空空導(dǎo)彈運(yùn)輸振動(dòng)試驗(yàn)方法研究

劉新佳 郭迅

摘要：本文介紹了目前我國(guó)空空導(dǎo)彈公路運(yùn)輸試驗(yàn)的常用方法，對(duì)目前幾種常用試驗(yàn)方法的試驗(yàn)原理、試驗(yàn)步驟進(jìn)行了詳細(xì)研究，并對(duì)各種方法的可實(shí)施性進(jìn)行了分析。同時(shí)，針對(duì)空空導(dǎo)彈實(shí)驗(yàn)室內(nèi)振動(dòng)臺(tái)模擬試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，提出了一種合理可行的剪裁方法，可為后續(xù)空空導(dǎo)彈運(yùn)輸試驗(yàn)的實(shí)施提供參考。

關(guān)鍵詞：空空導(dǎo)彈；公路運(yùn)輸；運(yùn)輸振動(dòng)；模擬運(yùn)輸試驗(yàn)；試驗(yàn)譜

中圖分類(lèi)號(hào)：TJ762.23文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.19452/j.issn1007-5453.2020.04.009

空空導(dǎo)彈從生產(chǎn)廠家交付用戶(hù)，再到最后完成作戰(zhàn)使用，在其壽命期內(nèi)必然會(huì)經(jīng)歷多種運(yùn)輸環(huán)境，就所經(jīng)歷的振動(dòng)環(huán)境而言，路運(yùn)最大，空運(yùn)次之，海運(yùn)最小[1]。

目前，我國(guó)空空導(dǎo)彈類(lèi)產(chǎn)品主要在國(guó)內(nèi)陸地部署，而公路運(yùn)輸由于具有機(jī)動(dòng)靈活、周轉(zhuǎn)速度快、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，從而成為其壽命期中最主要的運(yùn)輸方式。為了考核空空導(dǎo)彈在運(yùn)輸環(huán)境下的環(huán)境適應(yīng)性和可靠性，在型號(hào)研制中均要求開(kāi)展公路運(yùn)輸試驗(yàn)[2]。

本文對(duì)目前國(guó)內(nèi)空空導(dǎo)彈類(lèi)產(chǎn)品的公路運(yùn)輸試驗(yàn)方法進(jìn)行了介紹，并結(jié)合某型產(chǎn)品的實(shí)際運(yùn)輸試驗(yàn)，對(duì)多種試驗(yàn)方法的有效性及可實(shí)施性進(jìn)行了詳細(xì)分析，可為后續(xù)空空導(dǎo)彈類(lèi)產(chǎn)品運(yùn)輸試驗(yàn)考核提供參考。

1實(shí)地跑車(chē)試驗(yàn)

實(shí)地跑車(chē)試驗(yàn)通常稱(chēng)為跑車(chē)試驗(yàn)，即將產(chǎn)品按實(shí)際包裝狀態(tài)放置在運(yùn)輸車(chē)輛上（可按實(shí)際需要增加相應(yīng)配重），在壽命期內(nèi)經(jīng)歷的典型運(yùn)輸環(huán)境下進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。這種方法操作簡(jiǎn)單，更貼合產(chǎn)品的真實(shí)運(yùn)輸環(huán)境，對(duì)產(chǎn)品的損傷較小，容易得到用戶(hù)方的認(rèn)可，是目前空空導(dǎo)彈類(lèi)產(chǎn)品運(yùn)輸試驗(yàn)考核的主要方式。

近年來(lái)，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)運(yùn)輸試驗(yàn)的考核要求越來(lái)越嚴(yán)苛。1986年發(fā)布的GJB 150.16《軍用設(shè)備環(huán)境方法振動(dòng)試驗(yàn)》[3]中規(guī)定，高速公路卡車(chē)運(yùn)輸一般為1600～2400km，任務(wù)/外場(chǎng)運(yùn)輸一般為500km。2009年發(fā)布的GJB150.16A《軍用裝備實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法第16部分振動(dòng)試驗(yàn)》[4]在運(yùn)輸振動(dòng)的試驗(yàn)方法上并沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別，但在試驗(yàn)里程上的要求更為嚴(yán)苛，其中高速公路卡車(chē)運(yùn)輸一般在3200～6400km范圍內(nèi)；任務(wù)/外場(chǎng)運(yùn)輸里程一般為500～800km。在最新型號(hào)研制過(guò)程中，用戶(hù)方明確要求：高速公路卡車(chē)運(yùn)輸里程為6400km；任務(wù)/外場(chǎng)運(yùn)輸里程一般為800km。

但使用該方法進(jìn)行運(yùn)輸試驗(yàn)考核的缺點(diǎn)也比較明顯。特別是近年來(lái)，隨著我國(guó)公路建設(shè)的飛躍發(fā)展，現(xiàn)有真正符合野戰(zhàn)運(yùn)輸條件的路面越來(lái)越少，特別是在大城市周邊更是如此。試驗(yàn)時(shí)均面臨野戰(zhàn)運(yùn)輸試驗(yàn)無(wú)法找到合適場(chǎng)地的問(wèn)題。另外，跑車(chē)試驗(yàn)是一項(xiàng)大型試驗(yàn)，涉及面廣，需要投入大量的人力物力，嚴(yán)重影響生產(chǎn)周期且不利于安全保密。因此，這種試驗(yàn)方式的使用呈現(xiàn)出逐漸下降的趨勢(shì)[5]。

2運(yùn)輸模擬臺(tái)模擬試驗(yàn)

運(yùn)輸模擬臺(tái)模擬試驗(yàn)是采用一種經(jīng)過(guò)檢定的規(guī)范試驗(yàn)樣機(jī)，模擬產(chǎn)品在實(shí)際運(yùn)輸過(guò)程中的振動(dòng)環(huán)境，從而對(duì)產(chǎn)品的運(yùn)輸環(huán)境適應(yīng)性進(jìn)行考核[6]。

設(shè)備示意圖如圖1所示，其主要技術(shù)參數(shù)為：在規(guī)定的負(fù)載下，垂直方向的總均方根加速度和分頻段均方根加速度及容差（見(jiàn)表1）。同時(shí)規(guī)定，垂直方向的加速度譜密度有兩個(gè)峰，其頻率和加速度譜密度見(jiàn)表2。

另外，橫向的總均方根加速度和分頻段均方根加速度為相應(yīng)頻帶上的0.7倍，容差為±6dB。

當(dāng)對(duì)上述參數(shù)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，其檢測(cè)點(diǎn)位于距臺(tái)面邊緣沿長(zhǎng)度方向中心線1/4處，具體位置如圖2所示[7]。

當(dāng)使用運(yùn)輸模擬臺(tái)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行模擬運(yùn)輸試驗(yàn)時(shí)，產(chǎn)品的損傷主要由設(shè)備的總均方根加速度和試驗(yàn)時(shí)間來(lái)確定。試驗(yàn)時(shí)間確定為：

式中：T為試驗(yàn)時(shí)間；S為要求試驗(yàn)里程，單位為km；V為試驗(yàn)時(shí)要求車(chē)速，一般低級(jí)路面或土路取V=20km/h，其他路面取V=35km/h。

為縮短試驗(yàn)時(shí)間，可根據(jù)疲勞累積損傷理論，通過(guò)人為地提高振動(dòng)量值的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)[8]。

式中：T為試驗(yàn)時(shí)間；Ti為加速后的試驗(yàn)時(shí)間；Arms為試驗(yàn)要求的總均方根加速度，標(biāo)準(zhǔn)中為0.478g；Arms1為要縮短試驗(yàn)時(shí)間而提高的總均方根加速度；K為系數(shù)，通常選取5。

當(dāng)使用運(yùn)輸模擬臺(tái)進(jìn)行500km野戰(zhàn)運(yùn)輸試驗(yàn)時(shí)，基本步驟如下：

（1）在圖2所示位置安裝三軸向傳感器；調(diào)試運(yùn)輸模擬臺(tái)，使得臺(tái)面振動(dòng)響應(yīng)的前兩個(gè)峰值頻率和譜密度滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求。

（2）對(duì)比振動(dòng)軸向和橫向振動(dòng)與主振方向大小，要求主振方向振動(dòng)量級(jí)至少在5dB之上。

（3）計(jì)算0～50Hz內(nèi)的均方值，并與0～400Hz內(nèi)的均方值進(jìn)行比較，0～50Hz內(nèi)的能量至少占總能量的51%，但不能超過(guò)總能量的85%。

（4）在以上參數(shù)確定滿(mǎn)足要求后，計(jì)算試驗(yàn)時(shí)間。500km路面要求速度為20km/h，則跑車(chē)試驗(yàn)時(shí)間為25h。

（5）用加速等效方法計(jì)算模擬運(yùn)輸臺(tái)試驗(yàn)時(shí)間為：

例如，測(cè)得運(yùn)輸臺(tái)Z向均方根值約1g，則通過(guò)上式計(jì)算得出試驗(yàn)時(shí)間為38min。

當(dāng)使用運(yùn)輸模擬臺(tái)進(jìn)行模擬運(yùn)輸試驗(yàn)時(shí)，主要依據(jù)QJ/ T815.1—1994《設(shè)備公路模擬試驗(yàn)方法》[9]進(jìn)行檢定，具有操作簡(jiǎn)便、易于控制、維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)，在航天一些型號(hào)研制生產(chǎn)中進(jìn)行了應(yīng)用。

[3]GJB150.16—1986軍用設(shè)備環(huán)境試驗(yàn)方法：振動(dòng)試驗(yàn)[S].北京：國(guó)防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會(huì)， 1998. GJB150.16—1986Environmental test methods for military equipments vibration test[S].Beijing： Commission of Science， Technology and Industry for National Defense， 1998. （in Chinese）

[4]GJB150.16A—2009軍用裝備實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法第16部分振動(dòng)試驗(yàn)[S].北京：總裝備部軍標(biāo)出版發(fā)行部，2009. GJB150.16A—2009Laboratory environmental test methods for military materiel-part 16： Vibration test[S]. Beijing： The ChinesePeoplesLiberationArmyGeneralArmaments DepartmentMilitaryStandardPublicationDistribution Department， 2009. （in Chinese）

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（責(zé)任編輯皮衛(wèi)東）

作者簡(jiǎn)介

劉新佳（1988-）男，碩士，工程師。主要研究方向：環(huán)境工程與環(huán)境試驗(yàn)技術(shù)。

Tel：15896559960E-mail：liuxinjia2010@163.com

Study on the Test Method of Airborne Missile Transportation Vibration

Liu Xinjia*，Guo Xun

China Airborne Missile Academy，Luoyang 471009，China

Abstract： Test methods of airborne missile transportation vibration are introduced. Based on the detailed analysis of experimental principles and test procedures， the implementability of those methods is analyzed. Aiming at the problems during transport simulation bench test in the laboratory， a reasonable and feasible test method is presented， which can provide reference for airborne missile transportation test implementation.

Key Words： airborne missile； road transportation； transportation vibration； simulated transportation； test method