張明亮 王行巍 李家旭
摘 要:方艙作為一種通用的設備裝載平臺,具有較強的機動性和環(huán)境適應性,日漸進入到更多的應用領域,因此迫切需要一套科學的理論和分析方法,來指導方艙的研制和生產。通過分析車載軍用方艙設計,其目的是為了改變傳統(tǒng)軍用方艙以實現(xiàn)功能為主,在外觀審美、人機環(huán)境、用戶體驗等方面欠缺的現(xiàn)狀,以求共享當今商用化的技術成果。通過研究創(chuàng)新,軍用方艙的設計水平得到了提升。
關鍵詞:車載軍用方艙;內部布局設計;艙體結構
1 方艙布局設計
1.1 方艙艙體結構設計
某方艙艙體采用大板結構,每塊板片(即方艙的 6個面)用鋼質型材作為骨架,方艙大板有足夠的剛度和強度,能滿足設備安裝和車載運輸環(huán)境的要求。板片合攏時,在板片端面之間焊接金屬彎角件,以保證板片之間的連接強度(剛性連接)。板片與板片的內、外拼角處安裝鋁包角,采用膠接加鉚接的方式,起到緊固、密封和裝飾的作用。方艙內澆注墨綠色防靜電地板,地板和艙底之間具有良好的泄漏靜電電荷通路,地板澆注時確保無雜質、氣泡。整個方艙外部采用林地南方夏季型迷彩涂料,便于叢林偽裝。
1.2 方艙內部布局設計
方艙內部采用分艙室結構,保證使用人員有安靜的工作環(huán)境。艙內距離前壁 2m處設置隔墻,將方艙分為2個艙室,分別為A艙室和B艙室,隔墻設置開門,便于2個艙室互通。開門設置成半開門的形式,門上部設置窗戶一個,便于觀察設備狀態(tài);門下部設置風孔,便于空調回風。
第一,艙門及窗戶設計在方艙的后側設置艙門一個。門的有效尺寸(W×H)為1800 mm×800 mm,配有門鎖,門鎖采用三點式鎖緊機構,外把手加裝銅鎖,門鎖可靠,開、關門省力,滿足國軍標要求的解鎖功能和限位要求。艙門處安裝扶手,方便人員登艙。B艙右側和A艙室右艙壁設置外推式玻璃窗,可自然采光,艙內安裝推拉式防光窗簾,保證艙內燈光不外泄。
第二,布線設計。艙內的線纜主要有電源線、地線、信號線。信號線有光纜、電話線、網絡線、串口線、視頻線等。艙內布線明暗結合,艙內空調、照明、風機電源線以及控制線走暗線,其他均走明線,明線裝在走線槽內。電源線纜和信號線纜分開布設,采用最短距離原則,防止干擾。
2 方艙配電箱設計
軍用方艙的配電箱在實際應用中具有非常重要的作用,因此對于方艙配電箱的設計環(huán)節(jié)也提出了各種為適應特殊環(huán)境和用途的需求。如何設計出實用的方艙配電箱一直是專業(yè)人士關注的問題。配電箱是方艙電氣控制系統(tǒng)的總控制箱,將電能進行分配,同時又能夠對用電設備進行統(tǒng)一控制。對過載、過壓、漏電、短路等異常起到保護作用的一種集成配套裝置。一般來說,配電箱由開關部件、測量部件、電氣保護部件、箱體及輔助設備等構成。其正常工作時能夠通過手動或自動模式進行通、斷電路。當供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,可以通過保護及時斷電并報警,箱體內的測量裝置能夠對各種參數(shù)進行顯示,對偏離工作范圍內的狀態(tài)進行提示。
2.1 箱體設計
配電箱是各種電氣設備及器件的裝載體,要能夠經受整個箱體內電氣設備及器件的重量,因此對于箱體的要求在強度上就顯得尤為重要??紤]到箱體的重量,如果太大,就需要根據(jù)實際情況進行局部范圍的加強,這樣才能夠保障電氣設備及器件在特殊環(huán)境或運輸過程中不會造成箱體破損的情況發(fā)生。制作箱體的材料要選用優(yōu)質鋼板,這種材質重量較輕,而且其強度較高,便于加工,能夠按照圖紙要求展開下料后折彎,拼焊成箱體以及門兩個部分。
方艙壁內應預先埋置加強筋,提高艙壁載重量。在方艙壁合適位置上開四至六個螺紋孔,通過螺紋孔將箱體的背板同方艙壁進行連接,各種設備及器件采用螺紋孔進行連接,確保了設備及器件的安裝強度和穩(wěn)定性,方便安裝及拆卸。軍用方艙在特殊環(huán)境下運輸,其運輸途中會產生較大的撞擊力和沖擊力,配電箱箱體內設備及器件的安裝配件需要進行穩(wěn)固安裝,加裝平墊圈和彈簧墊圈,以免出現(xiàn)松動脫落。電工在進行電氣裝配時也要保證設備及器件不會因震動而脫落。
2.2 散熱設計
軍用方艙配電箱內因裝配有發(fā)熱器件,所以必須充分考慮散熱情況。可以通過在箱體的上方或下方開設排氣孔來增加設備的散熱能力,排氣孔可以加工成網格狀或銅網狀,以防止落入異物影響設備及器件工作。如果箱體內配件發(fā)熱量較大,就需要安裝溫度控制繼電器,這樣當箱體內溫度超過預設溫度值時,排風系統(tǒng)會自動打開,強行將高溫氣體向外送出,達到散熱的目的。
2.3 絕緣設計
配電箱的絕緣主要依靠電氣設備及器件自身的絕緣能力,安裝底板要選擇絕緣材料。對于個別器件,安裝期間如有裸露部分可能會出現(xiàn)漏電情況,也會出現(xiàn)同箱體進行接通的情況。因此,需要通過對這類器件進行加裝絕緣襯套以隔絕箱體保證絕緣。
2.4 接地點設計
為了確保供電設備的安全,在箱體內通常會設計接地點。通過在箱體內側壁焊接螺套,經焊片、螺釘、墊圈將接地線同箱體進行連接。
3 接口設計
該車設有 2 個接口窗,分別是電源接口窗和信號接口窗。電源接口窗設在 A 艙右壁中下部,接口窗在艙內配裝有金屬內罩,內裝電源濾波器和防雷過壓保護裝置,作為輸入交流電和輸出交流電的濾波和防雷裝置。金屬內罩與艙內壁接觸處壓有屏蔽密封條并涂適量的導電保護液。信號接口窗設在 A 艙左壁下部接口窗在艙內配裝有金屬內罩,內裝信號防過壓保護裝置。金屬內罩與艙內壁接觸處壓有屏蔽密封條并涂適量的導電保護液。接口窗上的裝置板可以從艙外拆裝,便于維修。接口窗外蓋板具有鎖緊、開啟和限位支撐裝置,蓋板蓋緊有良好的水密性和光密性。接口窗開啟后,外蓋板有防水擋雨功能,保證在開啟狀態(tài)下不進水。
4 結束語
綜上所述,隨著裝備現(xiàn)代化的不斷深入,憑借其具有良好的機動性,車載方艙在各軍兵種戰(zhàn)斗、指揮、保障裝備中得到越來越廣泛的應用。作為機動式的工作平臺,軍用車載方艙是電子設備和操作人員的載體,由于其內部空間有限,布局設計合理對于使用人員來說十分關鍵??紤]車量行駛在坑洼不平的道路上,各
零部件之間的接口很容易松動,所以我們還要在有限的空間內、顛簸的環(huán)境下充分考慮接口設計的合理性。
參考文獻:
[1] 王雙寶.方艙系統(tǒng)艙內熱環(huán)境設計[J]. 科技經濟導刊. 2017(21)
[2] 董虎軍,馬冬芳,李銀漢.我國方艙設備的發(fā)展回顧[J]. 移動電源與車輛. 2009(01)
[3] 白艷玲.指揮方艙設備裝載形式[J]. 指揮信息系統(tǒng)與技術. 2011(04)
[4] 吳慶付,王濟虎,王磊,朱玉春,陳平,王政,石梅生.整體自裝卸發(fā)電方艙設計[J]. 移動電源與車輛. 2015(02)