军用方舱综述.docx

1、军用方舱综述军用方舱综述用方舱综邵治良(空军第二研究所)一,概述方舱是一种军用的刚性矩形装载体,其容积是固定的或可扩展的,用于安装,运输及在其中操作各类军用设备,并为备提供环境保护,可以采用陆,海,空等多种运输工具运输.方舱做为一种装载工具,具有适用范围广,运输方式灵活,经济效益好等优点,在外军中已得到广泛应甩,在某些装备领域中,已成为主要灼装载形式,而且其应甩范围,仍在继续扩展中.在国内,为了解决厢式车辆装载体制带来的底盘积压损坏等问题通过70f:代的探索,酝酿,在认真分析外国经验的基础上,于8O年代韧,开始了我国方舱装载体制的研制及发展工作目前,方舱装载体制已得到各有关方面的重视和肯定,可

2、以予见,在未来十年中,方舱在我国必将得到长足的发展.方舱是在50年代初由美军首先研制发展的,目的是解决在侵朝战争中,军用地面电子设备在运输及使用中所遇到的问题.即采用散装件装载,运输过程中易丢失损坏,到达指定盘置,设备的组装调试要很长时问;临时构筑物帐捆或活动房屋等,不能提供良好的工作环境,影响设备的可靠性.早期方舱的探索主要有两个方面,即舱板的结构技术和方舱的结构形式.在舱板结构技术方面,为了减轻舱体质量,美军较早地采用了大板结构.先后发展了两种大板;牛皮纸蜂窝铝蒙皮大板(简称HC大板)与泡沫一梁一铝蒙皮大板(简称FB大板).由于蜂窝大板因潮气入侵造成脱层,并导致舱体强度大幅度下降的问题很难

3、解决,目前,较普遍地采甩FB型大板.在结构型式方面,美军首先发展了用于电子设备舶不可扩展式方舱,以后又发展了用于大型设备或系统的可扩展式方舱.所谓不可扩展式方舱,指方舱的运输容积与使用运输相同.可扩展式方舱则使用(展开后)容积大于运输容积,二者之比称为扩展比.在50年代末至6O年代期间,美军先后发展了几种轻型通甩电子设备方舱,如S一138,S一141,S-250,S一280等.图1是S一280方舱的外型图,该方舱是美军使甩数量最多的方舱之一.为了解决大型系统的装载问题,美各军兵种根据各自的需要,先后发展了各种类型的可扩展方舱,如美空军的S一514及S一515电子设备修理及备件方舱(扩展比为3:

4、2),美陆军发展的可折送型高可扩展方舱(扩展比7:1),美海军陆战队发展的可拆卸方舱,美海军发展12不可扩l晨式安垒孔图1蔓$280方舱外型图(单位英寸)+罩面可扩展式双面可扩展式黼她一一r髓图3用蜂窝板2.5同扩展方舱组成的具有60A床位的医院的可拼装方舱等等.这类方舱的出现,大大扩展了方舱的应用范围,它即可以装载单一的小设备,也可以用若干方舱组成一个任意容积的装载体,用于大型系统.图2是用可组装方舱组成的大型指挥控制中心.图3是由扩展比为2.5的蜂窝板方舱组成的具有60个床位的野战医院.图4是S一5】4方舱展开示意图.西欧各国从6O年代开始发展自己的方舱,并首先应用在军用电子设备上.通过实

5、际,方舱装载体制的优越性进一步为人们所认识和肯定.因此,在从6O年代末至8O年代初的装备更新中,方舱在西欧得到了更大的发展和广泛应用.如北约为了解决方舱运输的通用性,专门制定了北约方舱尺寸系列J西德则结合第二代军用越野汽车的研制及换装,专门研制了适用于二代车雕总质量为2t及5t的两个方舱系列.为了推动方舱的发展及保证产品质景,北约还专门制订了方舱的军用标准.目前,方舱已广泛用于指挥控制,电子,侦查,军械及装备维修,备件,医院,炊事,生活等各个领域.纵观近4O年代的方舱发展史,可以概括如下:50年代开始研制,6o年代发展壮大,7O年代横向发展,8O年代广泛应用.3图4S一514电子维修方舱展开示

6、意图(扩展比3:2)二,方舱的类别和型武目前对方舱还没有一个统一的分类规定.为了便于分析研究,本文根据作战使用要求,从以下三个方面对方舱进行分类;基本战术技术功能,装载功能,运输方式.41.按基本战术技术功能分类可以分为电子设备方舱,普通方舱和特殊用途方舱.军用l方舱f一电子设备一射频抑制(RMI)型方舱l-防核电磁脉冲(NEMP)-高级(密闭全空调)型普通方舱一I中级(空调或强制通风)L低级(强制或自然通风)特殊用途特殊要求型(防弹)方舱L专用方舱2.按装载功睡分类可以分为不可扩展式与可扩展式两大类.前者是目前使用数量最多的方舱,后者则为开拓方舱的使用范围,创造了良好条件.3.按运输方式分类

7、可分为IS0型和非IsO型两大类.ISO型方舱除必需采用ISO规定魄集装箱尺寸系列,接I:1型式外,并且要求方舱能够承受ISO规定的集装箱运输方式及承载要求,如堆码,海上摇摆等等,但并不要求方舱具有IsO规定的额定荷载.tiso型方舱,即不属于上述要求的方舱.目前,绝大多数的方舱,包括具有集装糟系列尺寸的方舱,均属于这一类.这类方舱可同时具备或部分具备以下的运输要求:卡车运输,船运,飞机运输,直升机吊运,叉车运输,机动轮运.三,方舱的可运输性方舱必须适应多种运输方式,因而可运输性就成为方舱必须具备的重要性能.方舱的可运输要求包括:方舱能适应各种通用运输工具的装载要求,并具备在远离基地或野战条件

8、下,变换运输模式的能力.图5Cl30运输机货舱最小通过截爆6运八货舱最小通过截面(实测值,tMILHDBK一368)51.方舱能适应各种运输工具的装救羹求为了达到这个目的,方舱的外型尺寸必需受到各种通用运输工具的约束,同时,舱体应能经受各种运输状态下的荷载.卡车运输是方舱最基本,最主要的运输方式,因此,方舱的长度及宽度常常取决于制式军用卡车的货台尺寸,总重量则取决于卡车的额定载重量.空运是方舱的重要运输方式.美军及西欧各国使用的典型运输机是C一230,其货舱的最小通过截面见图5.图6是实测的运八货舱的最小通过截面,它对装载物的最大外廓高度提出了约束.美S280方舱及北约规定的方胎尺寸质量系列见

9、表1.袁l型号长IllmS一280NATOINATOI37333810381ONATOI(1)2160NATOI(2)2340219421102110178O1886额定最太总质量kg29273OOO45001500需要指出的是,当前除一些大型方舱较普遍采用ISO的Ic集装箱尺寸(6058mm2438mIll2438ram)外,对中小型方舱还没有一个统一的尺寸和质量系列,美军没有,NATO有个标准(如上表),但德,法,意,英各国都有自己尺寸系列,各厂家均有不同尺寸的产品.出现这种情况的原因是:a.每个国家军甩运输汽车载重系列不同,货台尺寸不同,导致方胎的尺寸及重量难于做到国际标准化;b.方舱的

10、装载工具,因此在保证可运输前提下,首先要满足设备的要求,设备的需要(特别是在孔口的设置方面)是千差万别的,这也给方舱的国际标准化带柬困难.上述两点也是方舱与集装箱的重要区别.方舱的特点是一次使用性,即使是一台通用性很强的方舱,一旦装入某种设备,则在该设备的全寿命期间,方胎很少有可能再装其它设备.迄今为止,这也是未能实现方舱尺寸重量系列国际标准化的根率原因.除尺寸重量外,不同的运输工具还要求舱体能承受不同的荷载,有些荷载还是很苛刻的,例如铁路运输对方舱产生的瞬时冲击可能扁达40g.另外,运输方式不同,方舱的受力状态,受力点也不一样,因此方舱的舱体,部件,零件的设计就需要根据多工况的分析结果,按取

11、大的原则进行设计.2.方舱借助附属设备雌完成工作模式的转换方舱没有行走能力,要完成从驻地到运输或不同运输模式间的转换,必须借助外部设备或其它辅助装置.除大型装卸机械(如吊车,自装卸运输车,叉车)外,做为附属设备配属于方舱,有装卸调平机械以及机动轮等.装卸调平机械中最简单的是千斤顶,一般采用手动调平,也有采用液压自动调平的.对于可拼装方舱,采用了支柱下端带有滚轮的调平千斤顶,滚轮可在型材制造的轨道上移动,以解央两舱对接时,接缝的对准及压紧问题.另一种是在原地装卸方舱的装卸机构,它是一种带有支撑悬臂结构及大工作行程的千斤顶,用于从卡车上装卸方舱.操作方式有液压,电动,手动多种方式,以手动为主,西德

12、Haac.n公司生产静升降机构,包括4个容量级别,形成从2.52Ot的一个系列(见表2).表2装卸机构一般采用快速装卡件与方舱连接,不用时卸下,以减少运输体积.也有些设备为了装卸方便,将装卸机拘固定在方舱上.还有一种带行走轮的装卸机构,它是在装卸机构的下部装上轮子(充气的或铁轮子),它除用于装卸方舱外,还可利用轮子调整方舱的位置.这类机构由于承载条件比较恶劣,因而结构的自重较大.机动轮运输是方舱的重要运输方式之一.方舱安装机动轮后,类似拖车,对于小型设备,将很方便的组成一牵一拖的机动组台.机动轮由独立的前后桥组成,除具备地面行驶所需各种装置(转向,悬挂,信号,刹车等机构)外,还装有升降机构,可

13、将方舱从地面举至行驶高度.机动轮在不使用时,前后桥对装在一起,便于贮存.机动轮的悬挂装置以空气弹簧使用较多,也有用油气悬挂或叶片弹簧的,升降机构大部分采用手动液压.由于机动轮具有升降方舱及越野功能,可以独立完成陆一空运输的转换,因此,除小型方舱外,一些大型方舱也经常采用.四,舱体结构和评价指标舱体结构与方舱的可靠性,寿命,费用有直接关系.从降低全寿命费用考虑,对于不同的设备,应采用不同结构的方舱,以提高效费比.目前,国内外市场可供应的不同结构的方舱及典型产品见图表.从使用角度看,评价舱体进性的技术指标有三:衙重比,单位容积重最,空间利用系数.结构典型产品一_型钢骨架,钢板或胶台法CadreJV

14、C及西德MAN/Do11方舱骨架J板蒙皮i式i一型钢骨架,铝蒙皮瑞典PST0/R及我国F.4方舱Il_铝型材骨架,铝蒙皮法CadreJVB方舱!蜂f大窝一牛皮纸芯,铝蒙皮美Gichner医疗方舱方l板lI板一I舱l玻璃钢蒙皮,泡沫芯IJ泡I比BaetenPB7601方舱式j(型材框架)一IlI沫L铝梁,铝蒙皮,泡沫芯美Graig$280方舱IL板卜无粱,泡沫芯,铝蒙皮焚马可尼方舱一钢框架,铝蒙皮大板我国红7方舱荷重比的定义是方舱额定荷载与自重之比.由于方舱的结构型式不一,荷重比的差别很大,低的如法国GIAT公司生产的GadreJVA方舱(法军用于二,三线机动机械及电子设备维修用),荷重比只有1

15、.5,自重2000kg,重量5000kg.高的达到6以上,如英马可尼生产的NATOI型方舱.一般说,大板方舱的荷重比要高于骨架式,但数值很离散,国外五家方舱厂生产的粱-泡芯大板式电子设备方舱的荷重比统计值见表3.裹3厂家CraigGich11erPiagioZeppe1inMarc0ni国别美国美国意大利西德英国荷重比平均值3.773.315.676.3兰2.5J0.8一2I1.051?88j1?211.97I单位容积重量是指方舱所提供的单位容积所需要的舱体重量,该指标首先在美军标MITSTD一907”可扩展式及不可扩展式方舱工程设计准则”中舱以体外表面单位面积舱壁重量的形式规定的.我们按方舱内表面面积做了统计,结果觅表4.80l每