航空地面保障裝備模塊化設(shè)計(jì)探析

楚至濮

（中國飛行試驗(yàn)研究院，西安 710089）

0 引言

大型的機(jī)動(dòng)專場往往對航空地面保障體系的要求非常高，不僅在體積和質(zhì)量方面有所要求，還要求具有一定的可靠性。目前的航空體系保障設(shè)備主要是按照機(jī)動(dòng)專場場地的大小來設(shè)計(jì)的，由于技術(shù)條件上存在一定的限制，因此保障體系往往存在一定的機(jī)動(dòng)性差，嚴(yán)重影響了航空地面保障裝備設(shè)備的效率。因此，就需要將裝備劃分成各種功能模塊，然后將這些模塊進(jìn)行組合，發(fā)揮這些模塊不同的功能。

1 航空地面保障設(shè)備模塊化簡析

國外在航空地面保障裝備模塊化設(shè)計(jì)方面起步的非常早，美國在20世紀(jì)剛開始的時(shí)候就已經(jīng)對模塊化保障有了一個(gè)系統(tǒng)的了解。關(guān)于模塊設(shè)計(jì)方面早就出現(xiàn)了相應(yīng)的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)能夠較強(qiáng)的提高地面保障能力。可以將保障設(shè)備按照功能劃分成各種模塊，使用的時(shí)候只需按照需要配置模塊就可以起到保障作用，這種方法有效增強(qiáng)了保障性。

2 模塊化設(shè)計(jì)理念和劃分

2.1 模塊化設(shè)計(jì)理念

所謂的模塊化也就是需要對產(chǎn)品進(jìn)行分解的一個(gè)過程，模塊的劃分是需要遵循一定原則的，不能隨意進(jìn)行劃分，需要結(jié)合產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以及工作原理來進(jìn)行劃分，模塊化的設(shè)計(jì)理念以實(shí)現(xiàn)多功能為主要原則，盡量讓組成的單元減少，使其功能全面，構(gòu)造上相對簡單化[1]。因此，航空地面保障裝備裝備在進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)的時(shí)候需要遵循相關(guān)理念，設(shè)計(jì)時(shí)要嚴(yán)格保證模塊功能和結(jié)構(gòu)能夠保持完整和獨(dú)立，接口處的設(shè)計(jì)一定要格外注意，保證連接和分離能夠方便。不但要讓模塊互相之間形成弱耦合關(guān)系，還要讓模塊內(nèi)部的各個(gè)部分之間要形成強(qiáng)耦合關(guān)系。充分把握分解的粒度，要注重典型部件的設(shè)計(jì)。

2.2 模塊劃分

航空地面保障裝備在進(jìn)行模塊劃分的時(shí)候主要根據(jù)根據(jù)其功能和特點(diǎn)來進(jìn)行劃分，組成部件主要有汽車底盤和上裝部分，底盤也就是機(jī)動(dòng)機(jī)平臺，上裝部分也就是給飛機(jī)提供相關(guān)保障的裝置，可以為動(dòng)力系統(tǒng)和功能系統(tǒng)提供全面保障，提供保障部分主要是靠這個(gè)部分來發(fā)揮功能。當(dāng)多種保障同時(shí)進(jìn)行的時(shí)候，能夠?qū)⒏鱾€(gè)模塊組合在一起，這種狀況下會使用同一個(gè)動(dòng)力源，因此，功率方面一定要符合其他各個(gè)功能的功率，這種保障結(jié)構(gòu)就屬于多功能保障結(jié)構(gòu)，具體保障如下圖所示。

圖1 多功能模塊保障重組結(jié)構(gòu)圖

3 模塊化的設(shè)計(jì)方法與組合方式

3.1 模塊化設(shè)計(jì)方法

依據(jù)模塊劃分的具體狀況，模塊化航空地面保障組成結(jié)構(gòu)分為多方面，其中最重要的是底盤，剩下兩大模塊分別是通用和功能模塊，這兩模塊在結(jié)構(gòu)上屬于方艙結(jié)構(gòu)，其中包括很多細(xì)小的模塊，除過這些模塊之外，還包括控制系統(tǒng)和輸出電纜等多種裝置，這些裝置發(fā)揮著輔助的作用。底盤上采用的自行拖車結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)一般適用于短距離狀態(tài)下，可以承載三個(gè)模塊，讓模塊之間快速進(jìn)行組裝和分離。模塊在組合過程中都會按照飛機(jī)的具體需求來進(jìn)行組合，模塊的控制一般都由控制系統(tǒng)來控制。選擇底盤的時(shí)候，要按照統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行選擇，最好能夠采用拖車底盤，凹槽的寬度最好把握在150mm，并能夠在前后各安裝一個(gè)，這個(gè)凹槽的作用主要是用來放置各種電纜和軟管等物件[2]。對功能模塊進(jìn)行控制的時(shí)候要使用標(biāo)準(zhǔn)角件來進(jìn)行，驅(qū)動(dòng)的選擇上采用電機(jī)組合驅(qū)動(dòng)并配上蓄電池，這種規(guī)模下行進(jìn)速度可以保持在6km/h，配置的時(shí)候還可以選擇緩沖和吊裝等多種裝置來輔助運(yùn)行，這樣使用和運(yùn)輸過程會變得非常方便。將操作界面設(shè)置在模塊外部，并安裝電源的輸入和輸出接口，在頂部設(shè)置一個(gè)吊裝設(shè)置，底部設(shè)置2道凹槽，讓其和底盤保持對應(yīng)。對伴隨機(jī)動(dòng)進(jìn)行保障的時(shí)候，自行式底盤上放置三大功能模塊，設(shè)置成自行式的保障設(shè)備，這樣可以讓三大模塊功能能夠在根據(jù)保障設(shè)備的需求進(jìn)行自由組合。

3.2 模塊組合方式

對模塊進(jìn)行組合的時(shí)候可以采用兩種方式，一種是運(yùn)用系統(tǒng)柴油機(jī)組，另外一種是采用機(jī)場電源。如果采用系統(tǒng)柴油機(jī)，拖車底盤的承載量非常大，可以承載兩個(gè)功能模塊外加一個(gè)機(jī)組模塊，這種組合比較自由，不用考慮市電的限制，機(jī)動(dòng)的靈活度也非常高，適合應(yīng)用于機(jī)動(dòng)性比較強(qiáng)的設(shè)備當(dāng)中。如果采用的是機(jī)場電源，拖車底盤可以承載三個(gè)功能模塊，這種組合方式具有多種保障功能，具有較強(qiáng)的綜合保障能力也不用擔(dān)心因?yàn)楹０巫尣焦β噬鲜艿接绊?，保障的時(shí)間也比較長久，很適合高原氣候的保障，對于一些強(qiáng)度比較大的飛行也具備很強(qiáng)的保障能力。

柴油機(jī)組的基本裝備包括了6個(gè)基本裝備，各個(gè)模塊之間以及內(nèi)部構(gòu)件之間都可以互相進(jìn)行組合，模塊的組合一般分為多種類型，一般都會按照任務(wù)的需求來進(jìn)行組合，這種組合方式下會出現(xiàn)各種模塊類型。還可以將相同類型的模塊進(jìn)行組合，這樣可以讓組合出來的物件具有更高更強(qiáng)的作戰(zhàn)性能，讓整個(gè)裝備向標(biāo)準(zhǔn)化邁進(jìn)。比如說，將兩個(gè)空調(diào)模塊組合在一起，這樣可以讓保障系數(shù)提高，能夠?yàn)樘胤N飛機(jī)提供安全保障。

4 航空地面保障裝備模塊化保障形式

4.1 飛行保障

進(jìn)行飛行保障的時(shí)候，要將保障機(jī)型進(jìn)行固定，合理把握保障強(qiáng)度。對模塊進(jìn)行組合和裁剪的時(shí)候，要按照飛行的保障預(yù)案有針對性的來進(jìn)行設(shè)計(jì)。組合模塊的時(shí)候要提前了解保障強(qiáng)度，在拖車底盤上組合各種不相同的模塊，對于一些保障系數(shù)比較高超的模塊可以多進(jìn)行裝載，同樣的，對于保障系數(shù)比較低下的模塊可以少裝載一些。比如說，對特種飛機(jī)用電進(jìn)行保障的時(shí)候，可以運(yùn)用1個(gè)動(dòng)力模塊以及2個(gè)電源模塊，這樣可以組裝成一個(gè)具有雙電源的拖車。對飛機(jī)液壓系統(tǒng)進(jìn)行保障的時(shí)候，可以同樣運(yùn)用適當(dāng)?shù)哪K組合組裝成一個(gè)電源液壓拖車。對運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行保障的時(shí)候，可以運(yùn)用兩個(gè)空調(diào)模塊，并將二者組裝在一起，這種狀況下特種飛機(jī)的流量消耗也可以得到滿足[3]。對機(jī)棚進(jìn)行保障的時(shí)候，模塊的動(dòng)力可以運(yùn)用市電來提供，這樣可以省略機(jī)組模塊環(huán)節(jié)，這樣還可以有效降低噪音，從而讓發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)組避免污染的發(fā)生。

4.2 機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn)場保障

對模塊保障裝備進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，采用的方法種類比較多，這些方法的運(yùn)用能夠有效實(shí)現(xiàn)底盤與模塊之間的分離和組裝。對機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn)場展開保障的時(shí)候，不需要運(yùn)輸大量的保障裝備，只需要將能夠用到的模塊進(jìn)行組合就可以，因?yàn)槟K和底盤都可以進(jìn)行空運(yùn)，整個(gè)拖車也可以空運(yùn)，這樣會讓整個(gè)保障安全系數(shù)增高，還省去了不少的麻煩。這種保障裝備還可以在野外運(yùn)用自如，特別是對直升機(jī)的野外保障上具有很好的作用，野外保障中也可以使用自行式結(jié)構(gòu)，這中結(jié)構(gòu)下可以將各個(gè)模塊安放到底盤上，從而達(dá)到自行保障的作用。還可以運(yùn)用直升飛機(jī)將各種需要的功能模塊以吊裝形式運(yùn)輸?shù)揭巴?，從而達(dá)到很好的保障作用[4]。

5 結(jié)束語

我國的航空地面保障裝備和發(fā)達(dá)國家相比，起步相對比較晚。因此，在這項(xiàng)工作上要充分吸取歐美先進(jìn)的保障理念，不斷優(yōu)化保障方案，不斷提高保障裝備的安全性和可靠性。針對模塊化裝備中存在的問題進(jìn)行改善，不斷提高模塊化保障的綜合能力，為航空地面保障提供多種裝備，探究模塊的組合方式，保障要從各個(gè)過程來進(jìn)行，有效提高保障效率。