單兵全自動(dòng)野戰(zhàn)光纜收放車優(yōu)化設(shè)計(jì)

劉海濱+羅圍峰+李瑞睿

摘 要：本文分析了現(xiàn)役人工野戰(zhàn)光纜收放車存在的主要問題，提出了單兵全自動(dòng)野戰(zhàn)光纜收放車優(yōu)化設(shè)計(jì)的需求、目標(biāo)和功能結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)從泄力系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)、排線系統(tǒng)、材料選取等具體方面具體闡述了技術(shù)方案，充分論證其優(yōu)越性和可行性，進(jìn)而達(dá)到有效提高野戰(zhàn)光纜收放效率，促進(jìn)集約化訓(xùn)練的目的。

關(guān)鍵詞：單兵；全自動(dòng)；光纜；收放車；優(yōu)化設(shè)計(jì)

野戰(zhàn)光纖通信是陸軍機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)通信保障的重要手段之一，具有容量大、穩(wěn)定性高、可靠性好等明顯優(yōu)勢，然而目前陸軍野戰(zhàn)光纜質(zhì)量過重、線徑較大、收放工具簡陋、收放效率低下，嚴(yán)重制約了野戰(zhàn)光纖通信的效能發(fā)揮。本文采取自主研發(fā)與裝備改良相結(jié)合的方式，設(shè)計(jì)開發(fā)單兵全自動(dòng)野戰(zhàn)光纜收放車，達(dá)到野戰(zhàn)光纜快速鋪設(shè)、整齊收線、平穩(wěn)作業(yè)，適應(yīng)全天候、全地形的高效收放的目的，最大限度節(jié)約人力物力，提高陸軍機(jī)動(dòng)通信保障能力。

一、單兵全自動(dòng)野戰(zhàn)光纜收放車優(yōu)化設(shè)計(jì)需求

1.裝備現(xiàn)狀

野戰(zhàn)光纖通信容量大、穩(wěn)定性好，但由于目前配發(fā)的主戰(zhàn)野戰(zhàn)光纜較重，配套工具簡陋，收放時(shí)間較長，耗費(fèi)人力多，部隊(duì)在實(shí)際運(yùn)用過程中往往采取預(yù)先作業(yè)的辦法，將所需的野戰(zhàn)光纜提前收放好，這不僅有悖于陸軍機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)對(duì)通信保障的現(xiàn)實(shí)要求，也無法檢驗(yàn)野戰(zhàn)光纜收放技能、方法、流程的訓(xùn)練情況，更為嚴(yán)重的是戰(zhàn)時(shí)也就不能及時(shí)有效實(shí)時(shí)進(jìn)行收放和通信保障。

2.主要問題

目前，陸軍野戰(zhàn)光纜收放主要有三種工具，這些工具有各自特點(diǎn)，但都有明顯缺點(diǎn)。

（1）野戰(zhàn)光纜收放綜合車。該車可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)收放，但車型比較大，對(duì)道路交通狀況要求比較高，在鄉(xiāng)間小路以及山林地區(qū)無法收放，即使在寬廣的馬路上收放，也需要至少5人共同作業(yè)才能完成作業(yè)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，也不便于偽裝。

（2）背負(fù)式收放工具。該工具類似絡(luò)車式收放架，放線速度快，適合各種地形能夠單兵作業(yè)， 但目前野戰(zhàn)光纜比較重，絡(luò)車收放的光纜長度受到限制，一般只適合有200m、300m、500m長度的野戰(zhàn)光纜，500m的光纜的重量12.5kg，相對(duì)比較笨重。而且500m光纜收放利用背負(fù)式收放架需要兩人進(jìn)行操作。由于光纜的長度受到了限制，長距離的數(shù)據(jù)傳輸將會(huì)增加接頭的數(shù)量，同時(shí)也會(huì)增加衰減值和故障率，影響傳輸?shù)馁|(zhì)量。

（3）人工收放架。該工具可折疊、易于裝載，可裝載1km、2 km光纜盤，相對(duì)比較方便，也可以固定收放。但是兩個(gè)輪子的設(shè)計(jì)，操作員承受了大部分光纜盤的重量，比較吃力，收線時(shí)必須兩人協(xié)同進(jìn)行操作，剎車系統(tǒng)簡陋，光纜極易攪亂、收放也不平穩(wěn)。

3.設(shè)計(jì)需求

由于現(xiàn)役野戰(zhàn)光纜收放工具的各種缺陷，亟需設(shè)計(jì)一款適合單兵作業(yè)的自動(dòng)收放車，既可減少操作人員數(shù)量，又能提高光纜收放速度，也可在緊急情況下進(jìn)行快速的搶通光纜線路，進(jìn)而有效提高野戰(zhàn)光纜收放效率，節(jié)約人力物力，促進(jìn)集約化訓(xùn)練，最大程度滿足陸軍機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)對(duì)野戰(zhàn)光纖通信保障的現(xiàn)實(shí)需要。

二、單兵全自動(dòng)野戰(zhàn)光纜收放車優(yōu)化設(shè)計(jì)總體思路

1.設(shè)計(jì)思路

針對(duì)陸軍野戰(zhàn)光纜質(zhì)量過重、線徑較大等裝備特點(diǎn)，以及收放工具簡陋、收放困難等現(xiàn)實(shí)問題，結(jié)合陸軍實(shí)際，采取自主研發(fā)與裝備改良相結(jié)合的方式，以主戰(zhàn)野戰(zhàn)光纜為依托，將現(xiàn)役收放工具性進(jìn)行革命性技術(shù)創(chuàng)新，設(shè)計(jì)開發(fā)單兵全自動(dòng)野戰(zhàn)光纜收放車，實(shí)現(xiàn)單兵野戰(zhàn)情況下光纜自動(dòng)收放。進(jìn)而達(dá)到野戰(zhàn)光纜快速鋪設(shè)、整齊收線、平穩(wěn)作業(yè)，適應(yīng)全天候、全地形的高效收放的目的。

2.設(shè)計(jì)目標(biāo)

單兵全自動(dòng)野戰(zhàn)光纜收放車以陸軍廣泛配發(fā)的TBE-0001/2型野戰(zhàn)光纜為依托，針對(duì)目前野戰(zhàn)光纜收放工具存在的缺陷，結(jié)合陸軍實(shí)際，對(duì)現(xiàn)役野戰(zhàn)光纜收放工具進(jìn)行革命性創(chuàng)新設(shè)計(jì)，解決目前配發(fā)的主戰(zhàn)野戰(zhàn)光纜較重、配套工具簡陋、收放時(shí)間較長的突出問題，達(dá)到野戰(zhàn)光纜快速鋪設(shè)、整齊收線、平穩(wěn)作業(yè)，適應(yīng)全天候、全地形的高效收放的目的。初步預(yù)計(jì)，運(yùn)用該項(xiàng)目成果，可實(shí)現(xiàn)野戰(zhàn)光纜收放速度提升250%。

（1）提高野戰(zhàn)光纜收放效率。目前，陸軍野戰(zhàn)光纜收放效率較為低下，單兵全自動(dòng)野戰(zhàn)光纜收放車將現(xiàn)役野戰(zhàn)光纜收放工具進(jìn)行革命性技術(shù)創(chuàng)新，既可減少操作人員數(shù)量，又能提高光纜收放速度，最大限度的提高野戰(zhàn)光纜收放效率。

（2）促進(jìn)野戰(zhàn)光纜架設(shè)訓(xùn)練與考核標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定。正是因?yàn)楣ぞ吆喡⑹辗爬щy，目前陸軍野戰(zhàn)光纜架設(shè)的基本技能，情況處置、維護(hù)搶修等方法流程沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，日常訓(xùn)練和考核沒有標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)，通過收放工具創(chuàng)新、推廣，進(jìn)而促進(jìn)野戰(zhàn)光纜架設(shè)訓(xùn)練與考核標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制定。

（3）提高野戰(zhàn)光纖通信保障水平。陸軍機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)、立體攻防的作戰(zhàn)要求對(duì)野戰(zhàn)光纖通信提出了更高要求，本項(xiàng)目研發(fā)的收放工具是提升野戰(zhàn)光纜收放速度、破除制約野戰(zhàn)光纖通信效能發(fā)揮瓶頸的控制性裝備。

3.功能結(jié)構(gòu)

單兵全自動(dòng)野戰(zhàn)光纜收放車主要包括泄力系統(tǒng)、排線系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)組成。如圖1所示。其中，利用車輪的動(dòng)力，帶動(dòng)光纜盤進(jìn)行自動(dòng)作業(yè)，利用排線系統(tǒng)可以使收線整齊，利用泄力系統(tǒng)讓光纜盤轉(zhuǎn)速與前進(jìn)速度保持匹配，利用剎車系統(tǒng)在放線時(shí)控制光纜盤的速度。

（1）設(shè)計(jì)泄力系統(tǒng)。為了解決收線時(shí)車輪前進(jìn)的速度慢于光纜收纜的長度的矛盾，設(shè)計(jì)泄力系統(tǒng)讓光纜盤轉(zhuǎn)速與前進(jìn)速度保持匹配。

（2）設(shè)計(jì)排線系統(tǒng)。利用排線系統(tǒng)使收線整齊緊湊，放線平穩(wěn)勻速。

（3）設(shè)計(jì)剎車系統(tǒng)。為了單兵作業(yè)，在緊急減速時(shí)，防止光纜盤繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，使內(nèi)圈的光纜松弛，打絞，采用剎車系統(tǒng)。

（4）設(shè)計(jì)動(dòng)力系統(tǒng)。動(dòng)力來源于車輪，車輪在前進(jìn)的過程中，通過泄力裝置，帶動(dòng)光纜盤，使光纜盤進(jìn)行自動(dòng)收放線。

三、單兵全自動(dòng)野戰(zhàn)光纜收放車優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)方案

1.泄力系統(tǒng)

在收線時(shí)，光纜在光纜盤纏繞的長度越來越大，車輪前進(jìn)的速度慢于光纜收纜的長度。此時(shí)，需要增加車輪的轉(zhuǎn)速，或者減小光纜盤的速度，這兩種情況不好實(shí)現(xiàn)。為了解決這個(gè)問題，我們從漁具的收線系統(tǒng)得到啟發(fā)，由于收線時(shí)光纜會(huì)慢慢變緊，即是光纜受力變大，如果把光纜盤受力變小了，就可以與車輪保持同步。利用泄力系統(tǒng)，能夠完成此項(xiàng)功能。同時(shí)在設(shè)計(jì)泄力裝置時(shí)，要考慮光纜拉力達(dá)到一定值，泄力裝置才啟動(dòng)。泄力裝置可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，可控制光纜受力大小，這樣收線時(shí)可以保護(hù)野戰(zhàn)光纜損壞。如圖2所示。

2.排線系統(tǒng)

排線系統(tǒng)動(dòng)力來源于車輪，排線軸與光纜盤關(guān)系轉(zhuǎn)速關(guān)系是1：2，即是排線軸轉(zhuǎn)動(dòng)1圈，光纜盤轉(zhuǎn)動(dòng)2圈。排線系統(tǒng)利用軌跡循環(huán)軸，長度與光纜盤的主盤內(nèi)側(cè)相同。如圖3所示。

3.剎車系統(tǒng)

剎車系統(tǒng)是采用剎車線進(jìn)行傳力，弧形剎車片與光纜盤進(jìn)行抱盤，達(dá)到剎車的目的。如圖4所示。

4.動(dòng)力系統(tǒng)

動(dòng)力傳動(dòng)是采用飛輪及鏈條，利用飛輪的單向性，推拉時(shí)可以自動(dòng)切換。如圖5所示。

5.材料選取

單兵全自動(dòng)野戰(zhàn)光纜收放車可采用鋁合金材質(zhì)，相當(dāng)輕便，表面使用防銹油漆，適用惡劣的天氣，折疊式的設(shè)計(jì)，便于裝載及運(yùn)輸。

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