鐘 毅，陳鵬宇

(海軍駐上海地區(qū)艦炮系統(tǒng)軍事代表室，上海 200135)

燃?xì)廨啓C(jī)箱裝體具有隔聲、隔熱、抗沖擊、氣密性好、安裝維修方便、適于快速換裝等顯著優(yōu)點(diǎn)。上世紀(jì)五十年代中期，國外就已經(jīng)開始了燃?xì)廨啓C(jī)箱裝體技術(shù)的研究。我國在這方面的研究起步比較晚，為縮短我國與歐美發(fā)達(dá)國家在此項(xiàng)技術(shù)上的差距，國內(nèi)很多學(xué)者對燃?xì)廨啓C(jī)箱裝體技術(shù)進(jìn)行了研究。盛感瑜等[1]用有限元法對英國SM1A燃?xì)廨啓C(jī)箱裝體底架的剛度、固有頻率與振型、強(qiáng)迫振動位移響應(yīng)以及底架工字型截面參數(shù)的優(yōu)化進(jìn)行了計(jì)算分析，討論了多自由度系統(tǒng)振動的特點(diǎn)。王平團(tuán)等[2]介紹了一種對船用燃?xì)廨啓C(jī)抗沖擊性的數(shù)字仿真技術(shù)評估方法，通過對在沖擊載荷下的船用燃?xì)廨啓C(jī)有限元模型進(jìn)行仿真計(jì)算分析，得出燃?xì)廨啓C(jī)抗沖擊能力臨界線，對其沖擊安全性進(jìn)行了評估。趙雄飛等[3]針對中小型燃?xì)廨啓C(jī)試驗(yàn)臺主設(shè)備基架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可行性和螺栓連接結(jié)合面鋼化模型適用范圍等問題，對不帶箱裝體燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組、帶箱裝體燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組以及水力測功器機(jī)組載重狀態(tài)下基架結(jié)構(gòu)動力學(xué)特性等方面進(jìn)行了有限元分析，對機(jī)組載重狀態(tài)以及螺栓連接結(jié)合面的處理方法進(jìn)行了歸納，提出了將質(zhì)量單元法應(yīng)用到機(jī)組載重狀態(tài)的模擬中以及將彈簧單元法和鋼化模型技術(shù)應(yīng)用到螺栓連接結(jié)合面的模擬中的建議。

1 箱裝體的功用

箱裝體結(jié)構(gòu)的使用可以較大程度的提高船用燃?xì)廨啓C(jī)的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能，其具體作用體現(xiàn)如下。

1)增強(qiáng)了機(jī)組可靠性。由于箱裝體是在工廠車間內(nèi)裝配，有較好的工作環(huán)境以避免灰塵和異物侵入，保證了其內(nèi)部的清潔，少數(shù)需與外界聯(lián)接的接頭也在工廠內(nèi)封好。

2)隔聲。通過在箱體上采取的隔聲、消聲措施來隔離和控制燃?xì)廨啓C(jī)工作時的噪聲，使箱裝體外的噪聲達(dá)到可以接受的水平。

3)隔熱。箱裝體采用的壁板結(jié)構(gòu)和通風(fēng)系統(tǒng)保證了燃?xì)廨啓C(jī)的熱量盡可能少地輻射到機(jī)艙內(nèi)，保證機(jī)艙有較低的環(huán)境溫度。

4)氣密性。箱裝體具有良好的水密、氣密性和耐壓性，使燃?xì)廨啓C(jī)在機(jī)艙進(jìn)水時仍能運(yùn)行。在核戰(zhàn)爭、生物戰(zhàn)爭和化學(xué)戰(zhàn)爭中，能夠有效地防止“有害”空氣污染機(jī)艙。

5)抗沖擊。箱裝體是一個承力、減震、抗沖擊的綜合系統(tǒng)，能承受規(guī)定的沖擊載荷。

6)滅火。箱裝體內(nèi)設(shè)有滅火系統(tǒng)，能自動探測火情并報(bào)警，使滅火系統(tǒng)投入工作。

7)加溫。箱裝體內(nèi)有電加熱器，可防止箱裝體內(nèi)燃?xì)廨啓C(jī)相關(guān)部件結(jié)冰，并保證箱體內(nèi)溫度適于維護(hù)保養(yǎng)。

8)快速換裝、便于維護(hù)和保養(yǎng)。根據(jù)箱裝體的功用可知，在箱裝體裝置性能測試中，應(yīng)進(jìn)行冷卻空氣設(shè)施檢查、密性考核、減噪能力試驗(yàn)、罩殼外表面溫度測量、滅火系統(tǒng)試驗(yàn)等測試項(xiàng)目。

2 齊套性和密性檢查

燃?xì)廨啓C(jī)如帶有箱裝體，其上應(yīng)設(shè)置與主機(jī)艙通風(fēng)無關(guān)的、從露天引入冷卻空氣的設(shè)施；箱裝體應(yīng)有足夠的氣密性，工作時箱裝體內(nèi)應(yīng)有一定的真空度，具有“三防”密封作用。一般型號研制要求中規(guī)定，在機(jī)艙淹沒至燃?xì)廨啓C(jī)軸線最低點(diǎn)以上某一高度時，燃?xì)廨啓C(jī)箱裝體具有水密功能，箱裝體內(nèi)設(shè)備可以運(yùn)行一段時間，由于箱裝體在出廠后已經(jīng)完成裝配，該項(xiàng)檢查在型號性能試驗(yàn)階段進(jìn)行是比較困難的，所以一般采用分析考核。

3 減噪能力試驗(yàn)

艦船設(shè)備級別劃分為A、B、C、D、E、F級，是指分別安裝在艦船A、B、C、D、E、F類區(qū)域內(nèi)的設(shè)備。其中F類是指對語言清晰度沒有要求，但在不配聽力保護(hù)設(shè)施時，保證艦員聽力不被損傷的高噪聲艙室或處所，包括主、輔機(jī)艙，主鍋爐艙，火炮部位，液壓站。F級設(shè)備空氣噪聲限值應(yīng)滿足表1的要求。

表1 F級設(shè)備空氣噪聲限值

設(shè)備空氣噪聲測量按GJB4058-2000《艦船設(shè)備噪聲、振動測量方法》進(jìn)行。

3.1 測量條件

測量場所應(yīng)盡量選擇除地面外無反射條件的場所。測點(diǎn)到設(shè)備的距離為1倍和2倍測量距離長度時，其A級設(shè)備噪聲值(A聲壓級)的差值應(yīng)不小于5 dB；若不能滿足上述條件，應(yīng)對測量結(jié)果進(jìn)行環(huán)境修正。測量表面上各測點(diǎn)背景噪聲的A聲壓級平均值，應(yīng)比設(shè)備或標(biāo)準(zhǔn)聲源工作時的平均值低4 dB以上。如果測倍頻帶聲壓級，則每倍頻帶聲壓級均應(yīng)符合此要求。測量時，測點(diǎn)處空氣流速應(yīng)低于5 m/s。當(dāng)空氣流速大于1 m/s時，傳聲器上應(yīng)加防風(fēng)罩。

3.2 測量方法

設(shè)備噪聲測量方法包括聲壓法測定聲功率級、聲強(qiáng)法測定聲功率級和聲壓法測定聲壓級3種，本文僅介紹聲壓法測定聲功率級。

確定基準(zhǔn)體尺寸時，可以不考慮對輻射噪聲影響不大的凸出部分。測量表面與基準(zhǔn)體各對應(yīng)面相平行，間距為d。測量距離一般取1 m。測點(diǎn)應(yīng)均勻分布在測量表面上。根據(jù)基準(zhǔn)體的大小和噪聲輻射的空間均勻性確定測點(diǎn)位置和數(shù)量。當(dāng)設(shè)備噪聲輻射指向性較強(qiáng)，造成相鄰測點(diǎn)上聲壓級相差5 dB以上或因設(shè)備基準(zhǔn)體尺寸較大使測量表面上測點(diǎn)間距超過2d時，則應(yīng)增加測點(diǎn)數(shù)量。當(dāng)設(shè)備噪聲輻射指向性較均勻時，只要通過初步測定說明減少聲功率級的影響不大于1 dB，則可適當(dāng)減少測點(diǎn)數(shù)。所有增加測點(diǎn)和附加測點(diǎn)以及減少測點(diǎn)和代替測點(diǎn)等情況均應(yīng)在試驗(yàn)記錄中說明。增加或附加測點(diǎn)后若測點(diǎn)分布不均勻應(yīng)按不相等面積計(jì)算方法求取測量表面平均聲壓級。

3.3 數(shù)據(jù)處理

(1)

(2)

式中:S為等效測量表面積，m2；Si為第i點(diǎn)所占有的測量表面積，m2。

2)聲功率級的計(jì)算。

聲功率級可按式(3)進(jìn)行計(jì)算：

(3)

式中：Lw為聲功率級或頻帶聲功率級，dB(基準(zhǔn)值為：1pW)；K2為環(huán)境修正系數(shù)；S0為面積基準(zhǔn)值，S0=1 m2。

等效測量表面積按式(4)計(jì)算：

S=4(ab+bc+ca)，

(4)

式中：a為1/2的基準(zhǔn)體長與測量距離之和，m；b為1/2的基準(zhǔn)體寬與測量距離之和，m；c為基準(zhǔn)體高與測量距離之和，m。

4 箱裝體滅火系統(tǒng)試驗(yàn)

箱裝體滅火系統(tǒng)系泊試驗(yàn)項(xiàng)目有暢通性檢查、溫度探測器功能試驗(yàn)、火焰探測器功能試驗(yàn)和監(jiān)控箱功能試驗(yàn)。

4.1 暢通性檢查

試驗(yàn)前用壓縮空氣對鹵代烷滅火系統(tǒng)管路和噴嘴進(jìn)行暢通性試驗(yàn)，空氣應(yīng)均勻地從所有的噴嘴內(nèi)噴出。試驗(yàn)前、后測量電氣設(shè)備的絕緣電阻。

4.2 溫度探測器功能試驗(yàn)

1)火災(zāi)報(bào)警試驗(yàn)。加熱溫度探頭至規(guī)定值以上，監(jiān)控箱面板上指示“溫度探測器報(bào)警”,同時輸出“溫度探測器報(bào)警”觸點(diǎn)信號，監(jiān)控箱上的相應(yīng)指示燈應(yīng)亮，并在相關(guān)部位發(fā)出聲光報(bào)警。轉(zhuǎn)動鑰匙鍵至“復(fù)位”位置，上述信號均消失。

2)溫度探測器的斷路試驗(yàn)。從溫度探測器接線端拆掉一根線，監(jiān)控箱面板上指示“溫度探測器故障”,同時輸出“集合故障報(bào)警”觸點(diǎn)信號，并在相關(guān)部位發(fā)出聲光報(bào)警。接通剛才的斷線，上述故障信號消失。

4.3 火焰探測器功能試驗(yàn)

1)火災(zāi)報(bào)警試驗(yàn)。將模擬火源移至距火焰探測器規(guī)定范圍內(nèi)，并保持一定時間，監(jiān)控箱面板應(yīng)指示“火焰探測器報(bào)警”，監(jiān)控箱輸出“火焰探測器報(bào)警”觸點(diǎn)信號，并在相關(guān)部位發(fā)出聲光報(bào)警。監(jiān)控箱“復(fù)位”后，上述故障信號應(yīng)消失。

2)火焰探測器的斷路試驗(yàn)。將火焰探測器電纜接頭斷開模擬斷路，監(jiān)控箱面板應(yīng)指示“火焰探測器故障”，監(jiān)控箱輸出“集合故障報(bào)警”觸點(diǎn)信號，并在相關(guān)部位發(fā)出聲光報(bào)警。重新連接電纜接頭，上述故障信號應(yīng)消失。

4.4 監(jiān)控箱功能試驗(yàn)

1)監(jiān)控箱鑰匙鍵在“運(yùn)行”位置的試驗(yàn)。監(jiān)控箱鑰匙鍵在“運(yùn)行”位置的試驗(yàn)包括鹵代烷容器故障試驗(yàn)、施放電路故障的測試(電啟動器)、機(jī)旁施放模擬試驗(yàn)和遙控施放模擬試驗(yàn)。具體實(shí)施流程可參考GJB6850-2009《水面艦船系泊和航行試驗(yàn)規(guī)程》。

2)監(jiān)控箱在“測試”位置的試驗(yàn)。監(jiān)控箱在“測試”位置的試驗(yàn)包括試燈功能、鹵代烷容器故障的試驗(yàn)、機(jī)旁施放試驗(yàn)和遙控施放試驗(yàn)。

3)監(jiān)控箱主副電源轉(zhuǎn)換試驗(yàn)。斷開主電源，監(jiān)控箱應(yīng)發(fā)出主電源故障報(bào)警信號，同時副電源(備用電源)應(yīng)自動接通。

4.5 記錄

表2為燃?xì)廨啓C(jī)箱裝體滅火系統(tǒng)功能試驗(yàn)記錄表，將4.2～4.4的測試結(jié)果填入表2。

表2 燃?xì)廨啓C(jī)箱裝體滅火系統(tǒng)功能試驗(yàn)記錄表