药升降机
◎“辽宁”舰上的有杆式牵引车和无杆式牵引车的驾驶位对比,可见尺寸更小的无杆式的驾驶座位直接悬吊在车体后部。另外,歼-15在有杆式牵引调运中可看到上文所说的空速管向上折叠收起这个细节
◎ 左上图是美国海军航母上的A/S32A-32A无杆式飞机牵引车。右上图是“辽宁”舰上无杆牵引车的夹持提升装置特写。下图中可见牵引车的铭牌显示是“金轮”,这是国内飞机牵引车的重要厂商
◎ 俯瞰“辽宁”舰的舷侧升降机,其搜救直升机正在升降转运中由于不需要使用牵引杆,无杆式牵引车可以最大限度地缩短与舰载机前轮之间的距离,也就相当于给舰载机的前轮加上了动力,有效减小了牵引车拖带飞机时的转弯半径,甚至能实现零半径回转,能够在空间有限的机库、升降机上运作自如。在机位极为拥挤、通道十分狭窄的航母机库中,采用无杆牵引的牵引车能够在飞机机身下作业而不另外挤占机位面积,可以方便地牵引着飞机一起驶上舷侧升降机,并在无需解脱飞机的情况下将飞机从机库和甲板间升降转移,并将飞机快速、准确地移动停放到所需位置。
不过,参考美国海军航母上的牵引车使用情况来看,无杆式牵引车的牵引速度相对较低,而且牵引作业时与舰载机连接的夹持提升装置与机轮轴心之间的对位精度要求高,因此整体的作业效率快不了,并不适应航母飞行甲板上高密度快节奏的调运作业要求。所以,这种无杆式牵引车主要是在机库与甲板间通过升降机转运时以及从升降机到加油挂弹战位之间的较短距离内使用。
航空保障部门的弹药转运车
以美国海军航母来看舰载机的挂弹作业,除了新近下水的“福特”号上采用了电动挂弹车外,在现役的“尼米兹”级航母上,舰载机的挂弹作业还是以人力为主,或者个别弹药的弹头部分可以旋接上撬棍来便于人员对弹药举升。除此之外的辅助挂弹机械只有“炸弹起重机”,它是以飞机机翼、机身或发射架为承力,通过绞盘和滑轮用吊索来提升外挂物(如导弹、炸弹、火箭弹发射巢和各种吊舱等)。它装有由手动或小型动力装置驱动的绞盘装置,缠绕在起重绞盘上的钢丝绳通过滑轮引出,吊具兜住外挂物向上提升,最后靠手工推拉调节外挂物的位置。这种手动绞盘提升装置简单轻巧,自重只有十几千克,提升能力却可达5千牛,在美国海军航母上使用了几十年了,但前提是舰载机结构或武器挂架上要预设有标准化承力挂点。
通过此前“辽宁”舰的士官长和各部门舰员的系列报道来看,“辽宁”舰上对舰载机的挂弹作业除了纯人力外,也有“弹药转运车”来辅助完成。弹药转运车,虽然名字上的重点是“转运”,但该车的结构上还有“顶升装置”(车体铭牌上可见“悬臂”字样),这也意味着该弹药转运车还有挂弹的用途。
承载外挂物的托弹盘设在弹药转运车上的悬臂式升降臂的上端,基本可以肯定也是通过液压缸来驱动升降和回转等动作。由于托弹盘像一只机械手,是伸到车架以外的,所以弹药转运车的车体就容易避开舰载机的构件,能完成的最低挂弹高度只受托弹盘及其附件自身高度限制,只要通过升降臂杠杆比例的放大,就可以将托弹盘举得较高,对舰载机机翼下高、低位的挂弹都能很好的适应。国内外现役的挂弹车基本都是这种升降臂式的结构。◎ 尽可能缩短舰载机的再次出动间隔时间就可增加航母的战斗力。而舰载机的挂弹作业,不论是工作量还是所需作业人员,在整个舰面保障作业中都占有不小的比例。但目前舰载机的挂弹作业还是多以人力为主
◎ 此前“辽宁”舰的系列报道中,航空保障部门辅助挂弹班班长张立军正在驾驶弹药转运车(上二图),以及机载弹药中队士官长李东兵正在驾驶弹药转运车,和在机库内为舰员讲解弹药顶升装置
◎ 除了纯人力外,美国航母上能使用的挂弹辅助机械,只有这种“炸弹起重机”绞盘提升装置
◎“辽宁”舰舰岛下方三角停机区,可见弹药转运车、有杆式牵引车和消防车
◎ 弹药保障部门的作业,可见弹药转运车低矮的外形 ,对歼-15机腹处的低位挂架也有很好的适应性,另外还能看到弹药保障人员手中遥控悬臂升降的操纵手柄虽然弹药转运车的挂弹功能看着与舰上的叉车等起重升降平台差不多,但天壤之别不仅是弹药转运车设置了专用的托弹盘,而且对起重功能有更精准精细的要求。舰载机本身和大多数外挂物都属于精密昂贵的“薄皮大馅”,挂弹操作时必须避免两者发生任何方向的碰撞和冲击,而外挂物与舰载机翼下挂架之间的接口对位精度又必须是以毫米来计,所以就要求弹药转运车不仅能轻拿轻放、运动平稳,还应具有精准调节外挂物的空间位置和精确对接的能力,这就对液压驱动的运动机构以及操控装置提出了很高的要求,而这正是升降臂式挂弹车研制上的技术难点。
相对于岸基航空兵所用的挂弹车,“辽宁”舰上的弹药转运车为适应舰上狭小、低矮的作业环境尺寸更迷你。加之,目前所需要适配的机型和外挂物类型并不多,所以弹药转运车的转运和提升能力并不需要太强,也不用太考虑兼容通用。至于动力上,尚不确定是柴油机还是蓄电池电机驱动。而为了便于作业人员在操作时观察悬臂和托弹盘的各个动作,这型弹药转运车还设有电缆连接的操纵盘来操控悬臂的升降。
消防车和舰上的消防设施
航母不仅是座几千人生活的海上城市,也是满载着弹药燃料的“危险品船”。舰上消防安全人人有责,损管训练每周进行。和我们的日常消防一样,航母的消防作业也按照可燃物类型和相应的扑灭方法分为4类。A类是固体易燃品燃烧引发的火灾,B类是舰上非常多见的燃油、油漆等石化衍生品和其它易燃的挥发性液体引发的火灾,C类是由舰上电气设备设施引起的火灾,D类火灾是指由镁、铝镁合金等易燃金属引发的火灾。就舰载机而言,机体内外都装着挂着加速火势燃烧蔓延的可燃物爆炸物,包括燃料、油类、氧气瓶、防冻液、A类易燃物、过热的蓄电池、挂载的武器弹药、红外干扰弹等。所以在美国航母上、我国海军“辽宁”舰上,当舰载机进行航空保障和起降作业时,都能看到另一种保障车辆——消防车。
航母上的消防车,主要灭火的对象是飞行甲板上的舰载机,预防及扑救甲板上的舰载机燃油泄漏、弹药意外“走火”或者发动机故障,以及舰载机战损或在起飞降落时发生事故引发的火灾,同时对舰载机乘员予以第一时间的救援。由于航母的飞行甲板上都设置有完备的消防损管系统,所以航母上的消防车并不是主力灭火装备,只需要能在第一时间压制住火势、阻止火情蔓延,为后续灭火行动赢得时间即可。这种“先导消防车”的工作性质和舰上的作业环境,也决定了航母上的消防车不是我们日常看到的消防车(机场消防车)那样,而是和航母上的牵引车等保障车辆一样,是小巧的“方盒子”状。航母上的消防车只需要具备较好的机动性、备有一定数量的灭火剂即可,更多的是负责日常火灾的预防,在舰载机挂弹、加注燃油、起飞、降落、发动机开车时,航母消防车都要在旁边戒备,以便随时扑灭可能发生的意外火情。
“辽宁”舰上的消防车,车体布局从功能上分为前、中、后三部分。前部为乘员席,左边驾驶员,右边为操作员,负责操纵车体前部安装的主水炮系统。车体中部为灭火舱,布置有水箱和消防水管,内部是水和水合成泡沫灭火剂(AFFF)浓缩液,二者经过混合加压后,从车头部位的主水炮或消防员手持的消防软管喷出进行灭火。另外,车体右侧、操作员身后还有3个手提式钢瓶灭火器,每辆航母消防车上的灭火材料都足以在后续灭火装备和航母损管人员到来之前控制住火势。车体的后部是动力舱,柴油发动机除了驱动车辆外,还负责向消防系统的压力装置提供动力。
舰上的消防作业,人员穿戴防护服是主要的也是必需的安全措施。除了常规的防火服外,照片中最“显眼”的是银白色防护服(一般称为“消防隔热服”),由仿铝纤维织物制成,对辐射热具有很高的反射率,耐高温,保护消防人员、事故救援人员接近热源时不会被酷热、火焰、蒸气的高温灼伤。防护服一般都是近似连体式的,由裤子、外套、手套、防护头盔或兜帽,以及过膝的靴子的尖部和底部都经过特殊安全处理的长靴等组成。损管队员除了穿着防火服外,还头戴呼吸面罩,这也是重要的防护护具。
◎ 美国海军航母上的消防演练,确定类型是关键性的第一步,图中的“B”表示这是由燃油等易燃液体引发的火灾
◎“辽宁”舰舰艏起飞区,可见在甲板舷侧边缘处有红色涂装的水炮。综合来看,似乎在舰岛下层位置处也设置了消防水炮
◎“辽宁”舰上的消防车和安全部门消防中队身着的两种防护服。右图防护服的上臂、小腿和躯干的胸腰部有强反光带,勾勒出了消防员的身体轮廓,以利于在夜暗或浓烟环境中能看到他们
◎ 安全部门消防中队也是舰载机事故中第一时间的救援力量,这是一项专业性很强的工作,所以需要定期举行应急消防演练
◎“辽宁”舰的报道中,机电部门舱段中队油料区队长章白胜正在检查指导损管队员穿着防火服,机电部门舱段中队损管区队长黄爱建正在检查泡沫灭火系统
◎ 美国航母飞行甲板的AFFF自动消防系统,以便突发火情时能及时控制和扑灭大火。另外,这也是舰上重要的“三防”洗消设备
◎“辽宁”舰和美国航母上身着全套防护服的消防员手拿手提式钢瓶灭火器进行演练
◎“辽宁”舰上的消防车上可见“海盾”铭牌。右图是舰岛下方配备的消防器材,该区域是停机区也是挂弹作业区之一,也是甲板上最危险的区域之一“辽宁”舰上的消防设施除了消防车外,在新闻报道中还出现了“泡沫灭火系统”,也就是AFFF水成膜泡沫灭火剂。AFFF水成膜泡沫灭火剂主要由合成碳氟化合物表面活性剂物质组成,在美国航母上使用的AFFF灭火剂是6%的浓度,配比为6份浓缩剂加94份水,使用时性能最佳。AFFF水成膜灭火剂本身是无毒可生物降解的,也没有腐蚀作用,但当与水按一定比例混合的AFFF预混合溶液就有一定腐蚀性了。AFFF水成膜泡沫灭火剂用于易燃液体火灾灭火时,主要是通过AFFF泡沫快速覆盖燃烧物、易燃液体,有效阻止氧气与可燃物的接触,阻止可燃液体蒸汽的外溢扩散。同时,泡沫中的水又具有冷却作用。航母在飞行甲板、机库甲板顶部及部分重要舱室内都设有AFFF消防喷淋系统(AFFF消防站),以便突发火情时能及时控制和扑灭大火。
另外,综合媒体报道来看,“辽宁”舰上还使用了最新的“固泡沫灭火装置”。据介绍,相对于喷射出含水量大的“湿泡沫”,不含流动态水的“固泡沫”,泡沫不易碎,能牢牢粘附在火体上,将火“粘死”、“压死”,“固泡沫”能直接穿透火焰,射入火焰的根部和“心脏”部分,从三维方向粘压火苗,使灭火效率提高10倍,用水量只有1/10,灭后没有水渍污染。
在舰上扑灭油火时还需要AFFF水成膜泡沫灭火剂与“哈龙”灭火剂配合使用。“哈龙”(Halogenated Hydrocarbon)即非环型饱和烃类化合物的音译名,化学名称为卤代烷,是一种卤代烃。“哈龙”灭火剂,不仅灭火效率高,清洁、使用安全,而且可应对多种类型的火灾。“哈龙”1301灭火剂超过以往任何一种“哈龙”灭火剂,使用时对人体的安全性也是最高的。“哈龙”1211和1301作为灭火剂都是较为理想的,不过因为卤代烷的“哈龙”对地球的臭氧层有破坏作用,所以在应用上已逐步被替代。对于水面舰艇而言,海水是用之不尽的非常有效的灭火资源,但没有混入泡沫剂或表面活性剂的海水,只能用于直接扑灭A类火灾,在扑灭燃油引发的火灾时一般不会使用。在舰上消防中,海水更多是作为冷却剂,用作水雾和窄角射流,喷射到起火部位或设备上,喷向充满烟雾的空间或区域可起到降温的作用,保护消防人员免受高温的伤害。
当然,航母上更少不了二氧化碳灭火器(虽然目前公开的“辽宁”舰画面中没有曝光),可用于航母上的B类和C类火灾的灭火,可有效控制各类小火情,包括燃油、汽油、油漆和其它杂物的燃烧。二氧化碳作为一种干性非腐蚀的惰性气体,比空气重约1.5倍,喷射后的二氧化碳下沉并覆盖燃烧物,有效稀释和切断支撑燃烧的氧气与火源的接触进而达到灭火目的。二氧化碳不管是气态还是固态,都是非导电体,可安全用于扑灭由电气设备引起的火灾。只不过与其它灭火剂相比,二氧化碳的冷却能力有限,不能将可燃物的温度降低到燃点以下,复燃的可能性较高。还有,某些物质在燃烧后会产生供继续燃烧所需的氧气,或者化学性质活泼可与二氧化碳发生化学反应的镁、锂、钛等金属引起的火灾,就不能用二氧化碳作灭火剂了。
另外,对于B类易燃液体火灾的灭火,在美国航母上还有PKP(碳酸氢钾,紫色K粉)灭火剂的使用。作为一种化学干剂型灭火剂,PKP与燃烧物接触后,通过阻断燃烧链来达到灭火的目的。不过PKP灭火剂是有一定腐蚀性的,因此避免用于电气设备所引发的火灾。对于D类可燃金属引发的火情,PKP灭火剂也是无效的,加之灭火效果并不是很彻底,大量使用后分解物和反应物会对人员造成短暂的呼吸困难,所以,PKP要与上述的其它种类的灭火剂配合使用。
[编辑/山 水]
《兵器知识》2017年3月第3期 目录
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