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彈道導(dǎo)彈發(fā)射車結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計、試驗驗證技術(shù) 本書簡要介紹了彈道導(dǎo)彈武器的主要組成和原理,綜述了彈道導(dǎo)彈發(fā)射車(設(shè)備)的發(fā)展歷史以及國內(nèi)外主要彈道導(dǎo)彈發(fā)射車的現(xiàn)狀,詳細(xì)介紹了各種發(fā)射方式發(fā)射車的組成、功能和工作原理,闡述了發(fā)射車可行性論證.總體方案設(shè)計.底盤方案設(shè)計.發(fā)射裝置方案設(shè)計、電氣總體方案設(shè)計、液壓系統(tǒng)方案設(shè)計、車控系統(tǒng)方案設(shè)計、供配電系統(tǒng)方案設(shè)計.調(diào)溫系統(tǒng)方案設(shè)計的最新理論和技術(shù)方案,最后介紹了當(dāng)今導(dǎo)彈發(fā)射車設(shè)計中的常用仿真試驗方法和主要試驗驗證項目。 本書內(nèi)容全面,資料豐富,實用性強(qiáng),并總結(jié)了公開發(fā)表的國內(nèi)外先進(jìn)學(xué)術(shù)和技術(shù)成果,可作為彈道導(dǎo)彈武器總體和發(fā)射技術(shù)研究人員、裝備設(shè)計人員和部隊裝備管理人員、基層官兵的參考資料,也可供其他武器發(fā)射技術(shù)人員借鑒參考。 前言
進(jìn)入21世紀(jì)以來,先進(jìn)電子與計算機(jī)技術(shù)、新材料技術(shù)和先進(jìn)仿真技術(shù)等在各行各業(yè)得到廣泛應(yīng)用,中國航天科技水平也因此得到迅速提高。同時,面臨著西方大國嚴(yán)峻的安全威脅和臺海形勢的劇烈變化,我國采取了經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國防建設(shè)并重的政策,大量先進(jìn)導(dǎo)彈武器型號立項研制,多種新型導(dǎo)彈武器在國慶閱兵、紀(jì)念中國人民抗日戰(zhàn)爭暨世界反法西斯戰(zhàn)爭勝利70周年閱兵等重大活動中震撼登場亮相,展示了國威軍威,增強(qiáng)了中國人民的民族自豪感和凝聚力。各種先進(jìn)彈道導(dǎo)彈的技術(shù)水平和裝備數(shù)量從一個側(cè)面反映出了國家的科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平和綜合國力。 彈道導(dǎo)彈發(fā)射車是彈道導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的重要組成部分,是最重要的作戰(zhàn)裝備之一,直接影響武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能和生存能力。彈道導(dǎo)彈發(fā)射車技術(shù)是研究導(dǎo)彈貯存、運輸、發(fā)射方法及產(chǎn)品設(shè)計、制造的綜合性專業(yè)技術(shù),其研究內(nèi)容包括發(fā)射車方案設(shè)計與產(chǎn)品工程技術(shù)設(shè)計技術(shù)(發(fā)射流程規(guī)劃、技術(shù)設(shè)計、導(dǎo)彈內(nèi)彈道運動規(guī)律與流場仿真、發(fā)射動力學(xué)分析等)、發(fā)射測試(導(dǎo)彈測試、狀態(tài)監(jiān)測)試驗技術(shù),涉及的專業(yè)包括定位定向、特種車輛、供配電、隱身防護(hù)、運輸轉(zhuǎn)載和作戰(zhàn)運籌等,以及與此相關(guān)的機(jī)、電、液、氣、材料、仿真、制造工藝等專業(yè)技術(shù),其所對應(yīng)的最終成果是交付部隊的導(dǎo)彈發(fā)射車裝備。 隨著大量新型導(dǎo)彈武器裝備交付部隊形成戰(zhàn)斗力,部隊官兵不滿足于本崗位知識和技能,還想學(xué)習(xí)更多彈道導(dǎo)彈發(fā)射裝備的技術(shù)原理和設(shè)計方法。本書的初衷之一是幫助部隊指戰(zhàn)員全面掌握彈道導(dǎo)彈發(fā)射車的基本構(gòu)造和原理,以利于部隊用好裝備、提升戰(zhàn)斗力。軍隊裝備主管部門、研究院所相關(guān)人員可通過本書了解掌握導(dǎo)彈發(fā)射裝備的組成、研制規(guī)律與有關(guān)技術(shù)方法,進(jìn)一步提高裝備規(guī)劃水平和軍地溝通的效率。本書對導(dǎo)彈系統(tǒng)武器總體、導(dǎo)彈地面設(shè)備分系統(tǒng)研制單位也有較強(qiáng)的參考作用,尤其對參加導(dǎo)彈發(fā)射車研制的工程技術(shù)人員和管理人員具有直接參考作用。 本書第1章首先簡要介紹彈道導(dǎo)彈武器系統(tǒng)和導(dǎo)彈的組成和原理,為后續(xù)章節(jié)的介紹做基本知識鋪墊,然后結(jié)合大量圖片介紹彈道導(dǎo)彈發(fā)射車的發(fā)展歷史,從德國的V2導(dǎo)彈發(fā)射裝置到蘇聯(lián)(俄羅斯)的各種彈道導(dǎo)彈發(fā)射車,以及美國、中國、印度、朝鮮等國家的彈道導(dǎo)彈發(fā)射車,通過本章介紹,讀者可對彈道導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的概念和導(dǎo)彈發(fā)射車的發(fā)展歷史有一個基本的了解。第2章介紹導(dǎo)彈發(fā)射車的分類、功能,各種類型導(dǎo)彈發(fā)射車的工作原理和組成,并簡要介紹電磁發(fā)射、共架發(fā)射等新型發(fā)射技術(shù)及原理。第3章介紹導(dǎo)彈發(fā)射車研制第一階段的工作依據(jù)、任務(wù)與目標(biāo)、主要技術(shù)工作內(nèi)容以及完成標(biāo)志。第4章首先簡要介紹彈道導(dǎo)彈發(fā)射車方案設(shè)計階段的設(shè)計依據(jù)、任務(wù)與目標(biāo)、設(shè)計原則、設(shè)計程序、完成標(biāo)志,然后詳細(xì)介紹導(dǎo)彈發(fā)射車的組成、功能要求、主要技術(shù)指標(biāo)要求、發(fā)射方式選擇、戰(zhàn)位安排、使用流程、導(dǎo)彈裝填方案、設(shè)備配套、總重量估算、總體布置及尺寸選擇和主要的計算等。第5章在介紹設(shè)計技術(shù)要求的基礎(chǔ)上,按機(jī)械傳動底盤和混合動力傳動底盤兩種技術(shù)路線詳細(xì)介紹底盤分系統(tǒng)的組成、原理、設(shè)計方案和有關(guān)的計算。第6章在介紹設(shè)計技術(shù)要求的基礎(chǔ)上,詳細(xì)介紹發(fā)射裝置總體結(jié)構(gòu)方案、載荷及內(nèi)力計算、發(fā)射箱(筒)方案設(shè)計、適配器方案設(shè)計、筒車接口方案設(shè)計、彈射動力裝置方案設(shè)計和機(jī)構(gòu)方案設(shè)計。第7章介紹發(fā)射車電氣系統(tǒng)基本要求、設(shè)備組成、信息交互關(guān)系、供電體制設(shè)計、電氣接口設(shè)計、電纜網(wǎng)設(shè)計、車顯終端設(shè)計以及故障診斷總體方案設(shè)計。第8章在介紹液壓系統(tǒng)特點、設(shè)計流程和基本要求的基礎(chǔ)上,詳細(xì)介紹其主要工況、液壓原理圖和回路設(shè)計、液壓元件選型設(shè)計和通用質(zhì)量特性設(shè)計方法。第9章在介紹設(shè)計技術(shù)要求的基礎(chǔ)上,詳細(xì)介紹車控總體方案設(shè)計、電氣接口設(shè)計、車控組合設(shè)計方案、傳感器設(shè)計與選型、硬件與軟件設(shè)計、通用質(zhì)量特性設(shè)計等。第10章在介紹設(shè)計技術(shù)要求的基礎(chǔ)上,詳細(xì)介紹供配電總體方案設(shè)計(包括供配電需求分析、供電體制、一次電源選型、二次電源配置方案、配電方案選擇)、組合與單機(jī)詳細(xì)方案設(shè)計和通用質(zhì)量特性設(shè)計。第11章在介紹設(shè)計技術(shù)要求的基礎(chǔ)上,詳細(xì)介紹調(diào)溫系統(tǒng)總體方案設(shè)計(包括冷熱負(fù)荷計算、制冷方案設(shè)計、加熱方案設(shè)計、送風(fēng)方式設(shè)計)、主要部件設(shè)計及選型、結(jié)構(gòu)布局設(shè)計、控制方案設(shè)計、接口設(shè)計和通用質(zhì)量特性設(shè)計。第12章在介紹設(shè)計技術(shù)要求的基礎(chǔ)上,介紹發(fā)射車隱身偽裝設(shè)計方案(包括內(nèi)在式結(jié)構(gòu)隱身設(shè)計、外在式偽裝器材設(shè)計、外形民車化變形偽裝設(shè)計)。第13章按仿真試驗與實物樣機(jī)試驗兩大類介紹發(fā)射車研制過程中的驗證試驗方法與有關(guān)技術(shù),重點介紹仿真驗證項目和方法。 北京機(jī)械設(shè)備研究所是我國航天領(lǐng)域?qū)棸l(fā)射發(fā)控與地艦面系統(tǒng)和裝備專業(yè)研究所。本書的作者是北京機(jī)械設(shè)備研究所的一線科研工作者,長期從事彈道導(dǎo)彈發(fā)射系統(tǒng)設(shè)計與技術(shù)研發(fā)。其中,鄭旺輝對本書進(jìn)行了總體策劃和全書合稿,并撰寫了第1、2、3、4、5、6、12、13章;伍少雄撰寫了第7章和2.4.8節(jié)、2.4.9節(jié);冀弘帥撰寫了第8章和第13章中液壓仿真方法相關(guān)內(nèi)容;陳治國撰寫了第9章和第2.5.3節(jié)、2.5.4節(jié)和2.6.2.6節(jié);於彤撰寫了第10章和第2.4.10節(jié);鄒冰撰寫了第11章、2.4.11節(jié)和第13章中高溫仿真方法相關(guān)內(nèi)容。 本書介紹了新型彈道導(dǎo)彈發(fā)射車研究的大量新技術(shù)、新成果,其中既有作者的技術(shù)總結(jié),也引用了有關(guān)書籍和論文文獻(xiàn)(含本單位自培研究生李金平、班峙等的論文),在此謹(jǐn)向文獻(xiàn)的作者表示衷心感謝。本書得到了航天科工出版基金和衡陽泰豪通信車輛有限公司的支持,編寫過程中得到了北京機(jī)械設(shè)備研究所有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和同事的大力支持,在此一并表示感謝。 由于作者水平有限,書中難免存在一些不妥和錯漏之處,敬請諒解和批評指正。 編者 目錄
1.1導(dǎo)彈武器系統(tǒng)的功能與組成1 1.2彈道導(dǎo)彈1 1.2.1工作原理2 1.2.2固體發(fā)動機(jī)4 1.2.3彈頭6 1.2.4飛行控制系統(tǒng)6 1.2.5測發(fā)控系統(tǒng)8 1.3彈道導(dǎo)彈發(fā)射車的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀9 1.3.1導(dǎo)彈發(fā)射車的起源10 1.3.2國外彈道導(dǎo)彈發(fā)射車的歷史與現(xiàn)狀11 1.3.3中國彈道導(dǎo)彈發(fā)射車32 參考文獻(xiàn)42 2.1發(fā)射車的分類43 2.2發(fā)射車的功能43 2.3發(fā)射車的工作原理43 2.4垂直裸彈發(fā)射車44 2.4.1車總體概述44 2.4.2底盤46 2.4.3起豎臂77 2.4.4發(fā)射臺79 2.4.5車體調(diào)平系統(tǒng)82 2.4.6導(dǎo)彈起豎系統(tǒng)102 2.4.7瞄準(zhǔn)系統(tǒng)112 2.4.8定位定向系統(tǒng)123 2.4.9測發(fā)控系統(tǒng)126 2.4.10供配電系統(tǒng)127 2.4.11調(diào)溫系統(tǒng)181 2.4.12發(fā)射車艙體194 2.5箱(筒)式發(fā)射車198 2.5.1發(fā)射箱(筒)198 2.5.2方位回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)219 2.5.3液壓伺服控制系統(tǒng)220 2.5.4電機(jī)伺服控制系統(tǒng)222 2.6筒式垂直冷發(fā)射導(dǎo)彈發(fā)射車225 2.6.1半掛式垂直冷發(fā)射導(dǎo)彈發(fā)射車226 2.6.2自行式垂直冷發(fā)射導(dǎo)彈發(fā)射車244 2.7導(dǎo)彈發(fā)射車的偽裝防護(hù)技術(shù)267 2.7.1面臨的偵察環(huán)境267 2.7.2發(fā)射車偽裝270 2.8新型發(fā)射技術(shù)283 2.8.1電磁發(fā)射技術(shù)283 2.8.2共架發(fā)射技術(shù)290 2.8.3無人戰(zhàn)車技術(shù)292 參考文獻(xiàn)294 3.1工作依據(jù)296 3.2任務(wù)與目標(biāo)296 3.3主要技術(shù)工作內(nèi)容297 3.4完成標(biāo)志299 第4章總體方案設(shè)計300 4.1設(shè)計依據(jù)300 4.2任務(wù)與目標(biāo)300 4.3設(shè)計原則301 4.4設(shè)計程序301 4.5完成標(biāo)志303 4.6詳細(xì)方法303 4.6.1確定總體性能指標(biāo)或功能要求303 4.6.2發(fā)射車總體方案設(shè)計307 4.6.3總體方案設(shè)計中的基本計算項目340 參考文獻(xiàn)364 5.1設(shè)計技術(shù)要求365 5.2機(jī)械傳動底盤方案設(shè)計365 5.2.1總體方案365 5.2.2分系統(tǒng)方案367 5.3混合動力傳動底盤方案373 5.3.1總體方案373 5.3.2分系統(tǒng)方案378 第6章發(fā)射裝置方案設(shè)計382 6.1設(shè)計技術(shù)要求382 6.2總體結(jié)構(gòu)方案382 6.3載荷及內(nèi)力計算382 6.4發(fā)射箱方案設(shè)計386 6.5發(fā)射筒方案設(shè)計387 6.6適配器方案設(shè)計398 6.7筒車接口方案設(shè)計399 6.8彈射動力裝置方案設(shè)計400 6.9機(jī)構(gòu)方案設(shè)計402 參考文獻(xiàn)403 7.1基本要求404 7.2電氣設(shè)備的功能和組成404 7.3信息交互關(guān)系設(shè)計405 7.3.1總線拓?fù)涞慕Y(jié)構(gòu)405 7.3.2CAN總線簡介405 7.3.3以太網(wǎng)簡介406 7.3.4EPA總線簡介407 7.3.5FlexRay簡介408 7.3.6CANFD簡介409 7.3.71553B總線簡介410 7.3.8CAN總線設(shè)計方案410 7.4供電體制設(shè)計414 7.4.1母線供電414 7.4.2智能化配電416 7.4.3供電時序416 7.4.4其他供電要求416 7.5電氣接口設(shè)計416 7.5.1外部接口設(shè)計416 7.5.2內(nèi)部接口設(shè)計417 7.5.3電連接器選用417 7.6電纜網(wǎng)設(shè)計417 7.7車顯終端設(shè)計418 7.7.1功能418 7.7.2組成418 7.7.3性能指標(biāo)418 7.7.4硬件方案示例418 7.7.5車顯終端軟件設(shè)計421 7.8故障診斷總體方案設(shè)計422 第8章液壓系統(tǒng)方案設(shè)計425 8.1概述425 8.2液壓系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)要求426 8.3工況分析427 8.4液壓原理圖設(shè)計427 8.4.1一般要求427 8.4.2油源回路設(shè)計428 8.4.3升車回路設(shè)計430 8.4.4起豎回路設(shè)計431 8.4.5其他回路設(shè)計432 8.5液壓系統(tǒng)元件設(shè)計、選型與參數(shù)計算435 8.5.1執(zhí)行元件設(shè)計與選型435 8.5.2動力元件選型438 8.5.3控制元件選型440 8.5.4監(jiān)控元件選型442 8.5.5集成油路塊設(shè)計442 8.5.6輔助元件(過濾、冷卻、管路、管路連接器等)選型設(shè)計443 8.6通用質(zhì)量特性設(shè)計448 8.6.1可靠性設(shè)計448 8.6.2維修性設(shè)計450 8.6.3安全性設(shè)計451 8.6.4產(chǎn)品特性分類分析451 參考文獻(xiàn)452 9.1設(shè)計技術(shù)要求453 9.1.1功能453 9.1.2性能指標(biāo)要求453 9.1.3結(jié)構(gòu)性能及接口要求453 9.1.4電氣性能及接口要求454 9.1.5軟件設(shè)計要求454 9.1.6七性要求454 9.1.7人機(jī)界面要求454 9.2總體方案設(shè)計454 9.2.1工作流程454 9.2.2控制算法454 9.2.3控制體系選擇457 9.3電氣接口設(shè)計460 9.3.1外部電氣接口設(shè)計460 9.3.2內(nèi)部接口設(shè)計461 9.4車控組合設(shè)計方案462 9.4.1車控計算機(jī)(集中式控制)462 9.4.2控制組合(分布式控制)467 9.4.3機(jī)構(gòu)控制盒(分布式控制)473 9.4.4車控執(zhí)行組合設(shè)計(集中式控制)476 9.5傳感器設(shè)計與選型478 9.5.1功能478 9.5.2組成478 9.5.3傳感器選型基本要求479 9.5.4傳感器選型詳細(xì)設(shè)計479 9.6結(jié)構(gòu)設(shè)計481 9.6.1一般要求481 9.6.2詳細(xì)設(shè)計481 9.7車控系統(tǒng)軟件482 9.7.1功能482 9.7.2性能482 9.7.3軟件運行482 9.7.4軟件開發(fā)482 9.7.5方案設(shè)計483 9.7.6車控網(wǎng)關(guān)軟件484 9.7.7通用控制單元軟件485 9.8車控系統(tǒng)通用質(zhì)量特性設(shè)計486 9.8.1可靠性設(shè)計486 9.8.2維修性設(shè)計486 9.8.3測試性設(shè)計487 9.8.4保障性設(shè)計487 9.8.5電磁兼容性設(shè)計487 9.8.6安全性設(shè)計488 9.8.7環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計489 第10章供配電系統(tǒng)方案設(shè)計490 10.1設(shè)計技術(shù)要求490 10.2總體方案設(shè)計491 10.2.1供配電需求分析491 10.2.2選擇供電體制492 10.2.3一次電源選型492 10.2.4二次電源配置方案493 10.2.5配電方案選擇493 10.2.6可靠供配電方案設(shè)計493 10.3組合與單機(jī)詳細(xì)方案設(shè)計495 10.3.1柴油發(fā)電機(jī)組495 10.3.2取力發(fā)電機(jī)組498 10.3.3AC/DC電源499 10.3.4DC/DC電源503 10.3.5配電設(shè)備505 10.3.6蓄電池組506 10.4通用質(zhì)量特性設(shè)計508 參考文獻(xiàn)513 第11章調(diào)溫系統(tǒng)設(shè)計514 11.1設(shè)計技術(shù)要求514 11.1.1調(diào)溫對象及溫度、濕度要求514 11.1.2待機(jī)要求514 11.1.3結(jié)構(gòu)性能及接口要求514 11.1.4電氣性能及接口要求514 11.1.5調(diào)溫控制組合設(shè)計要求514 11.1.6狀態(tài)監(jiān)測與記錄要求514 11.1.7七性要求515 11.1.8使用環(huán)境適應(yīng)性要求515 11.2總體方案設(shè)計515 11.2.1冷熱負(fù)荷計算515 11.2.2制冷方案設(shè)計517 11.2.3加熱方案設(shè)計518 11.2.4送風(fēng)方式設(shè)計518 11.3主要部件設(shè)計及選型519 11.3.1兩器(冷凝器、蒸發(fā)器)選型設(shè)計519 11.3.2壓縮機(jī)選型設(shè)計524 11.3.3風(fēng)機(jī)選型525 11.3.4膨脹閥選型525 11.3.5貯液器選型526 11.3.6制冷裝置輔件選型526 11.3.7加熱器選型527 11.4結(jié)構(gòu)布局529 11.4.1主要設(shè)備布置529 11.4.2傳感器選型與布置530 11.5調(diào)溫控制532 11.5.1調(diào)溫系統(tǒng)控制需求分析532 11.5.2調(diào)溫控制方案設(shè)計533 11.6接口設(shè)計535 11.6.1機(jī)械接口535 11.6.2電氣接口536 11.7通用質(zhì)量特性設(shè)計536 11.7.1可靠性設(shè)計536 11.7.2維修性設(shè)計537 11.7.3測試性設(shè)計538 11.7.4安全性設(shè)計538 11.7.5保障性設(shè)計538 11.7.6電磁兼容性設(shè)計538 參考文獻(xiàn)540 12.1技術(shù)要求分析541 12.2總體方案設(shè)計541 12.2.1內(nèi)在式結(jié)構(gòu)隱身設(shè)計541 12.2.2外在式偽裝器材設(shè)計543 12.2.3外形民車化變形偽裝方案544 第13章驗證試驗方法與技術(shù)545 13.1仿真試驗545 13.1.1仿真項目與方法545 13.1.2導(dǎo)彈發(fā)射過程有關(guān)運動(動力)學(xué)仿真545 13.1.3發(fā)射車行駛動力學(xué)仿真552 13.1.4液壓系統(tǒng)仿真565 13.1.5起豎系統(tǒng)多學(xué)科仿真566 13.1.6彈射內(nèi)彈道、發(fā)射流場仿真572 13.1.7極限環(huán)境保調(diào)溫性能仿真583 13.2實物樣機(jī)試驗589 13.2.1燃?xì)獍l(fā)生器點火(空放)試驗590 13.2.2縮比彈射試驗590 13.2.31∶1發(fā)射車模型彈彈射試驗591 參考文獻(xiàn)593
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