軍用方艙在民航空管領(lǐng)域的應(yīng)用探究

周馳 莊眾

（中國電子科技集團(tuán)有限公司第二十八研究所，南京 210001）

軍用方艙是一種內(nèi)部配備有作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)、照明、空調(diào)、配電系統(tǒng)等設(shè)備的箱體，通常固定在運(yùn)載底盤之上，運(yùn)抵戰(zhàn)場即可使用，能有效提高作戰(zhàn)反應(yīng)速度。

一、軍用方艙結(jié)構(gòu)形式

軍用方艙采用大板式結(jié)構(gòu)，由大板拼接成型。直角大板式結(jié)構(gòu)方艙艙體主要構(gòu)件包括前端板、后端板、頂板、底板、左側(cè)板、右側(cè)板，板與板相鄰的棱邊通過內(nèi)角鋁、外角鋁鉚接；頂板、端板和側(cè)板構(gòu)成的4個(gè)頂角用4個(gè)頂角件通過螺栓連接；底板、端板和側(cè)板構(gòu)成的4個(gè)底角用4個(gè)底角件通過螺栓連接。直角方艙典型結(jié)構(gòu)如圖1所示。

大板是軍用方艙的主要結(jié)構(gòu)件，由金屬框架（鋁型材或鋼管）、內(nèi)外蒙皮、隔熱材料及隔斷熱橋等，通過熱壓成型方式制作而成，在方艙大板內(nèi)可根據(jù)需要放置預(yù)埋件和線管，用于后續(xù)設(shè)備的安裝和布線；同時(shí)可設(shè)置不同的開孔，以便后續(xù)安裝艙門、孔口、通風(fēng)窗等裝置。方艙大板的典型結(jié)構(gòu)如圖2所示。

二、機(jī)場導(dǎo)航臺機(jī)房

導(dǎo)航臺機(jī)房是一種內(nèi)部安裝了數(shù)種導(dǎo)航監(jiān)控電子設(shè)備，以及相關(guān)配套系統(tǒng)的機(jī)場臺站，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控飛機(jī)的飛行位置，引導(dǎo)飛機(jī)按照正確航線飛行。其固定在機(jī)場跑道附近，是機(jī)場空管系統(tǒng)的重要組成部分。

方艙結(jié)構(gòu)可作為導(dǎo)航臺機(jī)房的房體，在內(nèi)部配置照明、供配電、空調(diào)等系統(tǒng)，艙體預(yù)留有各導(dǎo)航設(shè)備的安裝接口，可完全實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航臺機(jī)房功能。圖3是機(jī)場導(dǎo)航臺方艙的實(shí)例，導(dǎo)航臺方艙的結(jié)構(gòu)形式、材料、工藝完全參照軍用方艙標(biāo)準(zhǔn)，因此各項(xiàng)性能指標(biāo)可參照軍用方艙試驗(yàn)結(jié)果。

（一）導(dǎo)航臺方艙優(yōu)勢

（1）內(nèi)部整潔美觀。導(dǎo)航機(jī)房內(nèi)部照明、墻插、監(jiān)控線纜繁多，普通機(jī)房走線需依靠固定在墻壁上的明線槽或直接將線纜裸露，存在安全隱患也不美觀。參考軍用方艙走線方式，導(dǎo)航臺方艙可在壓制大板階段就將線管預(yù)埋至板內(nèi)，拼裝艙體后線纜通過板內(nèi)的暗線管走線，盡量減少明線槽，使艙內(nèi)顯得更為整潔美觀。

（2）吊裝及運(yùn)輸方便。導(dǎo)航臺方艙采用直角方艙的形式，頂角處的鋼制角件通過高強(qiáng)度螺栓將各大板連接成一個(gè)整體，角件可作為吊裝、固定和拖拽的接口。具有高抗拉強(qiáng)度和硬度的鑄造鋼制角件可完全滿足吊裝、運(yùn)輸過程中的承載和沖擊。因此，導(dǎo)航臺方艙通常采用工廠完成拼裝、集成，再運(yùn)至機(jī)場跑道附近固定的交付形式，如果后期方艙位置需要重新選址，也可方便吊裝、轉(zhuǎn)移并重新固定。

（3）保溫性好。導(dǎo)航電子設(shè)備都屬于長時(shí)間連續(xù)運(yùn)行的設(shè)備，對機(jī)房的保溫隔熱要求高。為阻斷方艙內(nèi)外的傳熱路徑，大板壓制時(shí)，在框架和內(nèi)蒙皮之間鋪設(shè)隔溫木板，同時(shí)框架間填充導(dǎo)熱系數(shù)低、耐溫范圍廣、阻燃性能好的聚氨酯泡沫板。以上結(jié)構(gòu)大板拼裝而成的艙體，參考同類軍用方艙的試驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)艙內(nèi)外溫差達(dá)到55 ℃時(shí)，其總導(dǎo)熱系數(shù)不超過1.5 W/（m2·℃）。此外，為進(jìn)一步提高導(dǎo)航臺方艙的保溫性能，通常會增加大板厚度，使其獲得優(yōu)于軍用方艙的保溫性能。

（4）承載能力強(qiáng)。導(dǎo)航臺機(jī)房內(nèi)的電子設(shè)備通常集中放置在機(jī)柜中，重量大。因此，方艙底板需有較好的承載能力。金屬骨架保證了大板的整體剛性，同時(shí)參考軍用方艙標(biāo)準(zhǔn)，大板內(nèi)外蒙皮采用優(yōu)質(zhì)鋁板，抗沖擊能力強(qiáng)。在方艙底板放置機(jī)柜區(qū)域可局部加密艙板骨架，提升底板的承載能力。試驗(yàn)結(jié)果表明，導(dǎo)航臺方艙的底板可承受的均布載荷超過3 kN/m2，同時(shí)頂板承受的均布載荷也可達(dá)2 kN/m2，能充分滿足人員登頂操作的需求。

（5）防雨淋、防腐蝕。導(dǎo)航臺方艙常年放置在空曠的室外，因此防雨淋和防腐性能要求很高。參照軍用方艙生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，方艙大板及角件、外包角、內(nèi)外角鋁采用膠粘鉚接等方式整體裝配而成，整體性、密封性良好，艙門和艙板之間采用專用密封條處理，避免雨水滲入。淋雨試驗(yàn)表明，導(dǎo)航臺方艙可承受高達(dá)6 mm/min的瞬時(shí)雨量。為進(jìn)一步提高艙體防腐性能，內(nèi)外蒙板經(jīng)過防腐處理后噴涂三防底漆，艙內(nèi)外緊固件優(yōu)先選用不銹鋼或鋁合金材料，艙體所有金屬安裝件都進(jìn)行防腐蝕處理。

（6）環(huán)境適應(yīng)范圍廣。導(dǎo)航臺方艙的貯存溫為-40～+70 ℃；環(huán)境溫度30 ℃時(shí)可承受(95±3)%的濕度；可承受30 m/s的風(fēng)速，因此可滿足各地區(qū)機(jī)場的需求。

（二）導(dǎo)航臺方艙的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

導(dǎo)航臺方艙固定在地面上，沒有車載使用的需求，因此尺寸較普通的軍用方艙可以按需放大。即便尺寸遠(yuǎn)大于軍用方艙，高強(qiáng)度的鑄造鋼制角件和壓制大板也可以保證導(dǎo)航臺方艙的整體強(qiáng)度。方艙運(yùn)至現(xiàn)場后，還需與水泥基礎(chǔ)臺固定，利用方艙底部四處角件、自制結(jié)構(gòu)件和膨脹螺栓，可將方艙與基礎(chǔ)臺固定牢靠。

導(dǎo)航臺方艙在設(shè)計(jì)時(shí)，需充分考慮后期加裝的各種設(shè)備、器材，在大板內(nèi)按需放置預(yù)埋件和暗線管。當(dāng)艙內(nèi)導(dǎo)航設(shè)備機(jī)柜較多時(shí)，還需在底部安裝架高防靜電地板，防靜電板下方設(shè)置走線槽，供機(jī)柜內(nèi)設(shè)置走線。同時(shí)為確保機(jī)柜抗震性能，一般將機(jī)柜安裝在鋼制底架上，底架直接與艙內(nèi)地面固定，底架高度與防靜電地板齊平。

導(dǎo)航機(jī)房的外部信號、電源電纜，一般從方艙下方基礎(chǔ)臺的預(yù)埋鋼管中進(jìn)入機(jī)房。因此，導(dǎo)航臺方艙底板需按進(jìn)線位置開設(shè)進(jìn)線孔，線纜入艙后在進(jìn)線口安裝蓋板并封堵，防止積水滲入艙內(nèi)或昆蟲、小動物進(jìn)入艙內(nèi)。為方便人員進(jìn)出，在艙門上方，安裝有特制大尺寸擋雨棚，結(jié)構(gòu)形式為壓制大板和鏤空支架，強(qiáng)度高，抗風(fēng)能力強(qiáng)。參照民航空管領(lǐng)域要求，導(dǎo)航臺方艙外部一般涂覆成紅白相間的方塊圖案。

三、移動塔臺系統(tǒng)

移動塔臺系統(tǒng)是一個(gè)可移動的空中交通指揮中心，其參照軍用方艙的應(yīng)用形式，由一臺移動塔臺方艙和一輛運(yùn)載底盤組成，可迅速機(jī)動到達(dá)現(xiàn)場對飛機(jī)的起落進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)度，并對收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和傳輸。移動塔臺方艙的設(shè)計(jì)原則符合軍用方艙通用規(guī)范，具有機(jī)動性能好、多種防護(hù)、內(nèi)部環(huán)境舒適、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。圖4是某機(jī)場配套的移動塔臺系統(tǒng)實(shí)物圖。

移動塔臺方艙仍為直角角件方艙的形式，底部4個(gè)角件與載車平臺4處旋鈕位置對應(yīng)，旋緊旋鈕后可保證方艙與載車固定牢靠，通過吊具也能方便地實(shí)現(xiàn)艙車分離。雖然應(yīng)用形式相同，但移動塔臺方艙的外形結(jié)構(gòu)在普通軍用方艙基礎(chǔ)上做了改進(jìn)。方艙分為兩個(gè)部分，前端是觀察平臺，后端是工作艙。工作人員通過觀察平臺進(jìn)入工作艙，工作艙與觀察平臺之間的隔板上設(shè)置有一扇進(jìn)入工作艙的艙門和一把登頂梯。為方便艙內(nèi)人員向外觀察，工作艙四周的上半部分為向內(nèi)傾斜的玻璃觀察窗，傾斜角度約為10°，觀察窗的艙內(nèi)側(cè)配有防紫外線窗簾。傾斜的觀察窗增大了艙內(nèi)人員的觀察視野，也能有效防止積水現(xiàn)象。工作艙下半部分配有維修門和電源轉(zhuǎn)接孔口。

移動塔臺方艙依舊由大板拼接而成，考慮到其大面積觀察窗的特殊結(jié)構(gòu)，大板框架及窗框?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)，各大板之間搭接采用焊接形式。為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能，艙內(nèi)安裝有顯控臺、電臺、UPS和配電箱等設(shè)備，艙頂安裝有倒伏天線、航空障礙燈等設(shè)備。同時(shí)艙內(nèi)還配備了頂置空調(diào)、飲水機(jī)、應(yīng)急燈、附件柜等，可提高艙內(nèi)工作人員舒適性。移動塔臺系統(tǒng)集成生產(chǎn)完畢后，整車按照軍用方艙標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行跑車、淋雨試驗(yàn)，保證系統(tǒng)使用年限達(dá)15年以上。

四、結(jié)束語

本文結(jié)合導(dǎo)航臺方艙和移動塔臺系統(tǒng)兩組實(shí)例，介紹、探討了軍用方艙在民航空管領(lǐng)域的應(yīng)用。導(dǎo)航臺方艙的結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工藝參照和引用軍用方艙標(biāo)準(zhǔn)，相比普通機(jī)場機(jī)房，具有內(nèi)部整潔美觀、吊裝及運(yùn)輸方便、保溫性好、承載能力強(qiáng)、防雨淋、防腐蝕和環(huán)境適應(yīng)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。移動塔臺系統(tǒng)由移動塔臺方艙和運(yùn)載底盤組成，其設(shè)計(jì)符合軍用方艙通用規(guī)范，具有機(jī)動性能好、多種防護(hù)、內(nèi)部環(huán)境舒適、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。通過以上兩組實(shí)例，可知軍用方艙在民航空管領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。