PDF《00L中国南极科学考察油囊设计与应用》

2 .T h eA m e r i c a nf l e x i b l e t a n k s f o r t h e o i l t r a n s p o r t a f t e r t h e A n t a r c t i c s u p e r h i g h w a y w a s c o m p l e t e d 中国从

1 9

9 7年第

1 3次南极科学考察首次向南 极内陆挺进开始, 到2010年中国第

2 7次南极科学 考察, 每次内陆考察的油料全都用油桶储运, 使用量 最大的一次为

2 0

0 8年第

2 5次南极考察, 为了建设 中国第一个南极内陆考察站― ― ―昆仑站, 共运送油 料2000

0 0L , 使用了

11 0 0多个油桶.随着考察的 发展, 用油量不断增加, 油桶运输效率低、 转运劳动 强度大、 空桶回收困难等问题越来越突出( 图3),中国从

2 0

1 1年第

2 8次南极科学考察开始尝试使用

50 0 0L 油囊进行内陆考察油料保障. 图3内陆考察中的油桶运输 F i g .

3 .T h et r a n s p o r t o f t h eo i l d r u m sd u r i n gt h ei n l a n de x p e d i t i o n

1 中国南极科学考察油囊设计 中国南极内陆科学考察的油料保障包括远洋运 输、 南极卸载、 基地运输、 考察保障、 容器回收等 5个 阶段.油囊既能适应直升飞机吊运, 也能适应雪橇 运载的设想, 油料从货轮或油轮运输到昆仑站的过 程中无需二次转运. 远洋运输依靠雪龙号破冰船进行, 雪龙号穿越 太平洋和印度洋将考察所需油料从国内运送至中国 南极中山站附近, 破冰不前时将油料罐装于油囊, 通过K32直升机将油囊吊运到距离中山站

1 0k m远 的内陆出发基地, 之后, 用吊车将油囊转移到雪橇 上, 拖挂于雪地车后面进行沿途和昆仑站的各项保 障, 用完的空油囊层叠平铺于雪橇上回收, 返回中山 站时整理装箱以备来年使用.

1 .

1 容量的确定 在油料保障的 5个阶段里, 基地运输阶段的直 升机吊运能力是制约运输效率的瓶颈, 中国南极科 学考察使用的直升机从俄罗斯进口, 型号为 K

3 2 , 极限起吊重量为 5t , 正常工作状态下, 起吊 4t 的物 资效率最高, 从这点考虑, 油囊的承重应尽可能接近 4t ,3号喷燃料的密度为

7 7

5 ―8

3 0k g / m

3 , 容量需 要设计为

50 0 0L . 在考察保障阶段的运输工具是雪橇, 雪橇的极 限承载量为

1 5t , 正常工作状态下, 运载

1 2t 物资效 率最高, 运输 3只5000L油囊也恰好充分利用了运 力, 因此油囊的设计容量确定为

50 0 0L .

1 .

2 结构的确定 雪橇的载物面尺寸为

60 5 8m m*

24 3 8m m , 安放3只 油囊时, 每只油囊只能占用20

0 0m m *

24 0 0m m 的面积, 考虑运输稳定性, 油囊的装油高 度需要控制在

1 . 5m以内, 只有方台形结构才能满 足这一要求, 其他枕形、 圆柱等常用的油囊形状均不 能同时满足以上条件.据此, 初步设计油囊的外形 如图

4 .油囊下底尺寸为

18 0 0m m*

21 5 0m m , 上 底尺寸为

16 1 0m m*

12 6 0m m , 高度为

14 0 0m m , 此时, 理论容量为

45 0 0L , 软质容器会有自然的扩 张和变形, 一般容量会增加大约

1 0 %, 因此, 具体尺 寸需通过容量试验进行修正. 油囊的 进出油孔设计在囊体的顶部, 符合GBT16693―1

9 9 6中A―1型公称通径

5 0m m阳端 快速接头尺寸规定.排气口设计在油囊顶部中间, 避开吊带、 固定带的交叉点.直升机吊运装置设计 为两条 U形吊带, 从方台的对角绕过囊体腹部将油 囊兜起, 吊带的强力为

3 00

0 0N , 这种方式可以起吊