空空导弹运输振动试验方法研究

刘新佳 郭迅

摘要：本文介绍了目前我国空空导弹公路运输试验的常用方法，对目前几种常用试验方法的试验原理、试验步骤进行了详细研究，并对各种方法的可实施性进行了分析。同时，针对空空导弹实验室内振动台模拟试验过程中出现的问题，提出了一种合理可行的剪裁方法，可为后续空空导弹运输试验的实施提供参考。

关键词：空空导弹；公路运输；运输振动；模拟运输试验；试验谱

中图分类号：TJ762.23文献标识码：ADOI：10.19452/j.issn1007-5453.2020.04.009

空空导弹从生产厂家交付用户，再到最后完成作战使用，在其寿命期内必然会经历多种运输环境，就所经历的振动环境而言，路运最大，空运次之，海运最小[1]。

目前，我国空空导弹类产品主要在国内陆地部署，而公路运输由于具有机动灵活、周转速度快、适应性强等特点，从而成为其寿命期中最主要的运输方式。为了考核空空导弹在运输环境下的环境适应性和可靠性，在型号研制中均要求开展公路运输试验[2]。

本文对目前国内空空导弹类产品的公路运输试验方法进行了介绍，并结合某型产品的实际运输试验，对多种试验方法的有效性及可实施性进行了详细分析，可为后续空空导弹类产品运输试验考核提供参考。

1实地跑车试验

实地跑车试验通常称为跑车试验，即将产品按实际包装状态放置在运输车辆上（可按实际需要增加相应配重），在寿命期内经历的典型运输环境下进行试验验证。这种方法操作简单，更贴合产品的真实运输环境，对产品的损伤较小，容易得到用户方的认可，是目前空空导弹类产品运输试验考核的主要方式。

近年来，相关标准中对运输试验的考核要求越来越严苛。1986年发布的GJB 150.16《军用设备环境方法振动试验》[3]中规定，高速公路卡车运输一般为1600～2400km，任务/外场运输一般为500km。2009年发布的GJB150.16A《军用装备实验室环境试验方法第16部分振动试验》[4]在运输振动的试验方法上并没有本质区别，但在试验里程上的要求更为严苛，其中高速公路卡车运输一般在3200～6400km范围内；任务/外场运输里程一般为500～800km。在最新型号研制过程中，用户方明确要求：高速公路卡车运输里程为6400km；任务/外场运输里程一般为800km。

但使用该方法进行运输试验考核的缺点也比较明显。特别是近年来，随着我国公路建设的飞跃发展，现有真正符合野战运输条件的路面越来越少，特别是在大城市周边更是如此。试验时均面临野战运输试验无法找到合适场地的问题。另外，跑车试验是一项大型试验，涉及面广，需要投入大量的人力物力，严重影响生产周期且不利于安全保密。因此，这种试验方式的使用呈现出逐渐下降的趋势[5]。

2运输模拟台模拟试验

运输模拟台模拟试验是采用一种经过检定的规范试验样机，模拟产品在实际运输过程中的振动环境，从而对产品的运输环境适应性进行考核[6]。

设备示意图如图1所示，其主要技术参数为：在规定的负载下，垂直方向的总均方根加速度和分频段均方根加速度及容差（见表1）。同时规定，垂直方向的加速度谱密度有两个峰，其频率和加速度谱密度见表2。

另外，横向的总均方根加速度和分频段均方根加速度为相应频带上的0.7倍，容差为±6dB。

当对上述参数进行测量时，其检测点位于距台面边缘沿长度方向中心线1/4处，具体位置如图2所示[7]。

当使用运输模拟台对产品进行模拟运输试验时，产品的损伤主要由设备的总均方根加速度和试验时间来确定。试验时间确定为：

式中：T为试验时间；S为要求试验里程，单位为km；V为试验时要求车速，一般低级路面或土路取V=20km/h，其他路面取V=35km/h。

为缩短试验时间，可根据疲劳累积损伤理论，通過人为地提高振动量值的方法来实现[8]。

式中：T为试验时间；Ti为加速后的试验时间；Arms为试验要求的总均方根加速度，标准中为0.478g；Arms1为要缩短试验时间而提高的总均方根加速度；K为系数，通常选取5。

当使用运输模拟台进行500km野战运输试验时，基本步骤如下：

（1）在图2所示位置安装三轴向传感器；调试运输模拟台，使得台面振动响应的前两个峰值频率和谱密度满足标准要求。

（2）对比振动轴向和横向振动与主振方向大小，要求主振方向振动量级至少在5dB之上。

（3）计算0～50Hz内的均方值，并与0～400Hz内的均方值进行比较，0～50Hz内的能量至少占总能量的51%，但不能超过总能量的85%。

（4）在以上参数确定满足要求后，计算试验时间。500km路面要求速度为20km/h，则跑车试验时间为25h。

（5）用加速等效方法计算模拟运输台试验时间为：

例如，测得运输台Z向均方根值约1g，则通过上式计算得出试验时间为38min。

当使用运输模拟台进行模拟运输试验时，主要依据QJ/ T815.1—1994《设备公路模拟试验方法》[9]进行检定，具有操作简便、易于控制、维护成本低等优点，在航天一些型号研制生产中进行了应用。

[3]GJB150.16—1986軍用设备环境试验方法：振动试验[S].北京：国防科学技术工业委员会， 1998. GJB150.16—1986Environmental test methods for military equipments vibration test[S].Beijing： Commission of Science， Technology and Industry for National Defense， 1998. （in Chinese）

[4]GJB150.16A—2009军用装备实验室环境试验方法第16部分振动试验[S].北京：总装备部军标出版发行部，2009. GJB150.16A—2009Laboratory environmental test methods for military materiel-part 16： Vibration test[S]. Beijing： The ChinesePeoplesLiberationArmyGeneralArmaments DepartmentMilitaryStandardPublicationDistribution Department， 2009. （in Chinese）

[5]杨炳渊，张声雷，宋汉文.导弹运输环境的单轴振动台模拟试验技术[J].装备环境工程， 2005，2（4）：1-5. Yang Bingyuan， Zhang Shenglei， Song Hanwen. Simulation test technology of missile transportation environment with single axis vibrating platform [J]. Equipment Environmental Engineering， 2005，2（4）：1-5. （in Chinese）

[6]卢彩玲，康宁民，王叔荣.设备运输振动试验方法探讨[J].环境试验， 2011， 33（2）： 13-48. Lu Cailing， Kang Ningmin， Wang Shurong. Vibration test of cargo transportation [J]. Environmental Testing， 2011， 33（2）： 13-48. （in Chinese）

[7]QJ/T815.2—1994产品公路运输加速模拟试验方法[S].北京：中国航天工业总公司，1994. QJ/T815.2—1994Accelerated simulation test methods for product transportation[S]. Beijing： China Aerospace Science and Technology Corporation，1994.（in Chinese）

[8]姚国年，卫军胡，王丽娟，等.特种产品运输振动加速模拟试验条件的研究[J].西安交通大学学报， 2009，43（3）： 74-77. Yao Guonian， Wei Junhu， Wang Lijuan， et al. Experimental conditions of the accelerated vibration simulation for special product transportation[J]. Journal of Xian Jiaotong University， 2009，43（3）：74-77. （in Chinese）

[9]QJ/T815.1—1994设备公路模拟试验方法[S].北京：中国航天工业总公司，1994. QJ/T815.1—1994Simulation test methods for equipment transportation[S]. Beijing： China Aerospace Science and Technology Corporation， 1994.（in Chinese）

[10]杨森，吴斌，郑旸.机械式模拟运输台仿真研究[J].装备环境工程， 2012，9（5）： 106-110. Yang Sen， Wu Bin， Zheng Shang. Simulation research of the mechanical simulation of transport vibration test stand[J]. Equipment Environmental Engineering， 2012， 9（5）： 106-111.（in Chinese）

[11]刘海年，王艺，王志会，等.航空发动机配套成品振动试验方法研究及应用[J].航空科学技术， 2016， 27（1）： 21-25. Liu Hainian， Wang Yi， Wang Zhihui， et al. Investigation on vibration environment test method for aero-engine accessories and its application [J]. Aeronautical Science & Technology， 2016， 27（1）：21-25. （in Chinese）

[12]GJB3493—1998军用物资运输环境条件[S].北京：国防科工委军标出版发行部， 1998. GJB3493—1998Transportenvironmentalconditionsfor military materials[S]. Beijing： Military Standard Publishing Department of Commission of Science Technology and Industry for National Defense， 1998. （in Chinese）

[13]MIL-STD-810GEnvironmental engineering considerations and laboratory test[S]. Department of Defense， 2008.

（责任编辑皮卫东）

作者简介

刘新佳（1988-）男，硕士，工程师。主要研究方向：环境工程与环境试验技术。

Tel：15896559960E-mail：liuxinjia2010@163.com

Study on the Test Method of Airborne Missile Transportation Vibration

Liu Xinjia*，Guo Xun

China Airborne Missile Academy，Luoyang 471009，China

Abstract： Test methods of airborne missile transportation vibration are introduced. Based on the detailed analysis of experimental principles and test procedures， the implementability of those methods is analyzed. Aiming at the problems during transport simulation bench test in the laboratory， a reasonable and feasible test method is presented， which can provide reference for airborne missile transportation test implementation.

Key Words： airborne missile； road transportation； transportation vibration； simulated transportation； test method