浅析大型艇库的工艺方案

刘佳

【摘要】本文以大型飞艇作为研究对象，分析了这类飞行器配套大型艇库的工艺设计方案，总结了工艺方案的主要工艺设备和设施需求等设计要点。

【关键词】大型飞艇；工艺；艇库

引言

飞艇是一种是带有动力推进装置的、利用轻于空气的气体来提供升力的浮空飞行器。与其他航空器相比，飞艇具有留空时间长、载重量大、污染小、使用维护成本低、起降场地要求低等优势，它因此成为各国目前研制的热点。当今世界飞艇界的发展趋势中，极具"热点"的有现代型大型运输飞艇以及长航时、平流层飞艇等相关技术研究。因此有必要同步开展针对大型飞艇配套大型艇库的工艺研究。

1、大型艇库的工艺布局特点

大型飞艇的装配试制需配套建设大型艇库，在艇库内完成全部装配、测试及试验等工艺流程。飞艇试飞后的地面调试以及氦气回收纯化、充气等工作有时也需返回艇库内完成。其中，在飞艇试飞后，需要对氦气的泄露量和纯度进行检测，以保障后续飞行的安全，由于氦气是稀有气体，价格极为昂贵，当氦气的纯度无法满足使用要求，需对其进行回收纯化后重复使用。

大型飞艇需要在艇库内充气，尺寸巨大，一个飞艇站位所需面积甚至有几个足球场大小。与飞机相比，飞艇的尺寸大，但装配周期较短，通常大型艇库建设仅考虑一个飞艇站位，这一个站位可完成骨架组装、系统安装测试、气囊充气、联合调试等装配工序。艇库内还需配套建设艇囊蒙皮下料/裁剪/热合工作区、总装测试工作区、氦气纯化回收工作区等辅助生产区。飞艇的骨架组装需采用型架、千斤顶等支撑工装，气囊充气和系统安装时需使用移动升降平台、起重设备等，飞艇装配后需采用地面牵引车将其牵引出库，因此艇库内还设有千斤顶、移动平台以及牵引车等辅助设备存放区。此外，艇体气密性试验需使用高压压缩空气，艇体骨架铆接安装使用低压压缩空气，需配套建设动力气源及空压站。与飞机装配生产线类似，艇库内还需配套存储、办公、生活及专业用房等，通常在艇库内局部设置单层或多层辅助用房。如图1.1-1所示。

2 、主要工艺设备

大型飞艇装配试制阶段的主要工艺设备包括以下几类：

2.1艇囊蒙皮下料、裁剪、热合设备

2.2气密性检查设备

可采用卤素检漏、差压式检漏、氦质谱检漏设备等进行囊体气密性检查。

2.3氦气纯化回收设备

目前的氦气纯化回收设备通常采用高压、低温冷凝吸附分离技术。设备将氦气经压缩机压缩后，在油水分离器内除去水和油分，进入干燥器内进一步除水和二氧化碳，再進入低温氦气纯化器，将其中的液态空气分离出来，再在低温吸附筒中，利用活性炭和分子筛在高压低温下，对空气组分有很强的吸附特性，吸附剩余的空气杂质，纯度进一步提高后，充入钢瓶或集装格贮存备用。氦气纯化回收设备即可以在艇库内使用，还可在外场使用。

2.4相关的系统专用测试设备。

2.5其他设备，如地面电源车、上部起重机、移动升降平台、悬臂式起重设备、地面牵引车等。

3、主要设施需求

3.1大型艇库的厂房结构特点

大型艇库作为大型飞艇装配试制和安全停放的场所，要求保证较大的净空间尺寸，预计长度不小于300m，高度和宽度不小于100m。由于飞艇在进出艇库的过程中，有可能因为出现阵风导致撞到艇库侧墙的危险，因此大型艇库通常设计为中段部分横剖面为曲面，大门部分和尾段部分为椭球形。艇库大门在全开状态下，其高度和宽度预计均不小于100m。

艇库的主体结构形式通常有桁架拱、高支撑结构、网壳结构、斜面桁架拱组成的双层网壳结构四种，如图1.3-1所示。根据艇库的主体结构形式，库门可选用平推门、旋转门、侧转门。

结束语

3.2火灾危险性

飞艇的囊体材料为纺织材料，目前最流行的是聚酯类高分子层压材料，这类材料属于阻燃化学纤维，通常经过了阻燃改进，但属于可燃固体。考虑到大型飞艇的囊体体积巨大，材料用量大，充气后在艇库内占据很大空间，且囊体本身和所充氦气均造价昂贵，因此按照《建筑设计防火规范》，此类艇库的火灾危险性应按照丙类设计。

3.3设施需求要点分析

1）为防止飞艇囊体或气垫因静电、尖锐物、污染等其他原因导致破损后造成氮气泄露、功能失效等安全事故，艇库地面要求防静电设计且具有一定的平整度、光滑度和洁净度。

2）系统试验和充放气过程中需要对飞艇进行静电接地，即设计静电接地端子。

3）艇囊材料存放要求防腐蚀、防潮、防虫害、防油污、防紫外线照射。为满足艇囊材料的防潮等上述要求，并保证装配试制过程人员的舒适性要求，艇库大厅应设计空调系统，以保证其温湿度。在湿度高的季节，可能需要采用除湿设备。

4）为满足艇囊气密性试验要求和骨架装配时的气动铆接需求，需压缩空气供应。

5）艇囊浮升气体为氦气，需设计氦气供应和氦气纯化回收设施。

结论

本文总结了大型艇库内的主要装配试制工序和工艺布局特点，分析总结了装配试制阶段的主要工艺设备和主要设施需求，其中重点总结了艇库的主体结构形式、门库形式等主要设施要点。

参考文献

[1]丁大益，大空间总装试验中心结构方案选型，《建筑结构》，2012年9月。.

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