机动式指挥控制系统方舱的总体设计

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一 机动式指挥控制系统方舱的总体设计
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L，，  电子部 28所 赵亚维
' _# t7 f1 P1 @/ M+ z9 E9 @7 o2 [2；，  一   口  既 要】 方舱作为机动式指挥控制系统的基本装载单元，其性能及配套设施的好 直接形
’ 响到系统的机动性、防护性厦其功能。本文着重介绍机动式指挥控制系坑方舱的结构总体设计所
* `$ |$ U  N7 p5 l& A! o. y涉及的薏域及相关技术措施。如 方船结果系统的力学分折·舱内设备的陌振隔冲设计·热设计，屏
' }% F& q+ l/ E2 }  b" }靛技术 I防静电设计盈接地、设计等．
关毽词 方靛 指挥控制系统 总体设计
’ _ ’ 一 - ^ _ - ● - - _ _ _ - I ‘ - _ I 。 。 - _ - 一  
1 引言  2，／
电子技术在现代战争 中作用越来越大 ，指挥控制系统也随之有 了飞速发展。在战场上，指
* \% @* W7 ^+ ]挥控制中心往往是首先要攻击的目标之一。因此，现代指挥控制系统必须具有 良好的机动性、
2 X' I  G. T/ A- u. T) ?防护性及可靠性。机动式指挥、控制系统结构总体设计师的主要任务就是要提高系统的机动
  m) N7 x: F4 Q) K' y性、防护性及可毒性 ，在各种恶劣的环境下保证系统能正常工作．这需要具有多方面的知识，掌
. B; V  o4 Y. C( p6 h6 I4 |9 o# c2 a, [握多方面的先进技术．
2 方舱结构系统的力学分析及试验模拟
以前，如果要对装载的设备的方舱进行力学分析是比较困难的。由于计算手段的限制，在
建立力学模型的过程中往往要作太多的简化 ，随之带来 的问题是失真，计算结果与实际相差较
, N0 v" J* x: `- |3 y, y大。为了求得满意的结果往往需要做大量的试验 ，其结果研制开发费用的大量增加。
/ X% Q; c- k0 M. L) I近年来．随着 CAD技术的发展及一些大型 CAD软件的引进 ，对方舱结构系统进行力学
分析及试验模拟已威为可能。I-DEAS大型 CAD软件是一种功能很强的软件，本所购进此软
5 E6 m. c6 K9 p! a* q& X& e/ O0 ~件后，利用其对方舱的舱体、角件、以及装载设备后的方舱进行 了结构系统的力学分析及试验
, X5 z; b3 }- M0 M4 L模拟，从分析及试验模拟的结果与试验对比来看，其精度还是比较高的。
. I: \( ~/ W  M. R2．1 方舱舱体的力学分析
大板方舱，由于其结构与材料的特殊性 ，要进行静、动力分析还是比较困难 的，国内前几年
. Y* H* `4 x" C用 SAP5、SAP6进行分析，园这些程序缺乏相应的单元 ，对夹芯板结构不得不作很大的近似，
" d1 U* W+ ?3 x- F  M8 Z/ }因此分析结果精度不高．近一两年，甩 卜 DEAs CAD软件对方舱进行分析，I DEAS软件中
/ d! b$ T/ Q2 K0 z4 u; `具有夹芯板结构单元，并且软件的自动化程度很高，单元 自动生成率很高，可以避免人工建模
/ R8 o2 O8 H9 T- f  l* a! {的大量简化．整个方舱由夹芯板、板 、粱、杆等单元组成实际结构中的蒙皮、助粱、角铝、滑橇、角
件等都未作太多的简化 ，其力学模型如图 1所示
另外 I DEAS软件 中还可对大板进行结构强度及刚度分析，可以了解夹甚板 内部 的
- m- H. S& E4 G' c& i应力应变情况，并计算出大板是否失效脱层等．经过对CAF50型方舱分析，在额定载荷下最大
变形 2~3mra，夹芯板内部应力也较合适，其它如角件、角铝 助粱等都算出了应力、应变情况，
; D- `' u3 `3 j1 s0 ~强度满足要求。
- V  C/ p" O. V. v2．2 方舱结构系统试验援拟
I-DEAS软件有试验模拟这一功能，方舱力学模型建立后，可对其 内部装载的设备进行必
# s" o& {/ _; h  l20 要的简化，如机箱，机柜、空调等，有的可简化
% e: W3 M  B. j* k, U刚体，有的可再进行细化．建立整体方舱结构
. B! I7 |( k3 n5 ]) c的力学模型后 ，这时就可进行试验模拟。数据
) c! X, ]" Y* V- y" x6 R1 L是实际试验数据，也可以是人工数据 ，实际试
2 [9 `0 }" h/ Q; G; W6 c2 A7 l据是通过传感器、记录仪等仪器实际记录下
试验数据．输入此数据后，观察、分析方舱结
0 o9 o8 x4 b6 `, D- p4 s统的响应情况 ，这实际上是对试验的分析补充
个工作的特点是可以观察分析全貌 ，弥补试
录的一些不足。另一种数据是人工数据，可
一  
& R5 T- Z8 X: h; n; M8 I# u, m3 _G~B150中的一些标准试验数据如轮式战斗车
3 w* F/ d# F! M/ [! c境的功率谱密度函数，冲击试验要求的数据输
田 1
通过软件分析响瘦情况进行试验模拟 ，这珥
的意义在于在设计阶段就可了解整个方舱结构系统的力学特征，可以了解在冲击、振动下
4 ?5 W, z: m# _: t2 N十系统的响应情况 ，找出薄弱环节进行加强 ．另外对舱 内设备所受的冲击、振动可大致了解
* j7 J, Y2 Y/ U  Z7 X$ m便采取相应的措施进行加固．比如，了解了分体式空调的室内、外机组的冲击振动响应情况
( q: x* w7 ~3 x3 ~可知最大位移，对空调管路的设计安装及空调的加固意义重大。
& H( n4 y3 K) w" v/ s% P9 w3 冲击、振动隔离技术
% P9 F! i) G! V3 y电子设备的抗冲击、振动r主要从两方面来解决，其一是加固设备本身使设备增强抗冲
振动能力，其二是采取冲击、振动隔离技术。前者的特点是代价较大造成设备昂贵，而后者
: J# d* ?6 g$ e% C) V是花较小的代价解决问题。
田 2
2甘前市场上可供选择的隔振器有那么几种传统的橡胶隔振器 、阿线绳隔振器、复合阻尼隔 器．对以上隔振器作了长时间的研究，进行对 比试验 ，加上自己的应用及其它一些部门的应 总结，有如下体会t橡腔型隔振器阻尼一般是线性的，阻尼小的隔振区隔振效果好，但在共振 放大倍数大．通常放大率在 5倍或者更高。阻尼大在隔振区隔振效果差 ，但在共振区放大倍 也在 3～4倍左右．另外，隔振器隔振、隔{中效果不能缱一协调 ，不 能二者兼顾 ，其寿命也不够 ．钢丝绳隔振器的优点是在z轴方向上的隔振、隔冲效果较好．但由于结构因素的翻约，在 它两个轴方向上的隔振、隔冲效果不佳，稳定性也欠佳．·近些年出现了 复合阻尼隔振器．其 点是阻尼乖线性 ，在低频共振区大阻尼 ，放大倍率较低，一般在 1．6以下 ，在隔振区阻尼小， 振效果佳。图 2是两种橡腔隔振器与复合阻尼隔振器在一种试验环境下的对 比情况。
& N4 U- x& A- _$ ~隔振器的安装也是很重要的．一般在安装前要测量设备重心，根据重心对称布置的原则， 置安装隔振器，以防止出现振动偶合现象，但是实际工作中，大型设备测量童心不易，另外由 结构尺寸等原因不易作到隔振器重心对称布量．对此，栗用了滓伐结构设计，即将几个设备 定安装在一刚性框架(浮伐)上 ，再通过隔振器与地板联接．其优点是通过调整隔振器的位 、数量的多少．以保证受力均衡 ，尽可能地消除偶合现象 ，最大限度地发挥隔振器的碍振、隔 功能．