车辆装备航空运输性影响因素分析

摘 要：装备的航空运输性是其固有属性和设计属性，决定着装备能否进行航空运输并对装备的研发和设计起一定的限制和指导作用。文章通过对航空载运工具的货舱环境以及车辆装备自身条件进行总结分析，提出了车辆装备航空运输的影响因素，对部队车辆装备的研发和设计具有借鉴意义。

关键词：车辆装备；航空运输性；限制条件；影响因素

随着国际战略格局的变化和新军事变革的不断深入，提升部队快速机动和部署的能力已成为各国车辆装备的主要发展方向，没有合适的运输性，车辆装备就无法快速部署，其战斗力也就不能得到有效的发挥。而目前部队一些军事装备由于外形尺寸过大，接近角、离去角、纵向通过角和最小离地间隙过小，自身固定装置与运输机不匹配等问题造成装卸载困难，造成航空运输效率低甚至不能进行航空运输，严重制约了部队战斗力的发挥。因此军用车辆装备航空运输性的影响因素进行分析，对部队车辆装备的研制发展与提高其航空运输效率具有重要意义。

1 航空军事运输限制条件

1.1 空间限制

目前，部队装配的主力运输机的货舱内部是有空间限制，在运输性法规中指出，拟通过航空运输的装备，其外廓尺寸应符合运输机舱门、货舱长度等尺寸要求，并且装备的尺寸应能符合与舱门，飞机内部结构之间的最小间隙并留有安全通道。

1.2 质量及载荷限制

航空运输装备时，其重量及载荷是有限制的。首先装备的重量不能超过运输机可运输的最大载重（飞机可运输的最大质量受飞机航程，目的机场海拔、天气、机场跑道长度等因素的影响）。其次，装备的接地压力不能超过飞机货舱地板的许用载荷。另外，航空运输轮式车辆装备时，充气轮胎的最大轴负荷、充气轮胎的最大轮负荷均有相关数据标准，超出时应进行载荷试验[1]。

1.3 装卸载限制[2]

在航空运输自行装备时，应在货桥和货舱地板铺上垫网，并将其系留在货舱地板上，装备在装卸过程中不得与货舱和货桥有任何干涉并且可停留在货桥的任何位置，装卸前确保燃油箱载油量不得超过该装备燃油箱最大容量的1/2，装备间距一般不小于300mm。

1.4 固定装置限制[6]

首先通过航空运输运输的车辆装备，固定装置的数量不应少于4处，并且固定装置应位于装备的前后部，左右对称。其次，固定装置的布置应保证固定在两侧各90°左右对称范围内及在水平向下90°垂直方向范围内连接而无干涉。再次，固定装置的布置应不干涉装备的功能，增加的面积或体积小。另外，自行装备装载定位后，制动装置应处于制动状态，并将变速器置于最低档位。

1.5 环境限制

装备应能经受航空运输过程中的机械、气候、化学活性物质、机械活性物质以及生物等环境条件产生的影响，其中对于航空运输车辆装备来说，机械环境是最重要的影响因素，所以文章主要对航空运输过程中的机械环境进行研究。

在航空运输过程中，装备主要受机械环境条件的影响主要包括过载环境、冲击环境和振动环境。航空运输的装备应能承受允许的冲击、振动和过载环境要求而不丧失其使用性能以及不产生结构永久变形和破坏。

2 车辆装备航空运输性影响因素分析

2.1 几何特性

2.1.1 外形和尺寸

通过航空运输的车辆装备，其外廓尺寸必须符合运输机舱门、货舱长度、货舱宽度等尺寸要求，在装载和飞行期间，装备的上部或者四周与飞机内部结构之间的最小间隙，不得小于150mm或经订购方认可的间隙。同时，在装备进出货舱时，应与货舱，两侧至少留出25mm的间隙，顶部至少留出150mm的间隙而对于一些特殊尺寸和形状的装备，当上述的最小间隙不能满足安全装卸载要求时，需要采用更大的间隙值。另外，对于货舱中没有过道的飞机，应设置安全通道，并要求保持有一个如下尺寸的最小净空间，这个空间设置一般在顺航向左侧（即货舱门一侧），其过道截面的最低尺寸要求为360mm×1830mm（宽×高）或760mm×1220mm（宽×高），对于具备过道的飞机，在该通道上应没有任何装备阻碍机组人员通行，设置安全通道可以保证在发生飞机紧急情况时，所有的机组成员通过并到达飞机尾部[4]。

2.1.2 通过性

在运输性相关标准中规定，通过航空运输的车辆装备应能接近、通过和离开不大于17°倾角的货桥，并且在通过斜货桥及连接两个水平货桥时，不允许车辆底盘的任何一部分与货桥的任何一段发生干涉，并且可停留在货桥的任意位置。与之直接相关的车辆的几何参数包括接近角γ1、离去角γ2、纵向通过角β，间接影响因素包括轴距L、最小离地间隙h、车轮直径D、后悬长L f等。当车辆在装卸过程中与货桥出现干涉时，通常表现为三种形式，即触头失效、托尾失效和顶起失效。发生干涉的条件如下所示：

当装备的接近角γ1≤货桥坡度θ时，则会发生触头失效。

当■≤L f时，则会发生托尾失效。

当装备的纵向通过角β≤货桥坡度θ时，则会发生顶起失效。

2.2 静态特性

2.2.1 装备质量

装备的质量是指整备质量，当装备具有运载能力装有附加装载时则需要提供总质量，不能超过飞机可运输的最大载荷。一般情况下，运输机可运输的最大载荷较理论上的小，因为运输机在实际飞行中可运输的最大载荷受很多因素的影响，比如飞行航程、温度、机场海拔高度、风速风向、降水情况、机场跑道坡度等等。所以在考量要运输的装备是否超过飞机可运输的最大载荷时，应综合考虑上述因素。

另外当车辆装备采用滚装形式装卸载时，还应考虑运输机货桥允许通过的最大装备质量。目前，我军主要装备的主力运输机上的货桥有宽窄或者主辅之分，不同地货桥上允许通过的装备的质量也是有限制的。

2.2.2 装备接地压力

航空运输的车辆装备的接地压力应小机地板的允许载荷，另外，还要考虑运输机货舱内滚轮或滑道的最大承受重量（在相关标准中有规定）。

2.2.3 轴负荷和轮负荷

车辆装备的轴负荷一般包括前轴、中轴和后轴的载荷。在国军标中明确指出，通常情况下，由运输机运输的车辆装备最大轴负荷超过2268kg或者最大轮负荷超过1134kg时，需要进行空运能力分析和载荷试验。

2.2.4 装备重心

车辆装备还应提供自身重心的位置参数，便于装载后进行飞机重心的计算，符合飞机载重平衡要求，使飞机重心处于允许的前后极限范围以内，确保飞行安全。装备自身重心位置的相关数据包括：至地面的距离、至前轴中心线的距离、至装备纵向对称平面的距离。

2.3 动态特性

2.3.1 振动

振动是航空运输中的主要环境因素，当采用喷气式运输机时，装备经受宽带随机振动，它由飞机航空运输中的振动主要由飞机起飞、着陆滑行时跑道对机身的激励，飞机发动机旋转不平衡等原因引起。当采用螺旋桨式飞机运输时，其振动由宽带随机叠加窄带随机组成，宽带随机振动的起因与喷气式飞机相似，尖峰形式的窄带随机是由螺旋桨叶所带动的旋转压力场引起的，即在空中飞机时振动较大。航空运输中的振动可能造成装备部分部件结构变形、损坏、紧固件松动，触点短、断路。

航空运输的车辆在运输过程中的振动损伤取决于在运输中的所产生的振动响应，在运输前需根据航空运输的谱形和量值进行抗振设计和考核。喷气式运输机以地面垂向最大值的振动谱形和量值作为喷气式运输机的宽带随机振动的频谱和量值，其宽带随机振动量值见表5[5]。螺旋桨式运输机以空中垂向最大值振动谱形和量值，其宽带随机加窄带随机振动量值见表6[5]。

2.3.2 冲击

冲击分为运输过程中的冲击和装卸载过程中的冲击两类，文章中的车辆装备主要考虑航空运输过程中的冲击，并且军用运输机在运输装备时，在其货舱内装备所经受的冲击主要是起飞着陆冲击，在实际运输中需要考虑运输机货舱内所产生冲击的峰值，峰值加速度为100mm/s2，交越频率为40Hz，相应后峰锯齿波的脉冲持续时间为10-11ms。

2.3.3 过载

飞机的过载指作用在飞机上的气动力和发动机推力的合力与飞机重力的比，在运输机运输过程中，过载主要产生在具有稳态加速度的起飞和降落过程中。当人员伴随装备进行航空运输时，对可能在飞机失事过程中危及乘员安全或阻塞失事飞机出口的装备采用I级限动过载标准；当货舱内无乘员时，或在飞机失事时不会危及乘员安全或阻塞失事飞机出口的装备，可采用II级限动过载标准；装备还应承受在0.1s内飞机速度的变化（ΔV）而不丧失使用性能和不产生永久变形和破坏[2]。限动过载标准见表3。

其他限动过载系数要求：

（1）装备向前或倒退驶入飞机，应在各相应方向上使用较大过载系数。如果装备只能向前驶入则仅在向前方向上用向前要求的过载系数，而在向方向上采用向后的过载系数。（2）装备应能经受住规定的作用在轮子、悬挂系统或支撑件垂直向下的过载系数而不丧失其使用性能。（3）如果装备是指定供空投用，规定前、后方向都采用3g过载系数。

2.4 固定适应性

航空运输的车辆装备上必须有合适的固定装置，以便于装备的固定。装备上用于与飞机系固的装置，通常有固定环、固定孔、固定耳等。航空运输中固定装置的要求如下：（1）车辆装备与货舱地板的系留连接，不应少于4处。（2）固定索应能在左右两侧各90°范围内及水平向下至90°垂直范围内连接而无干涉。（3）固定装置的安全系数不小于1.33。（4）运输过程中，装备将受运输机起降、颠簸和绕行所产生的附加载荷。固定装置计算载荷见表4[6]。

3 结束语

车辆装备的航空运输性是其固有属性和设计属性，对装备的机动性和能否快速部署具有重要的影响。车辆装备的航空运输性涉及装备研制和运输条件等多方面的因素，文章通过对车辆装备航空运输性影响因素进行分析，对车辆装备进行航空运输的限制条件进行了总结，这有助于我军车辆装备的研制提供借鉴，有助于部队随行多样化军事任务的完成和部队战斗力的发挥。

参考文献

[1]国防科学技术工业委员会.GJB2948～97.运输装载尺寸与重量限制[S].1997-1-01

[2]国防科学技术工业委员会.GJB5194～2003.军用运输机装载准则[S].2003-12-01.

[3]中国人民总后勤部.GJB5733～2006.军事装备运输性基本要求[S].

[4]中国人民总装备部.GJB3369～98.航空运输性要求[Z].1999-01-01.

[5]中国人民总装备部.GJB3493～98.军用物资运输环境条件[S].

[6]中国人民总装备部.GJB5689～2006.军事装备吊装与固定装置通用要求[S].2006-10-01.