炮瞄雷達(dá)天線自動(dòng)升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

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本課題為自選課題1.1.2研究目的現(xiàn)代高技術(shù)戰(zhàn)爭對雷達(dá)的越野作戰(zhàn)與戰(zhàn)場生存能力提出了越來越高的要求,以達(dá)到戰(zhàn)時(shí)快速組網(wǎng)及補(bǔ)充戰(zhàn)損的目的，高度的機(jī)動(dòng)能力已經(jīng)成為現(xiàn)代軍事雷達(dá)的必備素質(zhì);因此，對于雷達(dá)設(shè)計(jì)師來說，在考慮整機(jī)電性能指標(biāo)、可靠性、可維性、可保障性、安全性、可操作性、經(jīng)濟(jì)性及加工工藝性等因素的同時(shí)，還須從結(jié)構(gòu)上對其機(jī)動(dòng)性作出精心構(gòu)思?？偟膩碚f,雷達(dá)的高機(jī)動(dòng)性須保證雷達(dá)具有這樣一種能力，即組成雷達(dá)的諸多功能環(huán)節(jié)能夠共同形成一種良好的應(yīng)變能力，在保證性能可靠的前提下，使其在遭到敵方打擊之前，能夠方便、迅速地撤收，并且轉(zhuǎn)移到新的陣地上重新進(jìn)入正常的工作狀態(tài)，以達(dá)到保護(hù)自己、克敵制勝的目的;。1.1.3研究意義雷達(dá)是一種復(fù)雜的電子機(jī)械設(shè)備，從其被研制成功之日起，就在與空中進(jìn)攻性兵器的激烈攻防對抗中不斷發(fā)展。在現(xiàn)代化戰(zhàn)爭中，地面雷達(dá)日益受到包括綜合電子干擾、低空或超低空目標(biāo)、反輻射導(dǎo)彈和隱身目標(biāo)的威脅。隱身目標(biāo)由于被雷達(dá)照射后反射回波的截面積很小，使得常規(guī)雷達(dá)難以發(fā)現(xiàn)，因而可以在戰(zhàn)區(qū)上空靈活作戰(zhàn)，取得明顯戰(zhàn)果。當(dāng)對方的反輻射導(dǎo)彈和隱身目標(biāo)對本方微波級雷達(dá)構(gòu)成嚴(yán)重威脅，迫使其無法開機(jī)工作時(shí)，米波雷達(dá)作為警戒用雷達(dá)則因其波長較長，具備電波被吸收率低、不易散射等特點(diǎn)，對通過吸收雷達(dá)電波、減少雷達(dá)角反射面、散射雷達(dá)電波來達(dá)到隱形的目標(biāo)有一定的捕捉效果，成為隱身目標(biāo)的天然克星。但是米波雷達(dá)由于工作頻率低，波束寬度窄，相應(yīng)的天線陣面在結(jié)構(gòu)上面積巨大，結(jié)構(gòu)比較稀疏，造成天線振子數(shù)目較多，為滿足運(yùn)輸要求不得不對天線進(jìn)行拼裝或折疊設(shè)計(jì)，由于上述原因整個(gè)雷達(dá)系統(tǒng)就需要多個(gè)運(yùn)輸單元，造成機(jī)動(dòng)性能一般都不高。因此迫切要求米波雷達(dá)能夠?qū)崿F(xiàn)較高的機(jī)動(dòng)性能，快速轉(zhuǎn)場、越野行軍、快速架設(shè)，穩(wěn)定工作，保證連續(xù)不間斷地監(jiān)視空情。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析雷達(dá)一般有地面固定式和車載機(jī)動(dòng)式兩種，在當(dāng)今國際形勢下，局部戰(zhàn)爭的時(shí)有爆發(fā):海灣戰(zhàn)爭、科索沃戰(zhàn)爭、阿富汗戰(zhàn)爭，現(xiàn)代戰(zhàn)爭已經(jīng)不再是人與人之間的戰(zhàn)爭，是電子化、信息化的高技術(shù)兵器之間的戰(zhàn)爭，隱身飛機(jī)、低空超低空導(dǎo)彈己不是傳統(tǒng)意義上的警戒雷達(dá)可以發(fā)現(xiàn)的，為此當(dāng)今世界各軍事強(qiáng)國都為提高自己的防空能力，為能及早發(fā)現(xiàn)來襲目標(biāo)，高機(jī)動(dòng)米波警戒雷達(dá)應(yīng)運(yùn)而生。米波雷達(dá)作為歷史最悠久的雷達(dá)，在新的戰(zhàn)爭環(huán)境下正煥發(fā)出第二春。米波雷達(dá)由于工作頻率低，天線結(jié)構(gòu)比較稀疏，天線陣面巨大，振子數(shù)目多，運(yùn)輸單元多，裝拆、轉(zhuǎn)場比較困難，機(jī)動(dòng)性一般都不高，加之米波雷達(dá)探測精度低，只能用于警戒，因此米波雷達(dá)也一度被認(rèn)為是一種性能較差的雷達(dá)，這也在很大程度上限制了米波雷達(dá)的發(fā)展。但近年，隨著雷達(dá)新技術(shù)的不斷發(fā)展，米波雷達(dá)在反隱身目標(biāo)和對抗反輻射導(dǎo)彈(ARM)等方面所體現(xiàn)出的優(yōu)勢再次引起了雷達(dá)界的高度重視。目前實(shí)際應(yīng)用的隱身技術(shù)，包括外形設(shè)計(jì)和吸波涂層都容易被米波雷達(dá)克制，從原理上無論如何改進(jìn)也不可能對米波雷達(dá)隱身，而且米波雷達(dá)抗干擾性極強(qiáng)，兒乎能在任何電子干擾條件下使用。美、俄、法、德等國均已把米波雷達(dá)列入重新國防關(guān)鍵技術(shù)當(dāng)中，其他國家也都積極開展新體制米波雷達(dá)系統(tǒng)的研究1.2.1俄羅斯的雷達(dá)發(fā)展情況俄羅斯的國防軍工技術(shù)十分先進(jìn)，米波雷達(dá)研制方面獨(dú)樹一幟，經(jīng)驗(yàn)也相當(dāng)豐富。山于俄羅斯的國土面積遼闊，需要大批價(jià)格低廉、性能可靠的遠(yuǎn)程雷達(dá)進(jìn)行覆蓋，因此俄羅斯國防部對米波雷達(dá)的研制情有獨(dú)鐘。俄羅斯很多雷達(dá)研制單位在米波雷達(dá)研制方面具有開創(chuàng)性，俄羅斯研制了多種機(jī)動(dòng)式米波三坐標(biāo)雷達(dá)系統(tǒng)，如55K6一3等。圖1.1車載雷達(dá)55K6-3雷達(dá)天線外形是一種開放式框架水平網(wǎng)絡(luò)，寬約1500Omm，上部有一個(gè)高約2000Omm的垂直開放式框架，主要用于對空監(jiān)視與探測和對遠(yuǎn)程空中目標(biāo)距離、方位、仰角、高度的測定，可在嚴(yán)重的干擾環(huán)境中可有效運(yùn)行。天線陣面采用拼裝形式，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，需要用很多拉索穩(wěn)定，架設(shè)時(shí)一間大約需要22個(gè)小時(shí)左右，采用三個(gè)運(yùn)輸單元裝載。1.2.2德國的雷達(dá)發(fā)展情況德國近期研制另一種米波圓陣列雷達(dá)，由德國防務(wù)研究院高頻物理所研制的這種乍片達(dá)被稱為MELISSA。該雷達(dá)為適應(yīng)空天一體化的作戰(zhàn)要求，采用全新的體制，全向發(fā)射，圓陣列多路接收，形成覆蓋整個(gè)方位探測空域的多波束。可實(shí)現(xiàn)全時(shí)空探測，特別適合探測高速、高機(jī)動(dòng)的目標(biāo)，集搜索、引導(dǎo)和跟蹤等多種功能于一體，具有很強(qiáng)的戰(zhàn)場適應(yīng)能力，具有非常廣闊的軍事應(yīng)用前景。1.2.3國內(nèi)的雷達(dá)發(fā)展情況我國是米波雷達(dá)的研制、生產(chǎn)和使用大國，國內(nèi)高機(jī)動(dòng)雷達(dá)的設(shè)計(jì)與研制還處于起步階段，目前多是對現(xiàn)有裝備進(jìn)行改裝和調(diào)試。近年來隨著科技的發(fā)展與技術(shù)的成熟，車載米波警戒雷達(dá)也開始采用了自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)，只需要啟動(dòng)電源即可完成全部架設(shè)與調(diào)平。大大縮短了展開時(shí)間，提高了調(diào)平的精度，雷達(dá)的可靠性、可維修性等戰(zhàn)技性能得到明顯提高，用現(xiàn)代技術(shù)改進(jìn)的米波雷達(dá)完全可以成為我軍反隱身戰(zhàn)的核心，組成一套完整而強(qiáng)有力的空中立體防御系統(tǒng)，保衛(wèi)祖國領(lǐng)空。圖1.2某國產(chǎn)警戒雷達(dá)我國某型米波遠(yuǎn)程監(jiān)視雷達(dá)，測量精度15Om，對目標(biāo)的探測距離為330km，可在10秒內(nèi)處理128個(gè)目標(biāo)，能夠較為有效地探測隱身目標(biāo)，并能抗反輻射導(dǎo)彈攻擊，有可靠性高、維護(hù)性好等特點(diǎn)。圖1.3某機(jī)動(dòng)雷達(dá)行軍狀態(tài)圖1.4某機(jī)動(dòng)雷達(dá)工作狀態(tài)由國內(nèi)某電子研究所研制可迅速布防某型機(jī)動(dòng)式三坐標(biāo)對空情報(bào)警戒與中遠(yuǎn)程引浮宙達(dá)，采用液壓調(diào)平系統(tǒng)，采用高靈敏度、高精度的水平傳感器作為水平誤差的檢測反饋元件，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)的自動(dòng)調(diào)節(jié)。適用于空軍、海軍的主戰(zhàn)警戒雷達(dá)，同樣適用于地而導(dǎo)彈部隊(duì)的目標(biāo)指示雷達(dá)，為地面導(dǎo)彈部隊(duì)的制導(dǎo)雷達(dá)提供大批量空中目標(biāo)的力位、距離、高度、敵我屬性等綜合情報(bào)。作戰(zhàn)性能優(yōu)良，高機(jī)動(dòng)性、有較強(qiáng)的抗干擾及抗摧毀能力和較強(qiáng)的戰(zhàn)場生存能力。1.2.4關(guān)鍵技術(shù)通過對國內(nèi)外幾種型號的雷達(dá)機(jī)動(dòng)性的研究和分析，當(dāng)前要實(shí)現(xiàn)雷達(dá)機(jī)動(dòng)性能的關(guān)鍵技術(shù)主要有以下幾個(gè)方面:1）如何實(shí)現(xiàn)雷達(dá)工作的高可靠性可靠性和機(jī)動(dòng)性一樣，己經(jīng)并列成為現(xiàn)代軍用雷達(dá)和各類軍用裝備研制工作中的緊迫要求和首要指標(biāo)?？煽啃允窃u估雷達(dá)的綜合作戰(zhàn)效能時(shí)的一個(gè)重要指標(biāo)。雷達(dá)不僅要求在各種復(fù)雜環(huán)境條件下可靠工作，而且還強(qiáng)調(diào)緊急機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn)移后的一次開機(jī)成功率。這就要求雷達(dá)采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)等措施。因此如何保障機(jī)動(dòng)雷達(dá)來之能戰(zhàn).戰(zhàn)之能勝的高可靠性，也是急需解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。2)如何實(shí)現(xiàn)架設(shè)與撤收的自動(dòng)化架設(shè)/撤收時(shí)間是體現(xiàn)雷達(dá)機(jī)動(dòng)性能的重要指標(biāo)。為有效縮短雷達(dá)架設(shè)/撤收時(shí)間，減少人工操作，應(yīng)盡可能采用自動(dòng)化手段。如何實(shí)現(xiàn)車載雷達(dá)自動(dòng)升降，確保調(diào)平精度與快速的同時(shí)，還要滿足可靠性與安全性，也是設(shè)計(jì)高機(jī)動(dòng)雷達(dá)必須解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。3本文主要研究工作設(shè)計(jì)與研究某炮瞄雷達(dá)天線車液壓升降系統(tǒng)包括一系列關(guān)鍵技術(shù)問題，主要包括設(shè)計(jì)方案、器件選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、仿真分析、理論計(jì)算等本文主要做了以下兒個(gè)方面的研究工作:1）參考國內(nèi)外設(shè)計(jì)車載雷達(dá)升降系統(tǒng)的有關(guān)資料，比較各種升降方式的優(yōu)缺點(diǎn)，分析總結(jié)了國內(nèi)外已定型型號的成功研發(fā)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合本課題的實(shí)際情況，擬定了某炮瞄雷達(dá)天線升降系統(tǒng)的總體方案。2)完成天線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。主要包括:天線座塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、天線塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、鎖定機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等。3)完成理論計(jì)算與力學(xué)仿真分析:a)液壓起豎力計(jì)算;b)車架的強(qiáng)度剛度計(jì)算;c)連桿塔強(qiáng)度校核;參考文獻(xiàn)1Merrill1Skolnik著，王軍等譯.雷達(dá)手冊(第二版)M.北京:電子工業(yè)出版社，20032黃江平.705D全自動(dòng)機(jī)動(dòng)式雷達(dá)天線升降裝置設(shè)計(jì).電子機(jī)械工程2001(6):91933張?jiān)鎏?機(jī)動(dòng)式雷達(dá)自動(dòng)架撤系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).雷達(dá)科學(xué)與技術(shù)，2004(12):3453484錢軍.一種雷達(dá)自動(dòng)舉升系統(tǒng)的設(shè)計(jì).現(xiàn)代電子，20O0(1):41-475王峰，仲米生.提高液壓系統(tǒng)工作可靠性的方法.裝備，2oo6(1):22-256許耀銘主編.液壓可靠性工程基礎(chǔ).哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，19917魯建平.液壓系統(tǒng)廣義可靠性設(shè)計(jì).機(jī)床與液壓，2002(4):34-368徐瀕主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(第5卷).北京:機(jī)械工業(yè)出版社，19929路雨詳.液壓氣動(dòng)技術(shù)手冊【M】.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，200210 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