一种通用水平装填车研制项目

董朝庆、刘奇、刘洪波、南松、张杨 ／北京航天发射技术研究所

水平装填车是火箭冷发射技术的重要保障产品，主要放置于技术阵地厂房，通过对固体火箭、发射筒等各方向自由度的调整，实现固体火箭与发射筒的对中、对接，并利用动力单元将固体火箭装入发射筒或从发射筒内退出。

受制于各型号固体火箭的差异，如火箭直径、装填接口、重量以及装填方式和装填动力等因素，目前的固体火箭水平装填系统大多为定制化产品，其研制通用化程度低、自动化程度低、研制周期较长。随着目前固体火箭型号的日益增多，型号跟研、实物竞标、演示验证模式的不断推广，产品化装填车的需求日益迫切。本项目着眼小直径固体火箭水平装填任务，以通用化、系列化、模块化原则开展固体火箭通用水平装填车的研制工作，旨在实现固体火箭的通用装填。

一、工作与实践

固体火箭通用水平装填车可有效简化总装厂、靶场技术区设备数量。此外针对跟研、预先研究、演示验证等型号，可有效缩短试验条件配套周期，减少人力资源投入，提高型号的研制效率。同时针对演示验证后续立项型号，可为该型号水平装填车的研制提供设计基础，释放技术风险，降低人力投入，提高研制效率。

1.工作策划

（1）策划及人员安排

固体火箭通用水平装填车研制源于通用新产品项目研制，团队成员包括各类专业人员。着眼小直径固体火箭水平装填任务，以通用化、系列化、模块化原则开展固体火箭通用水平装填车的研制工作，旨在实现小直径固体火箭的通用装填。

工作策划如下：一是完成型号装填需求调研、通用型装填车方案论证；二是完成电控、供配电及电驱系统任务书编写和方案设计；三是完成技术设计，完成刚性链选型及单机性能验证试验；四是完成分系统设备制备、齐套；五是完成通用型水平装填车的总装，空载调试；六是完成不同型号固体火箭、发射筒、水平装填车匹配装填试验，验证通用装填性能。

（2）通用方法及设计原则

固体火箭通用水平装填车以弹、筒、装填车接口解耦为设计思想，便于适应不同火箭的通用兼容，以装填载荷和装填行程最大包络、发射筒通过性最小包络、火箭和发射筒支撑形式互换、软件兼容等为设计原则，伸缩装置、筒、弹相互独立，灵活布局，可实现前、后装填模式转换，最大程度提高部组件的通用化水平。同时，创新性提出纯电驱动、刚性链传动的伸缩装置，为水平装填车用于贮运一体智慧阵地的升级发展奠定了基础。

2.实施内容

（1）基本型确立

水平装填车用于将火箭或箭体水平装填进入发射筒和退出发射筒。目前，应用于各型号的水平装填车按驱动形式主要可分为液压驱动水平装填车和电机驱动水平装填车，按照结构形式主要可分为半圆框式水平装填车和托座式水平装填车。

随着未来火箭冷发射的广泛应用，火箭形态趋于多样化，随之带来的问题是传统头部推进装填模式无法满足构型多样式的装填要求，装填车执行机构只能穿过发射筒连接火箭尾部，装填时将火箭拉进发射筒，退弹时将火箭推出发射筒。

本项目根据未来固体火箭水平装填需求，创新性提出基于刚性链驱动的水平装填车，明确以“托座式电动水平装填车”作为产品化装填车的基本构型，确定固体火箭支撑调整装置、发射筒支撑调整装置、伸缩装置三模块自由组合成型模式。采用总体指标包络、局部模块切换的产品化思路。完成通用水平装填车的研制，可满足目前固体火箭的装填任务需求，此外预留了新型号的兼容接口进行拓展，真正实现了航天系统级产品的通用兼容。

（2）方案设计

通用型水平装填系统主要由伸缩装置、火箭支撑调整装置、发射筒支撑调整装置等组成，三者通过定位和导轨止口实现装填车的对中定位。其中，伸缩装置由伸缩臂、伸缩臂支撑架车、供配电系统、电控系统组成。通过伸缩装置伺服电机驱动刚性链带动伸缩臂连接火箭完成固体火箭的装填和退弹操作，同时利用力传感器和伺服电机电流实现装填载荷的实时监控，通过编码器实现装填行程的实时监测，通过数据记录仪对不同型号装填的有效数据进行记录和分析，便于后期的数据处理、故障分析及产品迭代优化。

根据通用水平装填车兼容原则，通过对部分零组件的安装位置调整、定制件的增减、软件状态切换适应多型固体火箭的不同装填需求。通用装填车部组件构成按完全通用件、部分通用件和定制件三类进行分类规划，通过提高完全通用件和部分通用件比例，提高产品通用型、互换性水平。

（3）效果检查

通用水平装填车先后开展了B 型、F 型、G 型、H 型等4 型产品的水平装填和退出工作，试验过程运行平稳，产品顺利装填入筒，装填车测量、自主选择产品类型等功能验证。针对无实物状态，开展了模拟样机兼容匹配试验，利用三维虚拟样机完成相关产品和筒体建模，通过三维模装匹配试验验证兼容设计可行性。经过模装匹配和实物装填试验验证，通用装填车具备兼容多种多领域、多规格、多边界的产品装填需求，真正意义上实现了“一车多弹（箭）”的装填和退出任务。

（4）通用创新方法

固体火箭通用水平装填车研制实现了完全通用件、部分通用件和定制件三类部组件的占比分布，并通过不同颜色喷涂加以区分，提高了现场的操作性。

此外针对不同固体火箭装填需求进行控制系统兼容设计，利用激光位移传感器、微动开关等实现弹型的自主识别，有效避免了装填程序选型错误的现象，大幅提高了装填安全性，同时提升了装填车的自动化、智能化水平。

二、实践效果

本项目开展至今，依次完成方案论证、装填车统型分析、兼容原则设计、方案设计图纸下厂、实物齐套，并通过了伸缩臂空载伸臂、空载收臂、满载伸收、空载调试、装填退弹等试验考核，具备执行各型固体火箭装填任务条件。固体火箭通用水平装填车的成功研制，实现了小直径固体火箭的装填兼容，预留了未来新型号拓展和贮运一体智慧阵地升级发展的空间。

1.经济效益

本项目的成功研制满足了多领域、多规格、多边界的产品装填需求，真正意义上实现了“一车多弹（箭）”的装填和退出任务。目前已实现多种不同领域、不同规格固体火箭的装填兼容，大幅降低了装填设备的研制周期和人力投入，有效降低了装填设备的生产成本，具有显著的经济效益。

2.社会效益

本项目的成功研制可有效提高总装厂及部队用户装填设备的订购数量，降低一线操作人员的使用难度，在实战化上具有较好的社会效益。

3.标准化效益

本项目的成功研制提出了基于刚性链+伸缩臂驱动水平装填装置设计方法，该款装填车已成为研究所产品化货架产品，截至目前已为两款新研型号快速提供了装填方案和产品保障，并已将设计流程进行固化，初步形成了装填设备新标准，为后续型号装填车研制提供了标准依据。▲