艦船直升機接地裝置設計

王 鵬，孫 濤，王 敏

（1. 中國人民解放軍 91184 部隊，山東 青島 266001；2. 上海船舶設備研究所，上海 200031）

0 引言

艦船直升飛機接地裝置對其運行、保障和人員的安全起著重要作用。隨著執行任務越來越頻繁，接地裝置的設備質量、接地系統的安裝正確性，對人員及艦船起到保護作用。接地裝置系統看似簡單，但對其設計要求較高，必須引起高度重視。如果直升飛機的接地效果不好，機殼上會積累大量電荷形成的高壓可能引起設備內部產生火花放電[1]；同時會引起電磁干擾，使電路出現壓降，引發電路異常、操作人員的安全等問題[2]，甚至影響艦船直升機的正常作業。因此，必須重視艦船直升機的接地裝置設計技術，使其為飛機的運行提供有力保障。

1 直升機接地裝置概述

直升機接地裝置用于保障直升機停放、維護、補給和懸停等狀態下靜電接地，直升機的燃料靠岸補給或海上補給過程中的接地系統，保障直升機及作業人員的安全。其設計原則如下：

1）設備組成盡可能簡單、可靠，力求操作維修方便。充分利用國內外成熟技術，對接地裝置性能參數、結構及維護進行適應性設計。

2）在設計中突出功能性能和生存能力，同時考慮可用性、機動性、穩定性和安全性，兼顧配置的現實性、繼承性、經濟性和可行性，充分利用現有成熟技術和研究成果。

3）接地裝置的設計滿足船舶總體設計要求，其接口與船舶總體要求匹配。

2 組成及主要功能

2.1 組成

直升機接地線裝置包括：消靜電接地座、I型艦載直升機接地線、II型接地線、III型接地線、接地銅片、SBX-01設備箱、SBX-02設備箱和SBX-03設備箱。

2.2 主要功能

接地裝置的能夠使電位保持相同、各設備電路件不相互干擾、抵御外來干擾[3]。直升機接地裝置用于將直升機與艦船可靠連接，消除靜電，保障直升機作業安全，包括如下功能：1）具備艦載直升機停放時安全接地的功能；2）具備艦載直升機加油時安全接地的功能；3）具備艦載直升機懸停時安全接地的功能。

3 總體方案

3.1 消靜電接地座

消靜電接地座與艦船之間用焊接的方式，消靜電接地座與飛行甲板防護欄外側進行焊接、消靜電接地座與機庫壁上進行焊接、消靜電接地座與各加油站附近進行焊接，作為直升機接地裝置的接地點，接地電阻滿足設備的需求，同時還需保證能夠傳輸故障電流而不引起過熱[4]，與I、II、III型接地線上的接地夾口幾何形狀和尺寸相對應，兩者連接后確保電氣接觸良好。接地底座由底座（材料為1Cr18NI9TI不銹鋼）和接地柱（材料為1Cr18NI9TI不銹鋼）組成（見圖1）[2]。此外，接地座還包含接地蓋（材料為1Cr18NI9TI不銹鋼）（見圖2），不使用接地座時，將接地蓋旋轉裝在底座上，起保護作用，蓋與底座用不銹鋼鏈條相連以防丟失（見圖3）。

圖1 接地底座（單位：mm）

圖2 接地蓋圖（單位：mm）

圖3 接地座（單位：mm）

消靜電接地座作為直升機接地裝置與本艦的接地點，需要消除直升機的靜電放電、感應電壓和漏電電流等多種危險因素，因此需具備良好的導電性能。位于各加油站附近的消靜電接地座主要用于連接II型接地線，以消除向直升機加注的噴氣燃料的靜電；位于直升機起降圈附近的接地座可連接III型線，以保障懸停時消除靜電。

3.2 I 型直升機接地線

直升機在飛行甲板和機庫內使用、維護、維修和停放等作業階段，利用I型接地線連接于直升機與消靜電接地座，使兩者之間建立一條可靠的安全接地通路，以避免因設備漏電和感應靜電等對直升機和艦員造成危害。

直升機在飛行甲板和機庫中進行加油作業時，I型接地線與II型接地線相配合，在直升機、加油站和本艦接地點之間建立一條可靠的安全接地通路，消除靜電電壓和射頻感應電壓[3]，保持三者之間的電位一致，破壞靜電放電、射頻感應電壓飛弧生成過程，確保加油作業過程的安全。

每架I型艦載直升機配備1根I型接地線。I型接地線一端為接地夾，另一端為直升機接地插銷；直升機接地插銷外形、性能指標分別滿足各型直升機需求。I型接地線一端的接頭用螺釘與接地插頭連接，另一端接頭與接地夾之間焊接連接，保證了I型接地線兩端連接處的牢固可靠。

3.3 II 型接地線

II型接地線可與I型接地線相配合，確保直升機在飛行甲板加油作業階段的安全作用，消除直升機機身的靜電電壓和射頻感應電壓[4]，保持直升機、本艦和噴氣燃料三者之間的電位一致，破壞靜電放電和射頻感應電壓飛弧生成過程，確保噴氣燃料補給作業過程的安全。

II型接地線共配置10根，在10處加油站使用，確保加油作業的安全。II型接地線兩端均為接地夾，使用時一端連接于消靜電接地座、另一段連接于接地銅片上。

II型接地線兩端電纜頭與接地夾用之間用焊接連接，保證了II型接地線兩端連接處牢固可靠。

3.4 III 型接地線

艦載直升機在艦面空中懸停作業階段，利用III型接地線與艦載直升機放下的吊索相連接，使艦載直升機通過吊索、III型接地線到本艦接地點之間，連成一條可靠的安全接地通路，消除艦載直升機機身上的靜電電壓，確保空中懸停作業階段的安全。

III型接地線共配置2根，與位于直升機起降圈附近的消靜電接地座配合使用，確保艦載直升機懸停作業時的安全接地；III型接地線一端為接地夾，另一段為絕緣棒及接地搭接鉤；使用時，接地夾與消靜電接地座連接，艦員手握絕緣棒，將搭接鉤與艦載直升機吊索搭接。III型接地線一端與接地夾之間用焊接連接，另一端接頭與放電棒連接，保證了III型接地線兩端連接處牢固可靠。

III型接地線上帶有放電靜電電阻及含搭接鉤的靜電放電棒，靜電放電棒為6節環氧管，可在1.8 m～5.0 m范圍內選擇使用。靜電放電棒最大靜電承壓≥20 kV，靜電接地電阻≤10 000 Ω[5]。

3.5 接地銅片

接地銅片安裝在噴氣燃料加油站出口的法蘭盤上，作為II型接地線連接消靜電接地座與噴氣燃料加油站出口之間的連接點，其連接接口的幾何形狀和尺寸與接地線上的接地夾口的幾何形狀和尺寸相對應，兩者連接后確保電氣接觸良好。

接地銅片共配置20個，于每個噴氣燃料加油站管路出口法蘭處安裝。接地銅片選用電阻率低，導電性好的，純銅板硬T2材料（見圖4）。

圖4 接地銅片（單位：mm）

4 結論

接地裝置總體功能設計將直接影響直升機接地功能的實現，接地裝置的功能設計借鑒國內外接地裝置成功經驗，立足于國內現有成熟技術展開，充分考慮接地裝置布置的科學性、合理性、安全性和可靠性，采取有效的工藝措施，充分化解質量、技術風險。通過研究應用接地裝置，對船舶直升機安全可靠穩定運行起到積極作用，具有重要現實意義。