某型遥控射击武器站中武器快速换装结构的设计与分析

某型遥控射击武器站中武器快速换装结构的设计与分析

刘小旭1,万子平2

1 湖南宇正智能科技有限公司   湖南长沙  410008

2 国防科技大学 智能科学学院湖南长沙410073

摘要：本研究关注遥控射击武器站中武器快速换装结构的设计及相关指标的分析。以某型12.7mm机枪及35mm榴弹发射器为例，研究了其与遥控武器站换装时的便捷性、寿命及所需时间，我们进行了武器站快速换装结构的设计，并对其寿命和换装时间进行了分析。该结构的设计为提高遥控武器站作战效能、响应能力和战场适应性起到了重要作用。

0 引言

在现代战争中，战场环境和作战需求的变化非常频繁。通过快速换装，遥控射击武器站能够适应不同的战场环境，满足多样化的火力配置需求。这使得作战人员能够根据实际情况灵活选择合适的武器系统，提高作战效能和战场适应性。而且快速换装结构对于应对突发情况、迅速调整战术、应对不同类型的敌人等具有重要意义。

1快速换装结构设计

遥控武器站的常规武器配置，一般为中、小口径机枪、榴弹及自寻的导弹，除导弹有专用的发射架之外，其余武器均无专用的安装接口用于和武器站进行连接，故快速换装结构既需可靠固定枪械，也需稳固连接武器站，在此前提下，考虑换装的快速性。本文所设计的快速换装结构原理上是利用燕尾形导轨进行换装。燕尾型导轨特点是，采用面接触，刚性好，结构紧凑，可以承受较大的倾覆力矩。燕尾的设计参照JB/ZQ4241-2006进行标准化设计[1]。选用横向尺寸A在160~250之间的燕尾进行设计。

2武器换装结构寿命分析

为了提高遥控武器站的作战能力，武器站常常会根据当前作战任务的变更，来回切换搭载的武器。这对武器换装结构的寿命、重复装配精度 、操作便捷性、可靠性上提出了更高的要求。

a)燕尾结构的材料处理技术

武器换装燕尾结构通过热处理及表面处理技术，具备了极高的耐磨性和耐蚀性。燕尾结构使用调质处理后的45#钢进行制作，调质后硬度为HRC32~38之间，表面处理采用PIP处理(可控离子渗透技术)。PIP是一种黑色金属表面盐浴复合增强技术，该技术广泛的适用于提升低合金钢和不锈钢的耐磨和耐蚀性能。

对经过PIP处理后的燕尾结构进行性能试验测试。45钢耐磨性能由两个参数进行评估，一是磨损体积(m3)，二是磨损率（m3 /N·m）,通过测试可得PIP处理后的磨损体积为7.84×10-12 m3，磨损率为1.87×10-15 m3 /N·m。

PIP处理后的45钢耐蚀性能通过相关标准的盐雾试验后的保护等级由1~10进行评价，最差为1，最优为10。而经过PIP处理后的45钢保护等级能到9级。

通过试验可知，经过PIP处理后的燕尾结构具有优异的耐蚀性和耐磨性能。

b)燕尾结构的防尘技术

导轨在直线运动的过程中，一旦有砂尘进入，将造成导轨的异常磨损，并间断寿命。故防暴武器系统的燕尾换装结构，充分使用了现有防尘技术，将外界环境中的砂尘隔离开来，在燕尾端面安装有复合弹性耐磨材料制成的刮屑板。武器换装过程中，燕尾端面的刮屑板将燕尾槽的沙尘往换装方向上刮，直至到达摇架上燕尾限位处的排屑孔，将砂尘排出。刮屑板与燕尾槽采取无间隙配合，避免了孔口积屑问题。

导轨刮屑板采用高标准聚氨酯，合成橡胶作原料，有卓越的机械性质，良好的化学性能，可持续耐高温，高达130度（树脂材料135度，Viton 215℃)，最低也能达到90℃(橡胶100℃，Viton 200℃)。

综上，燕尾结构可保证武器站在高温、高湿、高盐雾、砂尘、长日照的大气环境下的进行武器换装的持续性。

3武器换装时间分析

12.7mm机枪和35mm榴弹发射器重量一般不超过30Kg，故无需吊装，换装人员背负上车换装。

换装实际具体分配为：

T+2min：背负35mm榴弹发射器/12.7mm机枪上车顶；

T+8min：操作人员推入35mm榴弹发射器/12.7mm机枪推至摇架相应安装位置，并拧紧螺钉固定

综上，35mm榴弹发射器/12.7mm机枪可在8min内完成换装。

武器换装环境分为基地换装和户外作战时换装。其操作流程如下所示。

  基地进行武器换装流程顺序如下：

1.人员A对遥控武器站净能断电，行军固定器将武器系统轴系锁死，布置换装警示区域。设置警示灯及路障。

2.人员B指挥人员C使用行吊或其他吊具，对武器换装模块实现地面和车顶的转换。

3.人员D、E在车顶使用工具对武器换装模块实现拆装操作，车顶搭建简易安全护栏，佩戴头盔、系安全绳。

在户外进行武器换装流程顺序如下：

1.人员A将装载遥控武器站的装甲车开至隐蔽且视野开阔的区域。根据火控观瞄装置，确认周边无可疑人员、车、机后。再根据气象仪，确认外界是否具备换装环境条件。上述确认完毕后，通知车内换装人员准备换装。

2.人员B确认换装武器类型，以及换装武器零部件齐备状况。确认完毕无误后，通知人员A打开车门，并通知人员C、D做好换装准备。

3.人员C携带换装工具从防暴车后方先行爬上防暴车顶部，并使用观测装置检查周边环境，确认安全后，通知人员D携带武器，沿人员C方向上车顶，和人员C一起对武器进行换装。

户外换装需至少2名操作者对组件进行安装、调试和维护。通过对武器换装操作时间分析，统计出武器换装时间各流程所需时间表。

表1 武器换装时间预计表

根据表1， 对于35毫米榴弹发射器或12.7毫米机枪模块，单模块之间的互换时间均不大于30分钟，符合快速换装的要求。

4总结

本文在武器站换装结构设计方面，开发了一种适应不同武器系统的快速换装结构，提高了换装效率和操作便利性。并对快速换装结构的寿命进行了分析。通过应用材料表面处理工艺，我们评估了该结构在重复换装过程中的疲劳寿命和可靠性。此分析有助于确保快速换装结构的长期使用和可靠性。此外，我们还对换装时间进行了分析。通过记录和测量实际操作过程中的时间，我们确定了从卸下旧武器到安装新武器所需的换装时间。[2]这有助于进一步优化换装程序，提高作战效率和响应速度。总体而言，通过系统性的研究和分析，本文为武器站的快速换装提供了具体的结构设计方案，并对寿命和换装时间等关键参数进行了科学分析。这些研究成果对提高作战效能和战场适应性具有重要的意义，为武器站换装领域的进一步研究提供了有力的参考和指导。

参考文献：

1.压铸铝合金工艺与性能研究 王晓梅,程晓宇- 《铸造技术期刊》 -2012

2.武器装备综合诊断技术的现状与发展 任安民,王卫国- 《舰船电子工程期刊》 -2007