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[摘 要]以某火工品操作方舱为例，介绍了总体设计思路及关键技术，后期通过使用验证效果良好，具有一定的通用性，旨在为从事火工品操作方舱的技术人员提供参考指导。
[关键词]火工品 方舱
中图分类号：TM725 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）43-0013-01
0. 引言
火工品操作方舱作为机动配套保障系统，主要用于引信用火工品的装配、检测和操作，可为操作人员提供一个安全、舒适的操作环境。
火工品具有较大的危险性，为确保产品和人身安全，对火工品进行分开储存，使用时再装配在一起。方舱作为火工品装配调试的操作间，对其进行总体设计时，需要重点从舱体设计、电气系统、热设计、防静电系统、防雷电系统及接地系统等多方面进行综合考虑，以确保方舱中火工品操作的安全性。
1. 系统组成及总体设计
火工品操作方舱主要由方舱舱体、电气系统、防静电设施、防雷电系统及接地系统等部分组成。
根据设备操作空间要求，按GJB6109-2007《军用通用方舱》[1]选择合适尺寸的标准方舱系列。本方舱根据某引信火工品操作要求选择CAF60系列，外形尺寸为6058mmx2438mmx2438mm，考虑运输通用性要求，将宽度尺寸2438mm改为2100mm，舱外、舱内布局如图1所示。
1.1. 方舱舱体设计
舱体采用大板夹筋高压发泡结构，底板采用无缝方钢管骨架，其余壁板用铝制方管骨架，8个角都设置军用标准角件。内、外层采用带加强筋的整体式铝板，外表面涂军车绿漆，内表面贴M-3829白色波音软片。舱壁内部采用聚氨酯发泡夹层，总传热系数小于1.5W/（m2·℃）[2]。
对于火工品操作方舱设计，需要重点注意：1）舱体进出口采用外开门；2）考虑火工品操作的安全性，应设置逃生应急门；3）同时火工品操作口处，应设置泄压窗户（薄弱环节）。
1.2. 电气系统设计
配电系统控制如图2所示，配电箱设计应考虑以下因素：
1）配电箱应尽量安装在舱体外、进出口门附近；
2）配电箱应进行可靠接地；
3）舱内走线应采用暗敷，并采用金属管预埋走线，金属管应进行可靠接地；
4）配电箱内应设置避雷器；
5）照明灯及插座等都采用防爆电器。
1.3. 防静电设计
火工品操作主要危险源为静电，静电的存在容易引起安全事故，特别是在操作敏感火工品时，更应注意静电的防护。
2. 方舱热量计算
2.1. 舱壁传热功率
方舱有3个面受到阳光照射，在设计时取前壁、顶壁和侧壁为太阳照射面，其余3面按环境温度计算。太阳照射面因为太阳辐射产生温升，设太阳照射面最大温度为70℃。
考虑照射面和非照射面的面积同为方舱总表面积的一半，所以舱壁总传热形成的冷负荷为：
2.2. 照明灯功率
照明灯产生的散热公式如下：
式中，x1为荧光灯镇流器消耗功率系数，取1.2；x2为灯罩隔热系数，取0.8；N为照明总功率，每根14W，共14根灯管。
2.3. 人员散热形成的功率
式中，Q为不同室温和劳动性质成年男子散热量，取30℃轻度劳动时散热量为182W；n为室内人数，取4；n’为群集系数，取0.93。
2.4. 新鲜空气交换形成的功率
式中，Cp为空气比热；R为空气比重；Qf为每人新鲜空气量，取25m3/h；n为人数，4人。
2.5. 制冷总功率
联立（1）～（5）式，可得制冷总功率为：
根据（6）式，考虑方舱机动性，运输条件（满足越野路况），并满足舱内空间、噪音及防爆等要求[5]，采用整体式军用空调，型号为FKWD系列，制冷功率为5.5kW。
3. 接地系统
接地系统的好坏直接影响防静电及避雷的效果，也直接关系到系统及人员的安全性，但火工品操作方舱作为机动设备来说，要求达到固定设施的接地效果极难，且不现实，所以在选择方舱位置时也非常重要，如附近有固定建筑、金属水管等设施，可利用固定设施的接地点，确保方舱避雷接地和设备接地都可靠。但如果在野外无法寻找固定设施接地点，则需要利用自身配套的设备接地及防雷接地两套独立接地设备。
3.1. 设备接地系统
所有的电器设备及防静电共用1套接地设备，利用接地扁平线及接地桩进行接地。接地电阻取决于土壤、大地中的电极及其装配方式等因素，设备接地推荐值为10Ω，但考虑机动性要求及经济性要求，可适当增加电阻值，如受现场条件限制，无法达到该电阻值时，可在接地桩上浇水、盐溶液等降阻方式。
3.2. 防雷接地
防雷接地提供一条不受雷电破坏的通路，以便使袭击设施中感应的雷电能力泄入大地。利用避雷针截取雷电的放电，再利用接地系统提供一条从避雷针到大地的低阻抗通路，从而将雷电引致大地。
对于雷电保护来说，很难确立一个为保护人身安全所必需的一定的接地电阻。在一次雷电直接袭击时，所流过的电流可以高达几十万安培，所以即使1Ω的接地电阻都无法保障绝对安全。实践表明，10Ω的接地电阻可提供相对可靠的雷电保护，现场接地时，应努力将电阻值降到最低，以此来降低设备及工作人员受到雷击的概率及伤害。
4. 结束语
方舱是一项综合性的设计工作，本文以某火工品操作方舱为例，介绍了方舱的设计思路，对防静电、防雷、热量计算及接地要求等方面的设计方法及措施进行了详细说明，经过试验和使用验证，此方舱的设计完全满足指标和使用要求，在火工品操作中具有一定的通用性，希望通过此文抛砖引玉，共同提高火工品方舱的设计水平。
参考文献：
[1] GJB6109-2007.军用方舱通用规范. [S].
[2] 金文丽，周爱民.机动式方舱空调选型方法研究.[J].电子机械工程，2010.
[3] GJB2269A-2002.后方军械仓库防雷技术要求.[S].
[关键词]火工品 方舱
中图分类号：TM725 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）43-0013-01
0. 引言
火工品操作方舱作为机动配套保障系统，主要用于引信用火工品的装配、检测和操作，可为操作人员提供一个安全、舒适的操作环境。
火工品具有较大的危险性，为确保产品和人身安全，对火工品进行分开储存，使用时再装配在一起。方舱作为火工品装配调试的操作间，对其进行总体设计时，需要重点从舱体设计、电气系统、热设计、防静电系统、防雷电系统及接地系统等多方面进行综合考虑，以确保方舱中火工品操作的安全性。
1. 系统组成及总体设计
火工品操作方舱主要由方舱舱体、电气系统、防静电设施、防雷电系统及接地系统等部分组成。
根据设备操作空间要求，按GJB6109-2007《军用通用方舱》[1]选择合适尺寸的标准方舱系列。本方舱根据某引信火工品操作要求选择CAF60系列，外形尺寸为6058mmx2438mmx2438mm，考虑运输通用性要求，将宽度尺寸2438mm改为2100mm，舱外、舱内布局如图1所示。
1.1. 方舱舱体设计
舱体采用大板夹筋高压发泡结构，底板采用无缝方钢管骨架，其余壁板用铝制方管骨架，8个角都设置军用标准角件。内、外层采用带加强筋的整体式铝板，外表面涂军车绿漆，内表面贴M-3829白色波音软片。舱壁内部采用聚氨酯发泡夹层，总传热系数小于1.5W/（m2·℃）[2]。
对于火工品操作方舱设计，需要重点注意：1）舱体进出口采用外开门；2）考虑火工品操作的安全性，应设置逃生应急门；3）同时火工品操作口处，应设置泄压窗户（薄弱环节）。
1.2. 电气系统设计
配电系统控制如图2所示，配电箱设计应考虑以下因素：
1）配电箱应尽量安装在舱体外、进出口门附近；
2）配电箱应进行可靠接地；
3）舱内走线应采用暗敷，并采用金属管预埋走线，金属管应进行可靠接地；
4）配电箱内应设置避雷器；
5）照明灯及插座等都采用防爆电器。
1.3. 防静电设计
火工品操作主要危险源为静电，静电的存在容易引起安全事故，特别是在操作敏感火工品时，更应注意静电的防护。
2. 方舱热量计算
2.1. 舱壁传热功率
方舱有3个面受到阳光照射，在设计时取前壁、顶壁和侧壁为太阳照射面，其余3面按环境温度计算。太阳照射面因为太阳辐射产生温升，设太阳照射面最大温度为70℃。
考虑照射面和非照射面的面积同为方舱总表面积的一半，所以舱壁总传热形成的冷负荷为：
2.2. 照明灯功率
照明灯产生的散热公式如下：
式中，x1为荧光灯镇流器消耗功率系数，取1.2；x2为灯罩隔热系数，取0.8；N为照明总功率，每根14W，共14根灯管。
2.3. 人员散热形成的功率
式中，Q为不同室温和劳动性质成年男子散热量，取30℃轻度劳动时散热量为182W；n为室内人数，取4；n’为群集系数，取0.93。
2.4. 新鲜空气交换形成的功率
式中，Cp为空气比热；R为空气比重；Qf为每人新鲜空气量，取25m3/h；n为人数，4人。
2.5. 制冷总功率
联立（1）～（5）式，可得制冷总功率为：
根据（6）式，考虑方舱机动性，运输条件（满足越野路况），并满足舱内空间、噪音及防爆等要求[5]，采用整体式军用空调，型号为FKWD系列，制冷功率为5.5kW。
3. 接地系统
接地系统的好坏直接影响防静电及避雷的效果，也直接关系到系统及人员的安全性，但火工品操作方舱作为机动设备来说，要求达到固定设施的接地效果极难，且不现实，所以在选择方舱位置时也非常重要，如附近有固定建筑、金属水管等设施，可利用固定设施的接地点，确保方舱避雷接地和设备接地都可靠。但如果在野外无法寻找固定设施接地点，则需要利用自身配套的设备接地及防雷接地两套独立接地设备。
3.1. 设备接地系统
所有的电器设备及防静电共用1套接地设备，利用接地扁平线及接地桩进行接地。接地电阻取决于土壤、大地中的电极及其装配方式等因素，设备接地推荐值为10Ω，但考虑机动性要求及经济性要求，可适当增加电阻值，如受现场条件限制，无法达到该电阻值时，可在接地桩上浇水、盐溶液等降阻方式。
3.2. 防雷接地
防雷接地提供一条不受雷电破坏的通路，以便使袭击设施中感应的雷电能力泄入大地。利用避雷针截取雷电的放电，再利用接地系统提供一条从避雷针到大地的低阻抗通路，从而将雷电引致大地。
对于雷电保护来说，很难确立一个为保护人身安全所必需的一定的接地电阻。在一次雷电直接袭击时，所流过的电流可以高达几十万安培，所以即使1Ω的接地电阻都无法保障绝对安全。实践表明，10Ω的接地电阻可提供相对可靠的雷电保护，现场接地时，应努力将电阻值降到最低，以此来降低设备及工作人员受到雷击的概率及伤害。
4. 结束语
方舱是一项综合性的设计工作，本文以某火工品操作方舱为例，介绍了方舱的设计思路，对防静电、防雷、热量计算及接地要求等方面的设计方法及措施进行了详细说明，经过试验和使用验证，此方舱的设计完全满足指标和使用要求，在火工品操作中具有一定的通用性，希望通过此文抛砖引玉，共同提高火工品方舱的设计水平。
参考文献：
[1] GJB6109-2007.军用方舱通用规范. [S].
[2] 金文丽，周爱民.机动式方舱空调选型方法研究.[J].电子机械工程，2010.
[3] GJB2269A-2002.后方军械仓库防雷技术要求.[S].