军事装备航空运输性测试研究
2017-01-01王彦峰颉正阳
王彦峰,安 红,颉正阳
(空军勤务学院 航空军交运输指挥系,江苏 徐州 221000)
● 军事运输 Military Transportation
军事装备航空运输性测试研究
王彦峰,安 红,颉正阳
(空军勤务学院 航空军交运输指挥系,江苏 徐州 221000)
为从源头上解决制约军事装备空中机动问题,并对今后军事装备航空运输性验证提供理论和技术支撑,必须加强军事装备航空运输性测试研究。在界定军事装备航空运输性测试概念的基础上,分析其内涵和作用意义,对军事装备航空运输性测试项目进行筛选和完善;从外部尺寸与几何特性、压力压强测试、航空运输环境模拟试验、运输机货运系统台架试验、航空运输性虚拟仿真试验等方面,分析军事装备航空运输性测试技术与方法。
军事装备;航空运输;运输性测试
近年来,我军装备逐步呈现出多功能化、集成化和大型化等发展趋势,对运输保障要求更加苛刻;同时,现代战争对军事装备机动性要求也越来越高。由于我军在装备研制、改造和采购过程中,考虑较多的运输方式主要是公路和铁路,而对航空运输条件和环境关注较少,致使部分装备无法通过航空运输实施快速机动,成为影响和制约军事装备战时快速机动、部署的瓶颈。随着国产大中型军用运输机陆续研制和配备,我军空中战略投送能力正进入快速发展时期。在此背景下,加强军事装备航空运输性测试研究,逐步构建航空运输性工程体系,适逢其时、意义重大。
1 军事装备航空运输性测试的概念及其内涵
1.1 概念界定
运输性是军事装备的固有属性。根据GJB 5733—2006《军事装备运输性基本要求》,军事装备运输性是“装备通过拟定运输方式进行运输的固有能力”[1]。结合航空运输特点,航空运输性可界定为:军事装备适应航空运输的固有能力,包括适应航空基础设施、航空载运工具和航空运输环境等。上述固有能力,是指军事装备的设计一旦完成,其航空运输性即已固化、不可改变。因此,军事装备在定型、改进或选型之前,必须考虑航空运输性要求,将其贯彻到军事装备设计中去,并通过航空运输性测试对其进行验证。
一般来说,测试是具有试验性质的检测和试验。其中,检测是为确定被测对象的量值而进行的试验过程;试验是对迄今未知事物的探索性认识过程。在确定上述概念的基础上,可对航空运输性测试界定为:针对军事装备贯彻航空运输性要求而进行的检测和试验。
1.2 基本内涵
值得特别关注的是,上述定义中所说的贯彻航空运输性要求,意义较为丰富。从军事装备航空运输实践看,影响军事航空运输的因素包括航空基础设施、航空载运工具和航空运输环境等。这3个因素贯穿于军事装备航空运输全过程,即包装、转运、装载、配载、定位、系留、空运、卸载、空投等。因此,必须综合考虑这些因素的具体要求。其中,航空基础设施主要包括机场设施(机场道路、停机坪、跑道等),机场用于集装包装、场内转运、飞机装卸的设备;航空载运工具主要包括各类民航飞机、军用运输机、运输直升机及空投空降平台;航空运输环境主要包括航空运输过程中的机械环境(过载、振动、冲击等)、气候环境(温度、气压、湿度)、化学活性物质条件、机械活性物质条件、生物环境条件等。
基于上述分析,可对军事装备航空运输性测试的内涵进行研究。从测试的目的来看,军事装备航空运输性测试主要是评估新研、改进(制)装备是否达到了规定的航空运输性要求。从测试的内容来看,军事装备航空运输性测试主要是检验装备或装备系统的几何特性、静态特性、动态特性、装卸与固定特性等对航空运输设施、载运工具、装卸设施的适应性。从测试的方法来看,根据测试对象、测试项目的不同,军事装备航空运输性测试可采用实地实装试验、环境模拟试验和计算机仿真试验等方法。从测试的程序来看,军事装备航空运输性测试,一般先进行技术性能试验,后进行战术性能试验;先进行单项试验,后进行综合试验;先进行静态试验,后进行动态试验;先进行室内试验,后进行场外试验。
1.3 作用意义
航空运输性测试是运输性工程的一个有机组成部分,其作用意义主要体现在:一是为军事装备航空运输性评判提供必要的物质基础。航空运输性测试是装备研制过程中的一个重要环节,通过试验可帮助研制单位纠正航空运输性设计方面的缺陷。二是为军事装备航空运输性审批工作提供技术支持。根据我军颁发的各种法规标准,军事装备管理部门应在各个阶段对装备研制跟踪监控,并对科研进度、质量进行审查,航空运输性审查应结合上述军事装备研制审查同步开展。目前,由于缺乏相关的试验设备和试验机构,大部分航空运输性审查只能采用资料审查、计算验证等方式进行,难以保证审查效果的科学性。三是为制(修)订航空运输性标准提供科学依据。航空运输性标准是规范军事装备航空运输性设计、验证的基本规范。可通过开展航空运输性工程试验,检验航空运输性技术要求的可靠性和科学性,为航空运输性标准制订提供科学依据。
2 军事装备航空运输性测试项目分析
2.1 分析依据
军事装备航空运输性测试项目的确定,应以运输性领域的基本标准为依据,同时充分考虑航空运输的特点。目前,我军运输性领域主要的标准、规范有:GJB 2498—97《运输装载尺寸与重量限值》、GJB 3493—98《军用物资运输环境条件》、GJB 2683—96《影响运输性、包装和装卸设备设计的产品特性》、GJB 5733—2006《军事装备运输性基本要求》、GJB 3369—98《航空运输性要求》和GJB 5194—2003《军用运输机装载准则》等。其中,涉及航空运输性的标准主要有《军事装备运输性基本要求》和《航空运输性要求》。
《军事装备运输性基本要求》适用于军事装备的研制、改进或采购。其中,在航空运输性方面规定了拟通过航空运输的装备尺寸、质量、装卸、固定和运输环境条件应符合的要求。《航空运输性要求》是航空运输性方面唯一的专用标准,该标准规定了固定翼军用飞机航空货运设备航空运输性的设计和性能要求,并规定了其可接受的最低限度的运输特性[2]。
2.2 测试内容的初选
根据GJB 2683—96《影响运输性、包装和装卸设备设计的产品特性》,军事装备的运输性与装备产品的几何特性、动态特性、环境极限、危险特性等基本特性,以及由基本特性派生的包装特性、轮式自行装备的运动特性与装备的装载加固等特性有关[3]。鉴于危险品特性涉及的种类繁多、要求复杂,需要专门研究,本文不做深入探讨。
根据上述标准、规范,结合测试项目选取要求以及军事装备航空运输性影响因素,经过反复比较和充分筛选,可初步确定军事装备航空运输性测试内容:①几何适应性测试。具体包括尺寸、通过性等测试。②静态适应性测试。具体包括质量、接地比压、轴负荷、质心等测试。③环境适应性测试。具体包括振动、冲击适应性,稳态加速度适应性,温度适应性,湿度适应性,低气压适应性等测试。④装卸适应性测试。具体包括滚装滚卸适应性、吊装吊卸适应性、升降装卸适应性、牵引装卸适应性等测试。⑤系留固定适应性测试。具体包括系留点位置、系留点数量、系留点结构强度等测试。其中,装卸适应性测试中,自驱动或被牵引行驶的装备适用于滚装滚卸和牵引装卸,无行走装置的大件装备适用于吊装吊卸,空运托盘(货板)、集装箱等适用于升降装卸。
2.3 主要测试项目的确定
对于初步确定的军事装备航空运输性测试内容,可根据我军军事装备的实际情况,结合航空运输性工程体系建设的实际,科学、合理地选择确定主要测试项目。为便于测试的组织实施,一般应根据各类测试内容对测试仪器设备和测试技术方法的要求,按照合并同类项的方法,确定具体测试项目构成。
基于上述原则和方法,可将军事装备航空运输性测试项目分为以下类型:①外部尺寸与几何特性测量。具体包括几何尺寸测量、角度测量等。②压力压强测量。具体包括质心测量、质量测量以及质量分配与接地压力测试。③航空运输环境模拟试验。具体包括气候环境适应性试验、机械环境适应性试验等。④运输机货运系统台架试验。具体包括军事装备的通过性、与军用运输机货舱的几何适应性试验以及军事装备轴重、接地比压测试等。⑤航空运输性虚拟仿真试验。具体包括装载、配载、系留适应性试验和运输环境条件仿真试验等。上述④、⑤项目属综合性试验,可对多项航空运输性指标进行测试。
3 军事装备航空运输性测试的技术方法
依据上述军事装备航空运输性测试项目分析结果,根据国家、军队相关标准规范要求,结合现代测试技术发展现状,可以通过构建军事装备航空运输性试验条件,实现对军事装备贯彻航空运输性要求情况的测试,并可为军事装备航空运输性审批、认证提供技术支持[4]。
3.1 外部尺寸与几何特性测量
军事装备的长度、宽度、高度,轴距、车轮直径、最小离地间隙,轮胎的宽度、直径、接地印迹(形状和尺寸),固定装置的位置等指标,可通过几何尺寸测量技术和仪器进行测量。所需仪器设备为水平尺、象限仪、钢卷尺、直尺、阶梯尺、重锤、照相机等。外部尺寸与几何特性测量的具体技术方法可参照GJB 59.11—87《装甲车辆试验规程 外部尺寸与几何特性参数测定》。
3.2 压力压强测量
军事装备的质心和质量,可采用倾斜平台测量法。所需仪器设备为测量平台、台秤、钢卷尺、直尺、重锤等。质量和质心测定的具体条件、方法、数据处理与结果的评定,可参照GJB 59.54—92《装甲车辆试验规程 质量和质心测定》。
军事装备的接地压力、轴负荷、轮负荷等指标,可通过压力测量技术和配套仪器进行评判。在质心位置测量中,通过测量装备在纵向、横向和垂直方向上倾斜不同角度时接地压力,结合装备的几何尺寸测量数据,通过数学计算的方法确定。所需仪器设备为地磅或压力测力计、钢卷尺、平面求积仪、碳素墨水或染料、白纸、千斤顶等。具体技术方法可参照GJB 59.7—87《装甲车辆试验规程 重量分配及接地压力分布测定》。
3.3 航空运输环境模拟试验
根据GJB 3493—98《军用物资运输环境条件》,航空运输过程中军事装备主要受到低温、温度变化和低气压的影响,可建立运输机飞行状态货舱气候环境模拟系统,将军事装备置于该模拟环境中进行试验,以评判其气候环境适应性。测试方法:具体气候环境可参照GJB 3493—98《军用物资运输环境条件》,试验方法可参照GJB 150系列标准中的《低温试验》《高温试验》《温度冲击试验》《低气压(高度)试验》等。
同时,军事装备在航空运输过程中可能经受机械环境条件影响,因此,可建立运输机飞行全过程货舱机械环境模拟系统,将军事装备置于该模拟环境中进行试验,以评判其气候环境适应性。具体测试方法、机械环境可参照GJB 3369—98《航空运输性要求》、GJB 3493—98《军用物资运输环境条件》,试验方法可参照GJB 150系列标准中的《冲击试验》《振动试验》《加速度试验》等。
3.4 运输机货运系统台架试验
运输机货运系统台架试验,可对军事装备的最大爬坡度、回正性、转向半径、转向轻便性、直线行驶性能以及装卸适应性等指标予以评判。试验的基本思路是将军事装备置于模拟真实军用运输机货舱结构的试验台架上,按照相关试验标准进行试验。根据试验目的、要求,试验台架包括运输机装载试验台和运输机配载试验台。运输机装载试验台模拟某型飞机货舱的内部结构及几何尺寸、飞机的货桥结构形状及尺寸。运输机配载试验台用于测量整舱货物质心,通过测量出的质心与飞机对货运要求的质心范围进行比对分析,直观地得到货运装载方案。
3.5 航空运输性虚拟仿真试验
航空运输性虚拟仿真试验,可对运输机的装卸、配载、系留及各种作业方式进行虚拟试验。通过计算机虚拟仿真技术构建模拟环境,为航空运输性试验及相关训练提供一个模型,建立与真实环境一致的虚拟场景,并对军事装备数学模型进行解算。所需仪器设备:三维建模系统、军事装备运输性验证系统、军用运输机装卸勤务仿真训练系统。试验方法为:根据所测量的运输机及运载装备的尺寸、质量、质心、吊装、叉装、牵引、系留等参数,应用软件平台进行虚拟实现,对装备在军用运输机上的装卸方案进行可行性模拟验证并评价。
4 结 语
军事装备航空运输性研究,对于我军而言是一个新兴的研究领域,也是空中投送保障亟待解决的重要难题。本文对军事装备航空运输性的概念进行了界定,并对军事装备航空运输性测试项目进行了筛选和完善,重点分析了军事装备航空运输性测试技术方法。但本文只是进行了理论研究,还需要在国家和军队层面出台相关的法律法规,只有把理论与实践相结合,才能真正促进军事装备贯彻航空运输性要求工作的全面开展。
[1] 中国人民解放军总后勤部.军事装备运输性基本要求:GJB 5733—2006 [S].北京:总后勤部,2006:1-5.
[2] 中国人民解放军总装备部.航空运输性要求:GJB 3369—98 [S].北京:总装备部,1998:2-8.
[3] 张家应,冯涛,柳松.轮式自行装备航空运输性评价指标体系研究[J].空军勤务学院学报,2011,22(5):26-28.
[4] 张家应,刘子明.车辆装备航空运输性影响因素分析[J].科技创新与应用,2015(27):52-53.
(编辑:孙协胜)
Aero-transportability Test of Military Equipment
WANG Yanfeng, AN Hong, XIE Zhengyang
(Department of Aviation Transportation and Traffic Command, Air Force Logistics College, Xuzhou 221000, China)
To solve the problem of military equipment air mobility and provide theoretical and technical support for testing aero-transportability, we should attach importance to aero-transportability test of military equipment. After defining the concept of aero-transportability test of military equipment, the paper analyzes its connotation and function, and chooses and perfects the test items. It also analyzes the techniques of testing aero-transportability from external size and geometrical characteristics, pressure measurement, simulation test of air transport environment, bench test of freight system, and virtual simulation test of aero-transportability.
military equipment; air transportation; transportation test
2016-05-16;
2016-07-01.
王彦峰(1981—),男,硕士,讲师.
10.16807/j.cnki.12-1372/e.2017.01.007
E234
A
1674-2192(2017)01- 0028- 04