低空預警探測車結構設計

彭五四 張媛

【摘要】隨著國家對低空領域的開放，監(jiān)管部門將開展低空領域預警探測的部署工作。目前低空領域預警探測有兩種模式：固定站和機動車載站。本文主要針對機動車載站來進行討論，并結合具體項目討論了機動車載站的結構設計。

【關鍵詞】低空領域；預警探測；機動車載站；結構設計

1.引言

隨著社會經濟的快速發(fā)展，私人飛機和體育娛樂賽事中的直升機駕駛需求量較大。目前，國家正在試點對部分區(qū)域進行低空開放。但是，按照現有的城市管理水平和設施來說，開放低空飛行還面臨不少困難，其中做好低空飛行預警以及保障飛行安全是首要的技術瓶頸[1]。為應對以上問題，相關監(jiān)管部門將逐步展開低空預警探測的部署工作，市場對低空預警探測產品的需求也日益強烈。低空預警探測雷達和光電監(jiān)視跟蹤系統是低空預警探測系統的兩個主要組成部分。

2.系統組成

低空領域預警探測機動車載站通常由低空預警探測雷達、光電跟蹤儀等設備組成。同時配備多種通用通信設備（短波電臺、集群電臺、衛(wèi)星通信等）。以實現對重點區(qū)域低空、超低空飛行的飛機及低、慢、小目標的跟蹤監(jiān)視與識別。系統同時具備信息采集、處理、傳輸、顯示、遠程控制等功能。雷達數據、視頻圖像等信息通過多種通信手段（衛(wèi)星通信、光纖等）接入指揮所，能夠及時、準確地獲取、傳遞和批處理雷達情報、光電監(jiān)視信息圖像，為空情預警及發(fā)放提供保障。

2.1 主要功能

2.1.1 雷達探測，目標篩選

機動車載站上的預警探測雷達能夠對重點布防區(qū)域的低空、超低空飛行目標的進行全方位搜索探測，全自動錄取運動目標的方位、距離、速度和高度信息，形成航跡數據。工作人員可根據航跡信息進行重點觀測目標篩選，送至光電跟蹤儀對目標形態(tài)進行識別。

2.1.2 光電跟蹤，圖像顯示

光電設備根據雷達提供的目標的方位、距離以及高度信息計算目標的方位、仰角信息，實現對目標的快速發(fā)現、鎖定和跟蹤，將目標的動態(tài)圖像顯示出來，同時將目標的方位和仰角信息回傳至雷達終端，實現兩種探測設備數據的相互融合。

2.1.3 信息上傳，通信樞紐

機動車載站通過衛(wèi)星通信設備將雷達以及光電探測信息等初步空情通過傳輸設備上傳至指揮所。

2.1.4 移動載體，系統集成

機動車載站作為移動載體，具有良好的爬坡、涉水、跨越溝壕的能力，裝備雷達、光電以及通信和保障設備。

3.結構設計

3.1 總體布局

機動車載站由二類底盤車平臺（帶電動調平系統）、電子設備方艙、雷達系統、衛(wèi)星通信、光電系統、升降系統、供電系統和相關附件組成。

機動車載站運輸狀態(tài)尺寸為9000mm× 2400mm×3400mm，工作時雷達天線離地為5000mm，如圖2所示。

圖2 機動車載站

（圖a、圖b為運輸狀態(tài)，圖c為工作狀態(tài)）

圖3 方艙體總體布局圖

3.2 方艙布局

機動車載站的電子設備方艙尺寸為（長×寬×高）：6600mm×2400mm×2200（1930）mm，分為前艙、工作艙和后艙。

前艙：低空預警探測雷達、升降機構及電控箱。

工作艙：顯示屏、頂置空調、艙內攝像頭、雷達終端、光電終端、工作臺、會議桌和機柜。工作艙兩側艙壁設計有可推拉的采光窗，便于艙內通風透氣。

圖4 工作艙內會議區(qū)

圖5 工作艙內操作區(qū)

圖6 升降機構三維圖

圖7 升降機構電控箱

后艙：光電設備、升降機構、發(fā)電機。方艙的左側開有上掀門，用于發(fā)電機的日常保養(yǎng)和檢修。

電子設備方艙結構布局如圖3所示；圖4和圖5為工作艙內部裝飾圖。

3.3 關鍵技術

3.3.1 升降機構設計

由于系統對機動性有很高的要求，雷達和光電設備的升降機構設計為電動模式。升降機構由電機、換向器、升降機、傳動軸和電路組成，通過高精度動力轉向機構實現四點升降的同步性和可靠性[2]。圖6為升降機構三維圖。

3.3.2 升降機構的電控系統

操控面板分為兩部分：

第一部分控制前艙平臺和頂蓋的啟閉；

第二部分控制后艙平臺和頂蓋的啟閉。

控制上實現艙頂啟閉和平臺升降互鎖。頂蓋不完全打開，平臺升降按鈕完全無效；當平臺開始運動時，頂蓋啟閉按鈕完全無效，直到平臺降低到艙內最低指定位置。

圖8 升降機構邏輯控制

3.3.3 升降機構的優(yōu)點

（1）全機械結構，安全可靠；

（2）兼有手動升降功能，實現斷電情況下的拆收；

（3）不存在液壓系統中的油液泄漏現象，更環(huán)保；

（4）安裝簡便，維護方便，使用壽命長；

（5）能滿足惡劣環(huán)境條件下的使用；

（6）設有自鎖、互鎖功能，及短路保護，過載保護，確保安全可靠運行。

4.總結

2015年全國范圍內低空領域將全面開放[1]，低空領域的預警探測基礎設施將迎來大發(fā)展。機動車載站因其機動性、快捷性的特點將被重點建設。本文主要討論了二類底盤車+電子設備方艙的結構方案。系統功能齊全、結構復雜、投資大，后續(xù)將進行小結構、更快捷的方向研究。

參考文獻

[1]低空空域管理使用規(guī)定.

[2]王宇，王艷豐螺旋升降機的選用[J].機械工程師.2013（2）.

作者簡介：彭五四（1984—），男，安徽桐城人，工程師，主要研究方向：機電工程。