中国航空国际建设投资有限公司 北京 100120
摘要：飞艇库设计及建造是今年呈现的市场需求，在尚无相关针对性规范的前提下，本文从飞艇材料及组装工艺出发，给出了飞艇库设计的要点。
关键词：飞艇库；飞艇
1.简介
飞艇属于浮空器的一种，是利用轻于空气的气体来提供升力的航空器。
从结构上看，飞艇可分为三种类型：硬式飞艇、半硬式飞艇和软式飞艇。
飞艇由巨大的流线型艇体、位于艇体下面的吊舱、起稳定控制作用的尾面和推进装置组成。艇体的气囊内充以密度比空气小的浮升气体（有氢气或氦气）借以产生浮力使飞艇升空。吊舱供人员乘坐和装载货物。尾面用来控制和保持航向、俯仰的稳定。
根据飞艇的浮空高度，可分为对流层飞艇和平流层飞艇；按照驾驶方式，可分为有人驾驶飞艇和无人驾驶飞艇。
2.工艺概述
2.1 飞艇的组成
现代飞艇一般为软式飞艇或半硬壳式飞艇，其重要组成部分包括：
1）气囊
里面充满了氦气以提供升力，另外里面还有辅助气囊。现代飞艇上气囊由涤纶、聚脂纤维、麦拉等人造材料织成，可有效的防止氦气的泄漏，并具有很长的使用时间。
2）辅助气囊
飞艇内部一个小的、辅助性的气囊，内部气体为空气，压力略大于大气压力，可通过在飞行中的充气和放气来控制和保持飞艇形状和浮力。
3）吊舱
位于飞艇下方的舱室，包括驾驶舱、发动机和人员舱。
4）推进装置
为飞艇的起飞、降落和空中悬停提供动力。
5）尾翼
飞艇相对于飞机来说最大的优势就是它具有保持无与伦比的滞空时间。飞机在空中飞行的时间是以小时为基本单位来计算的，而飞艇则是以天来计算。
从系统角度，飞艇主要包括压力系统、燃油系统、压仓物、电力系统、辅助推力系统等。
2.2 飞艇的组装
飞艇的制造、总装及调试主要在艇库内完成，由于其主要组成部件气囊体积超大，故而，对艇库空间要求较大，其他部件制造相对艇库本身来说需求面积较少，且生产线本身较为单纯。
气囊主要材料为复合材料，主要工艺为热粘合及缝纫，目前国内气囊原材料以进口材料居多。
气囊制造所需设备主要为：数控裁剪设备、自动卷料机构、移动式热板热合设备、高频热合设备、轨道移动式大型热合设备、全自动鸡眼铆合设备、专用缝纫设备等。
相对于艇体本身来讲，其他系统尺寸要小的多，故而，无特殊的空间及面积需求。
飞艇的组装工艺流程为：
气囊拼接及安装固定——位于气囊内或气囊上的管道系统及电子系统安装——将艇体用安全索固定在地面上——充气(空气或氦气，一般如不进行放飞试验则充空气)——将艇体用安全索悬吊与艇库中——安装吊舱系统等——各系统静态测试（包括漏气率等）——充氦气——将飞艇安全索系统与地面牵引车连接——出库——放飞试验。
以上为飞艇总装及检测的一般流程。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于氦气较氢气安全，目前国内飞艇主要使用氦气提供升力，同时通过调整气囊内空气与氦气的比例控制飞艇的上升及下降。
在设备安装阶段，由于氦气价格高，故而，如非必要，一般充空气（压缩空气），只有进行放飞试验前，方充氦气。
在艇库内，安装吊舱等设备前需将艇体悬空，如充空气，则需使用吊索将艇体悬吊，如充氦气，则需使用拉索将艇体固定在地面。
3 艇库设计的要点分析
3.1 火灾危险性
火灾危险的确定依据主要为飞艇的构成组件，主要为：
气囊：复合材料（丙类）；
动力系统：目前国内飞艇的动力系统主要有两种，其一为燃油系统，其二为电动系统（太阳能）。
燃油系统：乙类；
电动系统：丁戊类；
其他系统：丁戊类。
由以上分析可以看出，艇库的整体火灾危险性为丙类，其中，如采用燃油系统，则局部火灾危险性为乙类，消防需特殊考虑。
3.2 艇库尺寸的确定
艇库尺寸的确定主要依据飞艇成品的尺寸，艇库净空（长、宽、高）需满足飞艇满充气状态下的进出及停放需求，一般平面尺寸无特别的安全间距需求。一般设计过程中考虑5~10m的距墙柱距离。这里需要特别注意的是，不能忽略飞艇的尾翼展开尺寸。高度上一般考虑5m左右的安全距离。
3.3 艇库设施设计
1）吊索悬挂点
根据飞艇的组装工艺，艇库上部需考虑吊索悬挂点，吊索悬挂点需在艇库两侧各布置一排，具体数量以产品的吊索接点数量确定，挂点荷载应考虑飞艇总重。
2）系留点
艇库地面应预埋地环，以对飞艇进行系留，地环一般设置为左、中、右3列，地环考虑抗拔力，应根据飞艇充氦气状态下的升力考虑。地环数量一般考虑5m均布，以满足不同规格飞艇的系留要求。
3）低压压缩空气及电源接口
飞艇总装过程中一般会使用电、风动工具，故而，大厅内需提供电、气源接口，在无特殊要求的情况下，应考虑均布，目前最常用的方式为：在艇库大厅地面设置管线综合沟（盖板沟），能源供应点设置于地沟内。
4）低压大流量压缩空气接口
由于飞艇在吊舱安装及测试过程中需要充压缩空气，且用气量较大，故而，需提供单独的用于气囊充气的大流量压缩空气接口，接口位置设置以方便充气为宜。
5）高低压氦气接口及回收装置
飞艇主要使用氦气，故而，在艇库内需设置专用的高、低压氦气接口，以方便气囊充气使用。
考虑氦气本身价值较高，一般设置氦气回收装置。
6）上部运输设备
艇库本身对上部运输设备的需求不高，目前设计上业主一般需求为1吨左右电动葫芦。飞艇充气完成后在气囊表面需要有部分安装或检修工作，目前，尚无较好的上部设备（类似飞机维修的升降平台）能解决此问题，需要进一步的研发。
7）起吊系统
考虑吊舱安装等工艺，需要将气囊整体悬吊，目前起吊系统一般采用上部吊环配合地面电动或人工卷盘或卷扬机。
8）飞艇的牵引
大型飞艇进出库一般考虑专用的地面轨道设施。目前，国内所涉及的产品一般采用地面牵引车，将飞艇固定在多辆牵引车上。
9）大门
艇库为大空间结构体系，墙、屋、地面建筑装饰设计可参考大型飞机库设计。
艇库大门根据具体结构方案及使用需求考虑推拉大门（矩形结构或拱形结构）、提升门（矩形库）、球形门（拱形结构）。
3.4 艇库配套设施
艇库配套设施主要为气囊制作区及辅助车间，气囊制作区的面积确定主要依据所采用的设备，其中，需要重点说明的为大型轨道式热合设备，该设备一般长度50~100m，故而，需特殊考虑。
3.5 动力配套设施
动力配套设施主要包括变电站、空压站、氦气站、氦气回收、消防泵房等。
4 小结
由于飞艇浮空的特殊功用及优势，在民用及军用领域得到应用越来越广泛的应用，近年来，飞艇库的设计及建造需求呈现逐年递增的趋势，由于其建筑的特殊性，目前尚无针对性的设计规范，本文从飞艇的材料及组装工艺出发，研究了飞艇库设计的要点，适用于一般性的飞艇库设计。
论文作者:赵景怡,章力
论文发表刊物:《防护工程》2019年9期
论文发表时间:2019/8/12
标签：飞艇论文; 氦气论文; 气囊论文; 系统论文; 设备论文; 吊索论文; 压缩空气论文; 《防护工程》2019年9期论文;