軍事雷達(dá)鐵塔系統(tǒng)總體設(shè)計

楊陽　高明寶

摘 要 雷達(dá)在軍事上有著相當(dāng)廣泛的用途。雷達(dá)天線鐵塔對于雷達(dá)作用的發(fā)揮有著相當(dāng)重要的作用，特別是軍事雷達(dá)對于鐵塔系統(tǒng)的可靠性、可維修性、可使用性有著更高的要求，在對其進(jìn)行設(shè)計時需要注意的內(nèi)容也相當(dāng)多。因此，需要加強對軍事雷達(dá)鐵塔系統(tǒng)設(shè)計的研究。為保障軍事雷達(dá)在電子信息戰(zhàn)中的正常工作，針對雷達(dá)專用鐵塔總體設(shè)計，從總體設(shè)計的基礎(chǔ)工程、塔架、防雷系統(tǒng)、工作臺、樓梯、轉(zhuǎn)臺等重要組成部分進(jìn)行了闡述，為軍事雷達(dá)鐵塔系統(tǒng)的總體設(shè)計提供了重要參考。

關(guān)鍵詞 軍事雷達(dá)塔；防雷系統(tǒng)；總體設(shè)計

中圖分類號 TN95 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）15-0130-02

雷達(dá)作為電子信息戰(zhàn)的重要武器裝備，其性能的充分發(fā)揮極其重要，是決定戰(zhàn)爭成敗的重要因素之一。為此，很多科研人員在雷達(dá)結(jié)構(gòu)設(shè)計中都考慮將雷達(dá)架設(shè)到一定的高度上，比如利用折疊舉升機構(gòu)、鐵塔等[1]。針對雷達(dá)架設(shè)高度的需求，文中從能夠增加雷達(dá)高度的鐵塔出發(fā)，對軍事雷達(dá)專用鐵塔系統(tǒng)的總體設(shè)計、組成進(jìn)行了詳細(xì)闡述。對鐵塔的抗風(fēng)能力、傾覆能力進(jìn)行了計算，達(dá)到了系統(tǒng)指標(biāo)要求。該配套的雷達(dá)鐵塔系統(tǒng)可實現(xiàn)工廠預(yù)制化，架設(shè)周期短，工作安全可靠，在一定程度上滿足軍事雷達(dá)不同高度的需求。

1 專用雷達(dá)塔的總體設(shè)計

軍事雷達(dá)專用鐵塔系統(tǒng)主要有基礎(chǔ)工程、塔體、工作平臺及護(hù)欄、避雷、樓梯及護(hù)欄、樓梯轉(zhuǎn)臺及護(hù)欄、爬梯、防雷系統(tǒng)等附件組成，如圖1所示。在系統(tǒng)設(shè)計中充分考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性、通用化、模塊化、安全性。

1.1 基礎(chǔ)工程

在工程中，一般鐵塔的根基采用混凝土臺階式基礎(chǔ)、鋼筋混凝土板式基礎(chǔ)、斜柱式基礎(chǔ)、巖石嵌固式基礎(chǔ)等，這些基礎(chǔ)需要在現(xiàn)場施工，施工工期長，環(huán)境污染大。而與軍事雷達(dá)配套的鐵塔系統(tǒng)要提高軍事雷達(dá)的架設(shè)高度，對其基礎(chǔ)工程有重要的要求，基礎(chǔ)工程要根基牢固、可靠性高、施工周期短等特點[2]。針對軍事雷達(dá)特殊要求，與之配套的鐵塔系統(tǒng)采用預(yù)埋底座的方式，既考慮了鐵塔系統(tǒng)架設(shè)后可靠性、也考慮了在工廠內(nèi)提前預(yù)制底座，縮短現(xiàn)場工程施工時間。

1.2 塔體

塔體是滿足軍事雷達(dá)不同架設(shè)高度的重要組成部分。為滿足通用型、模塊化、塔身采用分段式設(shè)計的鋼管桁架焊接結(jié)構(gòu)，每5m一段，塔身之間通過高強度螺栓并螺母的方式連接，采用銷軸定位結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)35m及以下的軍事雷達(dá)架設(shè)需求，安裝更加方便快捷；考慮安全性，連接后各段塔身之間設(shè)計隔離網(wǎng)，防止人、物墜落造成事故；爬梯采用正反交替上升設(shè)計，提高人員攀登的安全性同時對疲勞起到一定的緩解作用。

1.3 工作平臺、樓梯、爬梯、轉(zhuǎn)臺及護(hù)欄

鐵塔系統(tǒng)的工作平臺、樓梯、爬梯、轉(zhuǎn)臺及護(hù)欄是保障安裝、調(diào)試人員的工作順利開展，工作平臺通過支撐桿、螺栓、螺母與塔身支耳螺栓連接；平臺四周通過安裝可拆卸的護(hù)欄保障人身安全，同時護(hù)欄距離平臺邊界保持一定距離，以免人靠近護(hù)欄產(chǎn)生恐懼感；樓梯與樓梯轉(zhuǎn)臺通過支撐桿及螺栓螺母與塔身連接，環(huán)繞四周，方便安裝人員和維護(hù)人員登上塔頂對雷達(dá)匯流環(huán)、天線轉(zhuǎn)臺及天線等設(shè)備和構(gòu)件進(jìn)行安裝和維護(hù)；并且在工作平臺、環(huán)形樓梯轉(zhuǎn)臺、踏步板均采用了鋼格板替代花紋鋼板，解決了工作平臺、樓梯轉(zhuǎn)臺、踏步板上積雪積水的情況，同時達(dá)到結(jié)構(gòu)輕型化目的。塔身之間增加具有防護(hù)作用的隔離網(wǎng)。

1.4 防雷系統(tǒng)

防雷系統(tǒng)采用整體結(jié)構(gòu)防雷，就是在鐵塔系統(tǒng)的主要基礎(chǔ)打接地極、接地帶，形成一個接地網(wǎng)，接地電阻小于10Ω。再與鐵塔系統(tǒng)的塔體連接。塔體上工作平臺上架設(shè)兩部8.5m玻璃鋼避雷針，同時在工作平臺四周留有接地測試點，塔體底部有鍍鋅扁鐵直接引到塔體工作平臺上。其中涉及接閃器做法、引下線、接地裝置做法等，防雷系統(tǒng)主要是保證人員及設(shè)備安全，操作人員在工作、檢修和維護(hù)時預(yù)防觸電、摔墜等事故，具有防雷擊措施[3-4]。

2 專用雷達(dá)塔的相關(guān)計算

隨著電子信息戰(zhàn)的發(fā)展，軍事雷達(dá)重量大小也在不斷變化，從1t到10t不等，將不同類型的雷達(dá)架設(shè)在高塔上，因此在作雷達(dá)塔系統(tǒng)設(shè)計時其可靠性、安全性是必須保證的。雷達(dá)塔計算主要有抗風(fēng)性及剛強度計算、穩(wěn)定性計算、焊接強度計算等。

2.1 抗風(fēng)性及結(jié)構(gòu)靜力

鐵塔系統(tǒng)本身是一種高次超靜定、非線性彈性支座連續(xù)梁結(jié)構(gòu)，其抗風(fēng)性及剛強度計算復(fù)雜。因此根據(jù)雷達(dá)塔所承載雷達(dá)的重量及外形，綜合利用有限元、軟件、計算機及傳統(tǒng)方法計算所設(shè)計的塔體的整體或局部的應(yīng)力和變形情況。

雷達(dá)及雷達(dá)塔主要布局在室外，面對環(huán)境惡劣，計算雷達(dá)塔在不同風(fēng)速的載荷作用下，掌握雷達(dá)塔的整體剛強度情況，便于雷達(dá)塔的截面尺寸的確定。另外根據(jù)架設(shè)所在場地的風(fēng)速，確定塔身是否增加攬風(fēng)繩。

2.2 穩(wěn)定性

鐵塔是超靜定結(jié)構(gòu)，當(dāng)一個構(gòu)件發(fā)生失穩(wěn)時，它必然會引起整個結(jié)構(gòu)的內(nèi)力重新分布。因此對于鐵塔系統(tǒng)而言不能就某一段去孤立分析，而應(yīng)當(dāng)考慮其他構(gòu)件對它的約束作用，這種約束作用就是從結(jié)構(gòu)的整體分析來確定的。

3 結(jié)論

軍事雷達(dá)塔總體設(shè)計涉及應(yīng)用力學(xué)、鋼結(jié)構(gòu)、通訊、電子等方面知識，文中從雷達(dá)鐵塔系統(tǒng)重要組成部分及相關(guān)計算出發(fā)闡述了雷達(dá)鐵塔系統(tǒng)的總體設(shè)計，理清了鐵塔系統(tǒng)總體設(shè)計的主線，為從事雷達(dá)鐵塔系統(tǒng)工作的科研和設(shè)計人員提供了一定參考。

參考文獻(xiàn)

[1]徐灝.機械設(shè)計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1993.

[2]陳宏，席廣輝，高明寶，等.集方艙、扶梯、安裝平臺于一體的雷達(dá)專用鐵塔系統(tǒng)：20 CN201410515381.7[P].

2014-12-24.

[3]沈小軍，杜勇，王仁德，等.基于地面激光雷達(dá)的輸電線路鐵塔傾斜度測量[J].電子測量與儀器學(xué)報，2017，31（4）：516-521.

[4]全浩，黃學(xué)能，羅朝宇，等.輸電線路山火光譜雷達(dá)監(jiān)測系統(tǒng)的實現(xiàn)與應(yīng)用[J].廣西電力，2015，38（4）：67-71.endprint