艦載機牽引方式及艦用飛機牽引車解析

王　志，洪　曼，劉學文

（北京金輪坤天特種機械有限公司，北京 100083）

艦載機牽引方式及艦用飛機牽引車解析

王志，洪曼，劉學文

（北京金輪坤天特種機械有限公司，北京 100083）

艦用牽引車是航母上艦載機調(diào)運所需的一類特種車輛，因其與艦載機之間的牽引方式不同，以及牽引車自身操作方式的差別，使得艦用牽引車存在多種不同的形式。通過對艦載機有桿牽引與無桿牽引 2種牽引方式的分析，引出艦用牽引車分類。分別論述有桿、無桿、隨行式、遙控式艦用牽引車的特點，并對國產(chǎn)艦用牽引車簡要說明。

艦載機調(diào)運；艦用牽引車；牽引方式；無桿牽引

0　引　言

艦載機擔負防空、反艦、襲岸、反潛、電子戰(zhàn)、預警偵察和空中指揮等多種作戰(zhàn)任務(wù)，是包含多種不同形式艦上起降飛機的集合與統(tǒng)稱，已成為航母作戰(zhàn)編隊攻防體系的核心［1］。艦載機的調(diào)運作業(yè)需要飛機牽引車配合完成，非起飛狀態(tài)的艦載機無論是在艦面甲板上移動，還是進出機庫都要依靠牽引車的牽引或頂推來實現(xiàn)。用于牽引艦載飛機的牽引車，工作在艦面甲板、機庫這種特殊環(huán)境，需應對種類不同飛機的調(diào)運作業(yè)；能在多種海況條件下，依靠自身能力，實現(xiàn)艦載機的可靠移動與準確停放［2］。正是這些非常規(guī)的使用環(huán)境、作業(yè)條件等因素的存在，造就出艦用牽引車與眾不同的特質(zhì)。

1　艦載機牽引方式解析

艦用牽引車按照與艦載機的作用關(guān)系，分為有桿牽引與無桿牽引兩類，前者通過牽引桿作用于艦載機，后者直接作用于艦載機。為了發(fā)揮各自優(yōu)勢，可同艦配備 2種牽引車使用。艦面甲板空間相對較大，且有桿牽引車便于牽引其他設(shè)備，艦面甲板上的艦載機多采用有桿牽引方式牽引。機庫里停放艦載機后的，可供牽引車和被牽引飛機調(diào)度的通道十分狹窄，要求牽引車小、盡量減小轉(zhuǎn)彎半徑以便于靈活行駛，用無桿牽引車移動飛機較方便［3-4］。由于飛機牽引要求的不同，艦載機的牽引方式主要有 3種形式。

1）傳統(tǒng)有桿牽引方式

有桿牽引是指通過牽引桿將牽引車與飛機聯(lián)系起來，牽引車的牽引與頂推作用都要通過牽引桿傳遞給飛機。通常是將牽引桿連接到具有導向功能的前起落架上，牽引車牽引時通過牽引桿傳遞牽引力，并通過牽引桿控制飛機行駛的方向。這類牽引方式最為普遍（見圖1（a））。

圖1　艦載機 3種牽引方式Fig. 1　Three tow handling modes of carrier-based aircrafts

2）主起落架有桿牽引方式

有的飛機由于前起落架載荷限制等原因，牽引車不能直接牽引前起落架，而必須由主起落架承擔牽引載荷。這類飛機在空間較大的陸地機場可采用三點牽引方式，但在空間有限的航母上不適合，轉(zhuǎn)而采用主起落架牽引代之。主起落架有桿牽引方式是通過牽引桿牽引艦載機主起落架，由于主起落架不具有導向功能，所以牽引時前起落架須有輔助導向。俄羅斯的艦載機牽引采用這種方式（見圖1（b））。

3）無牽引桿牽引方式

無牽引桿牽引簡稱無桿牽引，這種牽引方式完全改變了傳統(tǒng)有桿牽引的作用關(guān)系，不僅省去牽引桿，而且可利用飛機的一部分質(zhì)量來增加牽引車的附著力。其將牽引車、牽引桿、飛機依次連接作用的關(guān)系，轉(zhuǎn)變?yōu)闋恳嚺c飛機的直接作用關(guān)系。無桿牽引車自身帶有聯(lián)接、牽引飛機的專用機構(gòu)，一般稱為夾持舉升裝置。該裝置直接作用于前起落架，并將前輪扶持、抬起脫離地面（見圖1（c））。

上述牽引方式以及牽引車是針對輪式飛行器而言，而對于滑撬式直升機的牽引，還需在此基礎(chǔ)上再借助輔助裝置。

有桿牽引與無桿牽引 2種方式所對應的是兩類不同性質(zhì)的牽引車，有桿牽引車利用自身重量所能發(fā)揮的附著力作為移動飛機作用力的來源，與飛機連接、匹配的任務(wù)由牽引桿完成，這類牽引車結(jié)構(gòu)相對簡單。盡管各國艦載機使用的有桿牽引車樣式不同，但這類牽引車的結(jié)構(gòu)布置與動力裝置形式類似。無桿牽引方式對應的是無桿牽引車，無桿牽引車通過其自有的夾持舉升裝置來適應、連接不同機型的前起落架。因飛機前輪直接作用在無桿牽引車上，能夠利用飛機重量增加牽引車的附著力，無桿牽引車可因此減輕自身結(jié)構(gòu)重量，這對艦載設(shè)施意義重大。

艦用無桿牽引車結(jié)構(gòu)復雜、形式多樣。無特殊限定說明，無桿牽引車通常指帶有駕駛座位的乘行式車輛，這類牽引車的操控人員坐在車上完成各項操作［5］。雖然坐在車上操控比較符合車輛駕駛習慣，由于駕駛部分的存在又必然使車體變大。由于無桿牽引車需要進入機頭下側(cè)，這種形式的無桿牽引車牽引小型飛機則比較困難。而使用隨行式、遙控式 2種無桿牽引車，可以適宜小型飛機的牽引。隨行式、遙控式無桿牽引車的操控人員不在車上駕駛操作，又稱這類牽引車為牽引器。隨行式牽引車車體低矮，操作人員隨車行走，并通過操作牽引車上的手柄等裝置操控牽引車。遙控式無桿牽引車傳動操作為非接觸式，操作者遠離牽引車，通過有線遙控操作。

2　艦用有桿牽引車

有桿牽引方式對牽引車的要求較小，結(jié)構(gòu)相對簡單。艦載機使用的有桿牽引車與地面陸用飛機牽引車的形式類似，有的航母甚至直接借用陸用車輛來牽引艦載機。盡管艦用有桿牽引車的形式多樣，但專業(yè)艦用牽引車則具有其特征。艦用牽引車的設(shè)計必須服從所處環(huán)境下的使用要求，牽引車外形都呈低矮的扁平形狀，其低矮的車身有效地降低了重心高度，可保證在縱傾橫搖的環(huán)境下平穩(wěn)行駛，而且方便其在艦載機機翼下面通過［6，7］。牽引車前后均帶有牽引裝置，方便牽引與頂推作業(yè)。單人開放式駕駛臺設(shè)在車身中部左側(cè)，使駕駛員兼顧前后作業(yè)。圖示為俄羅斯艦用有桿牽引車（見圖2（a））、中國艦用有桿牽引車（見圖2（b））和美國艦用有桿牽引車（見圖2（c）），其設(shè)計思想基本一致。

艦用有桿牽引車主要工作是將艦載機精確移動到相應的作業(yè)位置，此外還要利用其牽引功能，幫助航母甲板工作人員在甲板上移動其他無動力輔助車輛，以及運送小型裝置與器具，盡可能實現(xiàn)一車多用。因此在設(shè)計之始就要充分考慮這些功能需求，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時加以實現(xiàn)。美軍的艦用無桿牽引車比較有代表性，該車設(shè)計上采用集成模塊方式，根據(jù)需要進行組合集成，實現(xiàn)一車多用或多功能。飛機牽引車可以獨立牽引、頂推作業(yè)，作業(yè)靈活。車體后部設(shè)計有掛接裝置，可以背負飛機啟動單元。啟動單元采用模塊設(shè)計，結(jié)構(gòu)尺寸與牽引車相匹配，掛接后既可保持原有的牽引功能，啟動單元又成為可移動設(shè)施。

圖2　三種艦載有桿牽引車Fig. 2　Three kinds of tow tractor in aircraft carrier

圖3　背負飛機啟動單元的牽引車與牽引車駕駛臺Fig. 3　Tow Tractor which mounted enclosure components and its driver platform

該車為柴油機驅(qū)動的四輪式車輛，行走采用液壓傳動，實現(xiàn)車輛的無級變速。前輪轉(zhuǎn)向、后輪驅(qū)動。車體前部為發(fā)動機艙，發(fā)動機艙后側(cè)靠左布置單人開放式駕駛臺，駕駛臺簡潔，儀表上部突出具有保護功能。操作裝置設(shè)計盡量降低高度，使其盡量在車體上平面以下。車體上側(cè)為平臺，并鋪有一層耐磨材料，用于放置運送的物品。

3　艦用無桿牽引車

無桿牽引車利用自身的夾持舉升裝置直接作用于飛機的前起落架，不再需要牽引桿連接飛機，同時也要求牽引車必須能夠進入飛機前部的下側(cè)［8］。對于艦載機而言，牽引作業(yè)時牽引車位于飛機前部機身下側(cè)，而不擠占機位面積，在機庫作業(yè)這是很大的優(yōu)勢。在將艦載機從機庫到甲板間的調(diào)運時，可以使牽引車與艦載機一起駛上升降機而無需解脫。無桿牽引車能有效減小整個飛機牽引作業(yè)機組的轉(zhuǎn)彎半徑，特別適合在空間有限的機庫作業(yè)［9］。

艦用無桿牽引車布置緊湊，結(jié)構(gòu)復雜。除具有牽引功能外，還具有對飛機前輪的操作功能，而且可以是自動實現(xiàn)。因此這種牽引車有 2個主要功能部分，其一是為完成牽引目的的行走部分，其二是為了操作飛機輪的夾持舉升部分。為了方便實現(xiàn)動力傳遞，都采用液壓驅(qū)動的方式。行走液壓驅(qū)動可方便實現(xiàn)前進與后退行駛的無級變速；夾持舉升裝置動作復雜、載荷大，液壓裝置能夠更好滿足該要求。這種牽引車在美軍航母的機庫中使用較多，也具有代表性。

艦用無桿牽引車是以柴油機為動力，整車為三點支撐式布置，總體布置緊湊。前輪為導向輪，在前部中間位置，位于后部兩側(cè)的兩后輪為驅(qū)動輪，夾持舉升裝置位于后部兩驅(qū)動輪之間。駕駛位置布置在車體前部的一側(cè)，座位位置可以調(diào)整。圖4所示為美國航母上使用的艦用無桿飛機牽引車，為前、中、后三段結(jié)構(gòu)，后部較低以便于接近飛機時增大安全距離，相對較高的中部為箱型結(jié)構(gòu)，其中放置發(fā)動機、液壓油箱、燃油箱等裝置，上側(cè)平臺可放置系留鎖具、飛機輪擋等小件物品。后部為駕駛操作部分，簡潔的駕駛座位懸吊在車體前部的左側(cè)，駕駛員可以面對飛機正向坐，亦可側(cè)坐面對操作手柄及開關(guān)。儀表盤直接安裝靠近座椅處的左前側(cè)的車體上，而操作手柄與開關(guān)主要集中在前側(cè)中部，位于導向輪上部的車體上。為便于側(cè)面座位上的人員操作，以萬向操縱手柄取代方向盤操控方向，夾持舉升動作的控制由位于手柄上側(cè)面板上的開關(guān)控制。

圖4　美軍航母上無桿牽引車的夾持舉升裝置及其操作臺［10］Fig. 4　The handling device and driver platform of towbarless tractor in USA carrier

4　隨行式艦用牽引車

隨行式牽引車也稱步行式牽引車，是因操作人員在操作牽引車時的狀態(tài)而得名。因省略了乘坐與駕駛相關(guān)的裝置與結(jié)構(gòu)，使車體結(jié)構(gòu)更加緊湊、小巧，運動更為靈活，便于在艦船環(huán)境下使用。隨行式牽引車由操縱桿與牽引車體兩部分構(gòu)成，車體前端縱向安裝一根操縱桿，操縱桿的一端通過車體前端的立軸與轉(zhuǎn)向輪直接相連，牽引車的轉(zhuǎn)向由操縱桿控制，扳動操縱桿即可控制前輪轉(zhuǎn)向，操作人員直接用操縱桿實現(xiàn)人力轉(zhuǎn)向。另一端是手把和控制盒，手把和控制盒集中了牽引車的主要操縱裝置。操作人員通過操縱桿操控牽引車實現(xiàn)各種作業(yè)，牽引車的前進、后退及速度控制通過控制操縱桿端部的手把實現(xiàn)。

牽引車體一般為三點支撐結(jié)構(gòu)，其中與操縱桿相連的前輪為導向輪，布置在車體前部的中間，2個后輪為驅(qū)動輪，在車體后部的兩側(cè)分置安裝，中間容納夾持舉升裝置。這類牽引車實現(xiàn)夾持舉升作業(yè)的裝置形式不一，掛接方式不同。有液壓驅(qū)動直接將機輪抱起、提升，也有人工輔助裝載。隨行式牽引車作業(yè)時操作者面對飛機，通過操縱桿控制牽引車體進入機頭下側(cè)，夾持舉升裝置對準前起落架，然后將機輪置于夾持舉升裝置的掌控中。頂推時操作人員仍是面對飛機，在牽引時操作人員可與飛機同向行走，操作人員通過扳動操縱桿控制行駛方向。圖5（a） 所示為用于航母上的一種隨行式牽引器在作業(yè)。

隨行式牽引車形式較多，不僅夾持舉升裝置形式各異，動力也有內(nèi)燃機和電動不同形式，但都是前輪人力操縱的三點支撐結(jié)構(gòu)。對小型飛機的適應性較高，陸地機場多用于牽引質(zhì)量相對較小的飛機。圖5（b）所示為航展上出現(xiàn)的國產(chǎn)隨行式牽引車，該車 2個前轉(zhuǎn)向輪平行安裝在前轉(zhuǎn)向輪立軸上，扳動操縱桿即可控制前輪轉(zhuǎn)向。左右兩后輪各安裝有輪邊馬達，發(fā)動機通過液壓泵將動力傳遞給馬達實現(xiàn)行走驅(qū)動。

圖5　隨行式飛機牽引車Fig. 5　Carrier-based tractor in walking operation

5　遙控艦用牽引車

遙控牽引車的自動化程度較高，操作人員與牽引車不直接接觸，通過遙控裝置進行操控。牽引車在與飛機對接及操作飛機時，裝置與機構(gòu)的各種動作都是自動完成，無需人工輔助，這類牽引車也出現(xiàn)在不同的艦載機牽引場合。遙控牽引器的牽引車體與控制裝置分置，所有控制器和指示器都集中在遙控裝置上，遙控裝置一般通過電纜連接到車體上。由于是遙控，操作者可以在最安全的位置觀察艦載機和牽引車，遠程控制牽引車的定位以及與艦載機的連接和脫離。

遙控艦載牽引車一般為低剖面四輪結(jié)構(gòu)，同樣由行走與作業(yè)兩大部分構(gòu)成。這類牽引車行走裝置以四輪結(jié)構(gòu)布置，行走驅(qū)動形式相近。其中靠近夾持裝置的 2個輪為驅(qū)動輪，另外 2個輪為隨動萬向輪。通常的驅(qū)動電動機內(nèi)置于鐵質(zhì)輪轂里，輪轂帶動聚胺酯或橡膠輪胎轉(zhuǎn)動。2個行走驅(qū)動輪采用電機獨立驅(qū)動方式，通過控制電機的速度實現(xiàn)差速轉(zhuǎn)向，牽引車的行走驅(qū)動、轉(zhuǎn)向?qū)崿F(xiàn)均通過控制兩電機實現(xiàn)。

這類牽引車普遍的特點是車體高度低、凸顯扁平式結(jié)構(gòu)。因此能夠方便地在艦載機下面穿行，可以從任意方向接近艦載機機輪，更加靈活方便。牽引車車體上頂面設(shè)計為平臺，可以載運物品。其低矮的車身及平坦的頂面，便于擴展使用功能，有的遙控牽引車加裝附件后，可用作滑撬式直升機牽引車。

圖6　遙控艦用飛機牽引車Fig. 6　Carrier-based tractor by remote control.

6　“遼寧”艦艦載機牽引車

隨著“遼寧”艦的下水和艦載機的著艦成功，“遼寧”艦上的艦載機牽引車也走進人們的視野，2種牽引車以全新的姿態(tài)展示給人們，各自以不同的方式完成飛機在艦面與機庫的調(diào)運作業(yè)。

艦用無桿牽引車為乘坐式牽引車，整車為三點支撐式布置，駕駛座位在前部靠左側(cè)，后輪位于后部兩側(cè)，夾持舉升裝置位于后部兩輪之間。車身低矮，整車全部進入艦載機下側(cè)操作飛機。駕駛員在座位面向飛機操控牽引車頂推艦載機。牽引車采用獨特的夾持舉升裝置將艦載機的前輪夾持并置于裝置之上，方便地將艦載機由機庫頂推到升降平臺上。

圖7　“遼寧”艦上的艦用牽引車Fig. 7　The domestic carrier-based tractors

艦面甲板使用的艦用有桿牽引車，采用四輪式行走裝置，車體呈扁平長方體形。車體的前后均安裝有牽引裝置用于掛接牽引桿，方便艦載機的頂推與牽引。牽引車左側(cè)中部布置駕駛臺，駕駛操作人員在座位上可方便觀察前后情況。

我國艦用車輛的發(fā)展只是近年來的事情，仍處于探索起步階段，但已形成一新的領(lǐng)域。經(jīng)虛心學習、努力趕超，我國艦載機使用的艦用牽引車取得一定的進展。“遼寧”艦艦用牽引車已擔當重任，國產(chǎn)艦用牽引車已初步形成自己獨有的風格。

7　結(jié)　語

艦用牽引車不但具有普通陸基牽引車的各種作業(yè)功能，還要適應高溫、高濕、高鹽霧、霉菌以及海水侵淋等嚴酷的海洋環(huán)境，需具有電磁兼容、抗輻射、抗毀壞的生存能力。艦用牽引車已不是單純具有牽引功能的車輛概念，而是艦載機調(diào)運系統(tǒng)中不可缺省的艦用設(shè)備。艦用牽引車是普通牽引車的借鑒與實際使用需求的交互結(jié)果，艦載牽引車的應用與發(fā)展，有已往經(jīng)驗傳承的影響、更有現(xiàn)代技術(shù)的融入。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，必然出現(xiàn)更優(yōu)秀的艦用牽引車服役于航母之上。

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Analysis of handling mode for towing aircrafts and carrier-based tractors in carrier

WANG Zhi， HONG Man， Liu Xue-wen
（Beijing Gold-wheel Special Machine Co.Ltd.， Beijing 100083， China）

Carrier-based tractor is a special vehicle for dispatching carrier-based aircrafts in carrier. There are many tractors in various forms since the difference in tow handling mode and operation method of tractors. The classification of carrier-based tractor is presented on the basis of the analysis about tow handling mode of towed by tow bar or towbarless. The characteristics of each kind of tractor are summarized such as tow tractor， towbarless tractor， tractor in walking operation， tractor by remote control. The domestic carrier-based tractors are illustrated briefly.

aircraft dispatching；carrier-based tractor；handling mode；towbarless

V271.4+92

A

1672-7619（2016）09-0140-05

10.3404/j.issn.1672-7619.2016.09.029

2016-03-15；

2016-04-27

王志（1963-），男，研究員，研究方向為飛機地面保障設(shè)備及艦載車輛。