一種通用水平裝填車研制項目

董朝慶、劉奇、劉洪波、南松、張楊 ／北京航天發射技術研究所

水平裝填車是火箭冷發射技術的重要保障產品，主要放置于技術陣地廠房，通過對固體火箭、發射筒等各方向自由度的調整，實現固體火箭與發射筒的對中、對接，并利用動力單元將固體火箭裝入發射筒或從發射筒內退出。

受制于各型號固體火箭的差異，如火箭直徑、裝填接口、重量以及裝填方式和裝填動力等因素，目前的固體火箭水平裝填系統大多為定制化產品，其研制通用化程度低、自動化程度低、研制周期較長。隨著目前固體火箭型號的日益增多，型號跟研、實物競標、演示驗證模式的不斷推廣，產品化裝填車的需求日益迫切。本項目著眼小直徑固體火箭水平裝填任務，以通用化、系列化、模塊化原則開展固體火箭通用水平裝填車的研制工作，旨在實現固體火箭的通用裝填。

一、工作與實踐

固體火箭通用水平裝填車可有效簡化總裝廠、靶場技術區設備數量。此外針對跟研、預先研究、演示驗證等型號，可有效縮短試驗條件配套周期，減少人力資源投入，提高型號的研制效率。同時針對演示驗證后續立項型號，可為該型號水平裝填車的研制提供設計基礎，釋放技術風險，降低人力投入，提高研制效率。

1.工作策劃

（1）策劃及人員安排

固體火箭通用水平裝填車研制源于通用新產品項目研制，團隊成員包括各類專業人員。著眼小直徑固體火箭水平裝填任務，以通用化、系列化、模塊化原則開展固體火箭通用水平裝填車的研制工作，旨在實現小直徑固體火箭的通用裝填。

工作策劃如下：一是完成型號裝填需求調研、通用型裝填車方案論證；二是完成電控、供配電及電驅系統任務書編寫和方案設計；三是完成技術設計，完成剛性鏈選型及單機性能驗證試驗；四是完成分系統設備制備、齊套；五是完成通用型水平裝填車的總裝，空載調試；六是完成不同型號固體火箭、發射筒、水平裝填車匹配裝填試驗，驗證通用裝填性能。

（2）通用方法及設計原則

固體火箭通用水平裝填車以彈、筒、裝填車接口解耦為設計思想，便于適應不同火箭的通用兼容，以裝填載荷和裝填行程最大包絡、發射筒通過性最小包絡、火箭和發射筒支撐形式互換、軟件兼容等為設計原則，伸縮裝置、筒、彈相互獨立，靈活布局，可實現前、后裝填模式轉換，最大程度提高部組件的通用化水平。同時，創新性提出純電驅動、剛性鏈傳動的伸縮裝置，為水平裝填車用于貯運一體智慧陣地的升級發展奠定了基礎。

2.實施內容

（1）基本型確立

水平裝填車用于將火箭或箭體水平裝填進入發射筒和退出發射筒。目前，應用于各型號的水平裝填車按驅動形式主要可分為液壓驅動水平裝填車和電機驅動水平裝填車，按照結構形式主要可分為半圓框式水平裝填車和托座式水平裝填車。

隨著未來火箭冷發射的廣泛應用，火箭形態趨于多樣化，隨之帶來的問題是傳統頭部推進裝填模式無法滿足構型多樣式的裝填要求，裝填車執行機構只能穿過發射筒連接火箭尾部，裝填時將火箭拉進發射筒，退彈時將火箭推出發射筒。

本項目根據未來固體火箭水平裝填需求，創新性提出基于剛性鏈驅動的水平裝填車，明確以“托座式電動水平裝填車”作為產品化裝填車的基本構型，確定固體火箭支撐調整裝置、發射筒支撐調整裝置、伸縮裝置三模塊自由組合成型模式。采用總體指標包絡、局部模塊切換的產品化思路。完成通用水平裝填車的研制，可滿足目前固體火箭的裝填任務需求，此外預留了新型號的兼容接口進行拓展，真正實現了航天系統級產品的通用兼容。

（2）方案設計

通用型水平裝填系統主要由伸縮裝置、火箭支撐調整裝置、發射筒支撐調整裝置等組成，三者通過定位和導軌止口實現裝填車的對中定位。其中，伸縮裝置由伸縮臂、伸縮臂支撐架車、供配電系統、電控系統組成。通過伸縮裝置伺服電機驅動剛性鏈帶動伸縮臂連接火箭完成固體火箭的裝填和退彈操作，同時利用力傳感器和伺服電機電流實現裝填載荷的實時監控，通過編碼器實現裝填行程的實時監測，通過數據記錄儀對不同型號裝填的有效數據進行記錄和分析，便于后期的數據處理、故障分析及產品迭代優化。

根據通用水平裝填車兼容原則，通過對部分零組件的安裝位置調整、定制件的增減、軟件狀態切換適應多型固體火箭的不同裝填需求。通用裝填車部組件構成按完全通用件、部分通用件和定制件三類進行分類規劃，通過提高完全通用件和部分通用件比例，提高產品通用型、互換性水平。

（3）效果檢查

通用水平裝填車先后開展了B 型、F 型、G 型、H 型等4 型產品的水平裝填和退出工作，試驗過程運行平穩，產品順利裝填入筒，裝填車測量、自主選擇產品類型等功能驗證。針對無實物狀態，開展了模擬樣機兼容匹配試驗，利用三維虛擬樣機完成相關產品和筒體建模，通過三維模裝匹配試驗驗證兼容設計可行性。經過模裝匹配和實物裝填試驗驗證，通用裝填車具備兼容多種多領域、多規格、多邊界的產品裝填需求，真正意義上實現了“一車多彈（箭）”的裝填和退出任務。

（4）通用創新方法

固體火箭通用水平裝填車研制實現了完全通用件、部分通用件和定制件三類部組件的占比分布，并通過不同顏色噴涂加以區分，提高了現場的操作性。

此外針對不同固體火箭裝填需求進行控制系統兼容設計，利用激光位移傳感器、微動開關等實現彈型的自主識別，有效避免了裝填程序選型錯誤的現象，大幅提高了裝填安全性，同時提升了裝填車的自動化、智能化水平。

二、實踐效果

本項目開展至今，依次完成方案論證、裝填車統型分析、兼容原則設計、方案設計圖紙下廠、實物齊套，并通過了伸縮臂空載伸臂、空載收臂、滿載伸收、空載調試、裝填退彈等試驗考核，具備執行各型固體火箭裝填任務條件。固體火箭通用水平裝填車的成功研制，實現了小直徑固體火箭的裝填兼容，預留了未來新型號拓展和貯運一體智慧陣地升級發展的空間。

1.經濟效益

本項目的成功研制滿足了多領域、多規格、多邊界的產品裝填需求，真正意義上實現了“一車多彈（箭）”的裝填和退出任務。目前已實現多種不同領域、不同規格固體火箭的裝填兼容，大幅降低了裝填設備的研制周期和人力投入，有效降低了裝填設備的生產成本，具有顯著的經濟效益。

2.社會效益

本項目的成功研制可有效提高總裝廠及部隊用戶裝填設備的訂購數量，降低一線操作人員的使用難度，在實戰化上具有較好的社會效益。

3.標準化效益

本項目的成功研制提出了基于剛性鏈+伸縮臂驅動水平裝填裝置設計方法，該款裝填車已成為研究所產品化貨架產品，截至目前已為兩款新研型號快速提供了裝填方案和產品保障，并已將設計流程進行固化，初步形成了裝填設備新標準，為后續型號裝填車研制提供了標準依據?！?/p>