车载光电桅杆布局设计

王恒坤

【摘 要】针对车载型光电桅杆的整体布局与安装问题进行了理论设计。根据光电桅杆的特定要求进行了载车及方舱形式的选择，对光电桅杆的具体安装形式进行了探讨，对光电桅杆与其所支撑的光电探测系统的匹配安装进行了分析，最终完成了车载型光电桅杆式光电探测的整体布局与安装设计。

【关键词】光电桅杆 光电探测 布局安装

1 引言

为提高陆基光电探测装备的作用距离某型车载光电探测装备的研制采用桅杆型高架方式。其中涉及到诸多需要解决的关键问题，如何合理选择桅杆与载车的形式及布局安装方式是该装备研制中必须解决的问题之一。针对某型光电探测式光电桅杆与载车的布局与安装问题，进行了理论研究。对光电桅杆的整体形式与安装方式进行了分析。本文的研究为某型车载式桅杆型光电探测系统的研制提供了重要参考。

2 探测系统对光电桅杆与载车的应用要求

整个光电桅杆式载车系统的一般性要求为：满足实战机动性要求，在铁路、航空运输中符合规范；设计中避免额外的配重，保证三心合一（转动中心、重心、最佳风力矩中心）；注意系统轻便及小型化与刚度、强度、电磁兼容、可靠性、维修性的综合要求；载车方舱结构与桅杆、电缆走线、灯光照明的合理布置；维修要具有视觉可达、实体可达、操作空间可达等的可达性。在布局上避免出现机械、电路、液压的相互交叉现象。在需要维修时要做到拆装方便并需考虑维修的人机安全性，有合适的检查窗口，在进行加润滑油等维护工作时能够非常方便，设计方法上尽量采用标准化模块设计；电磁屏蔽与接地设计的好坏对于桅杆顶部的光电探测系统具有重要影响。由于载车是由多种光电设备组合而成的，为了提高整个光电设备的环境适应性，需要对这些设备相互间可能产生的电磁相互干扰进行有效处理[1-3]。

3 载车、方舱及桅杆的布局设计

载车形式的选择对于系统整体的作战效能、机动性等有非常重要的影响。载车的形式可以采用独立的引导载车，也可以采用拖挂式的设备承载形式。本研究中引导载车的主要功能是实现低虚警率和高精度探测与跟踪，其成本考虑处于次要地位，同时该引导设备的独立作战要求促使在载车形式的选择上以独立载车形式作为首选。

桅杆的形式可以分为直立式和折叠式两种。下面分别对这三种形式进行探讨。

直立式：这种结构是将桅杆直接矗立在载车上，通过直接升降桅杆来达到升降桅杆顶部光电装备的目的。这种形式还可以分为将桅杆直接固定在载车车架顶面和将桅杆沉降到车架以下两种方案。直立式结构的优点是其驱动形式简单、无需直立与俯仰驱动机构、架设与撤收速度快、不占用载车上的其他空间，为其他设备及控制方舱的优化布局提供条件。这种结构的缺点为桅杆撤收后仍然以直立状态立于载车上，因此其高度仍然将比载车高出较多，这对于要求高机动性和高通过性的野外作战设备而言是非常不利的。

折叠式：折叠式桅杆的特点是在其架设前首先要将桅杆由折叠的倒伏状态转成直立状态，在撤收后则将其由直立状态转成倒伏状态。这种折叠式结构的优缺点与直立式结构恰好相反。由于需要一套单独的直立与倒伏机构，因此其结构较为复杂，但对桅杆的高度限制较小，架设后一般可以达到十几米到几十米高度。这种结构也有两种形式，一种是其倒伏后整个桅杆位于载车车架上，这种方式优点是降低了车辆的重心，缺点是占用了方舱的空间，对整车的布局影响较大。

考虑到桅杆系统的整体应用要求，在桅杆的安装形式上我们选择了部分沉降型直立式安装方式。由于桅杆完全沉降的安装方式对于车辆的前驱动轮轴的机械结构改动过大，会造成整体的强度问题，所以本课题采用的是部分沉降的方式，即将驱动电机部分沉降到车辆底盘以下，而变速器、手摇机构及其以上的桅杆部分则位于底盘以上，这样就兼顾了对车辆进行较小改动，同时提高桅杆有效高度的矛盾关系。而由此造成的底盘刚度破坏则通过载车底盘生产厂家的专业设计加以改善。由于整个桅杆型光电系统不但需求其在固定不动的情况下工作而且需要其在行进间实现探测侦察功能，这样光电桅杆系统既会受到载车发动机振动的影响又会受到载车行进间时的颠簸，因此其与载车的固定必须采用加强的方式。桅杆的整体安装形式采用的是底部安装与顶部与车体方舱顶层固定的方式。由于需要在桅杆收缩状态时进行侦察，因此桅杆完全收缩后光電探测设备应仍位于方舱上部。光电设备平时的防护采用单独的防护罩来完成。

4 总结

本文以某车载桅杆式光电探测系统的研制为背景，针对光电探测系统对桅杆及载车的要求对载车、方舱及桅杆的选择与布局进行了探讨。然后对光电桅杆的布局进行了分析，得到了适用于本系统的应用方案。

参考文献：

[1]程春红.某无源三坐标雷达天线车结构系统布局研究[D].南京理工大学硕士学位论文，2009

[2]贺鹏.某高架机动雷达总体结构设计与研究[D].南京理工大学硕士学位论文，2007

[3]胡长明，罗超人.从结构总体设计角度探讨提高地貌雷达机动性方法.电子机械工程.1999（10）：11-14，60