摘 要:在車載雷達(dá)需求不斷擴(kuò)大的情況下，如何選擇車載雷達(dá)半掛列車的牽引車，是雷達(dá)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者的重要課題。為了能夠快速簡便正確地選擇牽引車，采用簡單的計(jì)算方法，對雷達(dá)天線半掛列車有效載荷所需最小的驅(qū)動(dòng)力、牽引車驅(qū)動(dòng)力、地面附著力，以及列車爬坡度進(jìn)行計(jì)算，以獲得相匹配牽引車的功率和型號，從而確保所選牽引車在運(yùn)輸中安全可靠。關(guān)鍵詞:雷達(dá); 半掛列車; 牽引車; 牽引力; 爬坡度

中圖分類號:TN95文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)15-0044-03

Selection of Tractor for Vehicle-mounted Radar

SHI Zuo-ming

(The 39th Institute of CETC， Xi’an 710065， China)

Abstract: The selection of tractor for vehicle-mounted radar is important with the extensive requirement of vehicle-mounted radar. A simple computation is used to quickly， simply and correctly choose the tractor. the minimum driving force， the driving force of tractor， the ground adhesive force and the climbing capability required for the effective load of radar semi-tractor are computed， the power and model number of a matching tractor should be achieved， so as to ensure the safety and reliability for the tractor during transportation.Keywords: radar; semi-tractor; tractor; traction force; climbing capability

0 引 言

為了適應(yīng)現(xiàn)代電子戰(zhàn)的需要，提高雷達(dá)抗打擊和摧毀能力，將地面雷達(dá)安裝在天線車上，使地面雷達(dá)在受到敵方威脅的情況下，迅速轉(zhuǎn)移到安全地域，同時(shí)又能迅速展開，并恢復(fù)正常工作，從而為指揮系統(tǒng)提供可靠的數(shù)據(jù)。天線車不但是雷達(dá)天線的工作平臺(tái)，同時(shí)又是雷達(dá)天線的運(yùn)輸載體，所以雷達(dá)天線半掛列車牽引車的選型就顯得極為重要。本文采用簡便的計(jì)算方法，列出了雷達(dá)天線半掛列車牽引車的牽引力和爬坡度的計(jì)算公式，并給出了牽引車選型的步驟和原則。

1 雷達(dá)天線半掛列車的組成及載荷分布

雷達(dá)天線半掛列車主要由雷達(dá)天線結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、雷達(dá)天線半掛車和牽引車等三部分組成，圖1為天線半掛車和牽引車的連接關(guān)系結(jié)構(gòu)簡圖。

圖1中:P1為雷達(dá)天線的質(zhì)量(單位:kg);P2為雷達(dá)天線半掛車的質(zhì)量(單位:kg);F1為雷達(dá)天線半掛車后軸所承受的載荷(單位:N)，F(xiàn)1=(P1 + P2)×g- F2;F2為雷達(dá)牽引車鞍座所承受的載荷(單位:N)，F2=(P1×L1+ P2×L2)×g/L3。

圖1 雷達(dá)天線半掛列車的組成及載荷分布圖

2 平坦道路牽引車牽引力的計(jì)算

牽引車選型的主要目的是選擇的牽引車能夠通過半掛車將雷達(dá)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)可靠安全地、并以一定速度轉(zhuǎn)移到目的地。

對于雷達(dá)天線半掛列車牽引車的選型不但要考慮到牽引車的功率、牽引能力，同時(shí)也要考慮雷達(dá)半掛車的載荷分布。

2.1 計(jì)算所用各量的符號及名稱

rq為牽引車車輪滾動(dòng)半徑(驅(qū)動(dòng)輪)(單位:m);iq為牽引車(從發(fā)動(dòng)機(jī)到驅(qū)動(dòng)輪)的總傳動(dòng)比;η為傳動(dòng)效率;P為發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率(單位:kW);Ft為驅(qū)動(dòng)力(牽引車發(fā)動(dòng)機(jī)所具有的牽引能力)(單位:N);Fk為牽引車的附著力(單位:N);n為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(單位:rad/min);Ff為滾動(dòng)阻力(單位:N);Fw為空氣阻力(單位:N);Fi為坡度阻力(單位:N);Fj為加速阻力(單位:N);Fb為雷達(dá)天線半掛列車運(yùn)行所需要的最小驅(qū)動(dòng)力(單位:N);m為牽引車的質(zhì)量(單位:kg);φ為附著系數(shù);fg為滾動(dòng)阻力系數(shù);D為動(dòng)力因數(shù);A為牽引車迎風(fēng)面積(單位:m2);CD為空氣阻力系數(shù)(0.6～1.0);u為相對速度(無風(fēng)時(shí)，即為汽車速度)(單位:km/h);α為道路坡度(單位:(°));a為汽車運(yùn)行加速度(單位:m/s2);g為重力加速度(單位:m/s2)。

2.2 計(jì)算公式

2.2.1 牽引車的驅(qū)動(dòng)力Ft

牽引車的驅(qū)動(dòng)力是由發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、效率、及發(fā)動(dòng)機(jī)到驅(qū)動(dòng)輪軸之間的傳動(dòng)比所決定的。

Ft=9 550Piqηnrq(1)

注:牽引車在不同檔位工作時(shí)，若發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n不同，則牽引車的驅(qū)動(dòng)力Ft不同。

2.2.2 牽引車的附著力Fk

牽引車的附著力是指牽引車在不同負(fù)載，不同道路條件下，地面對牽引車驅(qū)動(dòng)輪所能提供的最大切向力，主要由牽引車的質(zhì)量，牽引車鞍座負(fù)載大小及道路條件決定。

Fk=(mg+F2)φ(2)

對于非全驅(qū)動(dòng)牽引車，牽引力則按下式計(jì)算:

Fk=Nφ(3)

式中:N為(mg+F2)分布在牽引車驅(qū)動(dòng)輪上的載荷;φ為附著系數(shù)，其數(shù)值見表1。

表1 附著系數(shù)φ

路面類型φ路面類型φ

良好干燥的瀝青或混凝土路面0.7～0.8干燥碎石路面0.6～0.7

良好潮濕的瀝青或混凝土路面0.5～0.6壓緊干燥土路0.5～0.6

濕土路面0.2～0.4

2.2.3 雷達(dá)天線半掛列車運(yùn)行需要的最小驅(qū)動(dòng)力Fb

半掛列車所需要的最小驅(qū)動(dòng)力是指能夠?qū)⒗走_(dá)天線半掛列車及其所安裝的雷達(dá)拖動(dòng)的最小驅(qū)動(dòng)力。

Fb=(F1+F2+mg)fg(4)

式中:fg為滾動(dòng)阻力系數(shù)，其數(shù)值見表2。

表2 滾動(dòng)阻力系數(shù)fg

路面類型fg路面類型fg

良好的瀝青或混凝土路面0.010～0.018壓緊雨后土路0.050～0.150

一般瀝青或混凝土路面0.018～0.020泥濘土路0.100～0.250

碎石路面0.020～0.025干砂0.100～0.300

良好的卵石路面0.025～0.030濕砂0.060～0.150

坑洼的卵石路面0.033～0.050結(jié)冰路面0.015～0.030

壓緊干燥土路0.025～0.035壓緊雪道0.030～0.050

2.2.4 半掛列車行駛方程

半掛列車要能夠正常行駛，必須滿足如下方程:

Ft= Ff+Fw+Fi+Fj(5)

式中:Ff=(mg+F1+F2)fg;Fw=CDAu221.15，當(dāng)汽車運(yùn)行速度低于30 km/h時(shí)，該項(xiàng)阻力可以不予考慮; Fi=(mg+F1+F2)sin α，平坦道路時(shí)，F(xiàn)i=0;Fj=[m+(F1+F2)/g]a。

3 雷達(dá)天線半掛列車爬坡度的計(jì)算

3.1 按照發(fā)動(dòng)機(jī)的能力計(jì)算爬坡度



α=arcsinD-fg1-D2+f2g1+f2g(6)



式中:D= (Ft- Fw)/G;G=(m+P1+P2)g。

雷達(dá)天線半掛列車在爬坡時(shí)，牽引車一般以Ⅰ擋行使，此時(shí)，雷達(dá)天線半掛列車的行駛速度小于30 km/h，在無風(fēng)情況下，F(xiàn)w可不計(jì)。

3.2 按照道路地面附著能力計(jì)算爬坡度

α=arctanGqφ-GfgG(7)

式中:Gq=mg+F2，為牽引車總重量;φ=0.7，為附著系數(shù);G=(m+P1+P2)g為列車總重量。

3.3 雷達(dá)列車爬坡度的確定

比較式(6)、式(7)的計(jì)算結(jié)果，計(jì)算結(jié)果較小者即為所選牽引車牽引下雷達(dá)列車的最大爬坡度。

4 牽引車的選型步驟及原則

選取雷達(dá)天線半掛列車牽引車時(shí)，首先依照以上的分析計(jì)算，利用式(1)和式(5)，便可以求出不同速度下牽引車的功率。其次，還必須滿足以下原則:

(1) Fk≥Fb。否則，牽引車只有原地打滑，并不能拖動(dòng)半掛車及雷達(dá)天線。

(2) 為了雷達(dá)列車的安全，在設(shè)計(jì)車載雷達(dá)天線結(jié)構(gòu)系統(tǒng)時(shí)，雷達(dá)天線半掛車長度確定后，一定要合理布局，使F2必須小于所選牽引車的鞍載質(zhì)量、F1小于天線半掛車后軸的承載能力。必要時(shí)，可以選擇雙軸或雙軸以上的聯(lián)合橋。

(3) 所計(jì)算的爬坡度必須滿足工程要求。

5 實(shí) 例

某型雷達(dá)天線半掛車的載荷參數(shù)為:P1=1.15×104 kg，P2=1.95×104 kg，m=1.081×104 kg，L1=2.6 m，L2=3.9 m，L=8.75 m，要求爬坡度不小于11°。

暫選牽引車的型號為ND4253(2534AS)，其性能參數(shù)如下:

牽引車的質(zhì)量為10 810 kg;鞍座最大可承受的載荷為1.406×105 N;牽引車的功率為250 kW;發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2 000 r/min;牽引車車輪滾動(dòng)半徑為0.53 m;低速時(shí)的總速比為170;傳動(dòng)效率為79%。

牽引車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，代入數(shù)據(jù)經(jīng)過計(jì)算可得:

F2=1.17×105 N，小于牽引車鞍座最大可承受的載荷。

P=179.6 kW;Fk=1.58×104 N;Fb=8.36×103 N。

由此可知，F(xiàn)k>Fb，滿足要求。

按照發(fā)動(dòng)機(jī)的能力(式(6))計(jì)算爬坡度α=30.17°。

按照道路地面附著能力(式(7))計(jì)算爬坡度α=19.66°。

所以本雷達(dá)天線列車的最大爬坡度為19.66°。

通過以上計(jì)算結(jié)果可知:所選牽引車可滿足工程實(shí)際要求。

6 結(jié) 論

通過上述簡單計(jì)算便可確定所需牽引車的功率、型號和雷達(dá)列車的最大爬坡度，也可以通過上述式(1)、式(6)、式(7)計(jì)算出牽引車在各檔位工作時(shí)雷達(dá)列車的爬坡度。

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