现代化智能军工实验装备——为和平而“生” - 海洋磁条

近年来，随着我国外事形态的转变，东海、南海、西南等外部威胁的加剧，中国在海洋上加强布局战略力量恰逢其时。跟陆军、空军相比，我国现有的海军武器装备、作战能力，距离欧美等发达国家还有一定差距，已无法满足我国日益迫切的海外权益、国际贸易的需求，大力加强海军装备建设，以戈止战，守卫和平，成为我国国防力量建设的重中之重。

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图1 水下模拟实验装置

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研制武器，实验先行，这是保障武器装备能够真正投入战场使用的必要措施。得益于北钢联在高精尖军工领域的装备研制经验，受国家级海军单位委托，北钢联为他们定制了一台水下模拟发射实验装置。该设备是模拟水下发射物的运动，并用高速摄像机拍摄匀速运动段的运行情况；设备还可反转一定角度，模拟它们出水和入水时的运动状况，并进行力学和运动分析。为我军研制新型水下作战武器提供有力的实验数据，保证新型武器研发的有效性。

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该设备主要由底座、旋转台架、载体、水箱、导轨、发射模组等机构组成，通过液压系统将橡筋绳拉拽到一定弹性势能后，瞬间释放，将弹性势能转化成发射物的动能，就像一个巨大的弹弓一样，将物体发射出去。

图2 核心发射组件示意图

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A、支架系统

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采用全自动化焊接机械臂焊接的特种钢，能保证焊接牢固可靠，无焊接缺陷，并能承受鱼雷吸能装置的碰撞。水箱采用钢化玻璃制成，由于高速摄影机需拍摄完整的运动轨迹，整体结构为一体化设计，中部无间隔。

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B、实验系统

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发射物的载体由某新材料制造而成，可在高速轻轨上运动（采用上轮、左右两侧轮、三套两轮组结构），保证滑行平稳，无卡涩，在发射系统的弹性作用下速度可达30m/S，真正模拟实弹发射。

C、发射系统

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电动缸与载体之间采用插销式连接，使用8根高强度橡筋绳的拉拽实现发射装置的张紧，该结构释放速度快。准备发射实验时，水平电动缸伸出到载体可以挂住橡皮筋的位置，挂好橡皮筋的电液缸收缩至指定位置，竖直电液缸快速收回，实现运动载体拔销、弹射。

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D、缓冲机构

载体发射后，超过指定距离，进行减速动作；减速方式采用轨道加装磁条的减速方式，装置尾部有缓冲机构，载体经减速后撞击到减速机构上停止，并经过磁力牵引复位发射位置。

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E、高速摄像数据分析系统

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高速摄像机的拍摄速度可达10000张/S，通过拍摄样张之间的位移，计算载体移动速率，以确保新型武器的弹道发射速度有效。

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图3 主要机构示意图

该设备在研制过程中经过了反复的校核计算及可行论证，北钢联在其中更是充分发挥了军工人的严谨态度，针对各类运动结构进行分析如：载体运动速度与弹力绳拉力的关系计算、电动缸极限拉力与设备强度之间的受力分析、载体减速与吸能台架之间的模拟碰撞等。

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图4 载体速度曲线图

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模拟水下发射技术的成功应用，为我国研制新型水下发射武器提供了良好的实验平台，将传统的理论实验手段改进，整套实验以可视化的方式呈现，从理论模拟到实践模拟，有了质的飞跃，大大缩减了新型武器从科研转为实战的周期，缩短了军事需求的响应时间。展望未来，智能制造蓬勃发展，军民融合战略深入人心，将对我国军工事业的发展提出更高的要求，只有具备雄厚的智能装备研制能力，才能更好的为保卫祖国和人民服务，为全世界止战与和平服务。