單兵全自動(dòng)野戰(zhàn)光纜收放車關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用與測(cè)試分析

羅圍峰+劉前鋒+劉海濱

摘 要：本文分析了現(xiàn)役人工野戰(zhàn)光纜收放車存在的主要問題，提出了單兵全自動(dòng)野戰(zhàn)光纜收放車的關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用，對(duì)其性能進(jìn)行詳細(xì)測(cè)試和分析，充分論證其優(yōu)越性和可行性，有效促進(jìn)野戰(zhàn)光纜收放效率提升，提高陸軍機(jī)動(dòng)通信保障能力。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)伪?；光纜；收放車；關(guān)鍵技術(shù)；應(yīng)用；測(cè)試

目前陸軍野戰(zhàn)光纜質(zhì)量過(guò)重、線徑較大、收放工具簡(jiǎn)陋、收放效率低下的問題已經(jīng)嚴(yán)重制約了野戰(zhàn)光纖通信的效能發(fā)揮。本文采取自主研發(fā)與裝備改良相結(jié)合的方式，科學(xué)運(yùn)用工程制圖、物理力學(xué)、工程力學(xué)以及機(jī)械制造等相關(guān)技術(shù)，設(shè)計(jì)開發(fā)單兵全自動(dòng)野戰(zhàn)光纜收放車，實(shí)現(xiàn)野戰(zhàn)光纜快速鋪設(shè)、整齊收線、平穩(wěn)作業(yè)，適應(yīng)全天候、全地形的高效收放的目的，最大限度節(jié)約人力物力，提高陸軍機(jī)動(dòng)通信保障能力。

一、單兵全自動(dòng)野戰(zhàn)光纜收放車設(shè)計(jì)概況

1.設(shè)計(jì)思路

針對(duì)陸軍野戰(zhàn)光纜質(zhì)量過(guò)重、線徑較大等裝備特點(diǎn)，以及收放工具簡(jiǎn)陋、收放困難等現(xiàn)實(shí)問題，結(jié)合陸軍實(shí)際，采取自主研發(fā)與裝備改良相結(jié)合的方式，以主戰(zhàn)野戰(zhàn)光纜為依托，將現(xiàn)役收放工具性進(jìn)行革命性技術(shù)創(chuàng)新，設(shè)計(jì)開發(fā)單兵全自動(dòng)野戰(zhàn)光纜收放車，實(shí)現(xiàn)單兵野戰(zhàn)情況下光纜自動(dòng)收放。進(jìn)而達(dá)到野戰(zhàn)光纜快速鋪設(shè)、整齊收線、平穩(wěn)作業(yè)，適應(yīng)全天候、全地形的高效收放的目的。

2.設(shè)計(jì)目標(biāo)

單兵全自動(dòng)野戰(zhàn)光纜收放車以陸軍廣泛配發(fā)的TBE-0001/2型野戰(zhàn)光纜為依托，針對(duì)目前野戰(zhàn)光纜收放工具存在的缺陷，結(jié)合陸軍實(shí)際，對(duì)現(xiàn)役野戰(zhàn)光纜收放工具進(jìn)行革命性創(chuàng)新設(shè)計(jì)，解決目前配發(fā)的主戰(zhàn)野戰(zhàn)光纜較重、配套工具簡(jiǎn)陋、收放時(shí)間較長(zhǎng)的突出問題，達(dá)到野戰(zhàn)光纜快速鋪設(shè)、整齊收線、平穩(wěn)作業(yè)，適應(yīng)全天候、全地形的高效收放的目的。初步預(yù)計(jì)，運(yùn)用該項(xiàng)目成果，可實(shí)現(xiàn)野戰(zhàn)光纜收放速度提升200%。

（1）提高野戰(zhàn)光纜收放效率。目前，陸軍野戰(zhàn)光纜收放效率較為低下，單兵全自動(dòng)野戰(zhàn)光纜收放車將現(xiàn)役野戰(zhàn)光纜收放工具進(jìn)行革命性技術(shù)創(chuàng)新，既可減少操作人員數(shù)量，又能提高光纜收放速度，最大限度的提高野戰(zhàn)光纜收放效率。

（2）促進(jìn)野戰(zhàn)光纜架設(shè)訓(xùn)練與考核標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定。正是因?yàn)楣ぞ吆?jiǎn)陋、收放困難，目前陸軍野戰(zhàn)光纜架設(shè)的基本技能，情況處置、維護(hù)搶修等方法流程沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，日常訓(xùn)練和考核沒有標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)，通過(guò)收放工具創(chuàng)新、推廣，進(jìn)而促進(jìn)野戰(zhàn)光纜架設(shè)訓(xùn)練與考核標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的制定。

（3）提高野戰(zhàn)光纖通信保障水平。陸軍機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)、立體攻防的作戰(zhàn)要求對(duì)野戰(zhàn)光纖通信提出了更高要求，本項(xiàng)目研發(fā)的收放工具是提升野戰(zhàn)光纜收放速度、破除制約野戰(zhàn)光纖通信效能發(fā)揮瓶頸的控制性裝備。

3.功能結(jié)構(gòu)

單兵全自動(dòng)野戰(zhàn)光纜收放車主要包括泄力系統(tǒng)、排線系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)組成。如圖1所示。一是設(shè)計(jì)泄力系統(tǒng)。為了解決收線時(shí)車輪前進(jìn)的速度慢于光纜收纜的長(zhǎng)度的矛盾，設(shè)計(jì)泄力系統(tǒng)讓光纜盤轉(zhuǎn)速與前進(jìn)速度保持匹配。二是設(shè)計(jì)排線系統(tǒng)。利用排線系統(tǒng)使收線整齊緊湊，放線平穩(wěn)勻速。三是設(shè)計(jì)剎車系統(tǒng)。為了單兵作業(yè)，在緊急減速時(shí)，防止光纜盤繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，使內(nèi)圈的光纜松弛，打絞，采用剎車系統(tǒng)。四是設(shè)計(jì)動(dòng)力系統(tǒng)。動(dòng)力來(lái)源于車輪，車輪在前進(jìn)的過(guò)程中，通過(guò)泄力裝置，帶動(dòng)光纜盤，使光纜盤進(jìn)行自動(dòng)收放線。

二、單兵全自動(dòng)野戰(zhàn)光纜收放車設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)及運(yùn)用

本項(xiàng)目在設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)泄力系統(tǒng)、排線系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)時(shí)，科學(xué)運(yùn)用工程制圖、物理力學(xué)、工程力學(xué)以及機(jī)械制造等相關(guān)技術(shù)，同時(shí)在收放車材料選取方面充分考慮材料工藝。將這些技術(shù)經(jīng)過(guò)科學(xué)組合、合理改進(jìn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)單兵全自動(dòng)野戰(zhàn)光纜收放車的研制。如圖2 所示。

1.運(yùn)用物力力學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力傳動(dòng)

在原放線輪子上加裝一套鏈輪裝置，與排線絲桿有鏈條鏈接傳動(dòng)；排線絲桿設(shè)計(jì)成雙鏈輪，其中一個(gè)與泄力系統(tǒng)有鏈條鏈接傳動(dòng)；泄力鏈輪與大齒輪在同一軸上，大齒輪與小齒輪鏈接傳動(dòng)；當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)2周時(shí)，帶動(dòng)排線絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)1周，而光纜盤轉(zhuǎn)動(dòng)2周。如圖2、3所示。

當(dāng)單兵推動(dòng)全自動(dòng)野戰(zhàn)光纜收放車前進(jìn)時(shí)，車輪帶動(dòng)排線絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，再帶動(dòng)泄力輪轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣大齒輪帶動(dòng)小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，小齒輪帶動(dòng)光纜盤轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)因飛輪的單向性，推拉時(shí)可以自動(dòng)切換。

2.運(yùn)用工程力學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)泄力功能

光纜在光纜盤纏繞的長(zhǎng)度越來(lái)越大，即光纜盤直徑越來(lái)越大，車輪前進(jìn)的速度將會(huì)越來(lái)越慢于光纜纏繞的速度，而且光纜會(huì)慢慢變緊，即光纜受力變大，此時(shí)運(yùn)用泄力系統(tǒng)，調(diào)節(jié)光纜盤轉(zhuǎn)速進(jìn)而減小光纜受力，盡可能在收纜時(shí)保護(hù)野戰(zhàn)光纜。泄力系統(tǒng)是當(dāng)光纜拉力達(dá)到一定值時(shí)才會(huì)啟動(dòng)，而且泄力系統(tǒng)可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，可控制光纜受力大小。光纜盤在反轉(zhuǎn)時(shí)有可逆裝置使得光纜盤上的光纜一直受力，不影響排線絲桿排線錯(cuò)亂。如圖4所示。

3.運(yùn)用結(jié)構(gòu)力學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)排線系統(tǒng)

排線系統(tǒng)動(dòng)力來(lái)源于車輪，排線軸與光纜盤關(guān)系轉(zhuǎn)速關(guān)系是1：2，即是排線軸轉(zhuǎn)動(dòng)1圈，光纜盤轉(zhuǎn)動(dòng)2圈。排線系統(tǒng)利用軌跡循環(huán)軸，長(zhǎng)度與光纜盤的主盤內(nèi)側(cè)相同。如圖5所示。

4.運(yùn)用汽車機(jī)械技術(shù)實(shí)現(xiàn)剎車系統(tǒng)

剎車系統(tǒng)是采用剎車線進(jìn)行傳力，弧形剎車片與光纜盤進(jìn)行抱盤，達(dá)到剎車的目的。如圖6所示。

5.運(yùn)用材料工藝技術(shù)實(shí)現(xiàn)材料選取

單兵全自動(dòng)野戰(zhàn)光纜收放車先后考慮采用多種金屬和鋼化塑料材料，通過(guò)強(qiáng)度測(cè)算、耐力分析和經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估，最終決定采用新型鋁合金材質(zhì)，自重較輕，節(jié)約人力，可有效解決現(xiàn)役手工工具自身質(zhì)量較大，操作使用不便的問題；同時(shí)表面使用防銹油漆，適用全天候作業(yè)。

三、單兵全自動(dòng)野戰(zhàn)光纜收放車性能測(cè)試分析

采用人工推拉式收放線方法，選用目前部隊(duì)廣泛配發(fā)的TBE-0001/2型野戰(zhàn)光纜1000米，光纜重量25KG，路面選擇普通鄉(xiāng)村公路，實(shí)驗(yàn)10次，取平均值。

通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)，得到具體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示：

通過(guò)分析，該收放車實(shí)現(xiàn)性能改進(jìn)如下：

1.新車重量比現(xiàn)役減輕18 kg，約為原重一半，成本保持不變；

2.新車放纜時(shí)間比現(xiàn)役節(jié)省8?04"，速度提升約2.3倍；

3.新車收纜時(shí)間比現(xiàn)役節(jié)省10?02"，速度提升約2.2倍；

4.新車操作人員僅需1人，節(jié)省1人。

5.耐用性：泄力系統(tǒng)、排線系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)無(wú)故障工作時(shí)間預(yù)計(jì)大于3000小時(shí)。

可見，單兵全自動(dòng)野戰(zhàn)光纜收放車既可減少操作人員數(shù)量，又能提高光纜收放速度，也可在緊急情況下進(jìn)行快速的搶通光纜線路，進(jìn)而有效提高野戰(zhàn)光纜收放效率，節(jié)約人力物力，促進(jìn)集約化訓(xùn)練，保證適應(yīng)陸軍陸軍機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)對(duì)通信保障的高要求。該車經(jīng)相關(guān)部門鑒定后，可推廣至陸軍所有營(yíng)以上單位，具有十分重要的推廣應(yīng)用前景和效益。

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