所屬欄目:包裝論文 發布日期:2019-01-04 10:37 熱度:
摘 要:隨著軍隊信息化、裝備智能化和軍種一體化進程的不斷推進,軍用信息化裝備的運輸和裝卸變得越來越頻繁,對其開展運輸及包裝防護設計和防脫漆技術的研究具有重大的國防安全意義和經濟價值。本文以隱身技術來弱化軍用信息化裝備的特征信號為出發點,對玻璃鋼復合材料、披掛遮障式材料、編織型遮障材料、紅外隱身涂料等防護方案的優缺點進行對比分析,提出了一種基于紅外隱身涂料的玻璃鋼罩式長方型箱體多臺聚集包裝運輸防護和防脫漆的綜合性方案。經實驗表明,該方案完全滿足軍用信息化裝備運輸防護的要求,具有實用價值,值得推廣應用。
關鍵詞:軍用信息化裝備;包裝;隱身技術;運輸防護;防脫漆
十八大以來,我軍著眼于實現中國夢、強軍夢,全力推進國防和軍隊現代化,建設世界一流軍隊。在軍隊信息化建設進程中,大量重型軍用信息化裝備需要運輸和裝卸,在此過程中,如何有效地對裝備進行運輸防護,并解決因磕碰引起裝備涂層龜裂甚至脫落的問題,關系到裝備運輸過程的安全性,影響到裝備外觀甚至整體性能,具有重大國防意義和經濟價值,很多學者對此開展了大量的理論研究和工程應用。馬宏亮在《我國軍品包裝的跨越式發展》[1]中分析了我國軍品包裝的新形勢,論述了我國軍品包裝面臨的新問題、新要求和新發展。吳旭輝和張廣輝[2]在對我國軍品的標準化包裝設計進行研究,提出實現標準化的方法和途徑。《美軍裝備運輸性工程管理研究》[3]介紹了美軍裝備在運輸過程中如何實現工程化管理。《雷達吸波材料在軍品隱身防護包裝中的應用探討》[4]基于隱身防護為目標,提出了一種雷達吸波材料在軍品包裝中的應用。《機載雷達罩表面涂層的脫漆工藝研究》[5]針對雷達罩表面涂層,研制出一種工藝來改進脫漆問題。ZOUYH,JIANGLY[6]提出一種特定波長的吸波材料用于軍用裝備的包裝和運輸隱身防護。吳鍵[7]提出一種隱身包裝箱的設計用于軍用裝備的包裝盒運輸。探討和跨越式發展探索和研究。與以上文獻不同,本文從隱身技術弱化軍用信息化裝備的特征信號出發,對不同隱身材料進行對比分析,從軍用信息化裝備包裝和運輸防護的實際需求廚房,對更加優化的綜合性設計方案進行探索和研究。
推薦期刊:《包裝工程》是包裝行業專業技術性刊物。 主辦單位還有國家機械委五四研究所、中國包協兵器包裝委員會、兵器工業防腐包裝情報網。該刊主要報道包裝科學技術研究成果及其在各領域有應用。主要欄目有:包裝理論研究、包裝材料與輔料、包裝設計與創意、食品包裝技術、工業包裝技術、軍械(用)包裝技術、包裝技術與印刷、包裝自動化技術、包裝檢測技術、包裝技術與流通、包裝技術與環保、國內外包裝動態、包裝信息及綜述等。
1軍用信息化裝備運輸防護材料
1.1玻璃鋼復合材料
玻璃鋼學名纖維增強塑料,俗稱FRP(FiberReinforcedPlastics),即纖維增強復合塑料。根據采用的纖維不同分為玻璃纖維增強復合塑料(GFRP)、碳纖維增強復合塑料(CFRP)、硼纖維增強復合塑料等。它是以玻璃纖維及其制品(玻璃布、帶、氈、紗等)作為增強材料,以合成樹脂作基體材料的一種復合材料。玻璃鋼復合材料被廣泛用于軍事物品包裝箱體,此類材料的優勢即為質量輕、耐腐蝕、防潮、具有高強度。不過,在運輸過程中很容易發生磕碰,造成軍品裝備外層漆面受損,同時,依附于玻璃鋼復合材料的軍品裝備防護材料會使包裝箱內的裝備容易被雷達所偵測和識別[8]。因此,玻璃鋼復合材料僅用于普通裝備的包裝和簡單防護。
1.2披掛式遮障材料
遮障可以分為天然遮障和人工遮障兩類。人工遮障是指用制式偽裝器材和就便材料制作而成的各種遮障。按對付偵察器材的種類來分,可為防光學偵察遮障、防雷達偵察遮障、防熱紅外偵察遮障和多性能遮障。近年來,披掛式遮障材料在一般軍品裝備運輸防護上的應用較為廣泛,其不僅具備優異的吸波性能,同時還可以優化設計,使其保護軍品裝備在運輸過程中不受磕碰,而且能夠依附于需要予以任意的折疊及裁剪,制作便捷[9]。但這種材料對于大型信息化裝備不具備防電磁干擾和隱身防雷達監測功能,無法保證設備運輸防護的安全性。
1.3編織型遮障材料
這種材料不僅具有毫米波,還兼具厘米波。它以蓬松型纖維棉為主,以電損耗纖維作為損耗介質,遍布于材料內部,加強了軍用信息化裝備在運輸過程中受到撞擊或顛簸的緩沖。一方面,它滿足了作為吸波材料需具備的低界面反射與高衰減性能的基本要求[10]。它的吸波性包括高損耗層與匹配吸收層,將外部與吸收層相結合,能夠促使材料在高頻波段的反射弱化至幾分貝。另一方面,能夠弱化信息化裝備在運輸過程中由于顛簸晃動而發生的撞擊,即使發生撞擊,也能夠被高損耗層所保護。此外,材料自然狀態的厚度大概為毫米級,通過防火阻燃處理,具有較強的延展性與優異的氣透性。
1.4紅外隱身涂料
20世紀70年代以來,隨著熱紅外探測器的廣泛應用,紅外隱身技術無論在飛行器、地面設備還是戰略突防等方面都引起了世界各強國的高度重視。紅外探測由于探測精度高,已經成為一種重要的探測和跟蹤手段。隨著紅外探測技術的快速發展,紅外隱身技術也取得了很大的進步。一般來說,用于熱隱身的材料應具有以下基本特性:具有符合要求的熱紅外發射率或較強的控溫能力;具有合理的表面結構;具有較低的太陽能吸收率;能與其它頻段的隱身要求兼容。紅外隱身涂料制作便捷,投資較低,適合于表面相對繁瑣的軍品裝備,并不影響已定型裝備的外形結構。在軍用信息化裝備運輸中,為了防止雷達探測,選取的紅外隱身涂料大多為厘米波吸波涂料[11]。為了加強涂層的吸波能力,同時防止軍用信息化裝備磕碰脫漆,需要做進一步處理。首先,隱身材料的涂層要達到一定的厚度,通常要超過兩毫米。其次,對包裝箱體的外層需要進行金屬化處理。紅外隱身涂料涂層通常為在0.07毫米左右,與厘米波段的雷達波可以全面兼容。其優異的柔韌性和附著力,使得軍用信息化裝備運輸過程中不易出現漆面開裂甚至脫漆的問題。
2軍用信息化裝備包裝防護設計
包裝的目的是對產品加以防護,防止或減少在運輸過程中因外界負荷對產品的外觀和性能方面造成不良影響。軍用信息化裝備的包裝防護設計,要對運輸工具、環境路線、搬運方式、倉儲條件等多方面因素進行綜合考慮[12]。不僅要考慮到運輸的安全性,同時也要考慮運輸成本的經濟性。
首先,要分析運輸的時間與環境,嚴格按照軍用信息化裝備的特性和特定的保護要求,有針對性地選取包裝材料;其次,按照根據軍用信息化裝備的差異,選取特定的包裝方式和包裝結構;最后,還要控制包裝成本。本文針對軍用信息化裝備運輸隱身及包裝防護要求,提出一種綜合性優化設計方案:首先,采用多臺聚集包裝方式,對于單臺軍用信息化裝備,其包裝箱受到雷達探測的范圍較大,但是,對于多臺裝備聚集在一堆的箱體,雷達僅僅可以探測到最外面的箱體,僅能夠探測到外側箱體的某一個面。同時,采用編織型遮障材料的玻璃鋼罩式長方型箱體,長方形箱體使得裝備與箱體內壁間有較大的空間,較大程度上避免裝備在箱體內發生撞擊[13]。利用塑料等材料設計壁厚超過四毫米的外套,將其用于編織型遮障材料的主要介質,其大小和箱體內壁間預留七毫米的間隙,把材料依附于罩子的大小進行裁剪,通過膠粘整體復合在玻璃鋼罩的外層,形成“防護罩”。最后,將包裝箱外層涂刷紅外隱身涂料,使得這種包裝箱具有可見光及紅外波段隱身功能。通過上述舉措,軍用信息化裝備在運輸過程中既可以有效實現隱身防護,又可以減少裝備表面脫漆。
3實驗與分析
為了驗證本文所提出方案的實際效果,在研究所領導的支持下,在項目組成員的協助下,購置相關裝備和隱身防護材料,搭建實驗平臺來模擬軍用信息化裝備運輸的過程。對一批樣品,采用不同的包裝及運輸防護設計方案,進行反復測試[13-15],并按統計規律計算處理數據,從裝備的受損率、運輸安全性和包裝成本三個方面進行對比和評價,結果如表1所示。
對以上測試的數據進行對比和分析,測試結果表明,采用刷紅外隱身涂料的基于編織型遮障材料的玻璃鋼罩式長方型箱體多臺聚集包裝的方式,裝備的受損率僅為0.85%,安全性最好,而實木箱體包裝的披掛遮障式材料防護方式最差,受損率高達7.4%,其隱身安全性也最差,但成本最低,易于實現。綜合對比可知,采用刷紅外隱身涂料的基于編織型遮障材料的玻璃鋼罩式長方型箱體多臺聚集包裝的方式,隱身性和安全性最好,也比較經濟,是三個設計中的最優化方案。
4結語
軍隊信息化建設必須提高軍用裝備的信息化和智能化水平。在軍用信息化裝備的運輸過程中,采用刷紅外隱身涂料的基于編織型遮障材料的玻璃鋼罩式長方型箱體多臺聚集包裝,不但能夠減少軍用信息化裝備因磕碰而引起脫漆,而且還滿足了作為吸波材料需具備的低界面反射與高衰減性能的基本要求,避免被雷達監測,實現隱身功能,確保運輸的安全性。因此,這種方案滿足軍用信息化裝備運輸的要求,值得推廣和應用。
參考文獻
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文章標題:軍用信息化裝備運輸及包裝防護設計
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