CN104776754B - 一种火箭发射平台的8支点调平方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种火箭发射平台的8支点调平方法,步骤为:1)分析不同工况下的受力情况,确定8个受力支点,并在支点上安装调平支腿;2)确定调平基准点,测量其余支点的地面高度值,并计算其余支点与基准点之间的高度差,即支腿的总伸长量,将总伸长量换算为支腿旋转圈数,再根据动力学仿真、平台结构仿真以及相应支点的位置,计算其余支点的调平精度;3)将平台抬起使支点悬空,根据旋转圈数,依次调节支腿伸收直至满足所述调平精度的要求;4)将所述平台下降,使支腿落地,调平完成。其目的在于提供一种简化了调平系统结构,操作简便,调平精度高的调平方法。
Description
技术领域
本发明涉及自身管发射子弹或导弹的发射装置,特别是涉及一种用于火箭的发射装置。
背景技术
现有火箭发射平台大多与车辆集成在一起,而且平台大多采用4个支点调平、4~6个支点支撑。平台调平多采用液压控制或电动控制支点处的支腿进行调平,支腿上设置到位开关或角度传感器,这样的调平系统结构复杂,对调平控制系统的要求也较高。例如,公告号为CN101017074B的中国发明专利公开的自动调平系统,采用电解液传感器的高灵敏度、高调节精度把平台的不平信号送入自动调平系统的控制部分,使平台与水平面的角位移量转换为可利用的被认知的电压量来进入电液伺服系统,通过电液伺服阀阀芯去相应地控制伺服液压缸,由液压—机械传动机构的传递进行平台基准水平面的调整,使发射平台自动的调整达到水平,调平速度快。但是,该自动调平系统还存在不足之处,首先,传动机构和发射平台集成在一起,还连接有传感器、伺服系统等控制部件,使得整个调平系统结构繁荣复杂;其次,火箭发射平台是大型支撑结构,多支点停放,结构静不定受力情况复杂,实际操作中很难实现调平;再次,该调平系统是对平台整体进行调整,而不能对平台上受力情况不同的各个支点分别进行调平,因而调平精度不够高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种火箭发射平台的8支点调平方法,该方法为手动调节支腿伸缩的机械操作,无需液压电控,简化了调平系统结构,操作简便,解决了火箭发射平台这种大型支撑结构多支点停放、结构静不定受力分析复杂、实际操作中很难调平问题。同时,本方法针对不同受力支点分别进行调整,大大提高了调平精度。
为解决上述技术问题,本发明采用了如下技术方案:
一种火箭发射平台的8支点调平方法,包括以下步骤:
1)根据动力学仿真、平台结构仿真计算分析发射平台在上装产品水平停放、举升、垂向瞬间冲击三个不同工况下的受力情况,确定所述平台在不同工况下受力最大的6个支点,即第一后支点、第二后支点、第一中支点、第二中支点、第一前支点、第二前支点,同时确定所述水平停放工况下用于辅助所述产品水平放置的第一辅助支点、第二辅助支点,上述8个支点两两分为一组从后到前分布在所述平台的轴向上,每组的两个支点均关于所述平台的轴线对称,上述8个支点处分别安装1个用于调节所述支点高度的可手动旋转伸缩的调平支腿;
2)以所述第一后支点作为调平基准点,预先按照所述平台基准面高度H设定8个所述支腿的初始伸出量均为C,通过测量高差的仪器分别测量上述8个支点的地面高度值,并计算另外7个支点与所述基准点之间的高度差,所述高度差即为相应所述支腿的总伸长量,将所述总伸长量换算为所述支腿的旋转圈数,再根据动力学仿真、平台结构仿真以及相应支点的位置,计算除所述基准点之外的7个支点的调平精度;
3)通过升降车辆将所述平台抬起,确保8个所述支点均为悬空自由状态,根据所述旋转圈数,按照以下顺序依次调节7个所述支腿的收缩或伸长直至满足所述调平精度的要求:
①所述第二后支点以所述基准点为基准横向调平,即沿与所述平台的轴向垂直的水平方向调平;
②所述第一中支点、第二中支点以所述基准点为基准纵向调平,即沿所述平台的轴向调平;
③所述第一前支点、第二前支点以所述基准点为基准纵向调平,即沿所述平台的轴向调平;
④所述第一辅助支点、第二辅助支点以所述基准点为基准纵向调平,即沿所述平台的轴向调平;
4)通过升降车辆将所述平台下降,确保各支腿均落地,支点调平完成。
上述技术方案中,所述支腿包括置于场坪上的底板,球头螺杆球头朝下装设在所述底板上,且所述球头一部分嵌入所述底板内,所述球头螺杆的上端套设有螺纹套筒,所述球头螺杆末端处设有通孔操作孔,拨动件伸入所述操作孔内即可旋转所述球头螺杆,使所述球头螺杆在所述螺纹套筒内伸缩,所述螺纹套筒同轴套设在固定安装在所述平台下方的外筒内,所述外筒外壁上设置有2个垂直于场坪地面的标尺,下压板将所述球头固定在所述底板内,上压板固定在所述外筒的底端。
进一步地,在上述步骤2)中,在任一所述支腿处做一个以该支腿的中心点在地面的投影为圆心的水平方向的圆,所述圆的大小能包容所述底板在地面的投影,在所述圆的圆周上取4个点,测量各点的地面高度值hij,其中,i=1,2,3....8,j=1,2,3,4,并据此测量值计算每个支点位置的地面高度平均值hi,其中,i=1,2,3....8,再计算各支点之间的高度差Δhi=hi-h1,其中i=1,2,3....8,然后将所述高差Δhi换算为所述支腿的旋转圈数Qi,Qi=Δhi/ld,其中,每一圈对应的伸长量ld由所述球头螺杆的螺纹间距及中径确定。
进一步地,上述步骤3)中,每一支腿调平完毕后需查看2个所述标尺测得的所述支腿的内、外侧的伸出量Lit,i=1,2,3....8t=1,2,并据此计算各所述支腿调平后的伸出量Li=C+Δhi,以及平均伸出量所述平均伸出量小于0.5mm。
进一步地,上述步骤2)中,调平精度的确定方法具体为:
①根据垂向瞬间冲击工况动力学仿真计算结果分析,所述第一后支点、第二后支点在冲击瞬间载荷须一致,由此确定所述第一后支点、第二后支点沿与所述平台的轴向垂直的水平方向的调平精度,即横向精度需控制在10′以内,即,对应调平后所述第一后支点、第二后支点处的所述支腿中心点的连线与地面夹角需为:其中:
Δ1——根据经验估算的结构加工、安装工艺偏差值,该值受需调平的所述支腿与作为调平基准的所述支腿之间间距的影响,距离越远,此值越大;
Δ2——测量误差;
Δ3——根据平台结构仿真计算获得的带载后结构变形值,即需调平的所述支腿与作为调平基准的所述支腿之间的所述平台结构变形造成的偏差值,上述支腿之间的距离越远,此值越大;
WAA'——第一后支点、第二后支点之间间距;
②根据举升所述产品的推举执行机构的受力偏差要求,以及举升工况动力学仿真分析结果,确定所述第一后支点或第一中支点沿所述平台轴向的调平精度,即纵向精度需达到10′以内,同时,对应调平后第一后支点或第一中支点的支腿的中心点的连线与地面夹角需为: 其中:
Δ1——根据经验估算的结构加工、安装工艺偏差值,该值受第一后支点或第一中支点与基准点间距影响,距离越远,此值越大;
Δ2——测量误差;
Δ3——根据平台结构仿真计算获得的带载后结构变形值,即需调平的第一后支点或第一中支点与调平基准点之间的所述平台结构变形造成的偏差值,距离越远,此值越大;
WAB——第一后支点、第一中支点之间间距;
③参照和步骤②相同的原理确定所述第二中支点、第一前支点、第二前支点、第一辅助支点、第二辅助支点的纵向调平精度。
进一步地,所述Δ1=3mm,Δ2=1mm,Δ3=3mm,WAB=6000mm,α<5'。
进一步地,8个所述支点在绝对水平的场坪上初始高度相同,且安装所述外筒的所述平台的下表面为光滑的水平面。
本发明一种火箭发射平台的8支点调平方法,为综合平台结构仿真、动力学仿真、工程计算等多手段的,对多工况下8支点平台的调平分析方法,通过此方法将8支点平台的调平简化为一种手动调节支腿伸缩的机械操作,无需液压电控的发射平台调平操作方案,简化了系统组成,并容易操作,解决了火箭发射平台这种大型支撑结构多支点停放、结构静不定受力分析复杂、实际操作中很难调平问题。同时,本方法通过8支点平台调平的分析方法确定8支点平台的调平方案及调平精度,确保平台横向、纵向等各方位的变形在允许的范围内,保证结构不扭曲、结构受力状态好。
下面结合附图对本发明的一种火箭发射平台的8支点调平方法作进一步说明。
附图说明
图1为本发明一种火箭发射平台的8支点调平方法的平台3种受力工况右视示意图;
图2为图1的B向视图;
图3为本发明一种火箭发射平台的8支点调平方法的支腿的主视图;
图4为图3的A-A剖面图;
图5为本发明一种火箭发射平台的8支点调平方法的支腿的右视图。
具体实施方式
本发明的调平方法的具体实施方式需从发射平台1总体受力工况分析、产品设计与制造工艺、操作使用分析等方面入手。平台1总体受力工况包括水平停放工况、举升产品工况、垂向瞬间冲击工况等三个工况,如图1所示,上装产品2、上装产品2'、上装产品2″表示不同工况下产品2的三种位置。
结合图2所示,一种火箭发射平台的8支点调平方法,包括以下步骤:
1)根据动力学仿真、平台结构仿真计算分析发射平台1在上装产品2水平停放、举升、垂向瞬间冲击等三个不同工况下的受力情况,确定平台1在不同工况下受力最大的6个支点,即第一后支点3、第二后支点30、第一中支点4、第二中支点40、第一前支点5、第二前支点50,同时确定水平停放工况下用于辅助产品2水平放置的第一辅助支点6、第二辅助支点60,上述8个支点两两分为一组从后到前分布在平台1的轴向上,每组的两个支点均关于平台1的轴线对称。具体地,第一后支点3与第二后支点30为一组,第一中支点4与第二中支点40为一组,第一前支点5与第二前支点50为一组,第一辅助支点6与第二辅助支点60为一组,每组的两个支点分别位于平台1的左侧、右侧,且左侧支点与右侧支点关于平台1的轴线对称,而且沿平台1轴向由后至前分布次序为第一后支点3与第二后支点30、第一中支点4与第二中支点40、第一前支点5与第二前支点50、第一辅助支点6与第二辅助支点60。上述8个支点处分别安装1个用于调节支点高度的可手动旋转伸缩的调平支腿10。
结合图3至图5所示,支腿10包括置于场坪上的底板101,球头螺杆102球头朝下装设在底板101上,且球头一部分嵌入底板101内,球头螺杆102的上端套设有螺纹套筒103,球头螺杆102末端处设有通孔操作孔107,拨动件伸入操作孔107内即可旋转球头螺杆102,使球头螺杆102在螺纹套筒103内伸缩。拨动件可以为任意能伸入操作孔107内并能拨动螺杆转动的部件,此处不一一列举。螺纹套筒103同轴套设在固定安装在平台1下方的外筒104内,外筒104外壁的内外两侧上设置有2个垂直于场坪地面的标尺106,用于测量螺杆102的伸长量,中间带孔的下压板105与底板101固定,球头伸入孔内,下压板105将球头固定在底板101内,上压板108固定在外筒104的底端,进一步保证螺杆102末端的稳定性,限制球头的移动。
上述步骤中,对3个工况受力分析情况如下:
A.由垂向瞬间冲击工况受力分析结果看,第一后支点3与第二后支点30在冲击瞬间载荷应尽量一致,以避免平台1尾部受扭过大,载荷一致的情况下,第一后支点3与第二后支点30应横向调平,即沿与平台1的轴向垂直的水平方向的调平;
B.推举执行机构9将产品2举升到位后有垂直度要求,而且要求垂向瞬间冲击工况下,上装产品2底部前后受力一致,由此确定第一后支点3、第二后支点30与第一中支点4、第二中支点40均应纵向调平,即沿平台1轴向方向调平;
C.由举升产品过程中受力分析确定第一中支点4、第二中支点40在举升瞬间受垂向力最大,举升过程中,第一中支点4、第二中支点40保持载荷一致,避免上装产品2举升过程中受扭过大,由此确定第一中支点4、第二中支点40应左右侧横向调平,即沿与平台1的轴向垂直的水平方向的调平;
D.由水平停放以及举升产品过程中的平台结构仿真计算及受力分析,确定第一前支点5、第二前支点50、第一辅助支点6、第二辅助支点60需进行纵向调平,即沿平台1轴向方向调平。
2)以第一后支点3作为调平基准点,预先按照平台1基准面高度H设定8个支腿10的初始伸出量均为C,通过测量高差的仪器分别测量上述8个支点的地面高度值,并计算另外7个支点与基准点之间的高度差,高度差即为相应支腿10的总伸长量,将总伸长量换算为支腿10的旋转圈数,再根据动力学仿真、平台结构仿真以及相应支点的位置,计算除基准点之外的7个支点的调平精度。具体测量值及计算值见附表1。
具体地,在任一支腿10处做一个以该支腿10的中心点在地面的投影为圆心的水平方向的圆,该圆的大小能包容底板101在地面的投影,在圆的圆周上取4个点,测量各点的地面高度值hij,其中,i=1,2,3....8,j=1,2,3,4,并据此测量值计算每个支点位置的地面高度平均值hi,其中,i=1,2,3....8,再计算各支点之间的高度差Δhi=hi-h1,其中i=1,2,3....8,然后将高差Δhi换算为支腿10的旋转圈数Qi,Qi=Δhi/ld,其中,每一圈对应的伸长量ld由球头螺杆102的螺纹间距及中径确定,该伸长量的具体计算公式为公知常识,此处不列出。具体测量值及计算值见附表1。
3)通过升降车辆将平台1抬起,确保8个支点均为悬空自由状态,根据旋转圈数,按照以下顺序依次调节7个支腿10的收缩或伸长直至满足调平精度的要求:
①第二后支点30以基准点为基准横向调平,即沿与平台1的轴向垂直的水平方向调平;
②第一中支点4、第二中支点40以基准点为基准纵向调平,即沿平台1的轴向调平;
③第一前支点5、第二前支点50以基准点为基准纵向调平,即沿平台1的轴向调平;
④第一辅助支点6、第二辅助支点60以基准点为基准纵向调平,即沿平台1的轴向调平。
优选地,每一支腿10调平完毕后需查看2个标尺106测得的支腿10的内、外侧的伸出量Lit,i=1,2,3....8t=1,2,并据此计算各支腿10调平后的伸出量Li=C+Δhi,以及平均伸出量平均伸出量小于0.5mm。具体测量值及计算值见附表1。
根据上述步骤中得出的数据,各个支腿10的调平精度的确定方法具体为:
①根据垂向瞬间冲击工况动力学仿真计算结果分析,第一后支点3、第二后支点30在冲击瞬间载荷须一致,用以避免平台1的尾部扭矩过大,由此确定第一后支点3、第二后支点30沿与平台1的轴向垂直的水平方向的调平精度,即横向精度需控制在10′以内,即,对应调平后第一后支点3、第二后支点30处的支腿10的中心点的连线与地面夹角需为: 其中:
Δ1——根据经验估算的结构加工、安装工艺偏差值,该值受需调平的支腿10与作为调平基准的支腿10之间间距的影响,距离越远,此值越大;
Δ2——测量误差;
Δ3——根据平台结构仿真计算获得的带载后结构变形值,即需调平的支腿10与作为调平基准的支腿10之间的平台1结构变形造成的偏差值,上述支腿10之间的距离越远,此值越大;
WAA'——第一后支点3、第二后支点30之间间距;
②根据举升产品2的推举执行机构的受力偏差要求,以及举升工况动力学仿真分析结果,确定第一后支点3或第一中支点4沿平台1轴向的调平精度,即纵向精度需达到10′以内,同时,对应调平后第一后支点3或第一中支点4的支腿10的中心点的连线与地面夹角需为: 其中:
Δ1——根据经验估算的结构加工、安装工艺偏差值,该值受第一后支点3或第一中支点
4与基准点间距影响,距离越远,此值越大;
Δ2——测量误差;
Δ3——根据平台结构仿真计算获得的带载后结构变形值,即需调平的第一后支点3或第一中支点4与调平基准点之间的平台1结构变形造成的偏差值,距离越远,此值越大;
WAB——第一后支点3、第一中支点4之间间距;
③参照和步骤②相同的原理确定第二中支点40、第一前支点5、第二前支点50、第一辅助支点6、第二辅助支点60的纵向调平精度。
优选地,Δ1=3mm,Δ2=1mm,Δ3=3mm,WAB=6000mm,α<5',此时,调平达到要求。
根据总体设计,上装产品2、平台1等结构的尺寸由水平、举升及垂直工况协调确定,为保证调平精度,8个支点在绝对水平的场坪上初始高度相同,且安装外筒104的平台1的下表面为光滑的水平面,这就避免了支腿10与平台1接触面的不平滑导致的误差。
4)通过升降车辆将平台1下降,确保各支腿10均落地,支点调平完成。
附表1支点相关测量值及计算值记录表(单位:mm)
其中,i=1,2,3,4……8;j=1,2,3,4;t=1,2。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (7)
1.一种火箭发射平台的8支点调平方法,其特征在于:包括以下步骤:
1)根据动力学仿真、平台结构仿真计算分析发射平台(1)在上装产品(2)水平停放、举升、垂向瞬间冲击三个不同工况下的受力情况,确定所述平台(1)在不同工况下受力最大的6个支点,即第一后支点(3)、第二后支点(30)、第一中支点(4)、第二中支点(40)、第一前支点(5)、第二前支点(50),同时确定所述水平停放工况下用于辅助所述产品(2)水平放置的第一辅助支点(6)、第二辅助支点(60),上述8个支点两两分为一组从后到前分布在所述平台(1)的轴向上,每组的两个支点均关于所述平台(1)的轴线对称,上述8个支点处分别安装1个用于调节所述支点高度的可手动旋转伸缩的调平支腿(10);
2)以所述第一后支点(3)作为调平基准点,预先按照所述平台(1)基准面高度H设定8个所述支腿(10)的初始伸出量均为C,通过测量高差的仪器分别测量上述8个支点的地面高度值,并计算另外7个支点与所述基准点之间的高度差,所述高度差即为相应所述支腿(10)的总伸长量,将所述总伸长量换算为所述支腿(10)的旋转圈数,再根据动力学仿真、平台结构仿真以及相应支点的位置,计算除所述基准点之外的7个支点的调平精度;
3)通过升降车辆将所述平台(1)抬起,确保8个所述支点均为悬空自由状态,根据所述旋转圈数,按照以下顺序依次调节7个所述支腿(10)的收缩或伸长直至满足所述调平精度的要求:
①所述第二后支点(30)以所述基准点为基准横向调平,即沿与所述平台(1)的轴向垂直的水平方向调平;
②所述第一中支点(4)、第二中支点(40)以所述基准点为基准纵向调平,即沿所述平台(1)的轴向调平;
③所述第一前支点(5)、第二前支点(50)以所述基准点为基准纵向调平,即沿所述平台(1)的轴向调平;
④所述第一辅助支点(6)、第二辅助支点(60)以所述基准点为基准纵向调平,即沿所述平台(1)的轴向调平;
4)通过升降车辆将所述平台(1)下降,确保各支腿(10)均落地,支点调平完成。
2.根据权利要求1所述的一种火箭发射平台的8支点调平方法,其特征在于:所述支腿(10)包括置于场坪上的底板(101),球头螺杆(102)球头朝下装设在所述底板(101)上,且所述球头一部分嵌入所述底板(101)内,所述球头螺杆(102)的上端套设有螺纹套筒(103),所述球头螺杆(102)末端处设有通孔操作孔(107),拨动件伸入所述操作孔(107)内即可旋转所述球头螺杆(102),使所述球头螺杆(102)在所述螺纹套筒(103)内伸缩,所述螺纹套筒(103)同轴套设在固定安装在所述平台(1)下方的外筒(104)内,所述外筒(104)外壁上设置有2个垂直于场坪地面的标尺(106),下压板(105)将所述球头固定在所述底板(101)内,上压板(108)固定在所述外筒(104)的底端。
3.根据权利要求2所述的一种火箭发射平台的8支点调平方法,其特征在于:在上述步骤2)中,在任一所述支腿(10)处做一个以该支腿(10)的中心点在地面的投影为圆心的水平方向的圆,所述圆的大小能包容所述底板(101)在地面的投影,在所述圆的圆周上取4个点,测量各点的地面高度值hij,其中,i=1,2,3....8,j=1,2,3,4,并据此测量值计算每个支点位置的地面高度平均值hi,其中,i=1,2,3....8,再计算各支点之间的高度差Δhi=hi-h1,其中i=1,2,3....8,然后将所述高差Δhi换算为所述支腿的旋转圈数Qi,Qi=Δhi/ld,其中,每一圈对应的伸长量ld由所述球头螺杆的螺纹间距及中径确定。
4.根据权利要求3所述的一种火箭发射平台的8支点调平方法,其特征在于:上述步骤3)中,每一支腿(10)调平完毕后需查看2个所述标尺(106)测得的所述支腿(10)的内、外侧的伸出量Lit,i=1,2,3....8t=1,2,并据此计算各所述支腿(10)调平后的伸出量Li=C+Δhi,以及平均伸出量所述平均伸出量小于0.5mm。
5.根据权利要求4所述的一种火箭发射平台的8支点调平方法,其特征在于:上述步骤2)中,调平精度的确定方法具体为:
①根据垂向瞬间冲击工况动力学仿真计算结果分析,所述第一后支点(3)、第二后支点(30)在冲击瞬间载荷须一致,由此确定所述第一后支点(3)、第二后支点(30)沿与所述平台(1)的轴向垂直的水平方向的调平精度,即横向精度需控制在10′以内,即,对应调平后所述第一后支点(3)、第二后支点(30)处的所述支腿(10)的中心点的连线与地面夹角需为:其中:
Δ1——根据经验估算的结构加工、安装工艺偏差值,该值受需调平的所述支腿(10)与作为调平基准的所述支腿(10)之间间距的影响,距离越远,此值越大;
Δ2——测量误差;
Δ3——根据平台结构仿真计算获得的带载后结构变形值,即需调平的所述支腿(10)与作为调平基准的所述支腿(10)之间的所述平台(1)结构变形造成的偏差值,上述支腿(10)之间的距离越远,此值越大;
WAA'——第一后支点(3)、第二后支点(30)之间间距;
②根据举升所述产品(2)的推举执行机构的受力偏差要求,以及举升工况动力学仿真分析结果,确定所述第一后支点(3)或第一中支点(4)沿所述平台(1)轴向的调平精度,即纵向精度需达到10′以内,同时,对应调平后第一后支点(3)或第一中支点(4)的支腿(10)的中心点的连线与地面夹角需为:其中:
Δ1——根据经验估算的结构加工、安装工艺偏差值,该值受第一后支点(3)或第一中支点(4)与基准点间距影响,距离越远,此值越大;
Δ2——测量误差;
Δ3——根据平台结构仿真计算获得的带载后结构变形值,即需调平的第一后支点(3)或第一中支点(4)与调平基准点之间的所述平台(1)结构变形造成的偏差值,距离越远,此值越大;
WAB——第一后支点(3)、第一中支点(4)之间间距;
③参照和步骤②相同的原理确定所述第二中支点(40)、第一前支点(5)、第二前支点(50)、第一辅助支点(6)、第二辅助支点(60)的纵向调平精度。
6.根据权利要求5所述的一种火箭发射平台的8支点调平方法,其特征在于:所述Δ1=3mm,Δ2=1mm,Δ3=3mm,WAB=6000mm,α<5'。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的一种火箭发射平台的8支点调平方法,其特征在于:8个所述支点在绝对水平的场坪上初始高度相同,且安装所述外筒(104)的所述平台(1)的下表面为光滑的水平面。
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CN201510178235.4A CN104776754B (zh) | 2015-04-15 | 2015-04-15 | 一种火箭发射平台的8支点调平方法 |
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