0 引　言

空投艇在离机与着水过程中，必须确保其船体结构满足强度与刚度的严格标准。此外，所采用的动力系统、仪器仪表以及通讯系统等均须符合即时使用的各项规定。特别是空投艇配备的小型柴油机及其相关的燃油系统、滑油系统、冷却系统等^[1]，需满足并适应空投艇独特的空投操作需求。然而，现有柴油机的燃油和滑油系统动力管路装置，往往并未特别针对船舶在极大倾角下的空投离机以及强烈降落着水冲击状态进行设计。因此，须根据空投艇的极限使用特性，采用专门的动力系统管路装置，以确保其能满足并适应这些特殊的使用需求和状况。

1 空投艇动力系统使用影响因素分析 1.1 空投艇动力系统使用状态

船舶柴油机动力装置配备有燃油、滑油、冷却水、压缩空气等系统，这些系统内部含有复杂的管路装置，各自承担着不同的功能。柴油机的润滑系统主要分为湿式承油盘润滑系统和干式承油盘润滑系统2种。湿式承油盘润滑系统作为柴油机的内部设备，其滑油管路循环装置完全集成在柴油机内部。而干式承油盘润滑系统则作为外部附件，其滑油独立储存在柴油机外部的日用滑油柜内，相应的滑油管路循环装置也在柴油机外部独立设计制造。同样，柴油机的燃油管路装置也是作为外部附件独立设计制造，燃油独立储存在外部的燃油箱内^[2]。

通常船舶燃油系统和滑油系统的空气管路可以通过船员操作手动截止阀进行开关，从而有效防止燃油或滑油的渗漏^[3]。然而，对于空投艇而言，由于空投时艇上并无艇员，无法在降落后自动打开空气管路或遥控启动动力系统，因此需要有人登上空投艇手动打开截止阀，以启动动力系统进行驾驶。本设计确保空投艇在无人操作的情况下，其动力系统的安全性和可靠性。

1.2 空投艇及动力系统使用方式

关于空投艇及其动力系统在空投过程中的姿态调整及防泄漏措施，现作如下说明。

如图1所示，空投艇在离机初期，将以较小倾角下滑。随着与飞行器的完全脱离，空投艇将转为近90°的船头向下姿态进行自由坠落。在这一过程中，由于大幅度倾斜，湿式承油盘、日用滑油柜内的滑油以及日用油箱内的燃油存在通过空气管路渗漏或流出的风险。

随后，降落伞的展开将改变空投艇的坠落姿态，由原先的垂直转为水平。在此状态下，空投艇将平稳下降。然而，在接触水面的瞬间，由于惯性作用，滑油和燃油可能会向上移动，同样可能导致从空气管路渗漏或流出。

2 动力系统的滑油和燃油管路设计

空投艇动力系统的滑油和燃油管路包括柴油机内湿式滑油管路、柴油机外干式滑油管路和柴油机燃油管路^[4]。

2.1 湿式滑油管路设计方法

传统柴油机内湿式滑油管路循环装置，如图2所示，由湿式承油盘、压力总管、吸油管、透气管、手动截止阀、抽吸泵、过滤器、冷却器等组成，其特点是循环滑油全部储存在柴油机的油底壳内，机舱不再设置循环油柜或油舱，结构紧凑，所有系统设备几乎全部附设在机身上，特别适合于小型柴油机。其优点在于储存在湿式承油盘内的滑油，经过过滤器和冷却器可以降低滑油的温度，延长滑油的使用寿命^[5]；其缺点在于长期储存在曲柄箱中的滑油，由于各种原因会造成滑油产生很多泡沫，加速了滑油氧化变质的速度，当在柴油机工作时，气缸内的气体以及其他高温气体会加速滑油变质。为了防止滑油变质，一般通过设置透气管的方法来解决问题，当船舶处于正常的水平姿态（纵倾角或横倾角在可控的范围内）时，如此布置透气管没有太大问题，只要在透气管管路上增加手动截止阀就可以起到防护作用。

采用手动截止阀显然无法满足空投艇的使用要求，必须对空投艇原有的柴油机内湿式滑油管路循环装置进行改造设计，如图3所示，在现有透气管上加装常开式直动式电磁阀，并设置相应的遥控控制信号装置，解决透气管的开、关以及动力系统启动，防止渗漏或流出问题；同时在湿式承油盘内设置一个多孔隔板，使来自压力总管的泡沫状热滑油从多孔隔板上的小孔流下，这些气泡在通过小孔时破裂，就可以正常从透气管排出，避免了空气与滑油重新相混，延长了滑油的使用寿命。

2.2 干式滑油管路设计方法

柴油机外干式滑油管路循环装置，如图4所示，由进油管、出油管、压力泵、中间油管、循环滑油柜、湿式承油盘、压力总管、抽吸泵、过滤器、冷却器、多孔隔板和防排气管路渗漏油装置组成，进油管从外部向柴油机提供冷却滑油，抽吸泵通过出油管将热滑油从只起汇集滑油之用的湿式承油盘抽吸出来，再通过过滤器对滑油进行清理，抽吸出来的滑油被输入到循环滑油柜内，在循环滑油柜设置多孔隔板，也用于减少混入滑油内气泡，并通过设置在循环滑油柜上的防排气管路渗漏油装置中的排气管将泡沫空气排出。

该设计避免了在湿式承油盘内空气与滑油相混，克服了湿式滑油循环系统存在的缺点，延长了滑油的使用寿命。压力泵通过中间油管、冷却器和进油管，将循环滑油柜内热滑油冷却后再打入柴油机的压力总管内完成润滑工作。该设计方法的核心是增加了防排气管路渗漏油装置，并可以实现透气管的开、关以及动力系统启动，防止滑油的渗漏或流出。

2.3 燃油管路设计方法

柴油机燃油管路装置，如图5所示，由进出油管、截止阀、粗滤器、燃油泵、加油管路、日用油箱和防排气管路渗漏油装置组成，进出油管和进出截止阀均由人工在使用时开启，不使用时关闭。燃油泵将日用油箱内的燃油抽出并打入到柴油机内，多余的燃油则从柴油机里流出返回到日用油箱，加油管路用于对日用油箱进行补油^[6]。

该设计方法的核心依然是增加了防排气管路渗漏油装置，用于实现在大倾角的空投离机和强烈的降落着水过程中透气管的开、关，防止燃油的渗漏或流出，确保空投艇降落后对动力系统燃油的供给，满足远距离遥控启动的使用要求。

2.4 防排气管路渗漏油装置设计方法

防排气管路渗漏油装置，如图6所示，是空投艇动力系统特殊管路设计的核心部件，它由排气口、常开式直动式电磁阀、排气管、通电控制信号线、通电延时继电器、转轴支座、转轴、限位卡和转动挡板组成。

其中，常开式直动式电磁阀安装在排气管中间，用于控制排气管的开或关，并通过一端连接在常开式直动式电磁阀上，另一端连接在空投艇控制电路上的通电控制信号线来控制。机械触动式的通电延时继电器为常开式，其安装在循环滑油柜或日用油箱的上面板上，在发生机械触动后通电延时继电器启动，并使通电控制信号线通电，但这个通电为延时通电。延时通电的通电控制信号线之后会触发常开式直动式电磁阀启动，常开式直动式电磁阀随之会关闭阀门。当延时通电时间结束后，通电延时继电器会关闭并对通电控制信号线断电，常开式直动式电磁阀也随之打开了阀门，排气管又可以通气。转轴支座、转轴、限位卡和转动挡板构成了防排气管路渗漏油的触发机械机构，限位卡的作用是在空投艇处于水平姿态时，限位卡能够挡住转动挡板使其不向下转动。此时转动挡板与垂直面的夹角大约30°，这样的角度可以保证在大倾角的空投离机和强烈的降落着水过程中，滑油或燃油能够对转动挡板产生转动作用力，实现转动挡板逆时针转动。而转动挡板的转动又能够在机械触发通电延时继电器的同时，用转动挡板挡住排气管口，达到在常开式直动式电磁阀启动前防止滑油或燃油的渗漏或流出的目的。

总之，防排气管路渗漏油装置就是在滑油管路循环装置或燃油管路装置中的空气管路上设置常开式直动式电磁阀和通电延时继电器的组合装置，用于实现在大倾角的空投离机和强烈的降落着水过程中透气管的开、关，防止滑油或燃油的渗漏或流出，满足空投艇降落后动力系统远距离遥控启动的使用要求。

3 空投过程分析及实艇应用 3.1 空投过程管路系统分析

防排气管路渗漏油装置动作过程（见图1）。空投艇在空投离机时，开始以较小的倾角滑动，之后将以船头向下近90°姿态自由坠落，相应的循环滑油柜和日用油箱也随之发生转动并呈现同样的大倾角姿态，滑油以及燃油也同时反方向转动，并对转动挡板产生同样转动方向的作用力，迫使转动挡板转动。转动挡板转动后首先机械触发到通电延时继电器使之启动，然后再进一步转到与循环滑油柜或日用油箱的上面板贴合状态，首先起到挡住排气管口防止排气管路渗漏油的作用。通电延时继电器启动后，延时给通电控制信号线通电，延时通电的通电控制信号线随后触发了常开式直动式电磁阀，使之关闭了阀门，彻底防止了排气管路渗漏油的可能。

随着空投艇离开飞行器，降落伞也跟着打开，并将空投艇船头由向下垂直坠落的姿态拉回到空投艇正常的水平姿态，循环滑油柜和日用油箱也随之反向转动恢复到原来的水平姿态，转动挡板同样反向转动恢复到原先被限制在与垂直面的夹角大约30°的下垂位置。同时，由于通电延时继电器的延时通电时间已到，通电延时继电器又恢复到原有的关闭状态，通电控制信号线也随之断电，常开式直动式电磁阀又打开阀门，排气管路恢复正常状态。

当空投艇下降到着水冲击状态时，空投艇将以较大的着水速度落水，相应的循环滑油柜内的滑油以及日用油箱内的燃油将在惯性力的作用下向上运动，从而又出现了滑油和燃油从空气管路渗漏或流出状况的可能性。由于惯性力引起的滑油和燃油向上运动会对转动挡板产生向上转动的作用力，迫使转动挡板向上转动，同样是首先机械触发通电延时继电器的启动，然后再进一步转到与循环滑油柜或日用油箱的上面板贴合状态，先起到挡住排气管口防止排气管路渗漏油的作用。后续也是同样的动作，通电延时继电器开启使得通电控制信号线延时通电，通电又使得常开式直动式电磁阀启动并关闭阀门，一直到延时通电结束，常开式直动式电磁阀又打开阀门，排气管路恢复正常状态，空投艇在水中处于平稳的可遥控启动的状态^{[7 − 9]}。

3.2 实艇应用

该特殊管路在某刚性突击艇（空投艇）进行创新实践应用。该艇在舰船或者飞机上进行释放，空中自动打开降落伞保证艇缓释降落，离地15 m自动打开充气装置对突击艇护舷进行充气。同时，滑油系统和燃油系统采用防排气管路渗漏油装置设计，油箱采用碳纤维吹塑工艺，整个空投试验过程安全顺利，确保空投艇降落后对动力系统的滑燃油的有效供给。

4 结　语

针对空投艇的特殊应用场景，提出了一种针对性的动力系统特殊管路设计方案。该方案通过在柴油机的燃油及滑油管路装置中，集成一套包含常开式直动式电磁阀、通电延时继电器以及倾斜多孔隔板等组件的特殊通气管路装置，有效解决了空投艇在极限状态下可能出现的通气管路渗流油和滑油产生气泡的问题。此外，该设计还确保了空投艇在着水降落后能迅速启动动力系统，从而满足无人艇遥控载人等实用功能需求。这种设计方法不仅显著提升了空投艇的实用性，而且对实际设计工作具有深远的指导意义。