軍用方艙載車底盤優(yōu)化路徑

盛先莉

（安徽長安專用汽車制造有限公司，安徽 六安 237010）

改革開放以來，我國科技文化水平顯著提升，軍隊軍事化實力也得到了大幅發(fā)展。新時代背景下，為促進我國軍事國防技術(shù)的繁榮發(fā)展，政府越來越重視對科學(xué)技術(shù)的實踐創(chuàng)新與融合。例如，軍用方艙載車底盤技術(shù)作為我國軍用方艙的核心科技，在實現(xiàn)軍隊防護平臺和人員運輸?shù)确矫嬉饬x深遠(yuǎn)，對提高我國軍事國防實力有著不可或缺的作用。因此，為了滿足用戶的不同使用需求，需要針對軍用方艙載車底盤技術(shù)實施多元化、多功能的技術(shù)創(chuàng)新和路徑優(yōu)化，實現(xiàn)軍用方艙載車底盤的適應(yīng)性設(shè)計改裝。

軍用方艙在我國軍隊國防建設(shè)、軍隊物資運輸?shù)阮I(lǐng)域應(yīng)用廣泛，具有高效的傳輸運載和平臺防護作用，為我國軍事人員營造了良好穩(wěn)定的操作空間。軍用方艙作為軍事人員和軍事設(shè)備的裝載體，隨著我國軍隊軍事實力的不斷發(fā)展，新時代下也迎來了嶄新的發(fā)展契機。載車底盤技術(shù)作為檢測軍用方艙實際效力的因素之一，決定著軍用方艙的應(yīng)用場景和功能外延，逐漸成為我國軍事科研的研究重點。軍用方艙載車底盤又被稱為“軍用二類底盤”，具有極強的機動性能和適應(yīng)能力，主要應(yīng)用于軍用方艙的物資運輸、人員傳輸?shù)确矫妗Ｒ虼耍瑸檫M一步滿足我國軍隊軍事使用需求，需要對軍用方艙載車底盤技術(shù)進行改裝設(shè)計，以此來實現(xiàn)軍用方艙載車底盤的技術(shù)優(yōu)化和指標(biāo)提升。目前，在我國軍用方艙載車底盤研究中，已經(jīng)針對梁柱后懸優(yōu)化、支撐輔助裝置的加工設(shè)計、車載底盤工具箱部分、以及車載底盤油箱移位改裝等模塊進行了相關(guān)研究。因此，本文在前人研究基礎(chǔ)之上，結(jié)合應(yīng)用實例，在保證軍用方艙載車底盤的軸距、輪距比例的情況下，對軍用方艙的動力傳動、系統(tǒng)轉(zhuǎn)向、即時行進以及剎車制動系統(tǒng)做了多維度的分析總結(jié)，以期在提高軍用方艙載車底盤的動力系統(tǒng)、承載能力，以及軍用方艙載車底盤的韌性剛度等方面提供有效策略。

1 軍用方艙載車的發(fā)展分析

軍用方艙起源于西方國家，在上世紀(jì)50年代，由美國率先進行軍事方艙的研究，研發(fā)成功后被廣泛投入軍事用途，并且搭配有專項載車，具有極高的靈活機動性。后來軍用方艙載車按照不同的使用需求，在其內(nèi)部進行了系列化改裝設(shè)計，從而衍生出許多體系方艙載車，涉及軍事指揮、后勤保障、社會醫(yī)療以及通信等多個領(lǐng)域，是國家機動部隊體系中不可或缺的組成部分。目前人們常見的房車結(jié)構(gòu)也大量采用了軍用方艙載車的制作工藝和結(jié)構(gòu)參考，且其廂體的選材及結(jié)構(gòu)形式均與方艙類似。上世紀(jì)70年代，我國研發(fā)出第一批軍用方艙載車，后來各軍兵陸續(xù)使用型號NJ 221B型輕型改裝車，其中大部分輕型改裝車承擔(dān)著指揮、通訊和搶險等職責(zé)。但早期的軍用方艙載車由于是橋式車廂機構(gòu)，容易出現(xiàn)底盤故障，整體維修難度較高。因此，國家近年來相繼投入了許多人力和物力用于軍用方艙載車底盤設(shè)計優(yōu)化項目。

2 軍用方艙載車底盤的梁柱后懸優(yōu)化設(shè)計

2.1 軍用方艙載車底盤后懸改裝設(shè)計

在軍用方艙的實際使用過程中，大梁后懸部分在提高軍用方艙整體穩(wěn)定性和運輸性能等方面意義重大。因此，在討論軍用方艙載車底盤優(yōu)化路徑時，首先需要針對軍用方艙載車底盤的大梁后懸模塊進行系統(tǒng)梳理和專項總結(jié)。關(guān)于軍用方艙載車底盤后懸改裝，目前主要可以分為后懸縮短改裝和加長改裝設(shè)計兩種。在書籍《軍用通信車通用規(guī)范》中，曾針對軍用方艙載車底盤后懸改裝設(shè)計給出了較為詳細(xì)的內(nèi)容說明和相關(guān)規(guī)定，例如軍用方艙載車底盤的設(shè)計角度有嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，一般不可以高于三十五度，并且離去角度不可以低于二十六度，底盤的縱向角度也要嚴(yán)格按照軍用方艙載車底盤的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行。在軍用方艙載車底盤大梁后懸實際設(shè)計改造中，一方面要進行底盤平臺的吊起，即軍用方艙載車底盤后端截面需要和大梁后懸端面直線距離保持在330 mm之內(nèi)。針對大梁后懸的縮短改造項目，需要在軍用方艙載車底盤滿足現(xiàn)有軍隊物資配送和人員運輸?shù)耐瑫r，盡可能使得大梁后懸前端的正裝長度大于軍用方艙載車系統(tǒng)實際所需的長度。反之，針對軍用方艙大梁后懸的延長改裝設(shè)計，需要讓軍用方艙載車底盤在滿足現(xiàn)有使用需求的前提下，將軍用方艙載車底盤上裝的長度進行整體延長，并且要保持延長的改裝部分與軍用方艙載車底盤大梁樣式和性能保持一致，尤其是軍用方艙載車底盤中底梁和橫梁之間的跨度，嚴(yán)禁出現(xiàn)軍用方艙載車底盤大梁改裝后出現(xiàn)變化的情況，橫梁之間的距離跨度要保持在1.1 m左右，并且軍用方艙的后懸整體長度不可以超過3.5 m。其位置示意圖如圖1所示。

圖1 方艙及平臺后懸位置示意圖

2.2 軍用方艙載車底盤后懸改裝的具體要求

在進行軍用方艙載車底盤的大梁后懸改裝項目時，可以借助輔助橫梁疊加以及載車底盤橫梁位置平移的方法，將軍用方艙載車底盤與大梁后懸模塊進行固定聯(lián)合，目前普遍采用以鉚接為固定介質(zhì)的方法。在其他國家，也經(jīng)常出現(xiàn)使用螺栓系統(tǒng)來進行定位和連接的方式，不過此種方法一般對螺栓本身的強度要求較高，系統(tǒng)測評中需要螺栓達到 9及以上的級別，并且需要搭配準(zhǔn)十二彈簧式墊圈才可以保持其穩(wěn)定性。如果軍用方艙載車底盤后懸改裝中，所采用的零件設(shè)備無法與十二彈簧式墊圈完美契合，則可以使用表 1所示的螺栓擰緊力矩數(shù)值來增加軍用方艙載車底盤大梁后懸的連接處的穩(wěn)定性和安全性。

表1 螺栓力矩數(shù)值參考表

2.3 軍用方艙載車底盤后懸改裝的注意細(xì)則

針對軍用方艙載車底盤大梁后懸優(yōu)化項目，國內(nèi)一般在進行大梁后懸增長設(shè)計時，較多情況下采用的是傳統(tǒng)的焊接方式，以此來確保軍用方艙載車底盤大梁后懸的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)質(zhì)量。所以，在軍用方艙載車底盤大梁后懸設(shè)計落地環(huán)節(jié)，要格外注重大梁后懸增長焊接的流程和工序。依照物理傳統(tǒng)力學(xué)理論研究，軍用方艙載車底盤大梁后懸的總計加長跨度需要保持在400 mm以內(nèi)，并且可以采用多種對接方式，來實現(xiàn)大梁后懸結(jié)構(gòu)的加長施工。具體注意細(xì)則主要包含以下幾點，一是需要保證軍用方艙載車底盤大梁后懸與焊接所用材料的材質(zhì)特性、規(guī)模大小保持統(tǒng)一；二是在焊接過程中，要注意將大梁后懸焊接部位的坡口處采用持續(xù)性焊接方式。此外，在某些特殊情況下，部分軍用方艙載車底盤大梁后續(xù)增長部分可能大于440 mm，為了保證整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，需要借助輔助加強筋的締結(jié)方式來實現(xiàn)。圖 2是輔助加強筋的外觀展示圖以及連接指引案例，目前國內(nèi)主要是采用塞焊連接和角焊縫接的方法，來進行軍用方艙載車底盤后懸改裝的輔助加強筋連接。如果輔助加強筋依然沒有辦法實現(xiàn)兩者的連接，則需要強度更大的鉚接焊接應(yīng)用方式。

圖2 輔助加強筋連接示意圖

3 軍用方艙載車底盤支撐裝置的優(yōu)化設(shè)計

3.1 軍用方艙載車調(diào)平支撐裝置優(yōu)化設(shè)計

除了對軍用方艙裝載底盤大梁后懸裝置進行優(yōu)化設(shè)計外，為了進一步增加軍用方艙裝載底盤的穩(wěn)定性和環(huán)境適應(yīng)性，還需要針對軍用方艙裝載底盤的調(diào)平支撐配置做升級強化處理。在具體的落地環(huán)節(jié)中，首先需要對軍用方艙裝載底盤所用到的調(diào)平支撐模件進行擇選。顧名思義，調(diào)平支撐模件在軍用方艙運行中主要具備兩大功能范圍，一是類同于汽車等交通工具中的千斤頂裝置，如軍用方艙等特大型裝載工具在復(fù)雜地形中，需要借助此類調(diào)平支撐模件來保持軍用方艙的平穩(wěn)運行。一般情況下，調(diào)平支撐裝置內(nèi)嵌于汽車等交通工具前端的支杠處，但軍用方艙的調(diào)平支撐裝置需要根據(jù)底盤的設(shè)計參數(shù)和實際應(yīng)用情況來進行安裝，并可以借助計算機和平臺軟件來進行調(diào)平裝置的演化模擬，聚焦調(diào)平支撐裝置的支撐性能、支撐強度而展開優(yōu)化，利用橫梁加固等方法加固調(diào)平支撐的承臂。目前較為常見有“122”式和“022”式安裝方式，如圖3所示。另一方面，調(diào)平支撐裝置的優(yōu)化設(shè)計還可以有效運用于我國軍事領(lǐng)域中，滿足多元化軍事物質(zhì)及設(shè)備的運輸裝載需求。軍用方艙載車駕駛員可以手動操作調(diào)平支撐裝置或進行自動水平校正等，以此來實現(xiàn)軍用方艙載車在不同運輸環(huán)境中的能效最大化。通過上述的系統(tǒng)性研究，我們可以發(fā)現(xiàn)在軍用方艙載車底盤調(diào)平支撐的裝置改配中，對其影響最大的因素和條件是軍用方艙裝載底盤的最大承重指數(shù)。在部隊實際作戰(zhàn)期間，由于存在潛在地形威脅等不確定因素，因此軍用方艙載車要承擔(dān)大量軍隊物資及設(shè)備的運輸工作，又加上軍用設(shè)備本身重量較大，需要對裝載車及裝載設(shè)備進行重量總核算。并且調(diào)平支撐裝置在實際使用過程中，其軸承部分需要承受十分巨大的重量，所以在研發(fā)優(yōu)化時要側(cè)重對受力結(jié)構(gòu)的分析，避免因調(diào)平裝置屬性的不同，而特意改變軍用方艙裝載底盤的離去角度等。

圖3 022及122式調(diào)平支撐裝置結(jié)構(gòu)示意圖

3.2 軍用方艙載車調(diào)平支撐裝置優(yōu)化的具體要求

針對軍用方艙載車調(diào)平支撐裝置的優(yōu)化設(shè)計，除了目前軍隊中常見的022式、011式結(jié)構(gòu)外，軍事部隊還可以根據(jù)實際的運輸及生產(chǎn)目標(biāo)，在軍用方艙載車底盤區(qū)域進行二次改裝的優(yōu)化。例如在軍用方艙載車底盤前部的前方杠架處，將多角度式千斤頂結(jié)構(gòu)進行組合，進一步提高軍用方艙載車的實際運輸效能。在實際的運輸過程中，軍用方艙身處濕地、沙漠以及山路等復(fù)雜地形，由于地面水平、環(huán)境等因素，容易出現(xiàn)擱置、損害等問題，需要借助翻轉(zhuǎn)式千斤頂，來實現(xiàn)支撐調(diào)平裝置的調(diào)整和固定。在實際的軍事演習(xí)中，對于軍用方艙的裝載設(shè)計要求是十分嚴(yán)苛的，重量巨大的軍事物資如果僅僅采用一個千斤頂支撐，很容易出現(xiàn)重量失衡、傾斜等現(xiàn)象，因此要格外注重軍用方艙載車調(diào)平支撐裝置的優(yōu)化設(shè)計。通過軍用方艙載車調(diào)平支撐裝置，一方面可以進行橫向和縱向端調(diào)平支撐裝置的自有伸縮和調(diào)整，也可以結(jié)合多功能調(diào)平支撐底部墊來提高軍用方艙載車的運載性能，拓展底盤調(diào)平支撐的外延可用范圍。如圖 4所示，除了軍用方艙載車底盤的千斤頂模塊以外，需要把調(diào)平支撐裝置直接固定在底盤兩側(cè)的支撐力臂上，并將兩側(cè)的支撐力臂配置到軍用方艙載車底盤的梁柱之上。

圖4 調(diào)平支臂安裝示意圖

3.3 軍用方艙載車調(diào)平支撐裝置優(yōu)化的注意事項

在軍用方艙載車調(diào)平支撐力臂的具體安裝環(huán)節(jié)，主要采用的是機械螺栓的連接方式，借助自動化鎖母與輔助平墊螺圈，可以提高軍用方艙載車調(diào)平支撐裝置的彎矩適應(yīng)性，具體可以根據(jù)下方的螺栓力矩系數(shù)表來進行測算。另一方面，還需要在軍用方艙載車調(diào)平支撐裝置的梁臂上進行機械鉆孔，以實現(xiàn)調(diào)平梁臂安裝。如果本身軍用方艙載車調(diào)平支撐裝置的梁臂上已經(jīng)配備好對應(yīng)鉆孔，則可以直接跳過大梁支臂的機械鉆孔環(huán)節(jié)，但必須使用吹孔式而不能采用電鉆或者電焊工具進行鉆工，并且支臂上每個孔距要保持在橫向4 cm，縱向保持在5 cm左右。

4 軍用方艙載車底盤的其他優(yōu)化設(shè)計

4.1 軍用方艙載車底盤工具箱優(yōu)化設(shè)計

為了滿足多種軍用物資的裝載需求，在軍用方艙載車底盤還配有底盤工具箱等配置，因此在討論軍用方艙載車底盤項目時，也要注重對軍用方艙載車底盤工具箱的加裝設(shè)計。軍用方艙載車底盤工具箱一般是配置在車底盤的兩邊，部分軍用方艙載車可能具備不同型號或功能的工具箱，并且在箱內(nèi)還附有繁雜的操作組件，軍用物資配件等。但是，部分軍用方艙載車底盤工具箱改造過程中，容易出現(xiàn)因工具箱改造而出現(xiàn)的方艙底盤傾斜參數(shù)、離去角度改變的情況，這樣將影響軍用方艙載車調(diào)平支撐等其他配置的正常運行。此外，在軍用方艙載車底盤工具箱改造時，也要注意在底盤部位留出部分多余空間，以此來滿足車輛能源、備用胎架等軍用物資的留存。在實際的裝載過程中，主要采取兩種安裝方式，其中一種是將軍用方艙載車底盤工具箱直接與底盤進行連接固定，并且與底盤梁柱是相分離的；另外一種就是借助托架的方式，將軍用方艙載車底盤工具箱連接到底盤梁柱的外壁側(cè)上方。無論哪一種科學(xué)安裝方式，都需要注意底盤工具箱與軍用方艙左右兩邊橫梁的間距，不可以超出固定配置范圍，否則將影響到軍用方艙的正常行駛。

4.2 軍用方艙載車底盤蓄電瓶支架以及能源箱儲優(yōu)化設(shè)計

通過對軍用方艙載車底盤優(yōu)化設(shè)計的實際調(diào)研，可以發(fā)現(xiàn)底盤優(yōu)化中容易出現(xiàn)因油箱或蓄電瓶支架產(chǎn)生移位的情況，嚴(yán)重影響了軍用方艙的有序使用。上述問題現(xiàn)象大部分都是由于底盤在調(diào)平支撐裝置、或大梁后懸、工具箱改裝等過程中，使軍用方艙底盤的基準(zhǔn)位置發(fā)生了側(cè)移，因此軍用方艙載車底盤的油箱口位將被底盤大梁進行覆蓋，出現(xiàn)軍用方艙載車無法正常加載能源的情況，影響后續(xù)的配送和運輸任務(wù)。因此，在進行軍用方艙載車底盤蓄電瓶支架以及能源箱儲優(yōu)化設(shè)計時，針對可能出現(xiàn)的異常現(xiàn)象，設(shè)計師要著重把握油箱的配置參數(shù)，將軍用方艙載車底盤油箱布置在適宜的高度。太高時可能出現(xiàn)縱向通過角改變的情況，太低則可能出現(xiàn)與地面嚴(yán)重碰撞的情況，從而導(dǎo)致油箱的破損問題。另一方面，針對軍用方艙載車底盤蓄電瓶支架裝置，需要注意軍用方艙載車底盤本身的管道布線，運維人員要及時進行管路的排查，如果出現(xiàn)破損要及時更換，以此來降低潛在的故障隱患。

5 結(jié)語

軍用方艙載車底盤改裝優(yōu)化項目是我國軍事科研實力的提升縮影，彰顯了我國軍事軍隊科研人員精益求精、求真務(wù)實的品質(zhì)。為了進一步提升和完善我國軍用方艙載車的整體性能，需要在保障軍用方艙載車的運輸和配送效能外，注重對車廂結(jié)構(gòu)的繼承性，避免刻意追求底盤改裝引起車廂結(jié)構(gòu)變化，導(dǎo)致底盤離去度改變。軍用方艙載車底盤改裝優(yōu)化是輕型軍用改裝車走方艙化的趨勢所引，軍隊方艙載車研發(fā)人員要牢牢把握發(fā)展契機，助推軍用改裝車研究水平更上一層樓。