某车载雷达结构总体设计_房建斌

文章编号:1008-8652(2004)02-067-004

某车载雷达结构总体设计

房　建　斌

(西安导航技术研究所　西安　710068)

【摘要】　介绍某车载雷达的结构总体设计方案,以及在设计时所必须考虑的问题,并阐述了

解决的思路,供同类产品设计参考。

关键词:车载雷达;结构设计;

中图分类号:T N95 文献标识码:A

The Overall Structural Design of Vehicle-borne Radar

Fang Jianbin

(X i'an R esearch Institute of N avig ation Technology,X i'an710068)

Abstract:In this paper,the desig n of o verall structural in vehicle-borne radar is introduced.T here are so me pro blems of design that m ust be co nsidered and the w ay of thinking o f the solutio n is presented in detail.T his article is a help to the same design of vehicle-borne electronic product.

Keywords:v ehicle-borne radar;structural design

1　概述

某车载相控雷达装车设计具有以下特点:

・车体顶部安装有大型相控阵天线、询问机长柱状天线、天线座和升降机构等装置,整体舱体刚、强度要求高;

・整车架设、撤收速度快,要求在几分钟内完成;

・可以实现舱车分离,快速装卸,直升机飞行吊运等方式;

・采用舱内无人操作工作方式。

从设计的结果和实际使用情况看,该车载雷达设备配置合理,满足整车运输要求,具有较强的机动性,较好地解决了电磁兼容性问题,满足了相关战技指标要求。

2　装车体制设计

由于方舱具有许多优点,几乎所有的军用车载产品均选用方舱装车体制。目前国内外经常采用的装车体制有:

Ⅰ舱+运输车

Ⅱ舱+底盘+牵引车辆

Ⅲ方舱+机动轮组

考虑到该雷达机动性要求高,及方舱的刚、强度要求特点,该车载雷达采用第Ⅰ种装车体制:骨架式大板X收稿日期:2003-12-31

方舱+运输车辆。在方舱的主要承载部位,在内外蒙皮之间设计有整体井字环形骨架,舱内部设计有两根立柱,其余部分设计为大板形式,整个舱体采用大板方舱结构形式。这样,一方面舱体具有良好的承载能力,另一方面又保留了大板方舱的优点。

这种装车体制技术工艺成熟、风险小,标准化程度高,便于大批量生产,而且舱、车分离快速,底盘改装简单。3　整车结构设计

3.1　设备配置和质心位置设计

对于车载电子设备而言,合理的设备配置和质心位置设计,尤为重要,它直接关系到整车行驶的稳定性、安全性和越野机动性。该车载雷达在进行此方面设计时,充分考虑到了这方面的内容,设计出图1的总体方案。

纵向质心位置:质心的位置应使前后桥轴荷分配比例尽量和原底盘满载时轴荷分配比例相一致,并且不需额外平衡设计。

横向质心位置:考虑到车辆实际行驶时路拱影响,在设计时使质心靠近车辆纵向轴线,偏左侧一方1%～2%[6]的位置处(沿车前进方向)。

质心高度:在底盘满足越野行车安全的前提下,尽可能降低整车质心高度,从而提高行驶安全性。

3.2　底盘改装设计

运输底盘作为电子设备的运输平台,其自身的性能和设计改装后的性能好坏将直接决定整车的运输性能。

在进行底盘改装设计时有几点问题必须引起重视。

a .尽量选择我国大批量列装的军用越野车辆;

b.尽量选择列装的军用越野车中整车系统刚度较高的车辆;

c.尽量选择中后桥刚度较好的车辆。

该车载雷达底盘选用EQ 2082E 6D 型长头越野底盘,它具有良好的越野机动性,转弯半径小,转向灵活。底盘改装设计如图2

所示。

图1　车载雷达图2　车体底盘

a.底盘调平千斤顶收缩时底端距离地面大于400m m,满足纵向通过半径、横向通过半径要求

;

图3　有限元优化设计的部件图b.底盘后部两个调平千斤顶安装设计满足大于30°离去角的使用要求;

c .整车大梁不需接长,底盘线路几乎不需改变,底盘结构改动量小;

d.将备胎放置在货台前上部,从而可以降低车体高度,满足整车铁路、公路运

输限界,降低质心高度和保证整车改装时大梁的完整性。

e .底盘调平千斤顶在设计安装时,使底盘大梁、

平台、千斤顶三者通过焊接和铆接连成一个整体,保证调平时的整车刚度,避免大梁发生横向扭曲变形。

3.3　舱体刚、强度设计

在骨架式大板方舱顶部安装有大型相控阵天线等设备,方舱整体刚、强度要求高,考虑到风载荷情况以及运输状态的动载荷的作用,在具体设计时,将载荷形式分为四种工况,利用IDEAS 软件在SGI 工作站上进行有限元优化设计,从而设计

出最为合理的骨架方案和立柱方案如图3。

从试验测试数据、跑车试验和实际使用情况看,该设计满足系统刚度设计要求,在跑车时未发生塑性变形。

3.4　通风散热和电磁兼容性设计

3.4.1　通风散热

根据方舱实际结构形式和特点,该方舱壁可分为:内、外蒙皮,中间通过发泡填充阻燃性聚氨脂硬脂塑料泡沫,在承载部位安装有环形井字骨架。整个骨架和舱体连接为一体,舱外壁喷涂迷彩漆,舱内壁粘贴波音软片。

雷达在夏季晴天处于无遮挡的野战环境下工作时,方舱外部所接受的热量主要来自两个方面:太阳辐射和周围环境温度。方舱内部所产生的热量主要来自设备工作时的发热。

根据上述分析,并通过设计计算,在雷达舱内采用两种通风散热方式。第一种为空调散热,在方舱上安装双制式FKBD -25军用空调,可以利用空调对雷达舱进行高温散热,并具有一定的除湿和低温加热,以改善设备工作环境条件,提高雷达系统的抗恶劣环境能力。第二种采用了强迫通风散热方式,在方舱上设计有进风、出风口,并且在相应位置分别安装有两组轴流风机,利用风机强迫风冷对舱内主要电子设备进行散热。

设计时,使空调的冷风靠近舱内电子设备,又不直接使冷风正对吹向电子设备,以免在设备上形成冷

凝水。

图4　空气流动形成图

方舱进风口正对舱内电子设备进风口,出风口靠近电子设

备出风口。采用截止波导,减少风阻,使空气流动形成图4所示

的流畅回路。

两种方式在散热时可以互为备份,以提高整机的可靠性。

3.4.2　电磁兼容性

电磁兼容性优劣在武器装备中是抗干扰和提高自身生存能力的一个重要指标。在结构上主要采用以下措施来满足整机电磁兼容性要求。

a .舱体所有孔口型材和门的接缝处均设计安装有屏蔽金属丝网;

b .进出通风窗处设计安装有钢制截止波导;

c.舱内电子设备根据信号种类设计有数字地、模拟地、电源地,并且三地和设备机壳地、方舱铝制蒙皮整体相连接,从而具有等电位,共同接入大地;

d .舱内合理布线,采用双屏蔽电缆,使同种信号电缆在一起,尽量避免交叉走线;

e .舱内电子设备大量采用ATR 加固机箱。4　人机工程设计

良好的人机工程设计,对于设备的使用、维护,保证人员和设备的安全非常重要。该车载雷达在整机结构设计时充分考虑了此方面的内容。

4.1　安全设计

a .将外操控装置、

舱门和天线阵面口面背向设计,以免外部暴露人员操作和上下车受到电磁波的照射;b.车体左侧后部采用固定登舱梯子,底盘设计有脚踏,前部两侧留有登舱空间并安装有扶手,舱体顶部两侧设计有固定扶手,便于人员安全上下车。

c.在车体设计有安全标记。

4.2　使用性设计

a.采用多备调平垫木(12块),减少操作人员调平升降时间;垫木在车体两侧均放,减少操作人员搬运垫木时间。

b.底盘千斤顶设计,采用侧面连续升降,升降速度快,操作灵活。c .每个备胎重约150kg ,备胎放置于货台上,采用专用翻转机构,便于安全装卸。

　第2期房建斌　某车载雷达结构总体设计