某地面控制站方舱装车总体设计

某地面控制站方舱装车总体设计
航天测控系统车载站，由于其机动性、灵活性和环境适应性比较好，且相对来说经费需求较小，因此最近这几年及将来的发展趋势来看，车载站的数量发展很快，行业用途也越来越广泛。

设计贯彻执行现行有效的国家标准、国家军用标准、行业标准和企业标准，在满足技战术要求的同时，提高“三化”水平。

整个地面站载车系统主要包含载车底盘、方舱、方舱附件及电子设备等，选用陕汽SX2153B（6×6）型军用越野车二类底盘。

对车内外设备进行合理布局，再经过重心及质心计算，满足设计要求。

1 概述
对于航天测控系统的地面站，从传统上划分可分为陆站、船站和车载站3种，陆站和船站由于地理位置受限以及经费需求量比较大，因此陆站和船站数量有限，当数量达到一定程度后，就不会再增加更多的站点。

而车载站由于其机动性、灵活性和环境适应性比较好，且相对来说经费需求较小，因此从最近这几年及将来的发展趋势来看，车载站的数量发展很快，行业用途也越来越广泛。

车载站组成主要包含载车底盘、方舱、方舱附件及电子设备等。

本文针对某测控系统地面控制车载站的
6米方舱车的总体结构设计进行了阐述。

2 设计原则及设计依据
2.1 设计原则
贯彻执行现行有效的国家标准、国家军用标准、行业标准和企业标准；
在综合分析战术技术性能的基础上，充分运用优化设计、可靠性设计、维修性设计、价值工程等专业工程技术进行方案设计；
在满足技术要求的前提下，最大限度地采用标准件、通用件、标准化模块通用结构，优选和压缩标准件、通用件、外购件及原材料的品种、规格。

2.2 设计依据
设计工作中参照并执行了下列标准：
GB1589-2004道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值
GJB79A-1994厢式车通用规范
GJB219B-2005军用通信车通用规范
GJB367A-2001军用通信设备通用规范
GJB870－90军用电子设备方舱通用规范
GJB2093－94军用方舱通用试验方法
3 载车选型
3.1 系统组成和配置
6米方舱车主要由SX2153B型军用越野汽车二类底盘、6米方舱、空气调节系统、供配电系统及布线、装车结构件及工具附件等组成。

3.2 底盘
根据6m方舱的实际使用环境，考虑到底盘承载方舱后的整体性，同时综合考虑系统装备底盘车的先进性，选用陕汽SX2153B（6×6）型军用越野车二类底盘，该底盘是在SX2153车的基础上开发研制的一种新型越野汽车。

该车具有SX2153型越野汽车的许多性能先进的总成，同时在SX2153型越野汽车的基础上，加长轴距，增加了上装的可利用空间。

外形见下图。

图1 陕汽SX2153B（6×6）型军用越野车底盘外形图陕汽SX2153B（6×6）型军用越野车二类底盘主要性能参数见表1。

4 装车布局
4.1 基本原则和要求
布局设计的基本原则是：在保证系统功能完成的基础上，重点考虑电磁兼容和人机工程，使用整车布局合理、美观大方、操作方便、乘坐舒适。

4.2 整车形式
为了实际工作使用需求，本车在运载平台上装载有6米方舱，作为设备装载和人员工作的空间。

相关尺寸如下：
整车外形尺寸：外形尺寸不大于：9705（长）×2500（宽）×3967（高）mm；
车厢外形尺寸：6058（长）×2438（宽）×2240（高）mm；
设备舱舱内部尺寸：3268（长）×2298（宽）×2100（高）mm；
天线舱内部尺寸：2600（长）×2298（宽）×2100（高）mm。

4.3 外部布局
本方舱车外部包含方舱门、空调、发电机、电动顶盖、信号口、电源口、维修门等。

车外部布局见图2、图3、图4。

表1 SX2153B型越野汽车底盘主要性能参数表
图2 外部布局（右侧视图）
图3 外部布局（左侧视图）
图4外部布局（后部视图）4.4 内部布局
本车的内部布局参见图5。

方舱内部共分为天线舱和设备舱，其中天线舱安装1个1.8米的天线，同时安装天线升降平台，保证天线工作时升出舱外。

设备舱安装2个设备机柜、2个设备控制台及UPS 柜、文件柜等辅助设备。

图5 内部布局
5 重量及质心估算
以整车的前桥中心点在地面的投影为坐标原点。

以车长方向为X坐标，车宽方向为Y 坐标，车高方向为Z坐标。

改装后底盘车及主要装车设备的重量及质心位置见下表：
表2 主要装车设备的重量及质心位置
(1)整车重量：
G=14753kg＜原车满载重量15000kg。

(2)整车质心位置：
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：整车纵向质心位置为3134mm（距前轴）；
整车横向质心位置为右偏-8mm（距对称中心）；
质心高度1491mm（距地面）。

5.1 整车轴荷分配计算
后桥负荷G后=ΣWi.Xi/L=9634kg<原车后桥最大满载质量12000kg；
前桥负荷G前=ΣWi-G后=5119kg<原车前桥最大满载质量5200kg；
前桥占总质量的比例为G前/ΣWi=5119/14753=34.7%。

5.2 横向稳定性
根据GJB2225.6-94的要求，安装设备后，重心高度应当符合横向、纵向稳定性的要求。

横向稳定性应符合下式规定：
式中：B——汽车轮距,底盘轮距B=2058mm；
α——侧倾稳定角：国军标要求为α≥31°；
H——质心高度，根据前面计算：H=1491mm。

代入数据得：
则α= arctg0.69=34.8°＞31°
所以，横向倾覆系数满足要求，汽车横向稳定性满足要求。

5.3 纵向稳定性
纵向稳定性应符合下式规定：
式中：L ——整车重心距后轴距离L=4800-3134=1666mm；
Φ——地面附着系数：国军标要求为Φ=0.5～0.6；
H ——质心高度，根据前面计算：H=1491mm。

代入数据：
根据以上分析，整车的横向、纵向均满足稳定性要求。

6 结语
在综合分析技术性能的基础上，采用通用化、模块化等成熟的技术和制造工艺，充分运用可靠性、维修性、安全性、价值工程等专业工程技术措施，布局设计合理，能满足系统使用的要求。

作者简介张一帆（1976- ），中国电子科技集团公司第十研究所，四川成都610036男，工程师，主要研究方向为航天电子设备结构总体设计。