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[图文]中国机载武器挂弹车

热度102票  浏览384次 【共0条评论】【我要评论 时间:2010年1月03日 21:12

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资料图:中国霹雳11中距空空导弹及其挂弹车

  

  挂弹车是一种自动式车辆,一辆车载弹一枚,能带弹进行升、降、纵向移动、横向移动、回转、俯仰、滚动等动作,将各种弹药送往悬挂装置,然后准确定位并完成悬挂。此外,挂弹车还可以装副油箱、各种吊舱和外挂架。别样的“驮马"近乎完成了空军地面保障作业的八成以上。

  我国新型挂弹车的王意总设计师,一直致力于飞机牵引车、挂弹车的研究工作,系中国机械工程学会、中国农机学会高级会员,欧美同学会会员。

  王瑾【以下简称记):王总,您好!目前您正在主持研制新型挂弹车,请介绍一下挂弹车的用途? 王意(以下简称王总):对于作战飞机来说,挂弹车是一种非常重要的保障设备。它主要装卸有效载荷设备,包括导弹、炸弹、炮弹、 火箭弹等弹药,以及副油箱、各种吊舱和空中发射的无人机等。

  记:目前,用于装卸物料的设备有很多,像叉车、装载机、起重机,那么为什么还要搞挂弹车呢?

  王总:首先.飞机挂弹的操作不仅是将重物移动.还要将悬挂物与飞机挂架进行精确地对接。这要求挂弹车除轻拿轻放外,还应具有精确调节悬挂物的空间位置和姿态的能力。这是普通起重设备不具备的。

  第二,大多数飞机的挂架都设在机身和机翼下部,而且附近密布着起落架、舱门盖等许多外露物,挂弹车的结构和功能必须适应这种狭小、低矮的作业环境。

  大部分挂弹操作过程实际上是,从下方对托弹盘向上施力顶弹就位。用常见的叉车、起重机等操作往往勉为其难。当然,在飞机和导弹的试验中,使用起重设备,辅以手动工具也可以装卸。在现代作战环境中,尽可能缩短飞机再次出动间隔时间已成为航空战斗力的重要因素。统计表明,美军航空兵在以对地攻击为主的作战中,飞机挂弹作业的工作量占整个地面保障作业的80%,占用人员60%以上,是构成地面保障作业“木桶”中那块“最短的木板”。由于主战装备(作战飞机和弹药)和保障设备的采购价格和使用成本之间存在着可达几个数量级的巨大差异,所以在提高飞机地面保障作业的效率方面所进行的任何努力都将创造可观的军事经济效益。

  记:请您讲讲挂弹设备和挂弹车的知识。

  王总:按照工作原理和作业方式,飞机挂弹设备大体可分为柔性吊挂设备和全刚性机构两类。 常见的一种柔性吊挂设备我们称为“炸弹起重机”。它以飞机机翼、机身或发射架承力,通过绞盘和滑轮用吊索提升外挂物。它装有由手动或小型动力装置驱动的绞盘装置.缠绕在起重绞盘上的钢丝绳通过套管和滑轮引出,通过吊具兜住悬挂物向上提升,最后靠手工推拉调节外挂物的位置。手动型绞盘装置的自重只有十几千克,提升能力却有5千牛,还可成对使用,使提升能力和速度加倍。这种比较简单轻巧的挂弹设备在外军已使用了30多年,我国也有类似产品。不过前提是飞机的结构或挂架上预设有标准化承力挂点。否则要在地上另设承力支架,就像顶端带滑轮的多立柱式挂弹车那样。

  多立柱式钢索升降机构挂弹车的立柱主要承受向下的压力,其受力条件有利,结构比较轻小,能兼顾外挂物的运输任务。缺点是可挂载的高度有限,横向对位比较困难,而且通用性差。一般来说,这些具有柔性吊索环节的挂弹设备的优点是紧凑简单、价格便宜,缺点是需占用的人工多、作业效率低。

  全刚性机构的挂弹设备是用一套由铰接和滑动杆件系统组威的升降机构,通过载物台(托弹头)举升悬挂物,再调整悬挂物的位置和姿态进行对位。当把整套机构安装在可移动的底盘上时,就构成了一辆挂弹车。按升降机构的不同,挂弹车又可分为升降台和升降臂两类。

  升降台型挂弹车就像一个车载的升降工作平台。托弹头设在升降台上,升降机构多采用液压缸驱动的平行剪叉机构。这种挂弹车的受力条件好,兼顾外挂物的运输也比较方便。但由于挂弹作业时升降平台需位于飞机挂点的正下方,难以挂卸低位挂点(如机腹下)的悬挂物,而且操作位置受飞机起落架、天线等位置的限制也较大。

  升降臂型挂弹车的托弹盘设于铰接在挂弹车上的悬臂式升降臂的上端,采用液压缸驱动升降和回转等动作,像一只机械手。整车像一台小型装载机一样。由于这种挂弹车的托弹盘可伸到车架以外,车体容易避开飞机构件。其最低挂弹高度只受托弹盘及其附件自身高度限制,而通过升降臂杠杆比例的放大,又可把托弹盘举得较高,对高、低位挂弹都能适应,因此升降臂型挂弹车无论对于悬挂物还是飞机都有良好的通用性。目前国内外带动力的主流挂弹车都选用了这种样式。但升降臂型挂弹车的运动部件较多,底盘形态和受力情况复杂,研制难度较大。

  美国和北约军队广泛使用的MJ-4系列堪称升降臂型挂弹车的经典,自上世纪70年代问世以来,几经升级改款,至今宝刀不老。其托弹盘承载能力约3.2吨,举升高度超过2米,后轮转向,前轮距和轴距可无级调节,功能基本覆盖了当今军用飞机外挂物的全部使用要求。

资料图:新型国产大型挂弹车

  记:请介绍一下我国在发展升降臂型挂弹车方面的情况。

  王总:我国上世纪80年代初已研制了一种升降臂型挂弹车.作为飞机挂装导弹的专用保障设备。该车采用液压驱动,挂弹能力2吨,轮距、轴距可调,技术起点较高,解决了有无的问题,但仿制的成份较大。

  80年代末.空军科研部门组织了为第三代战机配备新型保障车辆的一系列科研项目,其中包含了一型2吨级的升降臂型挂弹车。它采用液压驱动,前轮转向,前后轮的轮胎规格相同,但底盘的轮距等不能调节。

  进入2l世纪后,研究导弹保障设备的单位又研制了几款升降臂型挂弹车。在研制过程中,我为新挂弹车提了一些建议:第一,前轮用摆动方式调节轮距;第二,推荐采用在飞机牵引车和其它特种车辆上获得了成功应用的轮边驱动的大转角液压驱动转向桥;第三,动力单元采用模块法设计。这三项采用后的效果都很不错,可以说形成了新一代中国挂弹车独有的总体风格。

  然而上面谈的这些挂弹车都还有一些不尽如人意的地方。首先,托弹盘的仿制烙印很明显,不仅结构复杂,性能也有不足之处。针对这些问题,我们在近期推出了两种新型挂弹车,第一轮样机也已试制出来了。

  记:能否给读者朋友介绍一下新型挂弹车上有哪些技术创新?

  王总:当然可以。首先,新型挂弹车采用了两种已申请专利的新型托弹盘。与现有托弹盘相比.由于采用了新的姿态调节机构,大大减少了零件数量,不仅制造工艺简化了许多,性能也显著提高。像现有挂弹车的托弹盘的回转角度只有105。左右,连接软管也比较拖沓,弄不好会挂伤人员和装备。而两种新托弹盘都能做360。连续回转,管缆干净利索,操作更方便安全。

  再有就是针对现有国产挂弹车驾驶条件较差的问题优化了总体布局。现有挂弹车,驾驶员入座后的两脚或放在一个“坑”里,或被安置在一个粗大的操纵台两侧,操作和上下车都比较别扭。而且用以控制提升臂和托弹盘移动的是一排形态一致的操纵手柄,无论被控制对象的运动状态如何,各手柄的操纵动作都是相同的左右或前后摆动,很容易误操作。新型挂弹车在这些方面则改善了很多,不仅为驾驶员专门设置了登车通道,还对操纵装置作了改进,用个性化、图示化的分区操纵元件取代了同质化的操纵手柄组,力求使驾驶员的操纵都与被操纵部件的功能和动作方向相关,并符合人体习惯,便于驾驶员记忆识别,从而显著提高效率。

  新型挂弹车的底盘结构也有所创新和改进。它们所装用的 柴油机的性能和排放水平更先进,车架结构简洁,转向驱动桥整合了承载、驱动转向和制动等多项功能,保证了整车具有优异的机动性。其中的大型挂弹车采用了新颖的平行连杆式变幅机构,可灵活调节轮距和轴距,并设置了双向驾驶系统,在较长距离的运弹作业中,能以有利的前轮转向方式行驶并改善驾驶员的视野。中型挂弹车的前轮距的调节幅度和升降臂摆动角度也都大于现有产品,提高了作业适应性。

资料图:新型国产大型挂弹车具有独特的双向驾驶功能

  记:请您谈谈挂弹车的动力问题? 王总:挂弹车采用的动力驱动装置,包括内燃机动力和蓄电池动力两种。挂弹车的内燃机动力装置经历了一个由汽油机向柴油机发展的过程。

  汽油机结构轻小,启动方便,但火灾风险较高,汽油机特有的高压点火系统还可能对其它电子系统造成干扰,这也是它在军事领域中的弱项。

  与汽油机相比,柴油机的寿命较长,油耗大约可降低30%,并可直接燃用航空煤油。如国外装有柴油机的MJ―lD和MJ一4D挂弹车就规定除柴油外,还可燃用JP4和JP8喷气燃料及它们之间任何比例的混合燃料。我们也作过这方面的试验,确实可行。多种燃料的适应性有利减轻航空后勤供应的压力。柴油机的防爆、防火性能也优于汽油机,并且不产生电磁干扰。柴油机的主要缺点是比较笨重,噪声和震动大,转速低。但对军用车辆来说,柴油机的优点更为重要。如果对挂弹作业中的排放和噪声等有特殊要求,挂弹车也可配置内燃机和蓄电池一电机组成的混合动力系统。不过与以降低油耗和提高加速能力的混合动力技术不同,挂弹车却可以采用一种机场牵引车等更简单的混合动力装置。

  目前,挂弹车都采用了无级变速的液压传动装置。液压传动和控制技术具备布置灵活和调节方便两方面的优点,这对于机动性、微动性要求较高而形态和功能又比较复杂的挂弹车十分适用。采用以液压传动为核心的机电液一体化先进技术还能有效地整合挂弹车上行走驱动、转向、制动和升降臂、托弹盘等各个功能系统,更方便于采用模块式结构。因此即使在以蓄电池组为毹源的电动型挂弹车上,电动机大多也只是代替 柴油机驱动液压泵组,底盘和工作部件仍靠液压元件驱动,使采用不同 能源系统的挂弹车可具有高度通用的底盘。

  记:您几次提到挂弹车调节底盘的轮距和轴距的问题。这个功能很重要吗?这样会不会把底盘搞复杂了呢?

  王总:我们的经验是挺重要的。调节挂弹车的轮距和轴距主要有两个目的,第一是要解决挂弹作业时底盘稳定性和转场运输时的机动性之间的矛盾。以我们正在研制的大型挂弹车为例.要它挂的弹重量超过3吨,长近8米。虽然托弹盘支承在弹体的重心部位,静态负荷有限,但这么个大家伙移动或转动时发生的惯性力和惯性力矩还是挺可观的,所以挂弹操作时要把前轮距调大到3.5米左右,才可以稳稳当当地干活。但是这么宽的车子又很不灵活,也难于上路,所以在它自身转移或运弹行驶时要把前轮距调小,使车宽减少到2.2米左右。

  第二是要提高挂弹车对于不同外挂物和飞机机型的适应能力。现代作战飞机的挂架越来越多,间距越来越小,不同机型的挂架布置也不同。挂弹操作时挂弹车不仅要躲开起落架、舱盖等飞机上原装的部件,还要避让已经挂好了的外挂物,想“以不变应万变”很难。现在的做法就是根据作业现场情况改变挂弹车的前轮距,必要时还要调节前后轴距,而且左右车架应该能独立调节,以适应飞机对称挂载的需要。我们设计的各型挂弹车的车架变幅机构的结构和操纵都并不复杂,使用液压缸控制,不到一分钟即可调节到位,这样的挂弹车是名副其实的“变形金刚”。

  记:与国外产品相比,国产升降臂型挂弹车的水平怎样?

  王总:现在,国产挂弹车所拥有的品种规格和功能已与国外产品大体相当,某些性能甚至还有所超越。例如国产挂弹车普遍采用的轮边驱动的液压转向驱动桥的驱动方式,就比国外通行的机械式转向驱动桥方式在结构上要干净利索得多,而转向轮的最大偏转角则增大50%以上,这使得国产车虽然体积略大,转向半径却要比外国车小得多,也就是更为机动灵活。

  不过差距也还是明显的。一个主要的差距是西方外军挂弹车的工艺水平很高,体积和重量都比我们同等能力的挂弹车要小,这和它们采用了比强度更高的材料和进行了更为精准详细的强度、刚度设计计算直接相关。当然,对于体积重量的严格要求也是外军强调装备的快速空运性能的直接结果。再有很重要的一点就是,外军现役的挂弹车都已经过多次实战的考验,我们的则只有靶场演习的少量经验。

  但我们相信,前面介绍的正在研制的新产品的问世将把我国飞机挂弹车的总体性能提高到一个新的水平。

  记:感谢您接受本刊的采访。

资料图:中国空军列装的反跑道炸弹与挂弹车

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