衛星直播車頂棚設計方案探索

鄧中軍 羅強

摘要：衛星直播（通訊）車是一種裝載有衛星通訊系統的特殊改裝車，被廣泛應用在廣播電視、電信通訊和部分行業應急通訊中。這類車都是在不同類型的商品車基礎上進行改裝而來，其中在原車頂棚加裝衛星天線等設備是每輛車都要進行的改裝。不同的車型、不同的功能需求有著不同的頂棚布局設計改裝方案，在此就南昌廣播電視臺衛星直播車建造為例和大家共同探討車頂頂棚的布局和改裝。

關鍵詞：布局 散熱 噪音共振

南昌廣播電視臺于2014年開始建造第一臺高清衛星4+2訊道轉（直）播車。根據日常使用區域地形、氣候條件和實際需求狀況，經過充分調研和走訪，參考其他單位成功經驗，我們最后選擇了一類底盤車型：德國奔馳公司Vario 816D廂式貨車，對其進行整車改裝。整車主要組成設備包括底盤改造、車頂平臺、電源設備、音視頻、衛星設備、照明系統、平衡支撐系統、空調系統、接地系統、控制系統等部分。本文主要探討車頂棚改造設計方案。

車頂設備放置布局

根據功能需要，我們在816D車頂上安裝1.8米Ku波段衛星天線系統（此天線安全活動最大距離2.37米）、電子羅盤天線、空調室外機組（兩臺）、衛星天線監控攝像頭、發電機散熱器、無線微波攝像機接收天線（兩組四支）、無線通訊車載中繼電臺天線以及車頂安全護欄等眾多設備。如何在有限車頂空間合理安全布局這些設備是一大難題。車頂棚區域整體布局要均衡合理，要兼顧到車輛靜態、動態前后左右的承載重量和風阻平衡，還要嚴格控制車體的靜、動態重心和整車高度符合GY/T222-2006標準中規定車輛安全范圍，要充分考慮放置各設備之間的散熱以及散熱效率的問題。為此我們和集成商、設備供應商多次溝通，反復優化設計方案，最后得出了一個最佳方案，各項設備擺放位置如圖一、圖二所示。

車頂棚改造方案實施

為了在車頂安裝衛星天線系統、電子羅盤、空調外機、發電機散熱器、GPS天線、衛星天線觀察攝像頭及照明燈等附件，并提供一個可承重的多功能高位作業、維修平臺，我們對原車的車頂進行重新加固，然后安裝鋁制的輕型車頂平臺。平臺四周和中間部分與原車頂緊密結合，車頂放置的所有設備固定在這個承載平臺上。

加裝承載平臺方案優點是：一、整個車頂承載能力大，受力分布均勻，設備安裝位置可按需擺放，不受承重位置限制，車頂空間利用率較高，日后的設備維護維修拆裝方便。二、車頂開孔少，車頂只需開兩個空調出風口（兩臺空調），一個倒J型進、出線管孔即可，防水工藝簡單。加裝承載平臺方案缺點是：一、平臺整體施工工藝較為復雜，平臺加工精度要求高，施工周期長。二、增加了建造成本。三、增加了車體總體重心和車身高度，對車輛的行駛和擺放會有一定的影響，但不會影響安全。如圖三圖四。

車頂部分設備產生大量熱能的有兩臺Xicom 1：1 400W TWTA功放器、兩臺40V空調外機、發電機水冷散熱器。這三套設備受車頂棚面積限制，只能緊湊地放置在一起，涼風、熱風走向需統籌考慮，否則會相互影響，降低散熱效果。

兩臺400W功放器安放在衛星天線系統防塵罩內，防塵罩下擺處有散熱孔，通過前后對流和風扇散熱（如圖五）。南昌的夏天室外溫度時常超過39℃，要保證高溫天氣下各類設備正常工作，選用了兩臺空調。兩臺空調外機按布局只能是并排擺在車頂，前后又有物體遮擋和其他散熱系統存在，因此空調外機散熱排風方向和散熱效率是成為我們重點考慮因素。我們選擇的發電機組是德國熊貓車載超靜音發電機組，此發電機組采用雙水冷散熱系統，散熱效率高，適合連續滿負荷長時間工作。散熱器安裝方式靈活，擁有車頂、車側、車底三種方式安裝，我們選擇車頂安裝方式。散熱器通過風扇垂直向上排熱風，涼風從散熱器底部進入，形成風冷熱交換氣流，提高了各散熱系統的效率。

由于車體自身空間的限制，加上各種設備開啟后散熱風扇齊轉，導控區工作時的噪音較大。噪聲源主要來自車內設備風扇、空調出風、車頂設備運行所產生的震動傳導引起共振。設備風扇產生的噪音無法人為降低，但空調系統所產生的部分噪音是可以人為降低的。空調系統所產生的噪音主要來自外機與車頂引起的共振（低頻）和空調通風管道、出風口制作工藝所產生風噪。空調外機工作時所產生的震動會通過固體傳導給車頂，而原車頂結構本身是一個易產生震動的空腔體，此時空調外機產生的震動與傳導到車頂的震動極易產生疊加形成共振，將外機的震動噪聲放大，而這種震動噪聲是一種嗡嗡的低頻噪聲，會讓人感到特別難受。降低這種噪音一般通過調整壓縮機底角彈簧來減小震動幅度，改變震動頻率。然后再在空調外機與車頂固定法蘭銜接處增加軟性減震構件，降低震動傳導給車頂的能量，共振引起的嗡嗡低頻噪聲會有所降低。同時在空調風道增加柔性貼面材料，空調出風口打磨毛刺和銳角。經過這些綜合處理，空調噪音會大大降低。當然，此類噪聲的控制要在監造過程去發現和調整，如果整車完成后再來調整將非常困難。

車頂棚改造應注意的幾個問題

一、空調外機出風口與車頂結合處的防水處理。盡量不要讓空調外機出風口直接與車頂開口處對接，而是通過一個具有一定高度的梯型法蘭盤對接。一方面能給今后空調外機的維護和維修留有拆裝空間，另一方面可以有效提高車頂防水高度（高出原車頂平面）。

二、倒J型管子的高度。此處為整車內外所有線路進出車體的地方。由于是倒J型管子，所以安裝后管子進線口的開口是朝下的，雨水不會直接通過管道進入車體內部。

三、車頂設備承載平臺的排水孔。為了使整個車頂受力均衡和提高整體承載強度，車頂設備承載平臺周邊是與原車頂結構形狀緊密吻合的，沒有間隙。平臺工作面與原車頂面形成一個長方體，在遇到下雨時會有雨水進入平臺下方，雨水一般會通過平臺設在四個角上的排水孔流到平臺外邊。

四、由于在車頂尾部并排安放了兩臺空調外機，日常技術人員無法從車頂尾部走到車頂前部（上車頂扶梯在車尾門上），給車頂設備維護和維修帶來不便。為此，我們在車頂平臺上增加了一個可拆裝的跨橋，橫跨在空調外機上。平時可通過跨橋走到車頂前部，對衛星天線系統進行必要保養和維護。如遇對空調外機進行維修時，可將跨橋卸掉，保證了日常設備維護的便捷性。

小結

車輛經過改裝后，靜、動態的車狀安全，在惡劣氣候條件下各設備系統能安全有效地工作。2017年的夏天，南昌氣溫創歷史新高，預報氣溫40℃以上達多日。衛星直播車參與了中國人民解放軍建軍90周年、南昌國際馬拉松等大型活動。在各項活動期間，衛星直播車連續多日全天侯工作（自備發電供電），供電、空調等系統工作一切正常，經受住了高溫、高濕度、特大暴雨、超長連續工作時間等考驗。

（作者單位：南昌廣播電視臺）