某地面控制站方艙裝車總體設(shè)計

張一帆

中國電子科技集團(tuán)公司第十研究所， 四川成都 610036

某地面控制站方艙裝車總體設(shè)計

張一帆

中國電子科技集團(tuán)公司第十研究所， 四川成都 610036

1 概述

對于航天測控系統(tǒng)的地面站，從傳統(tǒng)上劃分可分為陸站、船站和車載站3種，陸站和船站由于地理位置受限以及經(jīng)費需求量比較大，因此陸站和船站數(shù)量有限，當(dāng)數(shù)量達(dá)到一定程度后，就不會再增加更多的站點。而車載站由于其機動性、靈活性和環(huán)境適應(yīng)性比較好，且相對來說經(jīng)費需求較小，因此從最近這幾年及將來的發(fā)展趨勢來看，車載站的數(shù)量發(fā)展很快，行業(yè)用途也越來越廣泛。

車載站組成主要包含載車底盤、方艙、方艙附件及電子設(shè)備等。

本文針對某測控系統(tǒng)地面控制車載站的6米方艙車的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行了闡述。

2 設(shè)計原則及設(shè)計依據(jù)

2.1 設(shè)計原則

貫徹執(zhí)行現(xiàn)行有效的國家標(biāo)準(zhǔn)、國家軍用標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；

在綜合分析戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能的基礎(chǔ)上，充分運用優(yōu)化設(shè)計、可靠性設(shè)計、維修性設(shè)計、價值工程等專業(yè)工程技術(shù)進(jìn)行方案設(shè)計；

在滿足技術(shù)要求的前提下，最大限度地采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件、標(biāo)準(zhǔn)化模塊通用結(jié)構(gòu)，優(yōu)選和壓縮標(biāo)準(zhǔn)件、通用件、外購件及原材料的品種、規(guī)格。

2.2 設(shè)計依據(jù)

設(shè)計工作中參照并執(zhí)行了下列標(biāo)準(zhǔn)：

GB1589-2004 道路車輛外廓尺寸、軸荷及質(zhì)量限值

GJB79A-1994 廂式車通用規(guī)范

GJB219B-2005 軍用通信車通用規(guī)范

GJB367A-2001 軍用通信設(shè)備通用規(guī)范

GJB870－90 軍用電子設(shè)備方艙通用規(guī)范

GJB2093－94 軍用方艙通用試驗方法

3 載車選型

3.1 系統(tǒng)組成和配置

6米方艙車主要由SX2153B型軍用越野汽車二類底盤、6米方艙、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)及布線、裝車結(jié)構(gòu)件及工具附件等組成。

3.2 底盤

根據(jù)6m方艙的實際使用環(huán)境，考慮到底盤承載方艙后的整體性，同時綜合考慮系統(tǒng)裝備底盤車的先進(jìn)性，選用陜汽SX2153B（6×6）型軍用越野車二類底盤，該底盤是在SX2153車的基礎(chǔ)上開發(fā)研制的一種新型越野汽車。該車具有SX2153型越野汽車的許多性能先進(jìn)的總成，同時在SX2153型越野汽車的基礎(chǔ)上，加長軸距，增加了上裝的可利用空間。外形見下圖。

圖1 陜汽SX2153B（6×6）型軍用越野車底盤外形圖

陜汽SX2153B（6×6）型軍用越野車二類底盤主要性能參數(shù)見表1。

4 裝車布局

4.1 基本原則和要求

布局設(shè)計的基本原則是：在保證系統(tǒng)功能完成的基礎(chǔ)上，重點考慮電磁兼容和人機工程，使用整車布局合理、美觀大方、操作方便、乘坐舒適。

4.2 整車形式

為了實際工作使用需求，本車在運載平臺上裝載有6米方艙，作為設(shè)備裝載和人員工作的空間。

相關(guān)尺寸如下：

整車外形尺寸：外形尺寸不大于：9705（長）×2500（寬）×3967（高）mm；

車廂外形尺寸：6058（長）×2438（寬）×2240（高）mm；

設(shè)備艙艙內(nèi)部尺寸：3268（長）×2298（寬）×2100（高）mm；

天線艙內(nèi)部尺寸：2600（長）×2298（寬）×2100（高）mm。

4.3 外部布局

本方艙車外部包含方艙門、空調(diào)、發(fā)電機、電動頂蓋、信號口、電源口、維修門等。車外部布局見圖2、圖3、圖4。

表1 SX2153B型越野汽車底盤主要性能參數(shù)表

圖2 外部布局（右側(cè)視圖）

圖3 外部布局（左側(cè)視圖）

圖4 外部布局（后部視圖）

4.4 內(nèi)部布局

本車的內(nèi)部布局參見圖5。

方艙內(nèi)部共分為天線艙和設(shè)備艙，其中天線艙安裝1個1.8米的天線，同時安裝天線升降平臺，保證天線工作時升出艙外。設(shè)備艙安裝2個設(shè)備機柜、2個設(shè)備控制臺及UPS柜、文件柜等輔助設(shè)備。

圖5 內(nèi)部布局

5 重量及質(zhì)心估算

以整車的前橋中心點在地面的投影為坐標(biāo)原點。以車長方向為X坐標(biāo)，車寬方向為Y坐標(biāo)，車高方向為Z坐標(biāo)。改裝后底盤車及主要裝車設(shè)備的重量及質(zhì)心位置見下表：

表2 主要裝車設(shè)備的重量及質(zhì)心位置

(1) 整車重量：

G=14753kg＜原車滿載重量15000 kg。

(2) 整車質(zhì)心位置：

X =（W1·X1+W2·X2+W3·X3）/ΣWi=3134(mm)；

Y =（W1·Y1+W2·Y2+W3·Y3）/ΣWi=-8(mm)；

Z =（W1·Z1+W2·Z2+W3·Z3）/ ΣWi=1491(mm)。

即：整車縱向質(zhì)心位置為3134mm（距前軸）；

整車橫向質(zhì)心位置為右偏-8mm（距對稱中心）；

質(zhì)心高度1491mm（距地面）。

5.1 整車軸荷分配計算

后橋負(fù)荷G后=∑Wi.Xi/L=9634kg<原車后橋最大滿載質(zhì)量12000 kg；

前橋負(fù)荷G前=∑Wi-G后=5119kg<原車前橋最大滿載質(zhì)量5200 kg；

前橋占總質(zhì)量的比例為G前/∑Wi=5119/14753=34.7%。

5.2 橫向穩(wěn)定性

根據(jù)GJB2225.6-94的要求，安裝設(shè)備后，重心高度應(yīng)當(dāng)符合橫向、縱向穩(wěn)定性的要求。

橫向穩(wěn)定性應(yīng)符合下式規(guī)定：

式中：B —— 汽車輪距,底盤輪距B=2058mm；

α—— 側(cè)傾穩(wěn)定角：國軍標(biāo)要求為α≥31!；

H —— 質(zhì)心高度，根據(jù)前面計算：H=1491mm。

代入數(shù)據(jù)得：

則α= arctg0.69=34.8!＞31!

所以，橫向傾覆系數(shù)滿足要求，汽車橫向穩(wěn)定性滿足要求。

5.3 縱向穩(wěn)定性

縱向穩(wěn)定性應(yīng)符合下式規(guī)定：

式中：L —— 整車重心距后軸距離L=4800-3134=1666mm；

Φ—— 地面附著系數(shù)：國軍標(biāo)要求為Φ=0.5～0.6；

H —— 質(zhì)心高度，根據(jù)前面計算：H=1491mm。

代入數(shù)據(jù)：

根據(jù)以上分析，整車的橫向、縱向均滿足穩(wěn)定性要求。

6 結(jié)語

在綜合分析技術(shù)性能的基礎(chǔ)上，采用通用化、模塊化等成熟的技術(shù)和制造工藝，充分運用可靠性、維修性、安全性、價值工程等專業(yè)工程技術(shù)措施，布局設(shè)計合理，能滿足系統(tǒng)使用的要求。

[1]邱成悌，趙!殳，蔣全興.電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計原理[M].南京：東南大學(xué)出版社，2005.

[2]王健石，胡克全，吳傳志.電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊[M].北京：電子工業(yè)出版，1993

[3]周長忍，劉光曾，夏強輝，王振武.QJ2608-94軍用方艙規(guī)范[M].北京：中國航天工業(yè)總公司，1994

Structural Design of a Ground Control Station Vehicle System

Zhang Yifan
The 10th Research Institute of CETC, Chengdu, 610036, China

航天測控系統(tǒng)車載站，由于其機動性、靈活性和環(huán)境適應(yīng)性比較好，且相對來說經(jīng)費需求較小，因此最近這幾年及將來的發(fā)展趨勢來看，車載站的數(shù)量發(fā)展很快，行業(yè)用途也越來越廣泛。設(shè)計貫徹執(zhí)行現(xiàn)行有效的國家標(biāo)準(zhǔn)、國家軍用標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在滿足技戰(zhàn)術(shù)要求的同時，提高“三化”水平。整個地面站載車系統(tǒng)主要包含載車底盤、方艙、方艙附件及電子設(shè)備等，選用陜汽SX2153B（6×6）型軍用越野車二類底盤。對車內(nèi)外設(shè)備進(jìn)行合理布局 ，再經(jīng)過重心及質(zhì)心計算，滿足設(shè)計要求。

地面控制站；方艙；布局；重心計算

Vehicular space TT&C stations, according to their developing trend in these years and the future, are booming in quantity and having broader applications, for their mobility, flexibility and adaptability as well as relatively less need of fund. The design of the vehicular TT&C system complies with currently effective national standards, national military standards, industrial community standards and enterprise standards. Technical and tactical requirements are satisfied, meanwhile,“generalization; serialization and modularization”requirement is also improved. The whole ground control station vehicle system mainly consists of carrier chassis, shelter, shelter attachment and electronic equipment. Military cross-country vehicle Class II chassis SX2153B（6×6）of Shanxi Automobile company is adopted. Layout of internal and external equipment is reasonably arranged and then the center of gravity and the center of mass are calculated, to satisfy the design requirement.

ground control station; shelter; layout; calculation of the center of gravity

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.14.058

張一帆（1976- ），男，工程師，主要研究方向為航天電子設(shè)備結(jié)構(gòu)總體設(shè)計。