張一帆

中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十研究所， 四川成都 610036

某地面控制站方艙裝車(chē)總體設(shè)計(jì)

張一帆

中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十研究所， 四川成都 610036

1 概述

對(duì)于航天測(cè)控系統(tǒng)的地面站，從傳統(tǒng)上劃分可分為陸站、船站和車(chē)載站3種，陸站和船站由于地理位置受限以及經(jīng)費(fèi)需求量比較大，因此陸站和船站數(shù)量有限，當(dāng)數(shù)量達(dá)到一定程度后，就不會(huì)再增加更多的站點(diǎn)。而車(chē)載站由于其機(jī)動(dòng)性、靈活性和環(huán)境適應(yīng)性比較好，且相對(duì)來(lái)說(shuō)經(jīng)費(fèi)需求較小，因此從最近這幾年及將來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，車(chē)載站的數(shù)量發(fā)展很快，行業(yè)用途也越來(lái)越廣泛。

車(chē)載站組成主要包含載車(chē)底盤(pán)、方艙、方艙附件及電子設(shè)備等。

本文針對(duì)某測(cè)控系統(tǒng)地面控制車(chē)載站的6米方艙車(chē)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了闡述。

2 設(shè)計(jì)原則及設(shè)計(jì)依據(jù)

2.1 設(shè)計(jì)原則

貫徹執(zhí)行現(xiàn)行有效的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；

在綜合分析戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能的基礎(chǔ)上，充分運(yùn)用優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、維修性設(shè)計(jì)、價(jià)值工程等專(zhuān)業(yè)工程技術(shù)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)；

在滿(mǎn)足技術(shù)要求的前提下，最大限度地采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件、標(biāo)準(zhǔn)化模塊通用結(jié)構(gòu)，優(yōu)選和壓縮標(biāo)準(zhǔn)件、通用件、外購(gòu)件及原材料的品種、規(guī)格。

2.2 設(shè)計(jì)依據(jù)

設(shè)計(jì)工作中參照并執(zhí)行了下列標(biāo)準(zhǔn)：

GB1589-2004 道路車(chē)輛外廓尺寸、軸荷及質(zhì)量限值

GJB79A-1994 廂式車(chē)通用規(guī)范

GJB219B-2005 軍用通信車(chē)通用規(guī)范

GJB367A-2001 軍用通信設(shè)備通用規(guī)范

GJB870－90 軍用電子設(shè)備方艙通用規(guī)范

GJB2093－94 軍用方艙通用試驗(yàn)方法

3 載車(chē)選型

3.1 系統(tǒng)組成和配置

6米方艙車(chē)主要由SX2153B型軍用越野汽車(chē)二類(lèi)底盤(pán)、6米方艙、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)及布線、裝車(chē)結(jié)構(gòu)件及工具附件等組成。

3.2 底盤(pán)

根據(jù)6m方艙的實(shí)際使用環(huán)境，考慮到底盤(pán)承載方艙后的整體性，同時(shí)綜合考慮系統(tǒng)裝備底盤(pán)車(chē)的先進(jìn)性，選用陜汽SX2153B（6×6）型軍用越野車(chē)二類(lèi)底盤(pán)，該底盤(pán)是在SX2153車(chē)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)研制的一種新型越野汽車(chē)。該車(chē)具有SX2153型越野汽車(chē)的許多性能先進(jìn)的總成，同時(shí)在SX2153型越野汽車(chē)的基礎(chǔ)上，加長(zhǎng)軸距，增加了上裝的可利用空間。外形見(jiàn)下圖。

圖1 陜汽SX2153B（6×6）型軍用越野車(chē)底盤(pán)外形圖

陜汽SX2153B（6×6）型軍用越野車(chē)二類(lèi)底盤(pán)主要性能參數(shù)見(jiàn)表1。

4 裝車(chē)布局

4.1 基本原則和要求

布局設(shè)計(jì)的基本原則是：在保證系統(tǒng)功能完成的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)考慮電磁兼容和人機(jī)工程，使用整車(chē)布局合理、美觀大方、操作方便、乘坐舒適。

4.2 整車(chē)形式

為了實(shí)際工作使用需求，本車(chē)在運(yùn)載平臺(tái)上裝載有6米方艙，作為設(shè)備裝載和人員工作的空間。

相關(guān)尺寸如下：

整車(chē)外形尺寸：外形尺寸不大于：9705（長(zhǎng)）×2500（寬）×3967（高）mm；

車(chē)廂外形尺寸：6058（長(zhǎng)）×2438（寬）×2240（高）mm；

設(shè)備艙艙內(nèi)部尺寸：3268（長(zhǎng)）×2298（寬）×2100（高）mm；

天線艙內(nèi)部尺寸：2600（長(zhǎng)）×2298（寬）×2100（高）mm。

4.3 外部布局

本方艙車(chē)外部包含方艙門(mén)、空調(diào)、發(fā)電機(jī)、電動(dòng)頂蓋、信號(hào)口、電源口、維修門(mén)等。車(chē)外部布局見(jiàn)圖2、圖3、圖4。

表1 SX2153B型越野汽車(chē)底盤(pán)主要性能參數(shù)表

圖2 外部布局（右側(cè)視圖）

圖3 外部布局（左側(cè)視圖）

圖4 外部布局（后部視圖）

4.4 內(nèi)部布局

本車(chē)的內(nèi)部布局參見(jiàn)圖5。

方艙內(nèi)部共分為天線艙和設(shè)備艙，其中天線艙安裝1個(gè)1.8米的天線，同時(shí)安裝天線升降平臺(tái)，保證天線工作時(shí)升出艙外。設(shè)備艙安裝2個(gè)設(shè)備機(jī)柜、2個(gè)設(shè)備控制臺(tái)及UPS柜、文件柜等輔助設(shè)備。

圖5 內(nèi)部布局

5 重量及質(zhì)心估算

以整車(chē)的前橋中心點(diǎn)在地面的投影為坐標(biāo)原點(diǎn)。以車(chē)長(zhǎng)方向?yàn)閄坐標(biāo)，車(chē)寬方向?yàn)閅坐標(biāo)，車(chē)高方向?yàn)閆坐標(biāo)。改裝后底盤(pán)車(chē)及主要裝車(chē)設(shè)備的重量及質(zhì)心位置見(jiàn)下表：

表2 主要裝車(chē)設(shè)備的重量及質(zhì)心位置

(1) 整車(chē)重量：

G=14753kg＜原車(chē)滿(mǎn)載重量15000 kg。

(2) 整車(chē)質(zhì)心位置：

X =（W1·X1+W2·X2+W3·X3）/ΣWi=3134(mm)；

Y =（W1·Y1+W2·Y2+W3·Y3）/ΣWi=-8(mm)；

Z =（W1·Z1+W2·Z2+W3·Z3）/ ΣWi=1491(mm)。

即：整車(chē)縱向質(zhì)心位置為3134mm（距前軸）；

整車(chē)橫向質(zhì)心位置為右偏-8mm（距對(duì)稱(chēng)中心）；

質(zhì)心高度1491mm（距地面）。

5.1 整車(chē)軸荷分配計(jì)算

后橋負(fù)荷G后=∑Wi.Xi/L=9634kg<原車(chē)后橋最大滿(mǎn)載質(zhì)量12000 kg；

前橋負(fù)荷G前=∑Wi-G后=5119kg<原車(chē)前橋最大滿(mǎn)載質(zhì)量5200 kg；

前橋占總質(zhì)量的比例為G前/∑Wi=5119/14753=34.7%。

5.2 橫向穩(wěn)定性

根據(jù)GJB2225.6-94的要求，安裝設(shè)備后，重心高度應(yīng)當(dāng)符合橫向、縱向穩(wěn)定性的要求。

橫向穩(wěn)定性應(yīng)符合下式規(guī)定：

式中：B —— 汽車(chē)輪距,底盤(pán)輪距B=2058mm；

α—— 側(cè)傾穩(wěn)定角：國(guó)軍標(biāo)要求為α≥31!；

H —— 質(zhì)心高度，根據(jù)前面計(jì)算：H=1491mm。

代入數(shù)據(jù)得：

則α= arctg0.69=34.8!＞31!

所以，橫向傾覆系數(shù)滿(mǎn)足要求，汽車(chē)橫向穩(wěn)定性滿(mǎn)足要求。

5.3 縱向穩(wěn)定性

縱向穩(wěn)定性應(yīng)符合下式規(guī)定：

式中：L —— 整車(chē)重心距后軸距離L=4800-3134=1666mm；

Φ—— 地面附著系數(shù)：國(guó)軍標(biāo)要求為Φ=0.5～0.6；

H —— 質(zhì)心高度，根據(jù)前面計(jì)算：H=1491mm。

代入數(shù)據(jù)：

根據(jù)以上分析，整車(chē)的橫向、縱向均滿(mǎn)足穩(wěn)定性要求。

6 結(jié)語(yǔ)

在綜合分析技術(shù)性能的基礎(chǔ)上，采用通用化、模塊化等成熟的技術(shù)和制造工藝，充分運(yùn)用可靠性、維修性、安全性、價(jià)值工程等專(zhuān)業(yè)工程技術(shù)措施，布局設(shè)計(jì)合理，能滿(mǎn)足系統(tǒng)使用的要求。

[1]邱成悌，趙!殳，蔣全興.電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理[M].南京：東南大學(xué)出版社，2005.

[2]王健石，胡克全，吳傳志.電子設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：電子工業(yè)出版，1993

[3]周長(zhǎng)忍，劉光曾，夏強(qiáng)輝，王振武.QJ2608-94軍用方艙規(guī)范[M].北京：中國(guó)航天工業(yè)總公司，1994

Structural Design of a Ground Control Station Vehicle System

Zhang Yifan
The 10th Research Institute of CETC, Chengdu, 610036, China

航天測(cè)控系統(tǒng)車(chē)載站，由于其機(jī)動(dòng)性、靈活性和環(huán)境適應(yīng)性比較好，且相對(duì)來(lái)說(shuō)經(jīng)費(fèi)需求較小，因此最近這幾年及將來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，車(chē)載站的數(shù)量發(fā)展很快，行業(yè)用途也越來(lái)越廣泛。設(shè)計(jì)貫徹執(zhí)行現(xiàn)行有效的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在滿(mǎn)足技戰(zhàn)術(shù)要求的同時(shí)，提高“三化”水平。整個(gè)地面站載車(chē)系統(tǒng)主要包含載車(chē)底盤(pán)、方艙、方艙附件及電子設(shè)備等，選用陜汽SX2153B（6×6）型軍用越野車(chē)二類(lèi)底盤(pán)。對(duì)車(chē)內(nèi)外設(shè)備進(jìn)行合理布局 ，再經(jīng)過(guò)重心及質(zhì)心計(jì)算，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

地面控制站；方艙；布局；重心計(jì)算

Vehicular space TT&C stations, according to their developing trend in these years and the future, are booming in quantity and having broader applications, for their mobility, flexibility and adaptability as well as relatively less need of fund. The design of the vehicular TT&C system complies with currently effective national standards, national military standards, industrial community standards and enterprise standards. Technical and tactical requirements are satisfied, meanwhile,“generalization; serialization and modularization”requirement is also improved. The whole ground control station vehicle system mainly consists of carrier chassis, shelter, shelter attachment and electronic equipment. Military cross-country vehicle Class II chassis SX2153B（6×6）of Shanxi Automobile company is adopted. Layout of internal and external equipment is reasonably arranged and then the center of gravity and the center of mass are calculated, to satisfy the design requirement.

ground control station; shelter; layout; calculation of the center of gravity

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.14.058

張一帆（1976- ），男，工程師，主要研究方向?yàn)楹教祀娮釉O(shè)備結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)。