空空導彈運輸振動試驗方法研究

劉新佳 郭迅

摘要：本文介紹了目前我國空空導彈公路運輸試驗的常用方法，對目前幾種常用試驗方法的試驗原理、試驗步驟進行了詳細研究，并對各種方法的可實施性進行了分析。同時，針對空空導彈實驗室內振動臺模擬試驗過程中出現的問題，提出了一種合理可行的剪裁方法，可為后續空空導彈運輸試驗的實施提供參考。

關鍵詞：空空導彈；公路運輸；運輸振動；模擬運輸試驗；試驗譜

中圖分類號：TJ762.23文獻標識碼：ADOI：10.19452/j.issn1007-5453.2020.04.009

空空導彈從生產廠家交付用戶，再到最后完成作戰使用，在其壽命期內必然會經歷多種運輸環境，就所經歷的振動環境而言，路運最大，空運次之，海運最小[1]。

目前，我國空空導彈類產品主要在國內陸地部署，而公路運輸由于具有機動靈活、周轉速度快、適應性強等特點，從而成為其壽命期中最主要的運輸方式。為了考核空空導彈在運輸環境下的環境適應性和可靠性，在型號研制中均要求開展公路運輸試驗[2]。

本文對目前國內空空導彈類產品的公路運輸試驗方法進行了介紹，并結合某型產品的實際運輸試驗，對多種試驗方法的有效性及可實施性進行了詳細分析，可為后續空空導彈類產品運輸試驗考核提供參考。

1實地跑車試驗

實地跑車試驗通常稱為跑車試驗，即將產品按實際包裝狀態放置在運輸車輛上（可按實際需要增加相應配重），在壽命期內經歷的典型運輸環境下進行試驗驗證。這種方法操作簡單，更貼合產品的真實運輸環境，對產品的損傷較小，容易得到用戶方的認可，是目前空空導彈類產品運輸試驗考核的主要方式。

近年來，相關標準中對運輸試驗的考核要求越來越嚴苛。1986年發布的GJB 150.16《軍用設備環境方法振動試驗》[3]中規定，高速公路卡車運輸一般為1600～2400km，任務/外場運輸一般為500km。2009年發布的GJB150.16A《軍用裝備實驗室環境試驗方法第16部分振動試驗》[4]在運輸振動的試驗方法上并沒有本質區別，但在試驗里程上的要求更為嚴苛，其中高速公路卡車運輸一般在3200～6400km范圍內；任務/外場運輸里程一般為500～800km。在最新型號研制過程中，用戶方明確要求：高速公路卡車運輸里程為6400km；任務/外場運輸里程一般為800km。

但使用該方法進行運輸試驗考核的缺點也比較明顯。特別是近年來，隨著我國公路建設的飛躍發展，現有真正符合野戰運輸條件的路面越來越少，特別是在大城市周邊更是如此。試驗時均面臨野戰運輸試驗無法找到合適場地的問題。另外，跑車試驗是一項大型試驗，涉及面廣，需要投入大量的人力物力，嚴重影響生產周期且不利于安全保密。因此，這種試驗方式的使用呈現出逐漸下降的趨勢[5]。

2運輸模擬臺模擬試驗

運輸模擬臺模擬試驗是采用一種經過檢定的規范試驗樣機，模擬產品在實際運輸過程中的振動環境，從而對產品的運輸環境適應性進行考核[6]。

設備示意圖如圖1所示，其主要技術參數為：在規定的負載下，垂直方向的總均方根加速度和分頻段均方根加速度及容差（見表1）。同時規定，垂直方向的加速度譜密度有兩個峰，其頻率和加速度譜密度見表2。

另外，橫向的總均方根加速度和分頻段均方根加速度為相應頻帶上的0.7倍，容差為±6dB。

當對上述參數進行測量時，其檢測點位于距臺面邊緣沿長度方向中心線1/4處，具體位置如圖2所示[7]。

當使用運輸模擬臺對產品進行模擬運輸試驗時，產品的損傷主要由設備的總均方根加速度和試驗時間來確定。試驗時間確定為：

式中：T為試驗時間；S為要求試驗里程，單位為km；V為試驗時要求車速，一般低級路面或土路取V=20km/h，其他路面取V=35km/h。

為縮短試驗時間，可根據疲勞累積損傷理論，通過人為地提高振動量值的方法來實現[8]。

式中：T為試驗時間；Ti為加速后的試驗時間；Arms為試驗要求的總均方根加速度，標準中為0.478g；Arms1為要縮短試驗時間而提高的總均方根加速度；K為系數，通常選取5。

當使用運輸模擬臺進行500km野戰運輸試驗時，基本步驟如下：

（1）在圖2所示位置安裝三軸向傳感器；調試運輸模擬臺，使得臺面振動響應的前兩個峰值頻率和譜密度滿足標準要求。

（2）對比振動軸向和橫向振動與主振方向大小，要求主振方向振動量級至少在5dB之上。

（3）計算0～50Hz內的均方值，并與0～400Hz內的均方值進行比較，0～50Hz內的能量至少占總能量的51%，但不能超過總能量的85%。

（4）在以上參數確定滿足要求后，計算試驗時間。500km路面要求速度為20km/h，則跑車試驗時間為25h。

（5）用加速等效方法計算模擬運輸臺試驗時間為：

例如，測得運輸臺Z向均方根值約1g，則通過上式計算得出試驗時間為38min。

當使用運輸模擬臺進行模擬運輸試驗時，主要依據QJ/ T815.1—1994《設備公路模擬試驗方法》[9]進行檢定，具有操作簡便、易于控制、維護成本低等優點，在航天一些型號研制生產中進行了應用。

[3]GJB150.16—1986軍用設備環境試驗方法：振動試驗[S].北京：國防科學技術工業委員會， 1998. GJB150.16—1986Environmental test methods for military equipments vibration test[S].Beijing： Commission of Science， Technology and Industry for National Defense， 1998. （in Chinese）

[4]GJB150.16A—2009軍用裝備實驗室環境試驗方法第16部分振動試驗[S].北京：總裝備部軍標出版發行部，2009. GJB150.16A—2009Laboratory environmental test methods for military materiel-part 16： Vibration test[S]. Beijing： The ChinesePeoplesLiberationArmyGeneralArmaments DepartmentMilitaryStandardPublicationDistribution Department， 2009. （in Chinese）

[5]楊炳淵，張聲雷，宋漢文.導彈運輸環境的單軸振動臺模擬試驗技術[J].裝備環境工程， 2005，2（4）：1-5. Yang Bingyuan， Zhang Shenglei， Song Hanwen. Simulation test technology of missile transportation environment with single axis vibrating platform [J]. Equipment Environmental Engineering， 2005，2（4）：1-5. （in Chinese）

[6]盧彩玲，康寧民，王叔榮.設備運輸振動試驗方法探討[J].環境試驗， 2011， 33（2）： 13-48. Lu Cailing， Kang Ningmin， Wang Shurong. Vibration test of cargo transportation [J]. Environmental Testing， 2011， 33（2）： 13-48. （in Chinese）

[7]QJ/T815.2—1994產品公路運輸加速模擬試驗方法[S].北京：中國航天工業總公司，1994. QJ/T815.2—1994Accelerated simulation test methods for product transportation[S]. Beijing： China Aerospace Science and Technology Corporation，1994.（in Chinese）

[8]姚國年，衛軍胡，王麗娟，等.特種產品運輸振動加速模擬試驗條件的研究[J].西安交通大學學報， 2009，43（3）： 74-77. Yao Guonian， Wei Junhu， Wang Lijuan， et al. Experimental conditions of the accelerated vibration simulation for special product transportation[J]. Journal of Xian Jiaotong University， 2009，43（3）：74-77. （in Chinese）

[9]QJ/T815.1—1994設備公路模擬試驗方法[S].北京：中國航天工業總公司，1994. QJ/T815.1—1994Simulation test methods for equipment transportation[S]. Beijing： China Aerospace Science and Technology Corporation， 1994.（in Chinese）

[10]楊森，吳斌，鄭旸.機械式模擬運輸臺仿真研究[J].裝備環境工程， 2012，9（5）： 106-110. Yang Sen， Wu Bin， Zheng Shang. Simulation research of the mechanical simulation of transport vibration test stand[J]. Equipment Environmental Engineering， 2012， 9（5）： 106-111.（in Chinese）

[11]劉海年，王藝，王志會，等.航空發動機配套成品振動試驗方法研究及應用[J].航空科學技術， 2016， 27（1）： 21-25. Liu Hainian， Wang Yi， Wang Zhihui， et al. Investigation on vibration environment test method for aero-engine accessories and its application [J]. Aeronautical Science & Technology， 2016， 27（1）：21-25. （in Chinese）

[12]GJB3493—1998軍用物資運輸環境條件[S].北京：國防科工委軍標出版發行部， 1998. GJB3493—1998Transportenvironmentalconditionsfor military materials[S]. Beijing： Military Standard Publishing Department of Commission of Science Technology and Industry for National Defense， 1998. （in Chinese）

[13]MIL-STD-810GEnvironmental engineering considerations and laboratory test[S]. Department of Defense， 2008.

（責任編輯皮衛東）

作者簡介

劉新佳（1988-）男，碩士，工程師。主要研究方向：環境工程與環境試驗技術。

Tel：15896559960E-mail：liuxinjia2010@163.com

Study on the Test Method of Airborne Missile Transportation Vibration

Liu Xinjia*，Guo Xun

China Airborne Missile Academy，Luoyang 471009，China

Abstract： Test methods of airborne missile transportation vibration are introduced. Based on the detailed analysis of experimental principles and test procedures， the implementability of those methods is analyzed. Aiming at the problems during transport simulation bench test in the laboratory， a reasonable and feasible test method is presented， which can provide reference for airborne missile transportation test implementation.

Key Words： airborne missile； road transportation； transportation vibration； simulated transportation； test method