海上设施直升机甲板建造规范与应用

2021-09-06王靖凯范迪哲刘国增

中国海洋平台 2021年4期

陈帅，李川，王靖凯，范迪哲，刘国增

(海洋石油工程股份有限公司安装事业部，广东深圳 518067)

0 引言

随着我国经济的不断发展，国家对能源的需求持续增加，能源进口依存度也逐步攀升。在当前国际竞争日趋激烈的大背景下，国家加大海上油气资源的开发力度。为适应海上能源开发需求，直升机以其独有的快捷性、实用性和安全性等特点被广泛应用于各类海洋平台设施及大型海上施工船舶的人员和小型物资转运等任务上，以其快捷性在海上作业人员倒班、紧急救助和撤离等方面起到重要作用。

1 概况

海上直升机甲板是供直升机在海上起降的场地，一般要求配备相应的助航设备、航管通信设备、气象设施、消防救援设备、机场标志线等。欧美国家对于海上直升机甲板规范要求的研究起步较早，我国民航局和相关机构也通过多年的研究和验证制订了海上直升机甲板设计规范和标准。对于海洋工程独立式直升机甲板，常用规范、规则[1]主要有：(1)英国民用航空局Civil Aviation Authority 437-Offshore Helicopter Landing Areas—Guidance on Standards(简称“CAP 437”)；(2)中国船级社(CCS)海上移动平台入级与建造规范；(3)美国船级社(ABS)移动式近海钻井装置建造和入级规则；(4)挪威船级社(DNV)海上标准DNV GL-OS-E401直升机甲板；(5)法国船级社(BV)钢质海船入级规范。

2 直升机甲板防滑要求

CAP 437提出直升机甲板面应防滑[2]，最小摩擦系数要求如表1所示。

表1 直升机甲板最小摩擦系数要求

一般可通过防滑油漆增加甲板摩擦力，测试方法通常要求：在2个相互垂直的方向上，对整个甲板区域进行间隔不超过1 m的取样测试(见图1)；使用1个带刹车轮技术的测试仪，轮子材料与直升机轮胎材料一致；2个1 m2的相邻小方格的测试结果都不可以小于表1中要求的最小值；当涉及接地/定位圈和“H”标志灯区域时，接地/定位圈和“H”标志处不需要测试[3]。

图1 摩擦力测试取样图

直升机甲板型材(通常指铝型材)表面的防滑系数一般无法自行测量，需要将样板送到相关检测机构进行全面检测。检测内容[3]包括：使用1个典型的直升机轮子，轮胎接触面积为200 cm3；施加一个垂直压力用以产生至少0.95 N/mm2的压强(1.00 N/mm2更理想)进行测试，同时也需要用直升机轮胎压力和压强正常范围内的其他值来测试；在潮湿环境中测试；分别在沿着轮子、垂直于轮子、沿着型材、垂直于型材等4个组合方向上进行测试；每种情形至少测试3次；每次测试的结果取除去初始静摩擦力产生的峰值之外的摩擦系数平均值；每种情形的摩擦系数取该情形下所有测试的平均值；测试样本的综合摩擦系数为4个方向组合中的最低值。

3 直升机甲板安全网

文献[4]提出直升机甲板平台周边应设有安全网，其宽度不小于1.50 m，其外缘不得高出甲板边缘0.15 m。文献[5]中的规定略有不同：安全网可以用安全架代替，安全网或安全架的高度不得超过着陆和起飞区域的高度，强度应至少能承载122 kg/m2的力，材质及安装方式应确保坠落的人或物不至被弹出该区域。不难看出文献[5]对安全网高度的限制更加严格，同时在强度和材质上也给出了更明确的要求。

CAP 437规定如下：如果平台结构上有充分的防坠落装置，则直升机平台周边可以不装安全网，否则必须安装。安全网应有适当的弹性，至少宽1.50 m，且小于2.00 m。靠近舷边的一侧固定在舷边的正下方，水平面上安全网的高度不可以超过平台面(这与文献[5]要求一致)，垂直面上安全网应有一个斜向上的大约10°的坡度。安全网的设计应能使人坠落其中被网牢固接住。通常会在安全网上加装立柱或钢管来保证强度，但在设计时须确保其不会对坠落人或物造成严重伤害。将安全网固定在甲板上时应保证安全网各部件及附件都满足要求。实践表明各类钢丝网筛更适用作安全网。

4 直升机甲板标志

为便于直升机平台的正确识别，给直升机驾驶员简易直观的指引，直升机甲板上必须有统一的标志。在直升机甲板模块组装完成后，须按照规范要求在甲板面上涂装标志“H”、降落环、起飞质量、起降边界线、平台名称等甲板标记[6-8]。

(1)设施名称及甲板边界

CAP 437规定海上直升机甲板应用高摩擦系数的油漆涂成深绿色，若发证机构同意，铝质甲板也可不刷漆，甲板名称应在无障碍区的起点和接地/定位圈之间用白色油漆标志。当直升机甲板直径D<16 m时，名称字母的高度至少为1.2 m；当D≥16 m时，名称字母的高度至少为1.5 m。没有涂漆的铝质直升机甲板名称应用黑底白漆显示。

若无特殊说明，名称字母的宽度为高度的15%，字母的间距为高度的10%，单词的间距为高度的50%。平台边界线应为30 cm宽的白线。

China Civil Aviation Regulations 94(简称“CCAR 94”)规定的要求与CAP 437略有不同。在颜色要求上CCAR 94认为甲板应漆成深绿色或深灰色，边界线的宽度为30～40 cm，平台名称字体大小统一为1.2 m×1.2 m。

MH 5013民用直升机场飞行场地技术标准(简称“MH 5013”)的要求与CAP 437更接近，甲板表面应刷成深绿色，平台名称字体高度不宜小于1.2 m，边界线的宽度为30 cm[5]。

(2)最大允许质量

CAP 437要求最大允许质量标记在接近无障碍区域(Obstacle Free Sector，OFS)起点方向上，因为此处易被直升机飞行员看清楚。该标记应由1个两位或三位数组成，精确到小数点后一位数，单位吨(t)也应标记在数字后面。数字的高度应为90 cm，线条宽度约12 cm，颜色为白色(与甲板绿色形成鲜明对比，更易识别)。若可行，该标记应与平台名称标记分开，以免引起混淆。对于表面没有刷漆的铝质甲板，最大允许质量应用同等尺寸的白色字体显示在黑色背景上。

MH 5013相关要求基本与CAP 437要求相同。

(3)接地定位圈

CAP 437要求接地定位圈应用黄色线条标记，圈的中心为FATO(Final Approach and Take-Off area)的中心点(也有少数中心偏离的情况，但在规范要求下最大偏离量不得大于0.1D)，内径应为0.5D，线条宽度为1.0 m(新建D<16 m的直升机甲板，线条宽度可减小至0.5 m)。CCAR 94 要求接地定位圈的宽度必须为1.0 m。

(4)机场识别标志“H”

CAP 437要求直升机机场识别标志“H”应标记为白色，中心应与接地定位圈中心重合，“H”中间的横杠应位于OFS的中心线方向上。标志尺寸应为4 m×3 m(高×宽)、字母线粗为0.75 m，对于新建的D<16 m的直升机甲板，“H”的尺寸可减小至3 m×2 m(高×宽)、字母线粗为0.50 m。

MH 5013要求与CAP 437相同。CCAR 94要求“H”标志的尺寸为4.0 m×2.4 m(高×宽)、字母线粗为0.40 m，不管直升机甲板D是否小于16 m都须满足该要求。

5 风向标

CCAR 94没有提到对风向标的具体要求，而MH 5013从位置、尺寸、颜色等方面对风向标提出了比CAP 437更明确的规范要求。风向标的功能与CAP 437要求一致：既能指示FATO区域上空风的情况，又不受附近物体或直升机旋翼下吹气流的影响。风向标的位置：应能从飞行中、悬停时等工况的直升机上被看到。风向标的颜色：应与地面背景差别明显，宜采用单一白色或单一橙色。为了在有变化的背景下使其足够明显而需用两种颜色组合时，宜选用橙色与白色、红色与白色或黑色与白色等两种颜色构成的5个等距相间的环带，两端环带采用较深的颜色，夜间操作应加以照明。

6 实例

(1)实例一

某海洋工程船在船首建有直径为23 m的钢质直升机甲板，甲板表面用防滑漆涂成深绿色，接地/定位圈涂成黄色，“H”和边界涂成白色，在甲板表面摩擦力测试时(使用Findlay Irvine Grip测试仪)，甲板表面沿着船首和正横方向分成若干个面积为1 m2的小格子，其测试结果如图2所示。

图2 甲板表面摩擦力测试结果

实例甲板经测试后：接地/定位圈外均值为0.65(大于最低要求0.50)；接地/定位圈上的均值为0.72(大于最低要求0.65)；接地/定位圈内均值为0.68(大于最低要求0.65)。

测试数值看似符合要求，但CAP 437中还有一条规定，2个相邻格子的摩擦系数不可以都小于要求的最低值。图2中画圈标记出的都是不符合规范的区域。测试结论是该实例直升机甲板不符合规范要求，必须对不满足要求的区域进行改造，并再次对整个直升机甲板重新进行摩擦力测试。

(2)实例二

某海洋工程船直升机甲板位于船首(见图3)。甲板上用白色油漆标记着D为22.00 m。然而DNV证书却记载着该甲板直径为20.88 m，CCS证书又记载着该甲板直径为22.80 m。虽然只是一个简单的标记，但存在问题。在申请相关证书时，须反复核实实际参数，CAP 437和MH 5013都要求D应以五舍六入的方式精确到米。