某新型履帶式雷達(dá)機(jī)動(dòng)性能設(shè)計(jì)與分析

陳 卓 于 悅

(1.西安電子工程研究所 西安 710100;2.陸航駐西安地區(qū)軍代室 西安 710100)

1 引言

近幾年，隨著軍事技術(shù)水平的不斷提高，外軍武器裝備在不斷發(fā)展，世界各軍事強(qiáng)國(guó)陸續(xù)開展了對(duì)現(xiàn)役雷達(dá)的改進(jìn)或升級(jí)換代，同時(shí)隨著現(xiàn)代火炮射程更遠(yuǎn)、機(jī)動(dòng)性更強(qiáng)、反應(yīng)時(shí)間更快的發(fā)展現(xiàn)狀和炮兵“打了就跑”的作戰(zhàn)方法應(yīng)用，對(duì)炮位偵察校射雷達(dá)也提出了高機(jī)動(dòng)、快速反應(yīng)的要求。各國(guó)競(jìng)相對(duì)炮位偵察校射雷達(dá)進(jìn)行了較大的改進(jìn)或開發(fā)，研制了各種新型炮位偵察校射雷達(dá)，如俄羅斯陸軍開發(fā)的ZOOPark-1相控陣?yán)走_(dá)，瑞典Ericsson公司研制的ARTHUR雷達(dá)，英、法、德聯(lián)合研制了火炮定位COBRA雷達(dá)，以及美軍正研制的TPQ-36V(8)型和EQ-36雷達(dá)，如圖1所示。其中ZOOPark-1雷達(dá)和ARTHUR雷達(dá)的所有設(shè)備均安裝在履帶式裝甲底盤上，以進(jìn)一步提高雷達(dá)快反能力和機(jī)動(dòng)性能，使陸軍具備很好應(yīng)對(duì)復(fù)雜戰(zhàn)場(chǎng)條件下多樣化戰(zhàn)爭(zhēng)樣式的能力，并且能夠提高炮位偵察校射雷達(dá)在前沿配置時(shí)的戰(zhàn)場(chǎng)生存能力。

圖1 “ZooPark-1”雷達(dá)和ARTHUR雷達(dá)

縱觀國(guó)內(nèi)外炮位偵察校射雷達(dá)的發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)為了適應(yīng)未來(lái)炮兵裝備的發(fā)展需求，我軍最新研制了某新型履帶式炮位偵察校射雷達(dá)(以下簡(jiǎn)稱:履帶式雷達(dá))，本文將對(duì)該履帶式雷達(dá)機(jī)動(dòng)性能進(jìn)行分析和計(jì)算，并通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。

2 履帶式雷達(dá)機(jī)動(dòng)性能分析

履帶式車輛機(jī)動(dòng)性能是指車輛在戰(zhàn)斗全重狀態(tài)下，在一定環(huán)境中進(jìn)行指定運(yùn)動(dòng)的可能性和快速性，包括陸地機(jī)動(dòng)性、水面機(jī)動(dòng)性、環(huán)境適應(yīng)性和運(yùn)輸適應(yīng)性。限于篇幅，這里主要介紹履帶式雷達(dá)陸地機(jī)動(dòng)性和水面機(jī)動(dòng)性等方面內(nèi)容。

陸地機(jī)動(dòng)性是雷達(dá)在陸地上的機(jī)動(dòng)性能，主要包括公路最大速度、越野平均速度、最小轉(zhuǎn)彎半徑、制動(dòng)距離、最大爬坡度、最大側(cè)傾行駛坡度、最大行程等指標(biāo)，履帶式雷達(dá)陸地機(jī)動(dòng)性能主要指標(biāo)為:

行軍戰(zhàn)斗轉(zhuǎn)換時(shí)間:≤5min

戰(zhàn)斗行軍轉(zhuǎn)換時(shí)間:≤3min

公路最大行駛速度:≥60km/h

越野平均速度:30～35km/h

最小轉(zhuǎn)彎半徑:≤18m

制動(dòng)距離(以32km/h行駛):≤15m

最大爬坡度:≥30°

最大側(cè)傾行駛坡度:≥25°

公路最大行程:≥500km

水面機(jī)動(dòng)性是雷達(dá)在水面上的機(jī)動(dòng)性能，主要包括浮力儲(chǔ)備、最大航速、靜縱傾角、靜橫傾角、出入水角等指標(biāo)，履帶式雷達(dá)水面機(jī)動(dòng)性能主要指標(biāo)為:

浮力儲(chǔ)備:≥20%

水上最大航速:≥6km/h

最大入水角:≥25°

最大出水角:≥15°

靜縱傾角:≤3°

靜橫傾角:≤1.5°

下面，我們將針對(duì)履帶式雷達(dá)的陸地機(jī)動(dòng)性能和水面機(jī)動(dòng)性能指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算。

3 履帶式雷達(dá)機(jī)動(dòng)性能設(shè)計(jì)和計(jì)算

為了進(jìn)一步提高雷達(dá)快速反應(yīng)能力和機(jī)動(dòng)性能，雷達(dá)載車選用履帶式裝甲運(yùn)輸車作為雷達(dá)裝載底盤。對(duì)于履帶式裝甲運(yùn)輸車，要求允許載重量不大于4000kg，并且在總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)布局上，需進(jìn)行合理布局設(shè)計(jì)，才能保證整車重心、浮心、最大爬坡度、最大出入水角和浮力儲(chǔ)備等機(jī)動(dòng)性能指標(biāo)滿足使用要求。

在進(jìn)行履帶式雷達(dá)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，將雷達(dá)天線-轉(zhuǎn)臺(tái)部分布置在載車頂甲板后部，電源機(jī)布置在載車中部，操控終端部分布置在載車車箱右部。

履帶式雷達(dá)采用上述總體結(jié)構(gòu)布局方案，其目的是合理設(shè)計(jì)整車重心和浮心相對(duì)位置，如果浮心與重心重合、或浮心在重心后部以及相對(duì)位置較大，都會(huì)導(dǎo)致整車橫傾角和縱傾角不合理，使整車水面機(jī)動(dòng)性能不好，一般在進(jìn)行履帶式雷達(dá)機(jī)動(dòng)性能設(shè)計(jì)時(shí)，浮心控制在重心前80～120mm范圍內(nèi)是比較理想的。

3.1 履帶式雷達(dá)陸地機(jī)動(dòng)性能計(jì)算

3.1.1 重心計(jì)算

根據(jù)履帶式裝甲運(yùn)輸車底盤參數(shù)以及設(shè)備的重量計(jì)算雷達(dá)車重心位置。在計(jì)算雷達(dá)車重心坐標(biāo)時(shí)，首先取車輛運(yùn)輸時(shí)狀態(tài)時(shí)，縱向幾何中心線為X軸，距車輛前1279.38mm與輪中心線平行的直線為Y軸，垂直于X、Y軸的鉛垂線為Z軸，然后分別計(jì)算每部分重心坐標(biāo)，其結(jié)果如下:

3.1.2 最大爬坡度計(jì)算

雷達(dá)車最大爬坡度:

L1為整車重心距后履帶輪支撐點(diǎn)距離;H為整車重心距地高度。

3.1.3 最大側(cè)傾行駛坡度

雷達(dá)車最大側(cè)傾行駛坡度:

L2為整車重心距履帶輪支撐點(diǎn)橫向最小距離。

3.2 履帶式雷達(dá)水面機(jī)動(dòng)性能計(jì)算

3.2.1 浮力儲(chǔ)備和浮性計(jì)算

3.2.1.1 整車排水量計(jì)算

整車排水量:

V1Z為車體部分排水量;V2為行動(dòng)部分排水量。

3.2.1.2 浮力儲(chǔ)備系數(shù)計(jì)算

V為排水量，在數(shù)值上等于戰(zhàn)斗全重。

3.2.1.3 浮性計(jì)算

a.車體浮心

按底盤參數(shù)建立三維模型，通過(guò)模型計(jì)算得到車體浮心坐標(biāo):

b.行動(dòng)部分浮心

按行動(dòng)部分尺寸數(shù)據(jù)計(jì)算，得到行動(dòng)部分浮心坐標(biāo):

c.整車浮心

d.靜縱傾角計(jì)算)Xg為整車重心X方向的坐標(biāo)值;Xc為整車浮心X方向的坐標(biāo)值;L為水性長(zhǎng);B為水性寬。

e.靜橫傾角計(jì)算Yg為整車重心Y方向的坐標(biāo)值;Yc為整車浮心Y方向的坐標(biāo)值。

通過(guò)以上計(jì)算得出:整車浮力儲(chǔ)備為24.12%、大于20%，后傾1.216°，右傾0.158°，整車水上性能滿足GJB1372-1992要求，同時(shí)浮心在重心前100mm位置處，重量分配與整車浮力設(shè)計(jì)是合理的。

4 履帶式雷達(dá)機(jī)動(dòng)性能試驗(yàn)

4.1 陸地機(jī)動(dòng)性能試驗(yàn)

雷達(dá)車戰(zhàn)斗全重狀態(tài)下，在專用稱重設(shè)備和跑車道路上進(jìn)行了陸地機(jī)動(dòng)性能試驗(yàn)，其結(jié)果如下:

重量:T=19.66t;質(zhì)心:X=2655.5mm;Y=16.6mm;Z=794.7mm

公路最大行駛速度為62.5km/h，越野平均速度為32km/h;最小轉(zhuǎn)彎半徑為12m，平均制動(dòng)距離為7.5m，爬坡度為32°，公路最大行程為580km。

4.2 水面機(jī)動(dòng)性能試驗(yàn)

雷達(dá)車戰(zhàn)斗全重狀態(tài)下，關(guān)閉窗門后，整車駛?cè)霛摱沙夭⑻幱诟《蔂顟B(tài)后，測(cè)量吃水線距頂甲板距離。測(cè)量完畢后，雷達(dá)車按規(guī)定的排檔進(jìn)行水上行駛試驗(yàn)，在行駛過(guò)程中，采用專用儀表測(cè)量其行駛速度，其結(jié)果為:水上最大航速為6.5 km/h，平均航速為6.15 km/h。

根據(jù)吃水線距頂甲板距離，計(jì)算出吃水線以上部分體積為4.59m3，整車全重19.66t，這樣整車水面機(jī)動(dòng)性能實(shí)際為:

浮力儲(chǔ)備:σ=4.59/(19.66)=23.3%

靜縱傾角計(jì)算:Φ=1.45°;靜橫傾角:θ=0.2°

由此可知，整車在水面行駛時(shí)，其平均航速大于6km/h，浮力儲(chǔ)備大于20%，后傾1.45°，右傾0.2°，整車水面機(jī)動(dòng)性能很好。

由上述試驗(yàn)可知，履帶式雷達(dá)陸地機(jī)動(dòng)性能和水面機(jī)動(dòng)性能等主要指標(biāo)滿足規(guī)定的使用要求，同時(shí)試驗(yàn)結(jié)果與設(shè)計(jì)結(jié)果比較接近或一致，表明履帶式雷達(dá)機(jī)動(dòng)性能設(shè)計(jì)合理可行。

5 結(jié)束語(yǔ)

在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中，雷達(dá)的機(jī)動(dòng)性能是一項(xiàng)重要的指標(biāo)，本文通過(guò)對(duì)某新型履帶式炮位偵察校射雷達(dá)機(jī)動(dòng)性能進(jìn)行了設(shè)計(jì)、分析和計(jì)算，并通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證，試驗(yàn)結(jié)果表明，該履帶式炮位偵察校射雷達(dá)的機(jī)動(dòng)性能指標(biāo)滿足規(guī)定的使用要求。

[1]GJB1372-92裝甲車輛通用規(guī)范.國(guó)防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會(huì).

[2]GJB150.16-86軍用設(shè)備環(huán)境試驗(yàn)方法.國(guó)防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會(huì).

[3]GJB59.59-95裝甲車輛試驗(yàn)規(guī)程.中國(guó)人民解放軍總裝備部.

[4]張亞婷.新體制雷達(dá)的發(fā)展及應(yīng)用[J].火控雷達(dá)技術(shù)，2011，40(3):1 ～7.