快速發(fā)射運(yùn)載火箭測發(fā)控方艙列裝化設(shè)計研究

高 飛, 徐 瑋, 汪 灝，歐陽李青, 徐 昕，，王有春，聞 新

(1.上海航天電子技術(shù)研究所，上海 201109; 2.上海宇航系統(tǒng)工程研究所，上海 201109;3.南京航空航天大學(xué) 航天學(xué)院，南京 210016)

0 引言

裝備列裝化，即裝備列入用戶的裝備序列。裝備需要充分驗證其可靠性和可操作性，才具備裝備用戶的條件。隨著我國航天力量建設(shè)需求緊迫，對于運(yùn)載火箭裝備的需求日益旺盛，盡快列裝技術(shù)成熟、質(zhì)量穩(wěn)定、操作便捷的運(yùn)載火箭地面裝備已是大勢所趨。立足于向使用方提供實用、好用的裝備，同時提高快速發(fā)射運(yùn)載火箭的市場競爭力，以藍(lán)箭航天ZQ-2運(yùn)載火箭測發(fā)控系統(tǒng)方艙、航天八院XX-6運(yùn)載火箭測發(fā)控系統(tǒng)方艙為研究對象，對快速發(fā)射運(yùn)載火箭測發(fā)控方艙的列裝化設(shè)計技術(shù)開展分析與研究。主要分析了快速發(fā)射運(yùn)載火箭測發(fā)控方艙列裝的設(shè)計原則，介紹了方艙艙體設(shè)計和布局設(shè)計思路，分析研究了不同方艙裝卸模式的優(yōu)缺點(diǎn)和適用性。

1 列裝化測發(fā)控方艙設(shè)計原則

1.1 艙體減重和結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化

方艙艙體采用高強(qiáng)度低密度新型材料能有效減少方艙艙體本身的重量，提高艙體結(jié)構(gòu)各項性能指標(biāo)。通過優(yōu)化方艙孔口結(jié)構(gòu)設(shè)計改善方艙的抗電磁干擾性能。

1.2 操作便捷舒適，易于維護(hù)

測發(fā)控方艙的布局安排要合理，需考慮人機(jī)交互以及備護(hù)件存放、運(yùn)輸和搬運(yùn)的便捷；簡化結(jié)構(gòu)件設(shè)計，減少設(shè)計品種，結(jié)構(gòu)設(shè)計實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化；使用互換性、通用性強(qiáng)的零部件；各種標(biāo)識盡可能齊全，給用戶盡量多的提示等。

1.3 操作工位安排合理，空間利用率高

要按照某種原則進(jìn)行優(yōu)化、合理布局艙內(nèi)設(shè)備，優(yōu)先考慮使用頻率較高設(shè)備的人機(jī)交互性，保證艙內(nèi)人員具有合適的操作空間。設(shè)備故障需要維護(hù)時要留有合理的維護(hù)空間。

1.4 具有良好的自主生存性，無依托能力強(qiáng)

測發(fā)控方艙的運(yùn)輸不依賴于吊車、鏟車，方艙可通過配置電動或手動自拆卸機(jī)構(gòu)提高方艙的自主生存性和機(jī)動性，實現(xiàn)方艙的快速展開、恢復(fù)和撤收。

2 方艙艙體設(shè)計

方艙采用大板結(jié)構(gòu)形式，由兩塊側(cè)板、兩塊端板、一塊頂板、一塊底板通過包角、角件用鉚接和膠接的方法拼接而成。傳統(tǒng)的方艙大板內(nèi)外蒙皮為1.2 mm厚的鋁合金板，內(nèi)有鋁合金型材骨架和硬質(zhì)聚氨脂泡沫材料與骨架蒙皮粘接而成，艙壁厚50 mm。為解決方艙結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和重量之間的矛盾，方艙大板采用蜂窩復(fù)合材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)的合金骨架和泡沫材料，既能提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，又可以減輕方艙重量。蜂窩結(jié)構(gòu)具有隔音隔熱、減振、高抗壓強(qiáng)度、高比強(qiáng)度以及高比剛度等特點(diǎn)，是優(yōu)異的輕質(zhì)高強(qiáng)結(jié)構(gòu)材料。蜂窩狀夾芯板如圖1所示。

圖1 蜂窩狀夾芯板

文獻(xiàn)[8]研究了不同蜂窩結(jié)構(gòu)對蜂窩紙板力學(xué)性能的影響，研究表明，當(dāng)蜂窩邊長一定時，隨著蜂窩高度的增加，屈曲強(qiáng)度迅速下降，共振頻率先下降后升高；當(dāng)蜂窩高度一定時，隨著蜂窩邊長的增加，屈曲強(qiáng)度逐漸下降，但共振頻率變化不大，且會在其右側(cè)出現(xiàn)小峰，當(dāng)蜂窩的邊長與高度比在1∶1附近時，共振頻率最低。

文獻(xiàn)[9]中對方艙用蜂窩吸波材料的吸波性能進(jìn)行了研究，采用聚脲彈性體作為抗沖擊層，研究了聚脲厚度與抗沖擊性能之間的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)在滿足抗沖擊性能的前提下，對蜂窩材料的單層和雙層吸波性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，0.5 mm厚玻璃鋼板噴涂1 mm厚聚脲，可以滿足抗沖擊要求。研究還發(fā)現(xiàn)雙層結(jié)構(gòu)吸波材料的吸波性能明顯優(yōu)于單層結(jié)構(gòu)。

蜂窩復(fù)合材料在國外已經(jīng)作為方艙大板的替代品。目前國內(nèi)采用蜂窩結(jié)構(gòu)的方艙生產(chǎn)廠家數(shù)量不多，預(yù)計在不久將來，蜂窩型方艙將會應(yīng)用到更多的方艙設(shè)計中。

為保證系統(tǒng)在實際工作全過程中各項性能、指標(biāo)能夠正常、穩(wěn)定、可靠地工作，方艙的電磁屏蔽和電磁兼容設(shè)計對艙內(nèi)設(shè)備正常運(yùn)行也很重要。電磁屏蔽需要解決的問題就是門、窗、孔、口、蓋、縫隙等的電氣連續(xù)性。門與門框周邊間隙的調(diào)整，實際是在調(diào)整門與門框之間的導(dǎo)電材料對門與門框的接觸程度?？p隙處增加螺釘或鉚釘?shù)臄?shù)量，縮短縫隙長度，可防止天線效應(yīng)的產(chǎn)生。其它窗、孔、口、蓋電磁屏蔽效能的提高，也是通過安裝縫隙的辦法來實現(xiàn)。

目前方艙主要的電磁兼容設(shè)計方法有電纜布線和集中屏蔽處理，艙體上窗玻璃選用鉛化玻璃，敷設(shè)防靜電與屏蔽功能地板，使用銅材絲網(wǎng)彈性材料對孔口、縫隙充填處理，對艙體空調(diào)口設(shè)計專用波導(dǎo)器等。

3 方艙布局設(shè)計

軍用車載方艙作為電子設(shè)備和操作人員的載體，其結(jié)構(gòu)布局尤為關(guān)鍵。結(jié)構(gòu)布局是個綜合性的問題，必須反復(fù)比較，找出最佳方案。要理順電子設(shè)備的關(guān)系，使走線距離短、布局合理、散熱好、相互干擾小、重心低，就需要合理分配載荷，以滿足公路運(yùn)輸要求，便于操作和維修，符合人機(jī)工程學(xué)要求。

3.1 艙內(nèi)布局

測發(fā)控方艙艙內(nèi)設(shè)備是要按照某種原則進(jìn)行優(yōu)化、合理的布局安排，才能達(dá)到艙內(nèi)環(huán)境的協(xié)調(diào)、良好舒適的效果。人機(jī)交互最密切的地方應(yīng)優(yōu)先布置，盡可能把空間留給操作者及其周邊，然后再考慮布置安裝設(shè)備的機(jī)柜，接下來再去考慮輔助設(shè)備布置。對于空調(diào)器室外機(jī)、發(fā)電機(jī)等噪聲源設(shè)備應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離操作區(qū)域。

在方艙高度無法改變的現(xiàn)狀下，通過合理布局來增加艙內(nèi)空間感。布置時同排機(jī)柜類型、風(fēng)格盡量相同，盡量避免混裝。安裝的同排機(jī)柜級設(shè)備高度和寬度一致，避免產(chǎn)生“豁口”效應(yīng)。當(dāng)同排機(jī)柜寬度不能相同時，同寬度的機(jī)柜盡量緊鄰布置或在艙內(nèi)對稱布置。艙內(nèi)機(jī)柜底部設(shè)置合適的減震器能有效抑制共振，尤其是高度方向的減振效果最為明顯。

常用的模塊化機(jī)柜寬度分為19″、24″(面板尺寸482.6 mm、609.6 mm)兩個系列；高度分為1 400 mm、1 600 mm、1 800 mm共3個系列；深度為600 mm和800 mm共2個系列，參見表1。

表1 常用模塊化機(jī)柜系列 mm

圖2 ZQ-2測發(fā)控系統(tǒng)主要設(shè)備連接關(guān)系圖

由于測發(fā)控方艙內(nèi)安裝了較多復(fù)雜的電子設(shè)備，為了保證其可靠地工作，必須保證方艙內(nèi)的操作、維修空間。操作者坐姿操作機(jī)柜內(nèi)設(shè)備時，需考慮操作者的最佳操控范圍。機(jī)柜前部應(yīng)給操作者留出不小于900 mm的操作空間，如果身后允許其它人員通過時，則考慮留400 mm左右的通行空間。機(jī)柜后部的維修空間不應(yīng)小于800 mm。

3.1.1 ZQ-2運(yùn)載火箭前端方艙艙內(nèi)布局設(shè)計

ZQ-2運(yùn)載火箭測發(fā)控系統(tǒng)分為前端、后端兩大部分，前端為測發(fā)控系統(tǒng)的執(zhí)行載體，后端為測發(fā)控系統(tǒng)的指揮、判讀機(jī)構(gòu)。前后端之間通過光纖連接。前端包括方艙、鋰電池智能充放電裝置、PXI測控組合、發(fā)控PLC組合、前置交換機(jī)、安控電源、一級電源、二級電源、等效器、電爆電路測試儀、電磁閥測試儀、火工品阻值測試儀、電阻盒、一套地面電纜網(wǎng)。后端包括應(yīng)急控制盒、后置交換機(jī)、服務(wù)器、主控計算機(jī)、狀態(tài)顯示計算機(jī)、數(shù)據(jù)判讀計算機(jī)、電池狀態(tài)監(jiān)視計算機(jī)等。系統(tǒng)架構(gòu)及其互聯(lián)關(guān)系如圖2所示。

ZQ-2測發(fā)控方艙艙內(nèi)后端可設(shè)置最多4個高35 U、深700 mm、寬525 mm的機(jī)柜。為便于走線，機(jī)柜底部高出艙底200 mm。機(jī)柜頂部設(shè)置1個攝像頭，用于觀察機(jī)柜內(nèi)設(shè)備運(yùn)行情況。方艙艙內(nèi)前端設(shè)置設(shè)備架1件，設(shè)備架高2 000 mm、深500 mm、寬2 000 mm。設(shè)備架兩側(cè)擋板可拆卸，方便架上設(shè)備取用。方艙內(nèi)部布局如圖3所示。

圖3 ZQ-2測發(fā)控方艙內(nèi)部布局

方艙的頂部設(shè)置LED照明燈和頂置空調(diào)，方艙右側(cè)板居中設(shè)置出入門，門上設(shè)置應(yīng)急燈和接地樁，門的左右兩側(cè)各設(shè)置飛利浦面包機(jī)、電源網(wǎng)絡(luò)插座、通風(fēng)孔口，門的左側(cè)設(shè)置照明開關(guān)、風(fēng)扇開關(guān)、空調(diào)控制盒等。方艙左側(cè)板設(shè)置液晶電視、室內(nèi)電采暖器、電源網(wǎng)絡(luò)插座、通風(fēng)孔口、折疊工作臺、折疊椅和衣帽鉤。

方艙底部裝防靜電地板，地板上表面距艙底高150 mm，地板下安裝地板架、走線槽、匯流條等，并且在機(jī)柜的后部各設(shè)置一條明線槽，便于后期走線。艙體的線纜布置上采取強(qiáng)、弱電線纜分開且分別走入電纜金屬線槽內(nèi)，且進(jìn)行有效固定，線槽上方加蓋金屬槽蓋，上、下槽連接并接通艙體地端，這樣使整個強(qiáng)、弱電線纜索與外部空間起到了良好屏蔽作用。

3.1.2 XX-6運(yùn)載火箭前端方艙艙內(nèi)布局設(shè)計

XX-6火箭地面測發(fā)控方艙由前端方艙、后端方艙二個方艙構(gòu)成。前端方艙為測發(fā)控系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，后端方艙為測發(fā)控系統(tǒng)的指揮控制機(jī)構(gòu)?；鸺诨貓?zhí)行任務(wù)時，前端方艙、后端方艙首先隨箭體在技術(shù)陣地進(jìn)行水平測試，測試完畢后，前端方艙隨箭體轉(zhuǎn)運(yùn)至發(fā)射陣地前端設(shè)備間內(nèi)，后端方艙轉(zhuǎn)運(yùn)至發(fā)射場后端的指揮場坪，進(jìn)行臨射功能檢查和發(fā)射工作。系統(tǒng)框圖如圖4所示。

XX-6運(yùn)載火箭前端方艙為測發(fā)控系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)載體，艙內(nèi)設(shè)置有發(fā)控組合、地面電源等設(shè)備，具有布局精簡的特點(diǎn)，艙內(nèi)安裝全景攝像頭，為前端設(shè)備無人值守提供支持。方艙內(nèi)部布局如圖5所示。

圖4 XX-6運(yùn)載火箭地面測發(fā)控方艙框圖

圖5 XX-6運(yùn)載火箭測發(fā)控前艙內(nèi)部布局

前端方艙前部為4個功能機(jī)柜，后部為中頻主機(jī)、副機(jī)機(jī)柜與貨架。機(jī)柜后部為維修區(qū)域，在方艙運(yùn)輸時可以作為備護(hù)件存放區(qū)，存放的包裝箱通過艙底設(shè)置的拉繩環(huán)固定，貨架一側(cè)開門為雙開門，機(jī)柜維護(hù)區(qū)一側(cè)開門為單開門，在便于物品進(jìn)出的同時最大程度保證方艙結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

方艙中部為操作區(qū)，艙內(nèi)安裝一臺顯示屏，用于顯示IPTV。測發(fā)控系統(tǒng)對箭電纜從方艙右上部的壁盒孔口引出，前端方艙的供電、網(wǎng)絡(luò)光纖通訊從方艙右下部的壁盒孔口引出。艙內(nèi)側(cè)壁綁扎折疊椅，IPTV屏下設(shè)置有一個翻轉(zhuǎn)臺板，用于前艙人員會議、設(shè)備應(yīng)急維修，臺板下方設(shè)置有防水壁盒孔口，用于連接外部天線。在方艙運(yùn)輸時，操作區(qū)的空間同樣可作為設(shè)備存放區(qū)域，地板上設(shè)置有拉繩環(huán)，方艙進(jìn)門采用雙開大門形式，便于設(shè)備的搬入搬出。

整個前艙用于存放設(shè)備的空間較多，包括雙層貨架、前后維護(hù)區(qū)、中部操作區(qū)等，可放置等效器、分布式測試設(shè)備、電纜網(wǎng)、工具、備護(hù)件等。設(shè)備和電纜在轉(zhuǎn)運(yùn)期間均以鋁合金包裝箱的形式存放于方艙內(nèi)，使用時從艙內(nèi)搬出。

前端電氣方艙安裝軍用頂置空調(diào)，通過風(fēng)道設(shè)計保證對直流電源、中頻電源等需要散熱的設(shè)備進(jìn)行降溫。艙頂設(shè)置360°旋轉(zhuǎn)高清攝像頭，監(jiān)控人員可以實時無死角的對艙內(nèi)設(shè)備工作狀態(tài)進(jìn)行觀察，為前端設(shè)備無人值守提供技術(shù)支持。

3.1.3 XX-6運(yùn)載火箭后端方艙艙內(nèi)布局設(shè)計

后端方艙為測發(fā)控指揮、判讀機(jī)構(gòu)、遙測地面設(shè)備的載體。后端方艙艙內(nèi)設(shè)有顯示發(fā)射控制臺、電氣操作工位、測量操作工位等，考慮到后艙內(nèi)人員操作舒適度，方艙采用可擴(kuò)展形式，擴(kuò)展方艙在收攏狀態(tài)下為標(biāo)準(zhǔn)CAF90尺寸，展開后內(nèi)部面積可從18 m擴(kuò)展到約27 m，可以保證艙內(nèi)14名崗位人員就坐的情況下操作空間充裕、人員可以較為自由的進(jìn)出。方艙的擴(kuò)展機(jī)構(gòu)采用UPS供電，在不外接電源的情況下，可以保證后艙展開、收攏。方艙收攏狀態(tài)和展開狀態(tài)如圖6所示。

圖6 方艙收攏狀態(tài)和展開狀態(tài)

艙前側(cè)設(shè)置70寸顯示器，用于顯示測試流程、箭上關(guān)鍵參數(shù)信息狀態(tài)、IPTV等，顯示內(nèi)容切換由指揮崗位控制。大屏幕顯示器下方為暗藏式雙開門，內(nèi)部小隔間可放置服務(wù)器集群、UPS、配電箱等設(shè)備，隔間采用靜音材質(zhì)和內(nèi)耗因子較大的隔音涂料，確保設(shè)備運(yùn)行時的噪音不會進(jìn)入工作間。隔間后部設(shè)置維護(hù)門，整個后艙的加電控制在隔間維護(hù)區(qū)內(nèi)操作，可避免誤動作。維護(hù)區(qū)內(nèi)還設(shè)置有貨架，在后端方艙轉(zhuǎn)運(yùn)時可作為備護(hù)件存放區(qū)。方艙透視圖如圖7所示。

圖7 方艙透視圖

擴(kuò)展艙角落放置矮機(jī)柜，用于收納圖紙、資料，機(jī)柜上方放置打印機(jī)、飲水機(jī)。方艙后部設(shè)置有機(jī)柜和小工作桌，用于測量系統(tǒng)地面設(shè)備操作。同樣采用后維護(hù)方式，設(shè)備在方艙運(yùn)輸時放置在維護(hù)區(qū)內(nèi)。維護(hù)區(qū)艙壁設(shè)置有防雨孔口，用于連接測量地面設(shè)備與艙外的設(shè)備和天線。

由于后端方艙艙頂已經(jīng)安裝天線，無空間安裝頂置空調(diào)，因此后端方艙采用分體式空調(diào)，外機(jī)放置于測量設(shè)備機(jī)柜維護(hù)門之外。為保證設(shè)備的散熱良好，單臺方艙設(shè)置兩臺空調(diào)。艙內(nèi)設(shè)置踢腳線式加熱帶，配合方艙空調(diào)，可確保艙內(nèi)溫度快速提升，保證人員、設(shè)備工作在良好的溫度環(huán)境中。

方艙底部安裝防靜電地板，地板上表面距艙底高150 mm，地板下安裝地板架、走線槽、匯流條等，機(jī)柜的后部設(shè)置了一條明線槽，便于后期增加線纜走線。艙體的線纜布置上采取強(qiáng)、弱電線纜分開且分別走入電纜金屬線槽內(nèi)，并進(jìn)行有效固定，線槽上方加蓋金屬槽蓋，上、下槽連接并接通艙體地端，這樣使整個強(qiáng)、弱電線纜索與外部空間起到了良好屏蔽作用，同時有效固定了電纜纜索。

3.2 艙外布局

XX-6運(yùn)載火箭測發(fā)控方艙外觀噴涂根據(jù)基地自然環(huán)境條件，采用北方綠色數(shù)碼迷彩。方艙運(yùn)輸車可統(tǒng)一采用使用地廣泛配置的品牌，便于使用方統(tǒng)一保養(yǎng)維修。前端電氣方艙和后端可擴(kuò)展電氣方艙外形如圖8所示。

圖8 前、后端電氣方艙外形圖

方艙艙外一般布置空調(diào)外機(jī)、工具箱(系吊組件)、登艙梯、通風(fēng)窗口、轉(zhuǎn)接窗口、升降結(jié)構(gòu)、滑橇、方艙調(diào)平機(jī)構(gòu)、天線等物件。后艙頂部安裝遙測天線和轉(zhuǎn)臺，設(shè)備恢復(fù)時，抬起天線拋物面，豎起天線架，拋物面安裝在天線支架上。

4 機(jī)動性設(shè)計

傳統(tǒng)的軍用車載方艙與載車的裝卸、方艙在陣地上或庫房內(nèi)短距離的移動都需要使用吊車等設(shè)備，增加了軍用裝備的配套設(shè)備數(shù)量。近幾年，根據(jù)型號方艙列裝化的需要，進(jìn)一步發(fā)展了方艙的機(jī)動能力。為了提高方艙的機(jī)動性，在方艙設(shè)計時對裝載方艙的載車平臺進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計了各式各樣的自裝卸機(jī)構(gòu)，如隨車吊裝結(jié)構(gòu)、升降結(jié)構(gòu)、半吊裝拖動結(jié)構(gòu)等。

4.1 吊裝結(jié)構(gòu)

吊裝結(jié)構(gòu)是指方艙裝卸作業(yè)的過程中采用吊裝的方式移動方艙，如圖9所示。載車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在裝載平臺前、后端各安裝一臺可側(cè)向伸展的隨車吊，裝卸時通過鏈條吊裝方艙前、后端的下包角，將方艙整體吊起，在載車側(cè)面實現(xiàn)方艙裝卸。裝卸時需要載車在側(cè)向具有很好的支撐穩(wěn)定性，載車還需要配置大跨距的側(cè)向支撐裝置。

圖9 隨車吊裝結(jié)構(gòu)

隨車吊裝結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是載車既可以自裝卸，又可以為其他載車裝卸。該結(jié)構(gòu)適用于方艙成組運(yùn)輸，方艙成組運(yùn)輸時只需配一臺隨車吊裝結(jié)構(gòu)載車，其他載車可不具備裝卸能力。

隨車吊裝結(jié)構(gòu)要求載車平臺具有極好的剛度條件，同時配備兩臺隨車吊和側(cè)向支撐裝置，導(dǎo)致載車重量太大，降低了車輛運(yùn)輸?shù)挠行лd荷能力。方艙裝卸作業(yè)時吊裝點(diǎn)在艙體的前后兩端，要求艙體在前后兩端不允許有凸出的附加物。若方艙配置空調(diào)機(jī)安裝在艙外前端或后端或在艙外安裝天線桿等附屬物，則不適合使用隨車吊裝結(jié)構(gòu)載車。

4.2 升降結(jié)構(gòu)

當(dāng)受各種環(huán)境限制且無法采用吊車或鏟車對方艙進(jìn)行起吊，方艙升降結(jié)構(gòu)可以方便地把方艙從載車上裝卸，使得方艙擺脫了吊車或鏟車配套使用的限制，在場地狹小，吊車、鏟車無法開進(jìn)的情況下，升降結(jié)構(gòu)是一個必不可少的裝卸工具，因此升降結(jié)構(gòu)大大地提高了測發(fā)控方艙的機(jī)動性和適應(yīng)性，但為保證安裝在車箱內(nèi)的設(shè)備正常工作，需配置支撐調(diào)平系統(tǒng)。調(diào)平系統(tǒng)可用于車廂的支撐并自動調(diào)整至一定的水平精度，升降結(jié)構(gòu)如圖10所示。

圖10 升降結(jié)構(gòu)的外形尺寸和安裝尺寸

升降結(jié)構(gòu)采用獨(dú)特的梯形絲桿機(jī)械傳動方式，經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計，具有結(jié)構(gòu)輕巧省力，安裝簡單，使用可靠，維護(hù)簡便，外形美觀等特點(diǎn)，而且由于采用了自鎖型絲桿傳動，故可在任意位置自鎖工作。該機(jī)構(gòu)利用角件孔、支座等構(gòu)件可與方艙構(gòu)成了一個穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性好。球型底盤在使用中允許方艙具有一定的傾斜能力(1.5)，在野外地面環(huán)境下亦可以正常工作。工作時手動將升降結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)至工作位置并固定后，方可進(jìn)行升降工作，整套機(jī)構(gòu)操作簡單、方便。

升降結(jié)構(gòu)可根據(jù)方艙的重量進(jìn)行選型，電動模式是通過按動線控盒上的按鈕來實現(xiàn)，線控盒配備連接電纜，操作者可根據(jù)現(xiàn)場狀況選擇操作位置，并保證操作時能觀測到整個系統(tǒng)的動作情況。當(dāng)系統(tǒng)斷電或其他緊急情況需要使用升降系統(tǒng)動作時，可進(jìn)行手動操作。電動/手動一體化升降機(jī)構(gòu)實物如下圖11所示。

圖11 測發(fā)控系統(tǒng)方艙升降結(jié)構(gòu)實物圖

目前，國內(nèi)外生產(chǎn)方艙升降行走機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式主要有二種：1)升降裝置和行走輪是分離的；2)升降裝置和行走輪是一體化的。分離式結(jié)構(gòu)的升降行走機(jī)構(gòu)把升降裝置裝在方艙角件的側(cè)面，行走輪裝在方艙角件的下面，具有設(shè)備自重較輕，安裝操作較方便等優(yōu)點(diǎn)。一體化結(jié)構(gòu)的升降行走機(jī)構(gòu)把升降裝置和行走輪合為一體，直接裝在方艙的角件的側(cè)面，優(yōu)點(diǎn)是安裝工作量小、時間短，不需再開辟運(yùn)輸時的放置空間，升降和行走操作簡便。一體式升降結(jié)構(gòu)示意圖如圖12所示。

圖12 一體式升降結(jié)構(gòu)示意圖

4.3 半吊裝拖動結(jié)構(gòu)

半吊裝拖動結(jié)構(gòu)是指方艙在裝卸過程中將方艙前部吊離地面，方艙后部以拖動方式隨動。半吊裝拖動結(jié)構(gòu)可分為龍門架式和托盤式，如圖13所示。龍門架式裝卸結(jié)構(gòu)需在方艙前部安裝一個龍門式吊架，載車上需裝備一個可伸縮傾轉(zhuǎn)的L形拉臂。裝卸開始時拉臂處于收縮狀態(tài)，拉臂通過鉤住龍門架傾轉(zhuǎn)將方艙前部抬起，搭到載車后部，然后吊鉤反向傾轉(zhuǎn)將方艙拖上載車，最后拉臂將方艙拖到固定位置。托盤式結(jié)構(gòu)是先將方艙固定在托盤上，通過吊裝托盤前端吊架進(jìn)行裝卸，吊裝過程與龍門架式基本一致。

圖13 半吊裝拖動結(jié)構(gòu)

半吊裝拖動結(jié)構(gòu)載車裝卸時對拉臂鉤與吊裝點(diǎn)的對接要求較高，優(yōu)點(diǎn)是卸載速度快，單人即可完成裝卸。裝卸時吊起方艙前部，艙體尾部接觸地面時，前部艙底已搭上載車平臺，此時需保證裝卸傾角不能太大，一般不超過30°，否則會對方艙內(nèi)裝設(shè)備產(chǎn)生不利影響，半吊裝拖動結(jié)構(gòu)適用于長度尺寸較大的方艙。

龍門架式結(jié)構(gòu)載車通用性差，運(yùn)輸時依靠鎖緊機(jī)構(gòu)鎖定方艙滑橇的特定開口部位，需要方艙滑橇作特殊設(shè)計以適應(yīng)該特定結(jié)構(gòu)。載車只能裝卸特定結(jié)構(gòu)方艙，而無法裝卸普通結(jié)構(gòu)方艙。方艙通常通過固定包角的方式運(yùn)輸，龍門架式鎖緊機(jī)構(gòu)鎖定方艙滑橇特定開口部位，不符合方艙承載結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)的受力狀態(tài)，會縮短方艙的使用壽命。

托盤式結(jié)構(gòu)在龍門架式基礎(chǔ)上加裝了托盤，解決了方艙裝卸鎖固不合理的問題，但托盤質(zhì)量較大，限制了載車裝載能力，同時還增加了制造成本，通用性較差。為了保證具備隨時裝卸能力，托盤需固定在方艙下面，無托盤的普通方艙則無法裝卸。

根據(jù)XX-6運(yùn)載火箭測發(fā)控系統(tǒng)在靶場的實際使用環(huán)境看，無論在技術(shù)陣地還是發(fā)射陣地，方艙落地使用更有利于設(shè)備使用和人員進(jìn)出，也有利于廠房內(nèi)衛(wèi)生狀態(tài)的控制。

ZQ-2測發(fā)控方艙和XX-6運(yùn)載火箭第二批方艙配置電動升降結(jié)構(gòu)，可方便地把方艙從載車上裝卸，使得方艙擺脫了吊車配套使用的限制，在場地狹小，吊車無法開進(jìn)的情況下，升降結(jié)構(gòu)是一個必不可少的裝卸工具，因此升降結(jié)構(gòu)大大地提高了方艙的機(jī)動性和適應(yīng)性。

5 結(jié)束語

本文提出了快速發(fā)射運(yùn)載火箭測發(fā)控方艙列裝化設(shè)計思路。首先從測發(fā)控方艙艙體設(shè)計入手，介紹了蜂窩結(jié)構(gòu)應(yīng)用于測發(fā)控方艙時的優(yōu)勢以及方艙的電磁屏蔽和電磁兼容設(shè)計思路；接著介紹了艙內(nèi)外布局原則，方艙布局和裝飾要合理，便于操作和維修，符合人機(jī)工程學(xué)要求等；最后對比分析了不同裝卸結(jié)構(gòu)對方艙機(jī)動性的影響，采用電動升降結(jié)構(gòu)的方艙裝卸機(jī)動性更好。通過以上一系列的設(shè)計和實現(xiàn)，可極大提高方艙的各項性能、指標(biāo)和功能。以上設(shè)計思路已經(jīng)在藍(lán)箭航天ZQ-2運(yùn)載火箭測發(fā)控方艙、航天八院XX-6運(yùn)載火箭測發(fā)控方艙中得到工程應(yīng)用，取得了良好的效果。