航空地面保障裝備模塊化設計探析

楚至濮

（中國飛行試驗研究院，西安 710089）

0 引言

大型的機動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備主要是按照機動專場場地的大小來設計的，由于技術條件上存在一定的限制，因此保障體系往往存在一定的機動性差，嚴重影響了航空地面保障裝備設備的效率。因此，就需要將裝備劃分成各種功能模塊，然后將這些模塊進行組合，發揮這些模塊不同的功能。

1 航空地面保障設備模塊化簡析

國外在航空地面保障裝備模塊化設計方面起步的非常早，美國在20世紀剛開始的時候就已經對模塊化保障有了一個系統的了解。關于模塊設計方面早就出現了相應的系統，這種系統能夠較強的提高地面保障能力。可以將保障設備按照功能劃分成各種模塊，使用的時候只需按照需要配置模塊就可以起到保障作用，這種方法有效增強了保障性。

2 模塊化設計理念和劃分

2.1 模塊化設計理念

所謂的模塊化也就是需要對產品進行分解的一個過程，模塊的劃分是需要遵循一定原則的，不能隨意進行劃分，需要結合產品結構以及工作原理來進行劃分，模塊化的設計理念以實現多功能為主要原則，盡量讓組成的單元減少，使其功能全面，構造上相對簡單化[1]。因此，航空地面保障裝備裝備在進行模塊化設計的時候需要遵循相關理念，設計時要嚴格保證模塊功能和結構能夠保持完整和獨立，接口處的設計一定要格外注意，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系，還要讓模塊內部的各個部分之間要形成強耦合關系。充分把握分解的粒度，要注重典型部件的設計。

2.2 模塊劃分

航空地面保障裝備在進行模塊劃分的時候主要根據根據其功能和特點來進行劃分，組成部件主要有汽車底盤和上裝部分，底盤也就是機動機平臺，上裝部分也就是給飛機提供相關保障的裝置，可以為動力系統和功能系統提供全面保障，提供保障部分主要是靠這個部分來發揮功能。當多種保障同時進行的時候，能夠將各個模塊組合在一起，這種狀況下會使用同一個動力源，因此，功率方面一定要符合其他各個功能的功率，這種保障結構就屬于多功能保障結構，具體保障如下圖所示。

圖1 多功能模塊保障重組結構圖

3 模塊化的設計方法與組合方式

3.1 模塊化設計方法

依據模塊劃分的具體狀況，模塊化航空地面保障組成結構分為多方面，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，這兩模塊在結構上屬于方艙結構，其中包括很多細小的模塊，除過這些模塊之外，還包括控制系統和輸出電纜等多種裝置，這些裝置發揮著輔助的作用。底盤上采用的自行拖車結構，這種結構一般適用于短距離狀態下，可以承載三個模塊，讓模塊之間快速進行組裝和分離。模塊在組合過程中都會按照飛機的具體需求來進行組合，模塊的控制一般都由控制系統來控制。選擇底盤的時候，要按照統一標準來進行選擇，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，這個凹槽的作用主要是用來放置各種電纜和軟管等物件[2]。對功能模塊進行控制的時候要使用標準角件來進行，驅動的選擇上采用電機組合驅動并配上蓄電池，這種規模下行進速度可以保持在6km/h，配置的時候還可以選擇緩沖和吊裝等多種裝置來輔助運行，這樣使用和運輸過程會變得非常方便。將操作界面設置在模塊外部，并安裝電源的輸入和輸出接口，在頂部設置一個吊裝設置，底部設置2道凹槽，讓其和底盤保持對應。對伴隨機動進行保障的時候，自行式底盤上放置三大功能模塊，設置成自行式的保障設備，這樣可以讓三大模塊功能能夠在根據保障設備的需求進行自由組合。

3.2 模塊組合方式

對模塊進行組合的時候可以采用兩種方式，一種是運用系統柴油機組，另外一種是采用機場電源。如果采用系統柴油機，拖車底盤的承載量非常大，可以承載兩個功能模塊外加一個機組模塊，這種組合比較自由，不用考慮市電的限制，機動的靈活度也非常高，適合應用于機動性比較強的設備當中。如果采用的是機場電源，拖車底盤可以承載三個功能模塊，這種組合方式具有多種保障功能，具有較強的綜合保障能力也不用擔心因為海拔讓步功率上受到影響，保障的時間也比較長久，很適合高原氣候的保障，對于一些強度比較大的飛行也具備很強的保障能力。

柴油機組的基本裝備包括了6個基本裝備，各個模塊之間以及內部構件之間都可以互相進行組合，模塊的組合一般分為多種類型，一般都會按照任務的需求來進行組合，這種組合方式下會出現各種模塊類型。還可以將相同類型的模塊進行組合，這樣可以讓組合出來的物件具有更高更強的作戰性能，讓整個裝備向標準化邁進。比如說，將兩個空調模塊組合在一起，這樣可以讓保障系數提高，能夠為特種飛機提供安全保障。

4 航空地面保障裝備模塊化保障形式

4.1 飛行保障

進行飛行保障的時候，要將保障機型進行固定，合理把握保障強度。對模塊進行組合和裁剪的時候，要按照飛行的保障預案有針對性的來進行設計。組合模塊的時候要提前了解保障強度，在拖車底盤上組合各種不相同的模塊，對于一些保障系數比較高超的模塊可以多進行裝載，同樣的，對于保障系數比較低下的模塊可以少裝載一些。比如說，對特種飛機用電進行保障的時候，可以運用1個動力模塊以及2個電源模塊，這樣可以組裝成一個具有雙電源的拖車。對飛機液壓系統進行保障的時候，可以同樣運用適當的模塊組合組裝成一個電源液壓拖車。對運輸機進行保障的時候，可以運用兩個空調模塊，并將二者組裝在一起，這種狀況下特種飛機的流量消耗也可以得到滿足[3]。對機棚進行保障的時候，模塊的動力可以運用市電來提供，這樣可以省略機組模塊環節，這樣還可以有效降低噪音，從而讓發動機機組避免污染的發生。

4.2 機動轉場保障

對模塊保障裝備進行設計的時候，采用的方法種類比較多，這些方法的運用能夠有效實現底盤與模塊之間的分離和組裝。對機動轉場展開保障的時候，不需要運輸大量的保障裝備，只需要將能夠用到的模塊進行組合就可以，因為模塊和底盤都可以進行空運，整個拖車也可以空運，這樣會讓整個保障安全系數增高，還省去了不少的麻煩。這種保障裝備還可以在野外運用自如，特別是對直升機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構，這中結構下可以將各個模塊安放到底盤上，從而達到自行保障的作用。還可以運用直升飛機將各種需要的功能模塊以吊裝形式運輸到野外，從而達到很好的保障作用[4]。

5 結束語

我國的航空地面保障裝備和發達國家相比，起步相對比較晚。因此，在這項工作上要充分吸取歐美先進的保障理念，不斷優化保障方案，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，保障要從各個過程來進行，有效提高保障效率。