我国军用方舱技术发展综述

时间:2022-11-04 15:15:03 来源:网友投稿

后勤保障装备,以及各类军事装备和人员的装载体和工作间。

我国从上世纪70年代末便启动了对方舱的调研工作,80年代初开始研制方舱。1982年原电子部国营第4192厂研制出我国第一台骨架式F4方舱,开启了我国自行设计、生产方舱的历程。1989年原电子部第705厂研制出第一台大板式方舱。到现在为止,军用方舱的研究和应用己走过了30多年的历程。并己广泛应用于指挥、控制、侦察、探测、通信、电子对抗、机要、文化宣传、动力电站、检测试验、维修保养、备件储运、抢险、勤务作业、气象、计量、军需、医疗卫生、野营生活等各个领域。回顾这段历程,现在的方舱技术己更加完善、应用范围更加广泛,并且在我军地面装备发展建设中起着不可替代的作用。

方舱特点

1.方舱定义

方舱是一种具有一定的刚度、强度和使用寿命,能作为独立的工作间使用,并为人员和设备提供适宜的生活和工作环境的可移动厢体。它既具有适用于多种运输方式,也具有可快速装卸的功能。

2.方舱车与厢式车的区别

方舱车与厢式车相比(见图1),其主要区别在于方舱适用于多种运输方式和具有可快速装卸的功能。因此,方舱车的发展空间比厢式车更大,应用范围更广。

3.方舱与集装箱的区别

虽然方舱的尺寸源于集装箱尺寸,但方舱与集装箱有着本质的区别,即方舱是以适应人员和设备使用和操作的工作环境为主,而集装箱是以装载货物运输为主。因此,性能不同,应用对象不同。

方舱分类

1.按使用功能分类

2006年,在总装备部下发的《军用方舱系列型谱》中,按照方舱的使用功能将方舱分为四类:电子类、机械类、电源类和其他类。

(1)电子类方舱

主要包括:侦察方舱、微波通信方舱、数据通信方舱干扰站方舱、引导端方舱、指挥控制方舱、雷达控制方舱、信息处理方舱、情报处理和信息采集方舱、光电干扰方舱、图像传输方舱、中心站方舱、气象方舱、检验方舱、测控方舱、机要方舱、演示方舱、监控方舱、试验方舱等。

(2)机械类方舱

主要包括:油料装备修理方舱、飞机抢修方舱、检测维修方舱、侦察车维修模拟训练方舱、野战维修单元、机动站装车方舱、机动维修设备舱、雷达设备舱、舰船器材机动保障方舱等。

(3)电源类方舱

主要包括:24 kw电站与车辆改装及方舱、12 kw电站主机方舱、对空情报雷达配套电站方舱(单机组和双机组)、75 kw电站方舱和其他类单、双机组电站方舱等。

(4)其他类方舱

主要包括:战役快速支援卫勤保障系统,如弹药运载方舱、训练设备方舱、通用气源方舱、主副食加工方舱、野战炊事方舱、医疗卫生方舱、文化宣传方舱、器材贮运方舱、生活保障方舱、速冻冷藏方舱等。

2.按结构分类

方舱结构可分为骨架方舱和大板方舱。大板方舱又分为有梁大板方舱和无梁大板方舱。有梁大板方舱又分为标准方舱、削角方舱、轻型方舱、扩展方舱、屏蔽方舱、过桥方舱(汽车底盘轮胎处在舱内有凸起罩结构形式)、特种方舱(外形成阶梯形、旋转型式和组合型方舱等)。扩展方舱再细分为硬壁扩展和非硬壁扩展。硬壁扩展方舱还可分为单侧翻板扩展、双侧翻板扩展、单侧抽拉扩展、双侧抽拉扩展、上下抽拉扩展等。扩展方式可分为液压扩展、电动扩展、手动机械助力扩展等。

舱体结构

1.骨架式方舱

骨架式方舱是方舱生产的初级阶段。其结构特点是采用钢或铝型材焊成金属框架,镶上外蒙皮,从舱内喷涂阻燃的聚氨酯泡沫,使之与外蒙皮相粘合,由于喷涂时表面不均,所以还需进行平整处理,一般都需要手工完成,质量不易保证,完成后再从内部铆上一层金属或非金属板材,如装饰板、铝塑板等,然后加装焊接角件或吊环供吊装使用。这种方舱的特点是质量大,荷重比小,屏蔽性能差,故只能作为一般装载体,基本上被淘汰了。

2.大板式方舱

大板式方舱的主要特点是采用整幅面的外蒙皮和内蒙皮,先制作出整块复合板,然后将六块复合板利用内外包边组装在一起,形成完整的六面体。目前,大板方舱的制作有两种技术:一种是采用大板灌注发泡技术,即大板发泡式方舱;另一种是采用大板粘接技术,即大板粘接式方舱;下面对这两种结构方舱的特点分别进行比较说明。

(1)大板发泡式方舱

大板发泡式方舱结构特点是先将每块复合板制作成上下为内外蒙皮、四周和中间为筋梁的封闭式空腔,筋梁上留有出气孔和灌注发泡孔,上下用胎具夹紧,然后将合理配比后的聚氨酯发泡材料,用发泡机注入发泡。为防止二次发泡还需要进行几个小时不等的保温处理。六块复合板完成后再进行组装,外部用外包边和外角件螺接和铆接在一起,内部用内包边和内角件铆接在一起,形成整个六面体。这种方舱与骨架方舱相比,各个方面都有了很大的进步,平面度和垂直度都能够得到很好的控制,强度和荷重比也有了很大提高。然而,其制作需要精确的芯材配比技术、准确的发泡技术和较长的保温时间,对设计和工艺要求很高,加工难度大,稍不注意就会产生空洞和二次发泡现象,影响方舱的性能。且保温时间长,造成生产周期长,生产效率低。在设计过程中如果需增加屏蔽技术,屏蔽指标可达到40 dB,可以装载一般屏蔽要求的电子设备。

(2)大板粘接式方舱

在上世纪90年代中期,国内有的企业引进了国外先进的复合板粘接设备和技术,开始研制生产大板粘接式方舱。该复合板芯材为己发泡好的整张泡沫板,经专用设备加工成所需的尺寸后在表面直接涂胶,内、外蒙皮与芯材利用粘接设备直接粘接成一体,最后通过内、外包边和内、外角件将六块复合板组装成方舱。这种复合板制造技术所需的温度、压力都由设备自动控制,方舱内外蒙皮与芯材的粘接力均匀,避免了空洞和二次发泡的出现,质量能够得到保证,而且加快了生产进度,完全可实现专业化生产。由于这种技术先进,加工出的方舱精度高,如果采取了屏蔽技术,屏蔽效果非常好(可达60 dB以上),可以装载屏蔽要求很高的电子设备。

3.舱体型式的变化

舱体型式的变化源于方舱使用功能的扩展和运输条件的限制等因素。由初始简单的六面体箱型到现在的多种型式,大体归结为扩展式、可拆卸式、抽拉式、旋转式、削角式、异型方舱及方舱组合装备系统等。

(1)扩展式方舱

扩展式方舱(见图2)的特点是运输时与非扩展式方舱外观尺寸相同,工作时展开,达到增大其使用面积。扩展式方舱又分为单扩式(一侧展开)和双扩式(双侧展开)。

(2)可拆卸式方舱

可拆卸式方舱主要指方舱上的部分构件可以拆卸,使用时数个舱体的构件组合成一个大型舱体,运输时几个舱体的构件能够组合成一个单元舱体的方舱。这种方舱类似组合式活动房(见图3)。

(3)旋转式方舱

旋转式方舱(见图4)通常采用专用底盘运输。底盘上安装有传动座,方舱通过传动座的运动来实现旋转,旋转角度可根据使用要求确定,也可以旋转和俯仰并用,行驶时采用锁定机构将方舱锁固。

(4)抽拉式方舱

抽拉式方舱也可列入扩展式方舱中的一种,具备扩展舱的特点(见图5)。它由主舱和抽屉舱两部分组成,展开时,将抽屉舱从主舱中抽出,到极限处有限位装置,周边用密封条密封,抽屉舱采用调平支腿支撑。

(5)削角式方舱

受运输尺寸界限的限制,在直角方舱的基础上将顶部两侧削去角,以适用于隧道等特殊环境的使用要求(见图6)。

(6)异形方舱

舱体外形可呈阶梯形、弧形或局部凸凹等不同形状,舱体内配置有某些专门用途的特殊装备(见图7)。

(7)方舱组合装备系统

方舱组合装备系统是由若干个方舱为完成装备系统功能的方舱组(见图8)。方舱组可由各种不同型式和不同尺寸的方舱相互之间通过通道或帐篷并联或串联组合而成;各单元方舱既可独立完成各自功能,也可与其他方舱一起实现整体功能。

方舱生产工艺及存在的问题

1.方舱生产工艺

方舱生产工艺是保障方舱质量的关键所在,装备技术水平主要看工艺设计和工艺装备。军用方舱发展历经几十年,工艺普遍比较成熟,工艺文件标准化程度较高,许多方舱生产厂家对各类各型方舱生产编制工艺流程,对已经固化的通用工序均编制有工艺规范企标或所标,如《壁板涂胶工艺规范》、《壁板垫板铆接工艺规范》、《铝板阳极氧化工艺规范》、《大型钢质件喷砂、热喷锌、热喷铝工艺规范》等。对特殊工序制定出作业指导书,如《铝型材门口框焊接作业指导书》、《屏蔽窗组装作业指导书》、《屏蔽舱体组装作业指导书》、《铅屏蔽壁板粘接作业指导书》、《浇注聚氨酯地板革作业指导书》,等等。

工艺设备的先进程度,对于保障方舱装备质量是十分重要的,没有较为先进配套工艺装备就不能生产出优质的产品,目前国内一些较大方舱生产厂家主要壁板粘接工艺设备都是从国外引进的,能够保障壁板的生产质量。

除上述主要工艺设备外,还有一些较好的辅助设备,如下料设备有数控激光切割机、等离子切割机、数控剪板机、薄钢板自动拼焊机、数控板材切割机,等等。

在方舱组装中,各生产厂家大多配备有各种较大工装和胎具,如舱体旋转台、壁板骨架焊接胎、壁板清理加工胎、异型舱体组装定位胎,等等。

为了适应舱体批量生产,各厂家建立了舱体组装生产线、壁板涂覆生产线、舱体涂覆生产线、电装生产线、内外装生产线,等等。如辽宁陆平机器股份有限公司建立了第一条军用方舱舱体组装流水生产线和方舱总成总装流水生产线,标志着国内方舱研制迈上了一个新台阶,为国内总装备部和总后勤部大批量产品的生产奠定了基础。

2.方舱研制存在的问题

我国方舱研制目前存在以下问题:一是生产厂家较多,设计水平和工艺设备参差不齐,产品质量不受控。二是普通方舱各种附件结构不统一,不适合维修战储,如各种出入门锁、接地桩、千斤顶、调平机构等。三是特种方舱研制水平较低,可靠性较差,如高屏蔽指标方舱、x线屏蔽方舱等。四是运动构件精度较差,可靠性差,使用时经常出现问题,如舱顶部活动盖板移动和密封、液压双扩方舱同步和密封、自卸升降机构平稳、手动扩展机构等。五是三防工艺落后,一些小企业工艺设备落后,研制的方舱存放在露天的较短时间里就出现开胶了,脱层、生锈、进水、变形等缺陷。

发展趋势

方舱研制经过30多年的探索和应用,取得了较大进步和发展,但是和国外先进国家相比,在电磁屏蔽、防化洗消、防弹防爆、防侦察技术等方面还有较大差距。

1.提高军用方舱的电磁屏蔽效能

现代战场上,军用方舱是用作电子设备工作平台的主要装备之一。随着电子技术的发展,越来越多先进复杂的电子设备如指挥控制系统、通信系统、探测与预警系统、雷达系统等安装在方舱上,这些电子设备能否发挥应有的作用,在很大程度上决定了战争的胜负;而这些电子设备通常都由晶体管或集成电路等制成,它们易受电磁干扰,易遭电磁脉冲损坏,方舱必须为其内部的电子设备提供足够的电磁屏蔽防护能力。因此世界各国越来越重视军用方舱的电磁屏蔽设计。

我国现有的军用方舱电磁屏蔽指标一般为40 dB,60 dB以上特别80 dB以上的方舱电磁屏蔽技术还不成熟。扩展方舱的电磁屏蔽技术差距更大,目前30 dB的屏蔽效果都难以达到,己不能适应未来战争的需要。因此,我们应进一步加强军用方舱的电磁屏蔽研究。

2.提高军用方舱的抗爆炸和防洞穿能力

从90年代初的海湾战争到伊拉克战争,我们不难看出战争是全领域内进行的,未来的战争很难分清前方和后方;军用方舱即使不布置在前沿阵地也会遭到打击。可以断言,在不能取得制信息权和制空权的情况下,方舱装备如果经不住弹片和轻武器子弹射击,舱内人员和设备很难正常发挥实战作用。因此,加固军用方舱的壁板使其具有一定的防超压和防洞穿能力是今后方舱发展的重要工作,应将其作为近、中、远期发展的重点之一。

3.提高军用方舱的防侦察能力

随着科学技术的飞速发展,现代战争中的“眼睛”——观瞄仪器、探测系统,诸如雷达、红外夜视仪、激光探测器等日益增加,性能也更加完善,普通武器和士兵被敌方发现的可能性也越来越大,安全性大大降低,因此“隐形”技术也成为各国军备竞争的主要内容。近年来红外“隐形”技术和雷达“隐形”技术得到了快速发展,标志着“隐形”技术发展的各种“隐形”战斗机,“隐形”侦察机,“隐形”护卫舰出现在天空与大洋中。而相应的迷彩伪装成为一个国家伪装技术水平的重要标志,目前己成为我军武器装备防侦察探测的一种普遍方法。

随着未来高科技战争中侦察器材性能的不断进步,越来越大地威胁着军用特种改装车的安全。为了保证战场指挥和前方雷达的不间断侦察,保证指挥方舱和雷达方舱的安全,对在研方舱进行隐身设计和对在役方舱进行隐身化改造已迫在眉睫。因此对能有效控制其特征信号(可见光、近红外、远红外、激光和毫米波等)的多功能隐身材料技术提出了迫切需求,军用特种改装车的“隐形”技术则越来越显得重要和必要。

收稿日期:2016-01-26

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