我國軍用方艙技術發(fā)展綜述

中航工業(yè)遼寧陸平機器股份有限公司 王雪麗

我國軍用方艙技術發(fā)展綜述

中航工業(yè)遼寧陸平機器股份有限公司 王雪麗

簡要概述了我國軍用方艙發(fā)展的進程、現(xiàn)狀和特點，闡述了我國軍用方艙的分類、結構特征、存在問題以及未來發(fā)展趨勢。

圖1　方艙車和廂式車對比

概述

軍用方艙是裝載軍事設備和人員并提供所需要的工作條件和環(huán)境防護的由夾芯板組裝成型的可移動廂體，適于作為武器裝備系統(tǒng)、指揮通訊中心、技術支援和后勤保障裝備，以及各類軍事裝備和人員的裝載體和工作間。

我國從上世紀70年代末便啟動了對方艙的調(diào)研工作，80年代初開始研制方艙。1982年原電子部國營第4192廠研制出我國第一臺骨架式F4方艙，開啟了我國自行設計、生產(chǎn)方艙的歷程。1989年原電子部第705廠研制出第一臺大板式方艙。到現(xiàn)在為止，軍用方艙的研究和應用已走過了30多年的歷程。并已廣泛應用于指揮、控制、偵察、探測、通信、電子對抗、機要、文化宣傳、動力電站、檢測試驗、維修保養(yǎng)、備件儲運、搶險、勤務作業(yè)、氣象、計量、軍需、醫(yī)療衛(wèi)生、野營生活等各個領域。回顧這段歷程，現(xiàn)在的方艙技術已更加完善、應用范圍更加廣泛，并且在我軍地面裝備發(fā)展建設中起著不可替代的作用。

方艙特點

1. 方艙定義

方艙是一種具有一定的剛度、強度和使用壽命，能作為獨立的工作間使用，并為人員和設備提供適宜的生活和工作環(huán)境的可移動廂體。它既具有適用于多種運輸方式，也具有可快速裝卸的功能。

2. 方艙車與廂式車的區(qū)別

方艙車與廂式車相比（見圖1），其主要區(qū)別在于方艙適用于多種運輸方式和具有可快速裝卸的功能。因此，方艙車的發(fā)展空間比廂式車更大，應用范圍更廣。

3. 方艙與集裝箱的區(qū)別

雖然方艙的尺寸源于集裝箱尺寸，但方艙與集裝箱有著本質(zhì)的區(qū)別，即方艙是以適應人員和設備使用和操作的工作環(huán)境為主，而集裝箱是以裝載貨物運輸為主。因此，性能不同，應用對象不同。

方艙分類

1. 按使用功能分類

2006年，在總裝備部下發(fā)的《軍用方艙系列型譜》中，按照方艙的使用功能將方艙分為四類：電子類、機械類、電源類和其他類。

（1） 電子類方艙

主要包括：偵察方艙、微波通信方艙、數(shù)據(jù)通信方艙干擾站方艙、引導端方艙、指揮控制方艙、雷達控制方艙、信息處理方艙、情報處理和信息采集方艙、光電干擾方艙、圖像傳輸方艙、中心站方艙、氣象方艙、檢驗方艙、測控方艙、機要方艙、演示方艙、監(jiān)控方艙、試驗方艙等。

（2）機械類方艙

主要包括：油料裝備修理方艙、飛機搶修方艙、檢測維修方艙、偵察車維修模擬訓練方艙、野戰(zhàn)維修單元、機動站裝車方艙、機動維修設備艙、雷達設備艙、艦船器材機動保障方艙等。

圖2　擴展式方艙

（3）電源類方艙

主要包括：24 kW電站與車輛改裝及方艙、12 kW電站主機方艙、對空情報雷達配套電站方艙（單機組和雙機組）、75 kW電站方艙和其他類單、雙機組電站方艙等。

（4） 其他類方艙

主要包括：戰(zhàn)役快速支援衛(wèi)勤保障系統(tǒng)，如彈藥運載方艙、訓練設備方艙、通用氣源方艙、主副食加工方艙、野戰(zhàn)炊事方艙、醫(yī)療衛(wèi)生方艙、文化宣傳方艙、器材貯運方艙、生活保障方艙、速凍冷藏方艙等。

2. 按結構分類

方艙結構可分為骨架方艙和大板方艙。大板方艙又分為有梁大板方艙和無梁大板方艙。有梁大板方艙又分為標準方艙、削角方艙、輕型方艙、擴展方艙、屏蔽方艙、過橋方艙（汽車底盤輪胎處在艙內(nèi)有凸起罩結構形式）、特種方艙（外形成階梯形、旋轉型式和組合型方艙等）。擴展方艙再細分為硬壁擴展和非硬壁擴展。硬壁擴展方艙還可分為單側翻板擴展、雙側翻板擴展、單側抽拉擴展、雙側抽拉擴展、上下抽拉擴展等。擴展方式可分為液壓擴展、電動擴展、手動機械助力擴展等。

艙體結構1.骨架式方艙

骨架式方艙是方艙生產(chǎn)的初級階段。其結構特點是采用鋼或鋁型材焊成金屬框架，鑲上外蒙皮，從艙內(nèi)噴涂阻燃的聚氨酯泡沬，使之與外蒙皮相粘合，由于噴涂時表面不均，所以還需進行平整處理，一般都需要手工完成，質(zhì)量不易保證，完成后再從內(nèi)部鉚上一層金屬或非金屬板材，如裝飾板、鋁塑板等，然后加裝焊接角件或吊環(huán)供吊裝使用。這種方艙的特點是質(zhì)量大，荷重比小，屏蔽性能差，故只能作為一般裝載體，基本上被淘汰了。

2. 大板式方艙

大板式方艙的主要特點是采用整幅面的外蒙皮和內(nèi)蒙皮，先制作出整塊復合板，然后將六塊復合板利用內(nèi)外包邊組裝在一起，形成完整的六面體。目前，大板方艙的制作有兩種技術：一種是采用大板灌注發(fā)泡技術，即大板發(fā)泡式方艙；另一種是采用大板粘接技術，即大板粘接式方艙；下面對這兩種結構方艙的特點分別進行比較說明。

（1）大板發(fā)泡式方艙

大板發(fā)泡式方艙結構特點是先將每塊復合板制作成上下為內(nèi)外蒙皮、四周和中間為筋梁的封閉式空腔，筋梁上留有出氣孔和灌注發(fā)泡孔，上下用胎具夾緊，然后將合理配比后的聚氨酯發(fā)泡材料，用發(fā)泡機注入發(fā)泡。為防止二次發(fā)泡還需要進行幾個小時不等的保溫處理。六塊復合板完成后再進行組裝，外部用外包邊和外角件螺接和鉚接在一起，內(nèi)部用內(nèi)包邊和內(nèi)角件鉚接在一起，形成整個六面體。這種方艙與骨架方艙相比，各個方面都有了很大的進步，平面度和垂直度都能夠得到很好的控制，強度和荷重比也有了很大提高。然而，其制作需要精確的芯材配比技術、準確的發(fā)泡技術和較長的保溫時間，對設計和工藝要求很高，加工難度大，稍不注意就會產(chǎn)生空洞和二次發(fā)泡現(xiàn)象，影響方艙的性能。且保溫時間長，造成生產(chǎn)周期長，生產(chǎn)效率低。在設計過程中如果需增加屏蔽技術，屏蔽指標可達到40 dB，可以裝載一般屏蔽要求的電子設備。

（2）大板粘接式方艙

在上世紀90年代中期，國內(nèi)有的企業(yè)引進了國外先進的復合板粘接設備和技術，開始研制生產(chǎn)大板粘接式方艙。該復合板芯材為已發(fā)泡好的整張泡沬板，經(jīng)專用設備加工成所需的尺寸后在表面直接涂膠，內(nèi)、外蒙皮與芯材利用粘接設備直接粘接成一體，最后通過內(nèi)、外包邊和內(nèi)、外角件將六塊復合板組裝成方艙。這種復合板制造技術所需的溫度、壓力都由設備自動控制，方艙內(nèi)外蒙皮與芯材的粘接力均勻，避免了空洞和二次發(fā)泡的出現(xiàn)，質(zhì)量能夠得到保證，而且加快了生產(chǎn)進度，完全可實現(xiàn)專業(yè)化生產(chǎn)。由于這種技術先進，加工出的方艙精度高，如果采取了屏蔽技術，屏蔽效果非常好（可達60 dB以上），可以裝載屏蔽要求很高的電子設備。

3. 艙體型式的變化

艙體型式的變化源于方艙使用功能的擴展和運輸條件的限制等因素。由初始簡單的六面體箱型到現(xiàn)在的多種型式，大體歸結為擴展式、可拆卸式、抽拉式、旋轉式、削角式、異型方艙及方艙組合裝備系統(tǒng)等。

（1）擴展式方艙

擴展式方艙（見圖2）的特點是運輸時與非擴展式方艙外觀尺寸相同，工作時展開，達到增大其使用面積。擴展式方艙又分為單擴式（一側展開）和雙擴式（雙側展開）。

（2）可拆卸式方艙

可拆卸式方艙主要指方艙上的部分構件可以拆卸，使用時數(shù)個艙體的構件組合成一個大型艙體，運輸時幾個艙體的構件能夠組合成一個單元艙體的方艙。這種方艙類似組合式活動房（見圖3）。

圖3　可拆卸式方艙

圖4　旋轉式方艙

（3）旋轉式方艙

旋轉式方艙（見圖4）通常采用專用底盤運輸。底盤上安裝有傳動座，方艙通過傳動座的運動來實現(xiàn)旋轉，旋轉角度可根據(jù)使用要求確定，也可以旋轉和俯仰并用，行駛時采用鎖定機構將方艙鎖固。

（4）抽拉式方艙

抽拉式方艙也可列入擴展式方艙中的一種，具備擴展艙的特點（見圖5）。它由主艙和抽屜艙兩部分組成，展開時，將抽屜艙從主艙中抽出，到極限處有限位裝置，周邊用密封條密封，抽屜艙采用調(diào)平支腿支撐。

（5）削角式方艙

受運輸尺寸界限的限制，在直角方艙的基礎上將頂部兩側削去角，以適用于隧道等特殊環(huán)境的使用要求（見圖6）。

（6）異形方艙

艙體外形可呈階梯形、弧形或局部凸凹等不同形狀，艙體內(nèi)配置有某些專門用途的特殊裝備（見圖7）。

（7）方艙組合裝備系統(tǒng)

方艙組合裝備系統(tǒng)是由若干個方艙為完成裝備系統(tǒng)功能的方艙組（見圖8）。方艙組可由各種不同型式和不同尺寸的方艙相互之間通過通道或帳篷并聯(lián)或串聯(lián)組合而成；各單元方艙既可獨立完成各自功能，也可與其他方艙一起實現(xiàn)整體功能。

方艙生產(chǎn)工藝及存在的問題

圖5　抽拉式方艙

圖6　削角式方艙

1. 方艙生產(chǎn)工藝

方艙生產(chǎn)工藝是保障方艙質(zhì)量的關鍵所在，裝備技術水平主要看工藝設計和工藝裝備。軍用方艙發(fā)展歷經(jīng)幾十年，工藝普遍比較成熟，工藝文件標準化程度較高，許多方艙生產(chǎn)廠家對各類各型方艙生產(chǎn)編制工藝流程，對已經(jīng)固化的通用工序均編制有工藝規(guī)范企標或所標，如《壁板涂膠工藝規(guī)范》、《壁板墊板鉚接工藝規(guī)范》、《鋁板陽極氧化工藝規(guī)范》、《大型鋼質(zhì)件噴砂、熱噴鋅、熱噴鋁工藝規(guī)范》等。對特殊工序制定出作業(yè)指導書，如《鋁型材門口框焊接作業(yè)指導書》、《屏蔽窗組裝作業(yè)指導書》、《屏蔽艙體組裝作業(yè)指導書》、《鉛屏蔽壁板粘接作業(yè)指導書》、《澆注聚氨酯地板革作業(yè)指導書》，等等。

工藝設備的先進程度，對于保障方艙裝備質(zhì)量是十分重要的，沒有較為先進配套工藝裝備就不能生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，目前國內(nèi)一些較大方艙生產(chǎn)廠家主要壁板粘接工藝設備都是從國外引進的，能夠保障壁板的生產(chǎn)質(zhì)量。

除上述主要工藝設備外，還有一些較好的輔助設備，如下料設備有數(shù)控激光切割機、等離子切割機、數(shù)控剪板機、薄鋼板自動拼焊機、數(shù)控板材切割機，等等。

在方艙組裝中，各生產(chǎn)廠家大多配備有各種較大工裝和胎具，如艙體旋轉臺、壁板骨架焊接胎、壁板清理加工胎、異型艙體組裝定位胎，等等。

為了適應艙體批量生產(chǎn)，各廠家建立了艙體組裝生產(chǎn)線、壁板涂覆生產(chǎn)線、艙體涂覆生產(chǎn)線、電裝生產(chǎn)線、內(nèi)外裝生產(chǎn)線，等等。如遼寧陸平機器股份有限公司建立了第一條軍用方艙艙體組裝流水生產(chǎn)線和方艙總成總裝流水生產(chǎn)線，標志著國內(nèi)方艙研制邁上了一個新臺階，為國內(nèi)總裝備部和總后勤部大批量產(chǎn)品的生產(chǎn)奠定了基礎。

2. 方艙研制存在的問題

我國方艙研制目前存在以下問題：一是生產(chǎn)廠家較多，設計水平和工藝設備參差不齊，產(chǎn)品質(zhì)量不受控。二是普通方艙各種附件結構不統(tǒng)一，不適合維修戰(zhàn)儲，如各種出入門鎖、接地樁、千斤頂、調(diào)平機構等。三是特種方艙研制水平較低，可靠性較差，如高屏蔽指標方艙、X線屏蔽方艙等。四是運動構件精度較差，可靠性差，使用時經(jīng)常出現(xiàn)問題，如艙頂部活動蓋板移動和密封、液壓雙擴方艙同步和密封、自卸升降機構平穩(wěn)、手動擴展機構等。五是三防工藝落后，一些小企業(yè)工藝設備落后，研制的方艙存放在露天的較短時間里就出現(xiàn)開膠了，脫層、生銹、進水、變形等缺陷。

發(fā)展趨勢

方艙研制經(jīng)過30多年的探索和應用，取得了較大進步和發(fā)展，但是和國外先進國家相比，在電磁屏蔽、防化洗消、防彈防爆、防偵察技術等方面還有較大差距。

圖7 異形方

圖8　方艙組合裝備系統(tǒng)

1. 提高軍用方艙的電磁屏蔽效能

現(xiàn)代戰(zhàn)場上，軍用方艙是用作電子設備工作平臺的主要裝備之一。隨著電子技術的發(fā)展，越來越多先進復雜的電子設備如指揮控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、探測與預警系統(tǒng)、雷達系統(tǒng)等安裝在方艙上，這些電子設備能否發(fā)揮應有的作用，在很大程度上決定了戰(zhàn)爭的勝負；而這些電子設備通常都由晶體管或集成電路等制成，它們易受電磁干擾，易遭電磁脈沖損壞，方艙必須為其內(nèi)部的電子設備提供足夠的電磁屏蔽防護能力。因此世界各國越來越重視軍用方艙的電磁屏蔽設計。

我國現(xiàn)有的軍用方艙電磁屏蔽指標一般為40 dB，60 dB以上特別80 dB以上的方艙電磁屏蔽技術還不成熟。擴展方艙的電磁屏蔽技術差距更大，目前30 dB的屏蔽效果都難以達到，已不能適應未來戰(zhàn)爭的需要。因此，我們應進一步加強軍用方艙的電磁屏蔽研究。

2. 提高軍用方艙的抗爆炸和防洞穿能力

從90年代初的海灣戰(zhàn)爭到伊拉克戰(zhàn)爭，我們不難看出戰(zhàn)爭是全領域內(nèi)進行的，未來的戰(zhàn)爭很難分清前方和后方；軍用方艙即使不布置在前沿陣地也會遭到打擊?？梢詳嘌?，在不能取得制信息權和制空權的情況下，方艙裝備如果經(jīng)不住彈片和輕武器子彈射擊，艙內(nèi)人員和設備很難正常發(fā)揮實戰(zhàn)作用。因此，加固軍用方艙的壁板使其具有一定的防超壓和防洞穿能力是今后方艙發(fā)展的重要工作，應將其作為近、中、遠期發(fā)展的重點之一。

3. 提高軍用方艙的防偵察能力

隨著科學技術的飛速發(fā)展，現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的“眼睛”——觀瞄儀器、探測系統(tǒng)，諸如雷達、紅外夜視儀、激光探測器等日益增加，性能也更加完善，普通武器和士兵被敵方發(fā)現(xiàn)的可能性也越來越大，安全性大大降低，因此“隱形”技術也成為各國軍備競爭的主要內(nèi)容。近年來紅外“隱形”技術和雷達“隱形”技術得到了快速發(fā)展，標志著“隱形”技術發(fā)展的各種“隱形”戰(zhàn)斗機，“隱形”偵察機，“隱形”護衛(wèi)艦出現(xiàn)在天空與大洋中。而相應的迷彩偽裝成為一個國家偽裝技術水平的重要標志，目前已成為我軍武器裝備防偵察探測的一種普遍方法。

隨著未來高科技戰(zhàn)爭中偵察器材性能的不斷進步，越來越大地威脅著軍用特種改裝車的安全。為了保證戰(zhàn)場指揮和前方雷達的不間斷偵察，保證指揮方艙和雷達方艙的安全，對在研方艙進行隱身設計和對在役方艙進行隱身化改造已迫在眉睫。因此對能有效控制其特征信號（可見光、近紅外、遠紅外、激光和毫米波等）的多功能隱身材料技術提出了迫切需求，軍用特種改裝車的“隱形”技術則越來越顯得重要和必要。

2016-01-26