摘要：本文参考美国垂直补给体系，明确垂直补给装置需求、寿命以及使用限制。
关键词：垂直补给；补给设施
作者简介：刘鹏；中国直升机设计研究所
1.概述
航母编队作为海军担负近海防御和远海防卫战略任务的主要新型作战力量。海上补给是海军航母编队战斗力的重要组成部分，是延伸航母编队作战半径、延长自持力和提高作战效能的基本手段。舰艇编队执行海上任务持续时间长，物资消耗量巨大，通常作战4-5天后，就需要进行较大规模的海上补给。因此，海上补给性能的优劣己成为衡量编队是否真正具有海上持久作战和高度机动能力的重要标志。
从美军清况来看，美海军将海上补给、作为航母编队执行长时间海上任务的基本工作之一，通过海上补给及时补充弹药、燃料。
吊运装置是海上垂直补给中的一个主要设备，它上连直升机，下连货物，它由若干个设备组成，舰载直升机垂直补给涉及的装置设备较多，而对于不同类型、不同重量的货物，应配套相应强度或质量的装置设备。但是，目前对于不同的补给物品，还没有针对不同投送货物来规范相应配套装置设备的权威法规或标准文件，这也给垂直补给的安全性埋下了隐患。因此，如何根据不同类型和不同质量的投送物品，科学合理选择能够满足安全地进行垂直补给任务的装置设备，也是需要后续进行重点研究的内容。
2.海上垂直补给装置需求分析
吊运装置是海上垂直补给中的一个主要设备，它上连直升机，下连货物，它由若干个设备组成，主要包括吊臂组件、吊索、网兜、货盘、货筐、叉车。其中，吊臂组件结构比较复杂，主要由载荷指示器、上下组件、货物吊钩等设备组成：万向节用在吊索的中间，其目的是为了防止在吊运货物时因旋转而引起吊索扭转，由上环、下环、轴承、螺母、销和上体、下体组成；另外，还有安全钩、货网、货盘、运货箱等设备。由此可见，舰载直升机垂直补给涉及的装置设备较多，而对于不同类型、不同重量的货物，应配套相应强度或质量的装置设备。
3.垂直补给装置的强度、寿命分析
定寿是的技术途径是在产品设计定型时，承制方根据厂内试验，外场信息，以及相似产品给出产品首翻期（或使用期限）的初始值。随着使用经验的积累，生产经验的成熟，维修工作的不断完善，以及设计、材料工艺等因素的改进，逐步给出首翻期，翻修间隔期限等寿命指标。
确定或延长产品首翻期（工作时间）和使用期限（工作时间）的方法，根据其特点分为三种方法：
厂内寿命试验法：产品在模拟实际的试验条件下，对新品或使用到一定寿命的产品进行试验；采用工程经验法、图估计法、分析法三种方法之一进行数据处理。
领先使用法：对采用领先使用法定寿的产品，应取样品数n≥2，做厂内寿命试验后，给出首翻期（工作时间）初始值t1，然后通过装机领先使用时间t¬2（t-2＞t1），如果领先使用期间产品工作情况良好，经相关检查，其结果满意，可给出产品临时首翻期（工作时间）大于t1，小于t¬2。按此方法可以不断延长首翻期（工作时间）到一定水平。
工程分析法：包括薄弱环节法、相似法和折算法。
根据垂直补给装置的特点，建议采用厂内寿命试验法和领先使用法辅以工程分析法进行定寿。
4.垂直补给装置与补给物资器材的适配性研究
4.1垂直补给装置（器材）与补给物资的适配性
悬挂在直升机外的货物，因其形状、重量不同，稳定性亦不同。通常，机外货物的悬挂可按其连接于直升机上的点数不同而有单点悬挂位形、二点悬挂位形和四点悬挂位形。
单点悬挂位形是一种最简单的悬挂货物方法。散装货物经少量准备后用网袋或托盘进行补给。一般轻型直升机和中型直升机均采用这种方法。由于单点悬挂位形之声为货物提供较小的摆动稳定性，而不能提供任何偏航或俯仰的约束和稳定性，所以只能悬挂一些高密度货物。垂直补给能力不高。
二点悬挂位形能为货物提供俯仰和偏航稳定性，其中纵列式可为货物提供俯仰约束，横向式可提供偏航约束和某种程度的横滚约束。
四点悬挂位形能为货物提供横滚和俯仰的联合约束，并具有轻微且较有效的偏航恢复力矩，适于吊运车辆和集装箱。但四点悬挂位形的应急投放要有高度的可靠性，即剪断器必须能同时切断所有吊索。
4.2垂直补给装置（器材）与直升机及舰面设备的适配性
直升机外悬挂货物对舰艇实施垂直补给作业中，可能会因吊索载荷的垂直弹跳货物的不稳定型机吊索支线绳带的拍动等问题而危及直升机的安全。
吊索载荷的垂直弹跳虽不经常发生，可一旦发生就会造成机毁人亡。产生这种现象的原因是：飞机骨架和悬挂系统的固有频率与直升机旋翼叶片旋转所致的振动频率相耦合而致。解决方法有：一是选择适当的吊索刚度，使其固有频率低于旋翼叶片振动频率的0.6倍；二是在悬挂装置中安装载荷隔离器，使悬挂装置的弹簧刚度随载荷增加而变化。
货物的不稳定性是由气流所致。目前较有效的稳定货物的方法是在货物上附加直尾翼和在货物纵向轴线上安装导伞。
吊索支线绳带的拍动是由吊索长度、张力和横截面几何形状在直升机尾翼某些状态下产生的涡流诱导的振动。这是一种严重危及直升机安全的现象。实践表明，通过扭绞吊索支线，缩短振动绳带的有效长度，可使吊索支线绳带的拍动降低到最小程度。
5.结束语
本文从垂直补给装置需求、强度寿命确定以及与补给物资的适配性几个方面进行了分析，对垂直补给装置的使用及维护等进行了较全面的分析研究，在垂直补给装置研制过程中，除设计设备方案外，应将寿命、维护时机以及与货物适配性等多个方面进行深入设计分析，确保垂直补给装置安全可靠。
参考文献：
[1]GJB 2231-1994，直升机海上救援和垂直补给通用要求(S).
[2](1985)科六字底1325号，航空技术装备寿命和可靠性工作暂行规定(S).