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军用方舱在民航空管领域的应用探究

2018-08-02周驰庄众

军民两用技术与产品 2018年13期
关键词:舱体大板塔台

周驰 庄众

(中国电子科技集团有限公司第二十八研究所,南京 210001)

军用方舱是一种内部配备有作战指挥系统、照明、空调、配电系统等设备的箱体,通常固定在运载底盘之上,运抵战场即可使用,能有效提高作战反应速度。

一、军用方舱结构形式

军用方舱采用大板式结构,由大板拼接成型。直角大板式结构方舱舱体主要构件包括前端板、后端板、顶板、底板、左侧板、右侧板,板与板相邻的棱边通过内角铝、外角铝铆接;顶板、端板和侧板构成的4个顶角用4个顶角件通过螺栓连接;底板、端板和侧板构成的4个底角用4个底角件通过螺栓连接。直角方舱典型结构如图1所示。

大板是军用方舱的主要结构件,由金属框架(铝型材或钢管)、内外蒙皮、隔热材料及隔断热桥等,通过热压成型方式制作而成,在方舱大板内可根据需要放置预埋件和线管,用于后续设备的安装和布线;同时可设置不同的开孔,以便后续安装舱门、孔口、通风窗等装置。方舱大板的典型结构如图2所示。

二、机场导航台机房

导航台机房是一种内部安装了数种导航监控电子设备,以及相关配套系统的机场台站,可以实时监控飞机的飞行位置,引导飞机按照正确航线飞行。其固定在机场跑道附近,是机场空管系统的重要组成部分。

方舱结构可作为导航台机房的房体,在内部配置照明、供配电、空调等系统,舱体预留有各导航设备的安装接口,可完全实现导航台机房功能。图3是机场导航台方舱的实例,导航台方舱的结构形式、材料、工艺完全参照军用方舱标准,因此各项性能指标可参照军用方舱试验结果。

(一)导航台方舱优势

(1)内部整洁美观。导航机房内部照明、墙插、监控线缆繁多,普通机房走线需依靠固定在墙壁上的明线槽或直接将线缆裸露,存在安全隐患也不美观。参考军用方舱走线方式,导航台方舱可在压制大板阶段就将线管预埋至板内,拼装舱体后线缆通过板内的暗线管走线,尽量减少明线槽,使舱内显得更为整洁美观。

(2)吊装及运输方便。导航台方舱采用直角方舱的形式,顶角处的钢制角件通过高强度螺栓将各大板连接成一个整体,角件可作为吊装、固定和拖拽的接口。具有高抗拉强度和硬度的铸造钢制角件可完全满足吊装、运输过程中的承载和冲击。因此,导航台方舱通常采用工厂完成拼装、集成,再运至机场跑道附近固定的交付形式,如果后期方舱位置需要重新选址,也可方便吊装、转移并重新固定。

(3)保温性好。导航电子设备都属于长时间连续运行的设备,对机房的保温隔热要求高。为阻断方舱内外的传热路径,大板压制时,在框架和内蒙皮之间铺设隔温木板,同时框架间填充导热系数低、耐温范围广、阻燃性能好的聚氨酯泡沫板。以上结构大板拼装而成的舱体,参考同类军用方舱的试验结果,当舱内外温差达到55 ℃时,其总导热系数不超过1.5 W/(m2·℃)。此外,为进一步提高导航台方舱的保温性能,通常会增加大板厚度,使其获得优于军用方舱的保温性能。

(4)承载能力强。导航台机房内的电子设备通常集中放置在机柜中,重量大。因此,方舱底板需有较好的承载能力。金属骨架保证了大板的整体刚性,同时参考军用方舱标准,大板内外蒙皮采用优质铝板,抗冲击能力强。在方舱底板放置机柜区域可局部加密舱板骨架,提升底板的承载能力。试验结果表明,导航台方舱的底板可承受的均布载荷超过3 kN/m2,同时顶板承受的均布载荷也可达2 kN/m2,能充分满足人员登顶操作的需求。

(5)防雨淋、防腐蚀。导航台方舱常年放置在空旷的室外,因此防雨淋和防腐性能要求很高。参照军用方舱生产标准,方舱大板及角件、外包角、内外角铝采用胶粘铆接等方式整体装配而成,整体性、密封性良好,舱门和舱板之间采用专用密封条处理,避免雨水渗入。淋雨试验表明,导航台方舱可承受高达6 mm/min的瞬时雨量。为进一步提高舱体防腐性能,内外蒙板经过防腐处理后喷涂三防底漆,舱内外紧固件优先选用不锈钢或铝合金材料,舱体所有金属安装件都进行防腐蚀处理。

(6)环境适应范围广。导航台方舱的贮存温为-40~+70 ℃;环境温度30 ℃时可承受(95±3)%的湿度;可承受30 m/s的风速,因此可满足各地区机场的需求。

(二)导航台方舱的设计要点

导航台方舱固定在地面上,没有车载使用的需求,因此尺寸较普通的军用方舱可以按需放大。即便尺寸远大于军用方舱,高强度的铸造钢制角件和压制大板也可以保证导航台方舱的整体强度。方舱运至现场后,还需与水泥基础台固定,利用方舱底部四处角件、自制结构件和膨胀螺栓,可将方舱与基础台固定牢靠。

导航台方舱在设计时,需充分考虑后期加装的各种设备、器材,在大板内按需放置预埋件和暗线管。当舱内导航设备机柜较多时,还需在底部安装架高防静电地板,防静电板下方设置走线槽,供机柜内设置走线。同时为确保机柜抗震性能,一般将机柜安装在钢制底架上,底架直接与舱内地面固定,底架高度与防静电地板齐平。

导航机房的外部信号、电源电缆,一般从方舱下方基础台的预埋钢管中进入机房。因此,导航台方舱底板需按进线位置开设进线孔,线缆入舱后在进线口安装盖板并封堵,防止积水渗入舱内或昆虫、小动物进入舱内。为方便人员进出,在舱门上方,安装有特制大尺寸挡雨棚,结构形式为压制大板和镂空支架,强度高,抗风能力强。参照民航空管领域要求,导航台方舱外部一般涂覆成红白相间的方块图案。

三、移动塔台系统

移动塔台系统是一个可移动的空中交通指挥中心,其参照军用方舱的应用形式,由一台移动塔台方舱和一辆运载底盘组成,可迅速机动到达现场对飞机的起落进行监控和调度,并对收集到的数据进行处理和传输。移动塔台方舱的设计原则符合军用方舱通用规范,具有机动性能好、多种防护、内部环境舒适、寿命长等优点。图4是某机场配套的移动塔台系统实物图。

移动塔台方舱仍为直角角件方舱的形式,底部4个角件与载车平台4处旋钮位置对应,旋紧旋钮后可保证方舱与载车固定牢靠,通过吊具也能方便地实现舱车分离。虽然应用形式相同,但移动塔台方舱的外形结构在普通军用方舱基础上做了改进。方舱分为两个部分,前端是观察平台,后端是工作舱。工作人员通过观察平台进入工作舱,工作舱与观察平台之间的隔板上设置有一扇进入工作舱的舱门和一把登顶梯。为方便舱内人员向外观察,工作舱四周的上半部分为向内倾斜的玻璃观察窗,倾斜角度约为10°,观察窗的舱内侧配有防紫外线窗帘。倾斜的观察窗增大了舱内人员的观察视野,也能有效防止积水现象。工作舱下半部分配有维修门和电源转接孔口。

移动塔台方舱依旧由大板拼接而成,考虑到其大面积观察窗的特殊结构,大板框架及窗框为钢结构,各大板之间搭接采用焊接形式。为实现系统功能,舱内安装有显控台、电台、UPS和配电箱等设备,舱顶安装有倒伏天线、航空障碍灯等设备。同时舱内还配备了顶置空调、饮水机、应急灯、附件柜等,可提高舱内工作人员舒适性。移动塔台系统集成生产完毕后,整车按照军用方舱标准,进行跑车、淋雨试验,保证系统使用年限达15年以上。

四、结束语

本文结合导航台方舱和移动塔台系统两组实例,介绍、探讨了军用方舱在民航空管领域的应用。导航台方舱的结构、生产工艺参照和引用军用方舱标准,相比普通机场机房,具有内部整洁美观、吊装及运输方便、保温性好、承载能力强、防雨淋、防腐蚀和环境适应范围广等优点。移动塔台系统由移动塔台方舱和运载底盘组成,其设计符合军用方舱通用规范,具有机动性能好、多种防护、内部环境舒适、寿命长等优点。通过以上两组实例,可知军用方舱在民航空管领域具有广阔的应用前景。

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