低空預(yù)警探測(cè)車結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

彭五四 張媛

【摘要】隨著國(guó)家對(duì)低空領(lǐng)域的開(kāi)放，監(jiān)管部門將開(kāi)展低空領(lǐng)域預(yù)警探測(cè)的部署工作。目前低空領(lǐng)域預(yù)警探測(cè)有兩種模式：固定站和機(jī)動(dòng)車載站。本文主要針對(duì)機(jī)動(dòng)車載站來(lái)進(jìn)行討論，并結(jié)合具體項(xiàng)目討論了機(jī)動(dòng)車載站的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】低空領(lǐng)域；預(yù)警探測(cè)；機(jī)動(dòng)車載站；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，私人飛機(jī)和體育娛樂(lè)賽事中的直升機(jī)駕駛需求量較大。目前，國(guó)家正在試點(diǎn)對(duì)部分區(qū)域進(jìn)行低空開(kāi)放。但是，按照現(xiàn)有的城市管理水平和設(shè)施來(lái)說(shuō)，開(kāi)放低空飛行還面臨不少困難，其中做好低空飛行預(yù)警以及保障飛行安全是首要的技術(shù)瓶頸[1]。為應(yīng)對(duì)以上問(wèn)題，相關(guān)監(jiān)管部門將逐步展開(kāi)低空預(yù)警探測(cè)的部署工作，市場(chǎng)對(duì)低空預(yù)警探測(cè)產(chǎn)品的需求也日益強(qiáng)烈。低空預(yù)警探測(cè)雷達(dá)和光電監(jiān)視跟蹤系統(tǒng)是低空預(yù)警探測(cè)系統(tǒng)的兩個(gè)主要組成部分。

2.系統(tǒng)組成

低空領(lǐng)域預(yù)警探測(cè)機(jī)動(dòng)車載站通常由低空預(yù)警探測(cè)雷達(dá)、光電跟蹤儀等設(shè)備組成。同時(shí)配備多種通用通信設(shè)備（短波電臺(tái)、集群電臺(tái)、衛(wèi)星通信等）。以實(shí)現(xiàn)對(duì)重點(diǎn)區(qū)域低空、超低空飛行的飛機(jī)及低、慢、小目標(biāo)的跟蹤監(jiān)視與識(shí)別。系統(tǒng)同時(shí)具備信息采集、處理、傳輸、顯示、遠(yuǎn)程控制等功能。雷達(dá)數(shù)據(jù)、視頻圖像等信息通過(guò)多種通信手段（衛(wèi)星通信、光纖等）接入指揮所，能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地獲取、傳遞和批處理雷達(dá)情報(bào)、光電監(jiān)視信息圖像，為空情預(yù)警及發(fā)放提供保障。

2.1 主要功能

2.1.1 雷達(dá)探測(cè)，目標(biāo)篩選

機(jī)動(dòng)車載站上的預(yù)警探測(cè)雷達(dá)能夠?qū)χ攸c(diǎn)布防區(qū)域的低空、超低空飛行目標(biāo)的進(jìn)行全方位搜索探測(cè)，全自動(dòng)錄取運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的方位、距離、速度和高度信息，形成航跡數(shù)據(jù)。工作人員可根據(jù)航跡信息進(jìn)行重點(diǎn)觀測(cè)目標(biāo)篩選，送至光電跟蹤儀對(duì)目標(biāo)形態(tài)進(jìn)行識(shí)別。

2.1.2 光電跟蹤，圖像顯示

光電設(shè)備根據(jù)雷達(dá)提供的目標(biāo)的方位、距離以及高度信息計(jì)算目標(biāo)的方位、仰角信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)的快速發(fā)現(xiàn)、鎖定和跟蹤，將目標(biāo)的動(dòng)態(tài)圖像顯示出來(lái)，同時(shí)將目標(biāo)的方位和仰角信息回傳至雷達(dá)終端，實(shí)現(xiàn)兩種探測(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)的相互融合。

2.1.3 信息上傳，通信樞紐

機(jī)動(dòng)車載站通過(guò)衛(wèi)星通信設(shè)備將雷達(dá)以及光電探測(cè)信息等初步空情通過(guò)傳輸設(shè)備上傳至指揮所。

2.1.4 移動(dòng)載體，系統(tǒng)集成

機(jī)動(dòng)車載站作為移動(dòng)載體，具有良好的爬坡、涉水、跨越溝壕的能力，裝備雷達(dá)、光電以及通信和保障設(shè)備。

3.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 總體布局

機(jī)動(dòng)車載站由二類底盤(pán)車平臺(tái)（帶電動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)）、電子設(shè)備方艙、雷達(dá)系統(tǒng)、衛(wèi)星通信、光電系統(tǒng)、升降系統(tǒng)、供電系統(tǒng)和相關(guān)附件組成。

機(jī)動(dòng)車載站運(yùn)輸狀態(tài)尺寸為9000mm× 2400mm×3400mm，工作時(shí)雷達(dá)天線離地為5000mm，如圖2所示。

圖2 機(jī)動(dòng)車載站

（圖a、圖b為運(yùn)輸狀態(tài)，圖c為工作狀態(tài)）

圖3 方艙體總體布局圖

3.2 方艙布局

機(jī)動(dòng)車載站的電子設(shè)備方艙尺寸為（長(zhǎng)×寬×高）：6600mm×2400mm×2200（1930）mm，分為前艙、工作艙和后艙。

前艙：低空預(yù)警探測(cè)雷達(dá)、升降機(jī)構(gòu)及電控箱。

工作艙：顯示屏、頂置空調(diào)、艙內(nèi)攝像頭、雷達(dá)終端、光電終端、工作臺(tái)、會(huì)議桌和機(jī)柜。工作艙兩側(cè)艙壁設(shè)計(jì)有可推拉的采光窗，便于艙內(nèi)通風(fēng)透氣。

圖4 工作艙內(nèi)會(huì)議區(qū)

圖5 工作艙內(nèi)操作區(qū)

圖6 升降機(jī)構(gòu)三維圖

圖7 升降機(jī)構(gòu)電控箱

后艙：光電設(shè)備、升降機(jī)構(gòu)、發(fā)電機(jī)。方艙的左側(cè)開(kāi)有上掀門，用于發(fā)電機(jī)的日常保養(yǎng)和檢修。

電子設(shè)備方艙結(jié)構(gòu)布局如圖3所示；圖4和圖5為工作艙內(nèi)部裝飾圖。

3.3 關(guān)鍵技術(shù)

3.3.1 升降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

由于系統(tǒng)對(duì)機(jī)動(dòng)性有很高的要求，雷達(dá)和光電設(shè)備的升降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為電動(dòng)模式。升降機(jī)構(gòu)由電機(jī)、換向器、升降機(jī)、傳動(dòng)軸和電路組成，通過(guò)高精度動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)四點(diǎn)升降的同步性和可靠性[2]。圖6為升降機(jī)構(gòu)三維圖。

3.3.2 升降機(jī)構(gòu)的電控系統(tǒng)

操控面板分為兩部分：

第一部分控制前艙平臺(tái)和頂蓋的啟閉；

第二部分控制后艙平臺(tái)和頂蓋的啟閉。

控制上實(shí)現(xiàn)艙頂啟閉和平臺(tái)升降互鎖。頂蓋不完全打開(kāi)，平臺(tái)升降按鈕完全無(wú)效；當(dāng)平臺(tái)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，頂蓋啟閉按鈕完全無(wú)效，直到平臺(tái)降低到艙內(nèi)最低指定位置。

圖8 升降機(jī)構(gòu)邏輯控制

3.3.3 升降機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)

（1）全機(jī)械結(jié)構(gòu)，安全可靠；

（2）兼有手動(dòng)升降功能，實(shí)現(xiàn)斷電情況下的拆收；

（3）不存在液壓系統(tǒng)中的油液泄漏現(xiàn)象，更環(huán)保；

（4）安裝簡(jiǎn)便，維護(hù)方便，使用壽命長(zhǎng)；

（5）能滿足惡劣環(huán)境條件下的使用；

（6）設(shè)有自鎖、互鎖功能，及短路保護(hù)，過(guò)載保護(hù)，確保安全可靠運(yùn)行。

4.總結(jié)

2015年全國(guó)范圍內(nèi)低空領(lǐng)域?qū)⑷骈_(kāi)放[1]，低空領(lǐng)域的預(yù)警探測(cè)基礎(chǔ)設(shè)施將迎來(lái)大發(fā)展。機(jī)動(dòng)車載站因其機(jī)動(dòng)性、快捷性的特點(diǎn)將被重點(diǎn)建設(shè)。本文主要討論了二類底盤(pán)車+電子設(shè)備方艙的結(jié)構(gòu)方案。系統(tǒng)功能齊全、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、投資大，后續(xù)將進(jìn)行小結(jié)構(gòu)、更快捷的方向研究。

參考文獻(xiàn)

[1]低空空域管理使用規(guī)定.

[2]王宇，王艷豐螺旋升降機(jī)的選用[J].機(jī)械工程師.2013（2）.

作者簡(jiǎn)介：彭五四（1984—），男，安徽桐城人，工程師，主要研究方向：機(jī)電工程。