國外直升機(jī)絞車技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

國外直升機(jī)絞車技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1直升機(jī)在公共事務(wù)中的應(yīng)用作為一種翼飛機(jī)，公共汽車的歷史比定翼機(jī)短。20世紀(jì)30年代，公共汽車首次進(jìn)行了測試，并于20世紀(jì)40年代初開始了小型產(chǎn)量。1945年，它正式被用作飛機(jī)。由于直升機(jī)具有懸停能力,并且無需跑道即可進(jìn)行起降,使其具有定翼機(jī)不可替代的作用。隨著直升機(jī)在人類生活各方面日益廣泛的運(yùn)用,其在搶險(xiǎn)救援,醫(yī)療救護(hù)、公安執(zhí)法、交通管理、消防救火、反走私與緝毒等公共事務(wù)中的卓越表現(xiàn)越來越受到公眾的注意。在發(fā)達(dá)國家中直升機(jī)在公共事務(wù)中的應(yīng)用,已成為民用直升機(jī)領(lǐng)域的又一個(gè)熱點(diǎn)。直升機(jī)絞車的設(shè)計(jì)靈感來自于20世紀(jì)50年代建筑業(yè)廣泛使用簡易吊車,經(jīng)過幾十年的設(shè)計(jì)改進(jìn)最終形成了目前的絞車體系。絞車在直升機(jī)上通常是以液壓或電力作為驅(qū)動(dòng)力,通過纏繞鋼索或纜繩來提升載荷。絞車作為直升機(jī)的選裝設(shè)備,通常與直升機(jī)機(jī)體之間采用快卸的連接方式,即當(dāng)直升機(jī)需要進(jìn)行絞車作業(yè)時(shí),就快捷地安裝上絞車進(jìn)行作業(yè);當(dāng)不需要進(jìn)行絞車作業(yè)時(shí),能很方便從直升機(jī)上拆下絞車,減輕直升機(jī)的重量,便于直升機(jī)進(jìn)行其它飛行作業(yè)。美國要求除專用武裝直升機(jī)外的所有直升機(jī)必須加裝絞車,已備在應(yīng)急情況下進(jìn)行人員救生、高空作業(yè)等工作。目前絞車已廣泛用于軍隊(duì)、海洋、民用等領(lǐng)域。尤其在近幾年,地質(zhì)災(zāi)害、自然災(zāi)害頻發(fā),在東南亞大海嘯、美國龍卷風(fēng)以及中國汶川大地震的搶險(xiǎn)救災(zāi)中直升機(jī)絞車均有突出表現(xiàn)。2懸停狀態(tài)下的直升機(jī)性能絞車雖然在定翼機(jī)上也可以安裝,但由于用途有限,目前僅大型運(yùn)輸機(jī)安裝有絞車以進(jìn)行大型貨物的牽引。絞車在直升機(jī)上的功用主要有以下幾點(diǎn):(1)直升機(jī)在懸停狀態(tài)下,進(jìn)行人員救生,將傷員或人員從地面提升到直升機(jī)機(jī)艙內(nèi);(2)直升機(jī)在懸停狀態(tài)下,提升加油管,進(jìn)行直升機(jī)懸停加油,減少直升機(jī)的加油時(shí)間,即減少直升機(jī)的任務(wù)準(zhǔn)備時(shí)間;(3)在絞車的吊鉤上掛上纜繩,進(jìn)行人員的索降,使人員快速下降到地面上執(zhí)行任務(wù);(4)提升和運(yùn)輸輕型的貨物;(5)吊升人員進(jìn)行高空作業(yè)。3絞車分類及中國的應(yīng)用3.1根據(jù)絞車的動(dòng)力源，分為：泵壓車和直流壓車；3.2根據(jù)絞車的鋼索速度，可分為恒速絞車和速速絞車3.3根據(jù)安裝部位，可分為室外絞車和室外絞車3.4根據(jù)絞車用途，可分為救援船、貨物絞車和聲音絞車3.5根據(jù)絞車的固定載荷等級(jí)，300磅136公斤、450磅204公斤、500磅227公斤、600磅272公斤等3.6根據(jù)絞車絞車的有效長度，可分為45米、50米、60米、76米和90米3.7絞車數(shù)量的情況我國自20世紀(jì)70年代購進(jìn)的14架超黃蜂直升機(jī)起開始配備直升機(jī)絞車,并用于海航艦載。由于國內(nèi)總的直升機(jī)保有數(shù)量太少,故絞車的數(shù)量相對(duì)國外來說,差距較大。目前國內(nèi)直升機(jī)安裝的絞車主要為美國Goodrich公司的76370、76378、44301系列絞車以及美國BreezeEastern公司的HS19700、HS20200系列絞車。4鋼索和機(jī)翼組成液壓絞車由于液壓油滲漏、拆裝不便、調(diào)速困難等缺點(diǎn)逐漸被市場淘汰。而電動(dòng)絞車,由于安裝方便,使用可靠,重量輕等優(yōu)點(diǎn)已逐漸成為目前國際絞車市場的主導(dǎo)產(chǎn)品,也是未來的主要發(fā)展趨勢。以下將主要針對(duì)電動(dòng)絞車進(jìn)行說明。每個(gè)電動(dòng)絞車均由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、鋼索纏繞系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、吊鉤等部件組成。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)等部件。鋼索纏繞系統(tǒng)包括鋼索、纏繞鋼索的鼓輪等部件。電氣控制系統(tǒng)包括操縱手柄、控制盒、行程控制開關(guān)等部件。下面將以I類、II類絞車以及機(jī)艙內(nèi)部絞車為例簡要介紹電動(dòng)絞車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。I類絞車的典型特點(diǎn)是電機(jī)、減速系統(tǒng)、行程控制部件等均安裝在絞車本身的整流罩內(nèi),鼓輪除轉(zhuǎn)動(dòng)外還進(jìn)行軸向運(yùn)動(dòng)(往復(fù)運(yùn)動(dòng)),因此絞車鋼索僅進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng),整個(gè)系統(tǒng)迎風(fēng)面積小,對(duì)直升機(jī)的飛行氣動(dòng)性能影響較小。II類絞車的典型特點(diǎn)是部件外露,在直升機(jī)上安裝一般需要整流罩。鼓輪只進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),鋼索保持架沿導(dǎo)向軸運(yùn)動(dòng),即鋼索除上下運(yùn)動(dòng)外,還有沿導(dǎo)向軸的橫向運(yùn)動(dòng)(往復(fù)運(yùn)動(dòng))。機(jī)艙內(nèi)部絞車安裝于直升機(jī)機(jī)艙內(nèi)的地板上,使用時(shí)扳動(dòng)吊臂使之探出艙外,鎖定吊臂,進(jìn)行吊升作業(yè)。該絞車安裝/拆卸比較繁瑣,而且會(huì)占用機(jī)艙內(nèi)有限的空間,它的優(yōu)點(diǎn)在于不會(huì)影響直升機(jī)的飛行氣動(dòng)性能,適用于專業(yè)救生直升機(jī),在國內(nèi)外應(yīng)用較少,在多數(shù)情況下用戶更傾向于選擇機(jī)艙外安裝的電動(dòng)絞車。5國內(nèi)外絞車的開發(fā)5.1breeze身份/觀點(diǎn)目前世界上絞車的生產(chǎn)廠家主要有美國的Goodrich公司和BreezeEastern公司,俄羅斯也有個(gè)別廠家從事絞車的制造工作,但由于技術(shù)落后、安裝復(fù)雜、結(jié)構(gòu)不緊湊等原因很少裝機(jī)使用。BreezeEastern公司是世界上較早進(jìn)行直升機(jī)絞車研制的廠家之一,但由于公司經(jīng)營理念以及技術(shù)實(shí)力等原因?qū)Ξa(chǎn)品技術(shù)改進(jìn)較少。Goodrich公司雖然在絞車方面的研制晚于BreezeEastern公司,但由于Goodrich公司不斷對(duì)其絞車進(jìn)行技術(shù)更新,并通過兼并法國Lucas公司等手段,占據(jù)了國際絞車市場的統(tǒng)治地位。目前Goodrich公司研制的Ⅰ類電動(dòng)絞車以其產(chǎn)品系列齊、質(zhì)量優(yōu)而成為了直升機(jī)絞車市場的主導(dǎo)產(chǎn)品。BreezeEastern公司在全球直升機(jī)絞車市場上所占的份額正逐漸減小,并且逐步被Goodrich公司的產(chǎn)品所取代。5.2電動(dòng)絞車的國產(chǎn)化成都航空儀表有限責(zé)任公司從2001年初開始上馬仿制超黃蜂直升機(jī)的液壓絞車項(xiàng)目,2004年11月仿制出直升機(jī)液壓絞車,并完成了地面試驗(yàn)和50M空中懸停起吊試驗(yàn)。但由于該液壓絞車在性能方面存在缺陷,因此一直沒有進(jìn)入批量生產(chǎn)。近年來隨著國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)如電機(jī)、控制電路以及小型碳碳剎車片技術(shù)的進(jìn)步,電動(dòng)絞車的國產(chǎn)化研制已成為可能。目前成都海特公司已率先開展了Ⅰ類電動(dòng)絞車的國產(chǎn)化研制工作。6前電動(dòng)絞車的新技術(shù)應(yīng)用液壓絞車由于改裝困難,液壓油泄露等原因,將逐漸退出市場,電動(dòng)絞車已成為絞車領(lǐng)域當(dāng)前發(fā)展的主要趨勢。目前電動(dòng)絞車的發(fā)展主要體現(xiàn)在新技術(shù)的應(yīng)用方面,如近年來投