舰船直升机接地装置设计

王 鹏，孙 涛，王 敏

（1. 中国人民解放军 91184 部队，山东 青岛 266001；2. 上海船舶设备研究所，上海 200031）

0 引言

舰船直升飞机接地装置对其运行、保障和人员的安全起着重要作用。随着执行任务越来越频繁，接地装置的设备质量、接地系统的安装正确性，对人员及舰船起到保护作用。接地装置系统看似简单，但对其设计要求较高，必须引起高度重视。如果直升飞机的接地效果不好，机壳上会积累大量电荷形成的高压可能引起设备内部产生火花放电[1]；同时会引起电磁干扰，使电路出现压降，引发电路异常、操作人员的安全等问题[2]，甚至影响舰船直升机的正常作业。因此，必须重视舰船直升机的接地装置设计技术，使其为飞机的运行提供有力保障。

1 直升机接地装置概述

直升机接地装置用于保障直升机停放、维护、补给和悬停等状态下静电接地，直升机的燃料靠岸补给或海上补给过程中的接地系统，保障直升机及作业人员的安全。其设计原则如下：

1）设备组成尽可能简单、可靠，力求操作维修方便。充分利用国内外成熟技术，对接地装置性能参数、结构及维护进行适应性设计。

2）在设计中突出功能性能和生存能力，同时考虑可用性、机动性、稳定性和安全性，兼顾配置的现实性、继承性、经济性和可行性，充分利用现有成熟技术和研究成果。

3）接地装置的设计满足船舶总体设计要求，其接口与船舶总体要求匹配。

2 组成及主要功能

2.1 组成

直升机接地线装置包括：消静电接地座、I型舰载直升机接地线、II型接地线、III型接地线、接地铜片、SBX-01设备箱、SBX-02设备箱和SBX-03设备箱。

2.2 主要功能

接地装置的能够使电位保持相同、各设备电路件不相互干扰、抵御外来干扰[3]。直升机接地装置用于将直升机与舰船可靠连接，消除静电，保障直升机作业安全，包括如下功能：1）具备舰载直升机停放时安全接地的功能；2）具备舰载直升机加油时安全接地的功能；3）具备舰载直升机悬停时安全接地的功能。

3 总体方案

3.1 消静电接地座

消静电接地座与舰船之间用焊接的方式，消静电接地座与飞行甲板防护栏外侧进行焊接、消静电接地座与机库壁上进行焊接、消静电接地座与各加油站附近进行焊接，作为直升机接地装置的接地点，接地电阻满足设备的需求，同时还需保证能够传输故障电流而不引起过热[4]，与I、II、III型接地线上的接地夹口几何形状和尺寸相对应，两者连接后确保电气接触良好。接地底座由底座（材料为1Cr18NI9TI不锈钢）和接地柱（材料为1Cr18NI9TI不锈钢）组成（见图1）[2]。此外，接地座还包含接地盖（材料为1Cr18NI9TI不锈钢）（见图2），不使用接地座时，将接地盖旋转装在底座上，起保护作用，盖与底座用不锈钢链条相连以防丢失（见图3）。

图1 接地底座（单位：mm）

图2 接地盖图（单位：mm）

图3 接地座（单位：mm）

消静电接地座作为直升机接地装置与本舰的接地点，需要消除直升机的静电放电、感应电压和漏电电流等多种危险因素，因此需具备良好的导电性能。位于各加油站附近的消静电接地座主要用于连接II型接地线，以消除向直升机加注的喷气燃料的静电；位于直升机起降圈附近的接地座可连接III型线，以保障悬停时消除静电。

3.2 I 型直升机接地线

直升机在飞行甲板和机库内使用、维护、维修和停放等作业阶段，利用I型接地线连接于直升机与消静电接地座，使两者之间建立一条可靠的安全接地通路，以避免因设备漏电和感应静电等对直升机和舰员造成危害。

直升机在飞行甲板和机库中进行加油作业时，I型接地线与II型接地线相配合，在直升机、加油站和本舰接地点之间建立一条可靠的安全接地通路，消除静电电压和射频感应电压[3]，保持三者之间的电位一致，破坏静电放电、射频感应电压飞弧生成过程，确保加油作业过程的安全。

每架I型舰载直升机配备1根I型接地线。I型接地线一端为接地夹，另一端为直升机接地插销；直升机接地插销外形、性能指标分别满足各型直升机需求。I型接地线一端的接头用螺钉与接地插头连接，另一端接头与接地夹之间焊接连接，保证了I型接地线两端连接处的牢固可靠。

3.3 II 型接地线

II型接地线可与I型接地线相配合，确保直升机在飞行甲板加油作业阶段的安全作用，消除直升机机身的静电电压和射频感应电压[4]，保持直升机、本舰和喷气燃料三者之间的电位一致，破坏静电放电和射频感应电压飞弧生成过程，确保喷气燃料补给作业过程的安全。

II型接地线共配置10根，在10处加油站使用，确保加油作业的安全。II型接地线两端均为接地夹，使用时一端连接于消静电接地座、另一段连接于接地铜片上。

II型接地线两端电缆头与接地夹用之间用焊接连接，保证了II型接地线两端连接处牢固可靠。

3.4 III 型接地线

舰载直升机在舰面空中悬停作业阶段，利用III型接地线与舰载直升机放下的吊索相连接，使舰载直升机通过吊索、III型接地线到本舰接地点之间，连成一条可靠的安全接地通路，消除舰载直升机机身上的静电电压，确保空中悬停作业阶段的安全。

III型接地线共配置2根，与位于直升机起降圈附近的消静电接地座配合使用，确保舰载直升机悬停作业时的安全接地；III型接地线一端为接地夹，另一段为绝缘棒及接地搭接钩；使用时，接地夹与消静电接地座连接，舰员手握绝缘棒，将搭接钩与舰载直升机吊索搭接。III型接地线一端与接地夹之间用焊接连接，另一端接头与放电棒连接，保证了III型接地线两端连接处牢固可靠。

III型接地线上带有放电静电电阻及含搭接钩的静电放电棒，静电放电棒为6节环氧管，可在1.8 m～5.0 m范围内选择使用。静电放电棒最大静电承压≥20 kV，静电接地电阻≤10 000 Ω[5]。

3.5 接地铜片

接地铜片安装在喷气燃料加油站出口的法兰盘上，作为II型接地线连接消静电接地座与喷气燃料加油站出口之间的连接点，其连接接口的几何形状和尺寸与接地线上的接地夹口的几何形状和尺寸相对应，两者连接后确保电气接触良好。

接地铜片共配置20个，于每个喷气燃料加油站管路出口法兰处安装。接地铜片选用电阻率低，导电性好的，纯铜板硬T2材料（见图4）。

图4 接地铜片（单位：mm）

4 结论

接地装置总体功能设计将直接影响直升机接地功能的实现，接地装置的功能设计借鉴国内外接地装置成功经验，立足于国内现有成熟技术展开，充分考虑接地装置布置的科学性、合理性、安全性和可靠性，采取有效的工艺措施，充分化解质量、技术风险。通过研究应用接地装置，对船舶直升机安全可靠稳定运行起到积极作用，具有重要现实意义。