CSTM-滅火用直升機(jī)掛載吊桶編制說明

CSTM團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《滅火用直升機(jī)掛載吊桶（征求意見稿）》編制說明任務(wù)來源根據(jù)CSTM標(biāo)準(zhǔn)委員會文件《關(guān)于CSTM<滅火用直升機(jī)掛載吊桶>的立項(xiàng)公告（材試標(biāo)字[2020]197號）》的要求，由沈陽橡膠研究設(shè)計(jì)院有限公司作為主起草單位承擔(dān)《滅火用直升機(jī)掛載吊桶》的制定工作。計(jì)劃編號為CSTMLX050200541-2020，完成時(shí)間為2021年。牽頭起草單位及主要起草人起草單位：沈陽橡膠研究設(shè)計(jì)院有限公司、化學(xué)工業(yè)膠管和膠布制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、青島直升機(jī)有限公司。主要起草人：苗晶、王崇、李冬、周洋、朱江、戴琳、竇文波。其中苗晶主要負(fù)責(zé)本標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目的總體規(guī)劃、各階段標(biāo)準(zhǔn)文本的編寫和修改；王崇負(fù)責(zé)組織協(xié)調(diào)工作；李冬、周洋和朱江負(fù)責(zé)各實(shí)驗(yàn)室間和實(shí)驗(yàn)室內(nèi)數(shù)據(jù)收集、分析與處理工作；戴琳負(fù)責(zé)半成品及成品試驗(yàn)：竇文波負(fù)責(zé)成品的現(xiàn)場試比和試驗(yàn)。國內(nèi)外情況滅火吊桶主要用于直升機(jī)空中投放式滅火，平時(shí)貯存在機(jī)場或水源地附近的倉庫中，當(dāng)直升機(jī)受領(lǐng)滅火任務(wù)時(shí)，可快速掛載吊桶飛行至火場。滅火吊桶主要由載水吊桶、控制裝置和懸掛帶三部分構(gòu)成。取水時(shí)，通過控制裝置將放水口提拉到吊桶內(nèi)收緊，直升機(jī)掛載滅火吊桶飛到水源地進(jìn)行取水。放水時(shí)，通過控制裝置將放水口打開，將水迅速放出。滅火吊桶具有攜帶方便，使用簡單，易維護(hù)，可靠性好等特點(diǎn)，在軍事和民用消防領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。目前，國外生產(chǎn)吊桶的公司主要有加拿大的SEI公司、新西蘭Cloudburst公司、美國Slimplex公司及俄羅斯的烏蘭烏德工廠等。國內(nèi)滅火吊桶起步較晚，技術(shù)成熟度有待提高。隨著直升機(jī)在中國的大規(guī)模應(yīng)用，滅火吊桶也將逐步向更多的裝機(jī)對象推廣，未來必將大大提高森林消防部隊(duì)的滅火能力，成為讓消防官兵滿意的經(jīng)濟(jì)、適用、安全的直升機(jī)專用滅火器具。然而，滅火吊桶國內(nèi)沒有標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品多依靠進(jìn)口，標(biāo)準(zhǔn)多為國外生產(chǎn)商的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，國內(nèi)難以獲取，導(dǎo)致我們采購僅能依據(jù)產(chǎn)品說明書，無標(biāo)準(zhǔn)可作驗(yàn)收依據(jù)。為了更好的適應(yīng)消防滅火行業(yè)的需求，避免給用戶帶來困擾，同時(shí)促進(jìn)我國滅火吊桶的研發(fā)和生產(chǎn)，打破貿(mào)易壁壘，特制定本團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)。主要編制過程4.1制定標(biāo)準(zhǔn)的原則本標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)行業(yè)內(nèi)最新技術(shù)水平制定，性能指標(biāo)通過了大量的試驗(yàn)驗(yàn)證，選擇的試驗(yàn)方法具有可性能。充分考慮了用戶的需求，符合我國當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展要求。4.2本標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)的范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了滅火用直升機(jī)掛載吊桶的結(jié)構(gòu)、性能要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存等，適用于滅火吊桶的質(zhì)量控制和采購。規(guī)范性引用文件GB/T528硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測定GB/T531.1硫化橡膠或熱塑性橡膠壓入硬度試驗(yàn)方法第1部分：邵氏硬度計(jì)法（邵爾硬度）GB/T1682硫化橡膠低溫脆性性能測定GB/T3512橡膠熱空氣老化性能測定HG/T2580橡膠或塑料涂覆織物拉伸強(qiáng)度和拉斷伸長率的測定HG/T3050橡膠或涂覆織物等材料厚度、寬度的測定GJB150.9A軍用裝備實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法第9部分：濕熱試驗(yàn)滅火吊桶的技術(shù)要求根據(jù)滅火吊桶使用要求和產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)必須和可能達(dá)到的技術(shù)水平，本標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置了材料性能（包括膠料性能和涂覆織物性能，見表1）和吊桶成品性能（見表2）。表1材料性能要求性能要求混煉膠硬度/ShoreA55±5脆性溫度/℃-40無破壞熱空氣老化，90℃×24h拉伸強(qiáng)度變化率/%±20拉斷伸長率變化率/%±20耐濕熱老化，60℃×10d拉伸強(qiáng)度變化率/%±20涂覆織物性能要求經(jīng)向拉伸強(qiáng)度/（kN/m）≥40緯向拉伸強(qiáng)度/（kN/m）≥30耐屈撓性能，20000次無異常表2滅火吊桶技術(shù)要求項(xiàng)目要求1.4噸2噸3噸5噸15噸質(zhì)量/kg不大于130150200260315取水時(shí)間/s不大于50505060150滿載質(zhì)量/kg不大于167025003500550016000滿載水量/L1400±3002000±4003000±5005000±80015000±1000放水響應(yīng)時(shí)間a/s不大于33333漏水量，L/min不大于88888a從按下放水按鈕到吊桶開始放水的時(shí)間。試驗(yàn)方法本標(biāo)準(zhǔn)針對材料和成品的性能要求給出了適宜的試驗(yàn)方法。針對材料性能，規(guī)定了混煉膠的硬度和脆性溫度的測定、熱空氣老化、耐濕熱；涂覆織物的拉伸強(qiáng)度的測定、耐屈撓試驗(yàn)。針對吊桶成品，規(guī)定了外觀、質(zhì)量、滿載質(zhì)量、滿載水量，以及取水、放水、漏水量等的試驗(yàn)方法。檢驗(yàn)規(guī)則規(guī)定了型式檢驗(yàn)和出廠檢驗(yàn)的試驗(yàn)項(xiàng)目和頻次、材料和成品組批、以及合格判定的規(guī)則。組批，膠料以同班、同機(jī)臺生產(chǎn)的同種膠料不超過5輥為一批；成品以一次交付使用的為一批。檢驗(yàn)頻次，膠料應(yīng)每批進(jìn)行檢驗(yàn)；成品應(yīng)百分之百進(jìn)行外觀檢驗(yàn)、成品試驗(yàn)取水效率為鑒定性檢驗(yàn)項(xiàng)目。標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存和壽命結(jié)合產(chǎn)品實(shí)際特點(diǎn)，對標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存等作出規(guī)定。5.3產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與功能載水吊桶桶體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為缺半球體狀（如圖2），桶體主要由外層主體布、內(nèi)層主體布以及加強(qiáng)拉筋構(gòu)成。側(cè)面吊索：高強(qiáng)側(cè)面吊索主要連接控制裝置和桶體。側(cè)面吊索吊裝時(shí)使吊桶張開成傘狀（缺半球體狀）。1.中心吊索；2.側(cè)面吊索；3.吊桶。圖1滅火吊桶產(chǎn)品示意圖放水口呈圓錐筒形，加強(qiáng)扁平帶按圖2的連接方式穿過均勻分布的塑料環(huán)，繩端匯聚在一起，共同連接在中心吊索一端，中心吊索和控制裝置上的鋼繩尾端相連。1.中心吊索；2.鏈繩；3.塑料環(huán)；4.放水口圖2放水口外觀圖在吊桶上沿穿插著分瓣金屬環(huán)箍（如圖3）。目的使桶體上沿保持圓形以便在水面取水；在吊桶下沿懸掛分瓣金屬環(huán)箍（如圖4），目的使桶體到水面后依靠自重迅速下沉取水。1.吊桶上沿包邊；2.上沿金屬環(huán)箍；3.加強(qiáng)帶的環(huán)扣；4.銷釘；5.銷軸；6.保險(xiǎn)環(huán)；7.套筒。圖3上沿分瓣金屬環(huán)箍1.桶體；2.下沿分瓣金屬環(huán)箍；3.橡膠減震環(huán)；4.金屬吊環(huán)。圖4下沿分瓣金屬環(huán)箍控制裝置控制裝置上端與懸掛帶和控制電纜連接，下端兩側(cè)與側(cè)面吊索連接，下端的鋼絲繩與中心吊索相連，見圖5?？刂蒲b置主要功能是控制吊桶放水口開閉。1.懸掛帶；2.控制電纜；3.控制裝置；4.鋼絲繩；5.中心吊索；6.側(cè)面吊索。圖5控制裝置的連接方式懸掛帶懸掛帶是滅火吊桶的組成部分，用于連接控制裝置和直升機(jī)外吊掛的承力元件?？傞L20米，由兩條高強(qiáng)滌絲帶通過繩索扣連接而成，結(jié)構(gòu)如圖6所示。1.滌絲帶；2.繩索扣。圖6懸掛帶5.4各指標(biāo)的意義及解釋說明硬度膠料硬度是橡膠制品的重要檢測指標(biāo)，硬度高低直接影響產(chǎn)品性能，硬度的檢測可以檢查膠料配合劑的分散程度，硫化的均勻程度。根據(jù)滅火吊桶產(chǎn)品的特性，本標(biāo)準(zhǔn)選擇膠料硬度范圍為55±5，該硬度范圍屬涂覆織物制品常用硬度范圍，可以有效的保證涂覆織物的柔韌性。脆性溫度針對冬季森林火災(zāi)的工況環(huán)境，考慮到滅火吊桶要在低溫環(huán)境下使用，產(chǎn)品在-40℃低溫環(huán)境下需要保持良好的性能，保證產(chǎn)品在低溫環(huán)境下正常使用。本標(biāo)準(zhǔn)選擇-40℃低溫環(huán)境下膠料無破壞。熱空氣老化的拉伸強(qiáng)度變化率及拉斷伸長率變化率滅火吊桶在火災(zāi)現(xiàn)場工作，周圍環(huán)境溫度將達(dá)到90℃左右，本標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)產(chǎn)品使用環(huán)境，提供膠料90℃高溫試驗(yàn)。經(jīng)檢測，膠料經(jīng)90℃熱空氣老化后，膠料拉伸強(qiáng)度和拉斷伸長率變化率較小，表面未破壞，充分體現(xiàn)了材料具備耐高溫性。本標(biāo)準(zhǔn)選擇90℃老化后的拉伸強(qiáng)度及拉斷伸長率。耐濕熱老化，60℃×10d的拉伸強(qiáng)度變化率濕熱老化試驗(yàn)可以檢測在規(guī)定的溫度和濕度環(huán)境放置后膠料的強(qiáng)度變化?；跍缁鸬跬爱a(chǎn)品的實(shí)際需求，本標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定濕熱老化60℃×10d后的拉伸強(qiáng)度變化率±20%。涂覆織物的拉伸強(qiáng)度涂覆織物的拉伸性能是體現(xiàn)產(chǎn)品內(nèi)層布所表現(xiàn)的力學(xué)變形規(guī)律，拉伸強(qiáng)度是評定織物內(nèi)在質(zhì)量的主要指標(biāo)之一，本標(biāo)準(zhǔn)選擇涂覆織物經(jīng)向拉伸強(qiáng)度不小于40kN/m，緯向拉伸強(qiáng)度不小于30kN/m。耐屈撓性能，20000次滅火吊桶需要反復(fù)使用，使用過程中會發(fā)生多次曲撓情況，涂覆織物的曲撓試驗(yàn)可以有效模擬滅火吊桶使用狀態(tài)，有效評估涂覆織物的耐屈撓性能。本標(biāo)準(zhǔn)確定曲撓20000次無異常。成品質(zhì)量（重量）受直升機(jī)載重量限制及盡可能的提高吊桶的滿載水量，滅火吊桶整體不宜設(shè)計(jì)過重，需要確定一個(gè)合理范圍進(jìn)行約束。本標(biāo)準(zhǔn)為5種規(guī)格產(chǎn)品選擇了合適的重量范圍。取水時(shí)間直升機(jī)滅火吊桶在接到滅火任務(wù)后，需要快速到達(dá)火場附近的水源地，為節(jié)省時(shí)間，提高取水效率。根據(jù)實(shí)際使用情況，本標(biāo)準(zhǔn)確定了5種規(guī)格的取水時(shí)間。滿載質(zhì)量直升機(jī)滅火吊桶取水后，需要確定滿載后的水量，以指導(dǎo)滅火范圍及滅火時(shí)間，同時(shí)指導(dǎo)飛行員根據(jù)吊桶的重量確定飛行參數(shù)數(shù)據(jù)。本標(biāo)準(zhǔn)確定了5種規(guī)格產(chǎn)品的滿載質(zhì)量。滿載水量直升機(jī)滅火吊桶取水后，需要確定滿載后的水量，以指導(dǎo)滅火范圍及滅火時(shí)間。本標(biāo)準(zhǔn)確定了5種規(guī)格產(chǎn)品的滿載水量。放水響應(yīng)時(shí)間放水響應(yīng)時(shí)間是衡量滅火吊桶的系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，在按下按鈕后，快速將吊桶內(nèi)的水放出，否則將會直接影響飛機(jī)的懸停時(shí)間。漏水量漏水量是檢驗(yàn)滅火吊桶成品的一個(gè)重要指標(biāo)，合理的控制滅火吊桶的漏水量可以提高滅火效率。本標(biāo)準(zhǔn)將5種規(guī)格產(chǎn)品漏水量統(tǒng)一確定為8L。5.5主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）分析本標(biāo)準(zhǔn)針對滅火用直升機(jī)掛載吊桶，規(guī)定了專門的配方、混煉和硫化等方面，規(guī)定了膠料、成品物理性能及成品性能的要求。標(biāo)準(zhǔn)起草工作組重點(diǎn)對膠料物理性能進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證（見表3）。有關(guān)檢測報(bào)告見本編制說明的附件。表3硫化橡膠檢測數(shù)據(jù)序號性能指標(biāo)實(shí)測值1硬度/shoreA55±555555656552脆性溫度/℃-40無破壞-40無破壞-40無破壞-40無破壞-40無破壞-40無破壞390℃×24h熱空氣老化拉伸強(qiáng)度變化率/%±202.42.73.02.53.14拉斷伸長率變化率/%±20-6.6-5.8-6.8-4.7-6.95耐濕熱老化60℃×10d拉伸強(qiáng)度降低率/%不大于2011.210.8109.6116疲勞壽命2萬次無異常2萬次無異常2萬次無異常2萬次無異常2萬次無異常2萬次無異常由表