扩展方舱扩展结部电磁屏蔽设计方案

扩展方舱扩展结合部电磁屏蔽设计-汽车扩展方舱扩展结合部电磁屏蔽设计

吴长伟范雪峰

铁岭陆平专用汽车有限责任公司辽宁铁岭112001

摘要：通过设计扩展方舱扩展结合部的电磁屏蔽结构，突破扩展厢体与固定厢体电磁密封关键技术，实现扩展方舱真正意义上的电磁屏蔽。

关键词 ：扩展方舱电磁屏蔽试验情况

中图分类号：U469.6+93.02文献标识码：A文章编号：1004-0226(2016)03-0097-03

第一作者：吴长伟，男，1980年生，工程师。现从事方舱、移动实验室、特种车研发设计。

1前言

方舱电磁屏蔽关键是如何让方舱形成一个封闭壳体。目前，国内外固定方舱处理手段已经非常成熟，主要控制点是门、窗等孔口的处理。扩展方舱相对于固定方舱可以有效增加空间和使用面积，大大提高方舱的使用效率，增加电磁屏蔽功能，可有效解决扩展方舱在指挥、通信、侦察、干扰等领域的应用难题。其主要控制点除了门、窗等孔口位置外，重点是扩展结合部的电磁屏蔽控制。

2组成

电磁屏蔽扩展方舱收拢状态外型尺寸（长×宽×高）：6058x2438x2438，mm;展开状态外形型尺寸（长×宽×高）：6058x4366x2438，mm；扩展舱长为5000mm;主要由左扩展舱、右扩展舱、固定舱、折叠底板、扩展助力机构和压紧装置等组成（如图1）。总扩展容积满足国军标规定大于1.8m3的标准。

3展收原理

3.1展开

方舱展开时（如图2），先将方舱调整平衡，再打开扩展舱固定锁，拉动扩展舱即可展开；扩展完成后，启动压紧装置，锁定扩展舱和压紧屏蔽密封。在扩展过程中，扩展舱是通过底部滚轮在轨道上面滚动的，可以有效地减小运动阻力。

3.2收拢

折叠底板与两侧扩展舱根部通过铰链连接，方舱收拢时，折叠底板向上抬起折叠。由于展开状态时，折叠底板处于展平状态，收拢时折叠底板存在死点，需要先将折叠板向上拉起，越过死点方可收拢。方舱收拢时，卸下压紧装置，用手拉起固定舱内折叠底板，再将扩展舱推入固定舱内，卸下滚轮，再将扩展舱用固定锁锁紧。

4关键技术及结构

4.1电磁屏蔽密封设计

扩展方舱门窗孔口的屏蔽处理也与固定方舱一致，关键是如何解决扩展孔口结合部的电磁屏蔽密封。为保证扩展后电磁屏蔽指标要求，扩展舱与固定舱结合部位采用啮合形式，啮合部位形成回宫格结构，造成电磁波无法直线穿透，从而削弱电磁波能量。为增加结合部位导电性能，形成等势体，在啮合部位，安装一道橡胶芯丝网屏蔽条和屏蔽簧片，这样双扩展舱扩展后与固定舱形成一个封闭厢体，确保了方舱的电磁屏蔽效果。

4.1.1屏蔽条和屏蔽簧片

由于扩展孔口大于5m，扩展舱与固定舱接合部位存在一定的平面挠度和对角线差，会造成扩展舱与固定舱结合部位的结合不均匀。为保证接合部位有效结合，在固定舱框口内侧安装一条屏蔽型簧片和橡胶芯丝网屏蔽条，通过两者的弹性伸缩，可以弥补结合不均匀（如图3）。屏蔽型簧片通过螺钉与框口连接，橡胶芯丝网屏蔽条直接嵌入框口牙槽内，方便维修更换。扩展舱展开时，扩展舱端部压框先压在簧片上，实现第一层屏蔽密封，随着进一步扩展压缩，压框内边接触屏蔽条，实现第二层屏蔽密封，当压框全部压在屏蔽条和簧片上之后，整个框口就形成了良好的电磁密封。另外，屏蔽型簧片和橡胶芯丝网屏蔽条均具有弹性和记忆功能，并可以互补。

4.1.2固定舱、扩展舱电磁屏蔽

固定舱、扩展舱各壁板之间连接全部采用高导电金属材料接触，并做抗氧化处理；框体与蒙皮之间全部采用拉铆方式连接。

4.1.3固定舱与扩展舱连接部位压紧

簧片和屏蔽条压缩弹性会产生反作用力，导致扩展舱与固定舱不能有效连接。因此，在扩展舱外部安装了一套可调节的压紧装置（如图4）。扩展舱展开后，顶撑机构固定在扩展舱外部端面滚轮运动轨道内，通过调整其伸缩，顶滚轮端面向外侧顶扩展舱，实现方舱在啮合部位屏蔽条的压紧。

4.2助力装置

在不考虑摩擦力的情况下，方舱扩展和收拢时折叠板水平分力随夹角a变化曲线为余切函数曲线，夹角增大，折叠板水平分力减小，方向向外。受力分析如图5所示：

式中，F为折叠板水平分力；G为折叠板重力；a为折叠板与水平面夹角。

为确保1～2人即可操作，实现方舱扩展及收拢，克服折叠板运动造成的影响，本方舱设计了一套弹簧助力装置辅助扩展方舱的收拢，从而抵消折叠板的运动变化产生的分力(如图6)。这样人工操作只需克服扩展舱运动时底部滚轮滚动摩擦力即可。

助力装置由顶升弹簧装置和拉力弹簧装置组成(如图7、8)。两种装置均安装在方舱折叠底板下方。顶升弹簧用于将折叠底板顶起，力量设置在与折叠底板重力平衡状态，解决了方舱收拢时的折叠底板死点问题；拉力弹簧装置通过弹簧压缩，使折叠底板的重力与弹簧的弹性势能接近平衡，解决了收拢方舱时推力过大而无法操作的问题。

折叠底板重力直接影响水平分力，在设计助力装置时，折叠底板自重经过了仔细校核。由于弹簧弹力与压缩量成正比，弹力曲线只能趋近于折叠底板水平分力曲线，无法完全平衡折叠板水平分力，故在设计和制造弹簧时，控制弹簧刚度和使用行程尤为重要。

5工艺控制

方舱各部位连接主要是搭接，为保证良好的电磁屏蔽效果，对接缝、孔口均要进行有效处理。

a．搭接表面清洁时需要用酒精等有机试剂擦除灰尘和铁屑等，保证搭接金属平面充分连接成一体。

b．去除搭接表面不导电的保护镀层（如阳极氧化）。

c．屏蔽密封条在周转过程中需要用塑料袋包装并保持清洁，不能在地上拖拽；安装时，屏蔽密封条需要用试剂擦试干净，保证与沟槽接触严密，同时用屏蔽条本体将接缝缝合。

d．通过工装控制加工质量，确保孔口尺寸偏差在允许范围内。

6防雨防尘密封

方舱收拢时，通过固定在扩展端板内侧周圈的密封条密封，同时，外部加装集装箱锁进行锁紧，以确保密封条能够压实密封。方舱展开时，通过固定在扩展舱根部周圈的密封条密封。收拢时密封条为“0”字型，为嵌入安装；展开时的密封条为“山”字形，通过压板压装。两种密封条均具有耐盐、耐油、耐酸碱、耐压等性能，弹性好，使用温度-45℃～+70℃。其密封形式如图9、10所示。

7试验情况

该方舱试制完成后经过了淋雨、短途转运、1000km路跑、200次展收、3t加载，以及1个月、3个月、半年存放等多项试验的测试，其电磁屏蔽指标在频段150kH2～6GHz，均达到40dB以上。

8结语

通过该方舱的研制，扩展方舱电磁屏蔽性能良好，解决了扩展方舱因无屏蔽性能而无法在指挥、通信领域拓展应用的技术难题。该项技术已经获得实用新型专利，授权公告号：CN202528894U．

参考文献

[1]GJB20008-1991军用通信车电磁兼容性规范[S]。

[2]GJB870-1990军用电子设备方舱通用规范[S]。

[3]成大