汪曉軍 ，任平 *，崔樹林 ，趙麗麗

（1. 北京機械設備研究所，北京 100854；2. 海裝駐北京地區(qū)第二軍事代表室，北京 100854）

0 引言

目前艦載導彈支援裝備體系中，運輸車只具備筒彈轉運功能，且一般只適用于單一型號筒彈。現(xiàn)階段艦載垂直發(fā)射系統(tǒng)一般同時裝載多種型號筒彈，傳統(tǒng)運輸車只能進行單一接口筒彈運輸，已經(jīng)無法滿足武器系統(tǒng)快速補給的需求。

我國艦載垂直發(fā)射系統(tǒng)的筒彈裝艦工作一般由吊車、對接裝填機等設備完成，碼頭吊車先將筒彈由運輸車水平吊裝上艦，筒彈上支腳與對接裝填機的導軌對接鎖定，然后使用對接裝填機起豎筒彈，由水平轉為垂直狀態(tài)，對準發(fā)射架導軌位置，抓彈鉤下放將筒彈裝入通用垂直發(fā)射架中，裝填過程所需設備較多，時間較長［1-3］。

國外的艦載垂直發(fā)射系統(tǒng)的筒彈裝填方式一般分為2 種：①采用雙起重機輔助起豎，由2 臺起重機在空中完成筒彈水平和垂直姿態(tài)的轉換，此方法操作復雜、水平和垂直狀態(tài)的轉換時間長，操作過程安全風險較大；②采用專門的裝填裝置，先使用碼頭吊車將筒彈吊裝至起豎裝置上，再由艦上專用起重機配合完成筒彈水平和垂直姿態(tài)轉換，操作流程比較復雜，時間較長；并且艦上布置的專用裝填設備占用了艦面和彈庫內的更多空間，造成貯彈密度低、系統(tǒng)復雜、質量大、對平臺要求高、維護工作多等缺點［4-9］。

本文旨在研究一種在運輸車上集成筒彈水平、垂直姿態(tài)轉換的技術和方法，突破筒彈在艦面裝填方式的限制，解決筒彈裝艦過程中吊裝流程繁瑣的問題，實現(xiàn)在運輸車上直接起豎筒彈的功能，縮短筒彈裝艦時間。

1 總體思路

針對目前海通系列艦載導彈產(chǎn)品的轉運，裝艦過程中導彈的水平轉垂直吊裝等使用環(huán)節(jié)的實際要求，以通用化和系統(tǒng)分系統(tǒng)集成化為設計理念開展多功能集成化運輸轉載設備研究，通過運輸功能與輔助起豎功能進行一體化設計，不僅能夠實現(xiàn)兼容海通系列筒彈運輸轉載，也可以在起吊設備的配合下，完成海通系列筒彈水平和垂直狀態(tài)的快速轉換。同時也兼容包裝箱狀態(tài)導彈的運輸，在提升武器系統(tǒng)筒彈裝填效率的同時減少武器系統(tǒng)對產(chǎn)品保障和維護的資源投入。

2 技術方案

2.1 組成及工作原理

多功能導彈運輸車主要由底盤、滑動小車、架體鎖定機構、停放架、筒彈支撐架等組成。

多功能導彈運輸車有兩種狀態(tài)：①停放架運輸狀態(tài)，通過停放架裝載導彈，可以同時滿足筒彈的單發(fā)或多發(fā)運輸；②滑動小車狀態(tài)，滑動小車是一種輔助轉動裝置，其上設置回轉軸承，筒彈通過滑動小車和筒彈支撐架進行裝載，不僅能滿足筒彈的短距離轉運，而且在起重機的配合下，可以實現(xiàn)筒彈水平與垂直狀態(tài)的姿態(tài)轉換。

運輸車的兩種狀態(tài)均可以有效固定筒彈：①停放架狀態(tài)安裝有鋼絲繩減震器，適合長途轉運筒彈；②滑動小車狀態(tài)無鋼絲繩減震器，適用于筒彈需要姿態(tài)轉換時的轉運，主要是彈庫到碼頭的筒彈運輸。

多功能導彈運輸車也可運輸包裝箱狀態(tài)的導彈，在停放架狀態(tài)時，可以將停放架卸下，導彈包裝箱直接與架體鎖定機構連接，完成轉運；雙箱運輸時，左右并排放置；單箱運輸時，可放置在中間架位，防止偏載。

在滑動小車狀態(tài)時，在吊車的配合下，可實現(xiàn)筒彈起豎功能，進而實現(xiàn)筒彈裝填。在碼頭艦載垂直發(fā)射系統(tǒng)裝填時，可由一臺吊車配合，由多功能導彈運輸車裝載不同型號筒彈順序進入裝填位置，完成整個發(fā)射系統(tǒng)的筒彈裝填。

運輸車與發(fā)射架（艦船）平行停放，吊車停放在運輸車后方，與其垂直，起重機靠近艦船方向，停放示意圖見圖1。

圖1 運輸車、吊車停放示意圖Fig. 1 Schematic diagram of parking of transport vehicle and crane

在筒彈起豎過程中，吊裝操作手首先需將吊鉤置于筒彈前端的正上方，與垂直吊具連接，操作手控制吊鉤上升，最終使筒彈達到垂直狀態(tài)，筒彈起豎示意圖見圖2。

圖2 筒彈起豎示意圖Fig. 2 Schematic diagram of the missile-in-container erection

2.2 運輸通用性的實現(xiàn)

停放架運輸狀態(tài)時，停放架裝載導彈通過架體鎖定機構與底盤固定連接，底盤上設有縱向導軌，架體鎖定機構可在導軌上前后滑動，車廂地板上配置對應的安裝固定孔，可適應多種型號不同的跨距停放架，滿足不同型號導彈的轉運需求，實現(xiàn)通用。架體鎖定機構采用模塊化設計，可安裝鋼絲繩減震器，為導彈長途轉運提供良好的運輸環(huán)境。停放架運輸狀態(tài)示意圖如圖3 所示。

圖3 停放架運輸狀態(tài)示意圖Fig. 3 Schematic diagram of the transportation status of the parking rack

2.3 集成起豎功能的實現(xiàn)

運輸車集成起豎功能的實現(xiàn)，要從停放架運輸狀態(tài)切換到滑動小車運輸狀態(tài)。該工作可在技術準確期間提前完成，轉換時需要先把架體鎖定機構與車廂地板間的固定螺栓取下，將架體鎖定機構沿導軌卸下，然后在導軌上安裝滑動小車和筒彈支撐架，并通過固定銷與底盤連接鎖定，起豎筒彈時滑動小車可在導軌上滑動調整位置，進而滿足起豎筒彈的需要。整個狀態(tài)切換過程用時不超過30 min。

車廂地板上配置不同間距的固定銷安裝位置，用于鎖定滑動小車和筒彈支撐架，可適應多種型號不同跨距的導彈支撐接口，滿足不同型號導彈的轉運、起豎需求，實現(xiàn)通用?；瑒有≤嚑顟B(tài)運輸車示意圖如圖4 所示。

圖4 滑動小車運輸狀態(tài)示意圖Fig. 4 Schematic diagram of the transportation status of the sliding trolley

滑動小車結構示意圖見圖5，工作時，滑動小車通過固定銷固定在車廂內，筒彈水平狀態(tài)下，尾部固定在上支撐架上，其中U 型托架負責支撐和限位筒彈尾部，鎖彈機構負責鎖定筒彈尾部支腳，筒彈中部和前部支腳支撐鎖定在筒彈支撐架上。

圖5 滑動小車結構示意圖Fig. 5 Schematic diagram of the structure of the sliding trolley

筒彈前端安裝垂直吊具，并與起重機連接。在筒彈起豎前，將滑動小車、筒彈支撐架和底盤導軌解鎖，筒彈與筒彈支撐架解鎖，此時滑動小車和筒彈支撐架均可在導軌上滑動。通過操作起重機使筒彈頭部逐漸抬升，隨著起豎角度的變化，滑動小車在導軌上作適應性滑動，其上支撐架也隨筒彈抬升，并以上支撐架和下支撐架連接的銷軸為圓心作逆時針旋轉，直至筒彈由水平變?yōu)榇怪睜顟B(tài)，此時上支撐架剛好旋轉90°。

筒彈回平過程為起豎的逆過程，筒彈垂直狀態(tài)下，筒彈尾部放入U 型托架位置，并操作鎖彈機構鎖定筒彈支腳，操作起重機使筒彈頭部逐漸放下，直至筒彈由垂直變?yōu)樗綘顟B(tài)，滑動小車也隨之沿導軌滑動至水平裝載位置，此時上支撐架剛好順時針旋轉90°。

筒彈姿態(tài)轉換的過程中，回轉機構也可以橫向旋轉一定角度，消除由于起重機操作產(chǎn)生的側向力。

使用該方式進行導彈的起豎并裝入發(fā)射架，單枚用時約12～15 min；與現(xiàn)有裝填方式相比，效率提升33%左右。

3 仿真校驗

多功能導彈運輸車在傳統(tǒng)運輸?shù)墓δ軐崿F(xiàn)方面比較成熟，其設計的關鍵是要確保起豎結構在工作過程中的強度和剛度滿足要求，因此需對滑動小車和筒彈支撐架進行仿真校驗，以艦載垂直發(fā)射系統(tǒng)裝載的最大筒彈重量為基準進行計算。

筒彈水平狀態(tài)，滑動小車和筒彈支撐架共同承載筒彈，使用ANSYS 軟件進行仿真，對其在滿載情況下進行受力分析。在滑動小車和筒彈支撐架受力處各施加500 00N（約2 倍過載）向下的力?；瑒有≤嚭屯矎椫渭芩貌牧蠟殇摬腝345，屈服極限為345 MPa［10］，經(jīng)仿真，最大應力出現(xiàn)在滑動小車上支撐架位置，其應力云圖如圖6 所示，最大應力為235 MPa，小于材料的屈服強度，滿足使用需求。

圖6 滑動小車水平承載應力圖Fig. 6 Horizontal load-bearing stress diagram of sliding trolley

筒彈起豎過程，由于速度較低，可按靜載情況進行簡化計算。當筒彈處于90°時，理論上筒彈的全部重量由起重機承受，但是存在吊繩松動或其他情況導致筒彈全部重量由滑動小車承受的情況。針對此最惡劣情況進行了受力分析，并加載2 倍過載，應力云圖如圖7 所示，滑動小車最大應力為337 MPa，小于材料的屈服強度，滿足使用需求。

圖7 滑動小車起豎工況應力圖Fig. 7 Stress diagram of sliding trolley erecting condition

4 結束語

本文主要提出了一種多功能海軍導彈運輸車的技術方案，在以前單一功能運輸車的基礎上進行了優(yōu)化提升，實現(xiàn)了通用化運輸能力和筒彈水平、垂直姿態(tài)轉換的能力，達到了多型號通用和多功能集成的目的，使得艦載導彈轉運、裝艦的流程得以簡化，提升了裝備的使用效能。由此可見，集成共用、結構功能一體化是傳統(tǒng)裝備今后的重要發(fā)展方向。