氣象雷達(dá)通信指揮車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

楊昆

摘 要：針對(duì)氣象局的雷達(dá)移動(dòng)工作系統(tǒng)，利用某大型底盤載車，改裝成氣象雷達(dá)通信指揮車，根據(jù)某氣象部門的實(shí)際要求，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，形成該通信指揮車的總體與局部布局。同時(shí)，對(duì)改裝后的通信指揮的氣象雷達(dá)的抗風(fēng)載能力進(jìn)行了計(jì)算，得出計(jì)算結(jié)果。該雷達(dá)通信指揮車具有結(jié)構(gòu)新穎、布局合理的特點(diǎn)，且通過良好的人機(jī)工程和個(gè)性化設(shè)計(jì)，將運(yùn)輸狀態(tài)設(shè)計(jì)安裝了鎖定裝置，而將駐車工作狀態(tài)增加了附加支撐件。隨著氣象雷達(dá)通信指揮車在氣象部門的廣泛應(yīng)用，將極大地提高氣象部門的移動(dòng)應(yīng)急能力，有效地保障氣象部門的雷達(dá)探測(cè)任務(wù)。

關(guān)鍵詞：氣象雷達(dá)；通信車；指揮車；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；抗風(fēng)系數(shù)

中圖分類號(hào) TN954.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2015）06-135-03

The Design and Application of Meteorological Radar Communications Command Vehicle

Yang Kun

（Linyi Meteorological Bureau，Linyi 276004，China）

Abstract：This paper is focused on mobile radar system of work Meteorological Bureau， the use of a large car carrier chassis，converted into weather radar communications command vehicle， according to the actual requirements of a meteorological department，by design， to form the overall layout of the communication with the local command vehicle. Meanwhile，the communications command vehicle modified after its weather radar wind load capacity were calculated， and the results obtained. The radar communications command vehicle，a new structure，reasonable layout features， and through good ergonomics and personalized design，transportation design and installation of a locking device status，job status and the parking adds additional support.Weather radar communications command vehicle， widely used in the meteorological department，will greatly improve the meteorological department of mobile emergency response capacity to effectively protect mission radar meteorological department.

Key words：Meteorological radar；Communication vehicle；Command vehicles；Structural design；The wind factor

為了滿足氣象部門的需求，氣象雷達(dá)的應(yīng)用分為地面站式和移動(dòng)車載式[1]2種。其中，移動(dòng)車載式是將氣象雷達(dá)安裝在移動(dòng)底盤車的方艙上，并通過雷達(dá)天線的升降系統(tǒng)舉升雷達(dá)天線，實(shí)現(xiàn)氣象探測(cè)雷達(dá)的移動(dòng)式通信指揮功能，具有結(jié)構(gòu)新穎、布局合理的特點(diǎn)，且通過良好的人機(jī)工程和個(gè)性化設(shè)計(jì)，將運(yùn)輸狀態(tài)設(shè)計(jì)安裝了鎖定裝置，而將駐車工作狀態(tài)增加了附加支撐件，保證了安全運(yùn)行。本文針對(duì)氣象雷達(dá)裝備通信指揮車，研究該指揮車的結(jié)構(gòu)布局以及雷達(dá)的安裝與工作內(nèi)容。

1 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1.1 總體布局設(shè)計(jì) 雷達(dá)通信指揮車裝載平臺(tái)為二類底盤車+電子設(shè)備方艙的結(jié)構(gòu)形式[2]，車輛改裝簡單，技術(shù)成熟，工作可靠。雷達(dá)通信指揮車工作狀態(tài)結(jié)構(gòu)如圖1所示。雷達(dá)由裝載平臺(tái)（帶電動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)）、機(jī)柜方艙、天線轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)、衛(wèi)星通信、光電設(shè)備、升降系統(tǒng)、供電系統(tǒng)和相關(guān)附件組成。雷達(dá)工作方艙的規(guī)格為：6 600mm×2 400mm×2 200mm（含副車架），分為前艙、工作艙和后艙。

雷達(dá)通信指揮車的主要布局結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下：（1）前艙裝有雷達(dá)天線轉(zhuǎn)臺(tái)和升降系統(tǒng)；工作艙主要是工作人員辦公區(qū)域；后艙安裝光電設(shè)備、油機(jī)和調(diào)平控制箱。（2）方艙頂部安裝有室外攝像頭，對(duì)方艙內(nèi)部進(jìn)行24h全方位的視頻監(jiān)控。（3）方艙內(nèi)部是雷達(dá)設(shè)備的布置區(qū)，也是雷達(dá)操作人員的主要活動(dòng)區(qū)。因此，所有的設(shè)計(jì)都充分體現(xiàn)了人性化設(shè)計(jì)的理念，如艙內(nèi)可調(diào)式風(fēng)向和風(fēng)速的空調(diào)出風(fēng)口設(shè)計(jì)。（4）工作艙：50英寸的顯示器、軍用頂置空調(diào)、室內(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。雷達(dá)機(jī)柜為標(biāo)準(zhǔn)屏蔽型機(jī)柜，前后帶門。（5）后艙：光電設(shè)備、升降系統(tǒng)、電動(dòng)調(diào)平控制箱和油機(jī)。電動(dòng)調(diào)平控制箱和油機(jī)通過隔板與后艙隔開，方艙的左部開有上掀門，方便調(diào)平控制箱的操作和油機(jī)的抽拉（見圖2）。

1.2 雷達(dá)舉升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 氣象雷達(dá)的天線通過安裝架與升降系統(tǒng)相連，如圖3所示，運(yùn)輸時(shí)用繩帶將天線的固定座和絲杠系牢固。該舉升機(jī)構(gòu)，根據(jù)整機(jī)對(duì)機(jī)動(dòng)性的要求，雷達(dá)設(shè)備的架設(shè)和拆收設(shè)計(jì)為電動(dòng)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)[3]。升降系統(tǒng)由電機(jī)、換向器、升降機(jī)、傳動(dòng)軸和電路系統(tǒng)組成，通過高精度動(dòng)力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)4點(diǎn)升降的同步性和可靠性。舉升重量：≥700kg，舉升高度：1 780mm，絲杠形式：滾珠絲杠，供電：3kVA，220V、單相、交流，具有電動(dòng)升降功能的同時(shí)，兼有手動(dòng)升降功能。振動(dòng)、沖擊：滿足三級(jí)公路運(yùn)輸要求，低溫航空潤滑脂，滿足-40～55℃環(huán)境要求（已通過環(huán)境試驗(yàn)），配有上、下接近開關(guān)和過載保護(hù)功能，確保安全性。

2 雷達(dá)裝載車抗風(fēng)載計(jì)算

本系統(tǒng)是一臺(tái)機(jī)動(dòng)式的雷達(dá)，雷達(dá)工作時(shí)，天線轉(zhuǎn)臺(tái)豎起，天線轉(zhuǎn)臺(tái)與雷達(dá)車固定在一起，雷達(dá)車和天線倒伏機(jī)構(gòu)是天線座的基礎(chǔ)。因此，有必要增大雷達(dá)車和天線轉(zhuǎn)臺(tái)的剛度，減小變形，保持測(cè)角精度的穩(wěn)定性[4]；同時(shí)天線升高，受風(fēng)負(fù)荷的作用，有必要對(duì)系統(tǒng)抗傾覆能力和抗平移能力進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算風(fēng)速為10級(jí)。該雷達(dá)可以簡化成雷達(dá)艙與汽車為一個(gè)整體進(jìn)行系統(tǒng)抗傾覆能力計(jì)算。

2.1 雷達(dá)抗傾覆能力計(jì)算 雷達(dá)天線的迎風(fēng)投影面積S雷達(dá)天線：1.12m2；光電設(shè)備的迎風(fēng)投影面積S光電：0.57m2；雷達(dá)車迎風(fēng)投影面積S雷達(dá)艙：6m2；汽車的迎風(fēng)面積S汽車：3.4m2；雷達(dá)天線受力中心高h(yuǎn)雷達(dá)天線：4.5m；光電設(shè)備受力中心高h(yuǎn)光電：4.5m；雷達(dá)艙受力中心高雷達(dá)艙：2.45m；汽車受力中心高h(yuǎn)汽車：1.4m。

計(jì)算公式如下：

[P=12CX?ρ?V2?S]

式中：[CX]：為迎面風(fēng)力系數(shù)，廂式車取1.1；[ρ]：空氣密度為1.29kg/m3；[V]：風(fēng)速25m/s。

由風(fēng)引起的最大傾覆力矩是

M傾=P雷達(dá)天線[×]h雷達(dá)天線[+]P光電[×]h光電[+]P雷達(dá)艙[×]h雷達(dá)艙[+]P汽車[×]h汽車=13373.8N.m

雷達(dá)總質(zhì)量G=3600kg·g=35280N

雷達(dá)穩(wěn)定力矩

M穩(wěn)[=G×5.3×12]=93492N.m

M穩(wěn)>M傾，因此在最大風(fēng)速時(shí)，雷達(dá)不會(huì)傾覆。

2.2 雷達(dá)抗風(fēng)載平移能力計(jì)算 本雷達(dá)在8級(jí)風(fēng)有足夠的穩(wěn)定性，10級(jí)風(fēng)也不會(huì)傾覆，現(xiàn)校核在10級(jí)風(fēng)時(shí)，雷達(dá)會(huì)不會(huì)發(fā)生平移。由上述分析可知，在側(cè)向時(shí)受到力較大，只需校核在側(cè)向時(shí)是否會(huì)發(fā)生移動(dòng)。雷達(dá)受到的平移風(fēng)力是天線受到風(fēng)力、汽車受到風(fēng)力的合力，即：P合=9768.1N，雷達(dá)支撐腿與枕木靜摩擦系數(shù)f=0.3，即靜摩擦力F=G·f=88984N[×]0.3=26695.2N，F(xiàn)[>]P合，因此雷達(dá)在10級(jí)風(fēng)時(shí)也不會(huì)移動(dòng)。

3 安裝效果與應(yīng)用

通過以上設(shè)計(jì)，將該氣象雷達(dá)安裝在某二類底盤的方艙載車上，實(shí)際應(yīng)用的效果如圖4所示，該圖為雷達(dá)通信指揮車的外部圖片，該狀態(tài)為雷達(dá)展開時(shí)的工作狀態(tài)。雷達(dá)載車系統(tǒng)由載車、空調(diào)、通信接口等組成，全機(jī)雷達(dá)（包括載車）重為9.8t。

4 結(jié)語

本文設(shè)計(jì)與研究的氣象雷達(dá)通信指揮車，具有結(jié)構(gòu)新穎、布局合理的特點(diǎn)，且通過良好的人機(jī)工程和個(gè)性化設(shè)計(jì)，將運(yùn)輸狀態(tài)設(shè)計(jì)安裝了鎖定裝置，而將駐車工作狀態(tài)增加了附加支撐件。隨著氣象雷達(dá)裝備指揮車在氣象部門的廣泛應(yīng)用，將極大地提高氣象部門的移動(dòng)應(yīng)急能力，有效地保障了氣象部門的雷達(dá)探測(cè)任務(wù)要求。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)編：張宏民）