兵器裝備環境工程發展需求

康蓉莉，馮雪艷，何恩山

（1.中國兵器工業系統總體部，北京 100089；2.中國兵器科學研究院，北京 100089）

環境適應性是“產品在其壽命期預計可能遇到的各種環境作用下能實現其所有預定功能、性能和（或）不被破壞的能力，是裝備的重要質量特性之一”，貫穿于武器裝備研制、生產、使用全壽命周期，是軍工核心能力的重要體現。“環境試驗與觀測”是國防科技工業技術基礎的重要專業之一，是將各種科學技術和工程實踐用于減緩各種環境對裝備效能影響，提高裝備耐環境能力的一門工程科學[1]。

環境工程技術是裝備方案論證、研制和生產中開展各項環境工程工作的基礎和保證，貫穿于裝備壽命期全過程，是確保裝備在多種安全威脅、多元化作戰任務條件下，有效發揮裝備綜合效能的技術保障，是實現裝備環境適應性能力和可靠性的重要手段，是裝備基礎能力先進性、戰略性的重要體現，在裝備整個研制過程中占據了極其重要的地位。

隨著一批高新技術兵器裝備的實施，對環境工程技術的發展提出了更新、更高的要求，深入開展環境適應性設計分析、試驗及評價已成為兵器裝備研制流程不可或缺的關鍵環節。然而，環境數據資源不系統，專業標準、規范少，基礎條件和人才資源分散，從裝備環境適應性要求提出到實現還沒有建立一套可操作的科學方法，仍然制約著“環境試驗與觀測”專業的發展[2]。如何深化、全面開展裝備環境工程工作，促進裝備環境適應性水平提高，推動環境試驗與觀測技術實現跨越式發展，是當前裝備研制、生產及管理部門面臨的重要問題。

1 兵器環境工程技術現狀

兵器裝備具有不同于航天、航空、船舶裝備的特點，兵器裝備種類多、部隊列裝多，兵器產品配套面廣、貯存量大，每年研制生產的裝備數量和價值相當可觀。正是由于其“量大面廣”的特點，一旦裝備環境適應性出現問題，不僅影響裝備戰斗力的發揮，更會產生很大的經濟損失，兵器裝備的環境適應性舉足輕重。但是，現階段兵器裝備環境工程現狀不容樂觀。

1.1 環境工程管理機制不健全 技術規范缺乏

缺乏全面、持續開展環境工程各項工作的管理制度和長效機制，如裝備環境工程管理考核方法、環境數據資源共享策略等；缺乏能夠指導兵器裝備環境工程開展的具有兵器裝備特點的環境適應性設計分析，試驗評價的技術、方法、規范等。此外，裝備環境工程管理無完善的制度可循，全員環境工程意識不強，裝備研制過程中環境適應性設計、環境適應性研制試驗環節重視不夠。

1.2 環境工程技術不能滿足武器裝備發展和研制的需求

裝備研制缺乏有效的、體系化的環境工程技術指導。缺乏各類裝備環境適應性設計準則，裝備環境防護及控制技術、電磁環境適應性分析設計技術、裝備失效機理及壽命預測技術規范等，現有的環境工程技術不能有效指導裝備環境適應性設計；同時，環境加速試驗技術、虛擬環境試驗技術、裝備環境適應性綜合評價技術以及裝備環境適應性驗證技術等不夠完善，不能有效開展裝備環境適應性研制試驗、提高環境試驗效率、發現設計薄弱環節和缺陷、驗證裝備環境適應性要求，保證裝備能夠滿足未來戰爭復雜環境使用要求。

1.3 環境工程基礎數據匱乏 難以支撐環境工程開展

兵器裝備種類多、使用環境復雜、貯存時間長。多年來各單位已經積累了一些環境試驗與觀測方面的數據、環境適應性失效模式和設計經驗，但不能滿足環境適應性設計分析和支撐裝備全面開展環境工程工作的需要。此外，環境數據不規范也造成了環境數據交流困難、無法共享。隨著對裝備環境工程的研究不斷深入，以及虛擬環境試驗技術的廣泛應用，在兵器裝備研制過程中明確環境適應性要求、設計選材、環境適應性分析評價、虛擬試驗方案制定等方面，缺乏全面、系統、規范的自然和平臺環境基礎數據支撐，已成為制約裝備環境工程進一步深入開展的瓶頸[3]。

2 兵器裝備發展和研制對環境工程的需求

2.1 對環境工程技術發展的需求

隨著兵器裝備作戰任務的多元化、裝備結構日趨復雜，兵器裝備的使用和作戰范圍已延伸到沿海、高原、沙漠等地域，并要求能在白天和夜間及各種氣候、生化及電磁輻射等環境中正常工作。現代化、全天候、全方位復雜環境中進行的立體戰爭，要求兵器裝備適應比以往更為復雜和嚴酷的貯存、運輸和作戰環境，因此裝備環境適應性形勢更加嚴峻。面向未來兵器裝備輕型化、小型化、信息化、隱身化、智能化等多元化發展需求，裝備研制中各種高科技技術廣泛應用，裝備設計、制造、維修和保障一體化設計需要，裝備環境適應性設計技術面臨挑戰，兵器裝備環境適應能力的提高和環境工程技術的發展刻不容緩。

2.2 對環境工程基礎數據資源的需求

為滿足兵器裝備發展的需要，輕質結構材料、隱身材料、先進功能材料等高性能新型兵器材料不斷涌現和應用。小型化、集成元器件的大量使用，在裝備提高功能、性能的同時，也令人對其環境適應能力產生擔憂，環境適應性數據的缺乏影響了裝備設計材料、器件優選工作的深入開展。此外，構件、設備環境部件環境適應性數據積累不夠全面、系統性不足，也對制定裝備環境適應性研制試驗方案、預測設備壽命及建立評估模型、確定裝備環境適應性驗證評價準則等產生了影響，制約了環境工程技術的發展和應用。隨著裝備環境工程各項工作的深入，裝備研制、生產過程對環境工程基礎數據的需求越來越迫切，環境工程基礎資源數據積累和應用研究工作的開展迫在眉睫。

3 環境工程前沿技術和關鍵技術

為從根本上提高裝備環境適應能力，滿足未來高科技、現代化戰爭對裝備環境適應能力的需要，必須加緊研究環境工程前沿技術，突破關鍵技術，強化基礎性研究和應用性研究，促使“環境試驗與觀測”專業由單純科學研究向科學研究與工程應用研究結合轉變；由單純技術研究向軟、硬件結合協調發展轉變；由傳統的、常規的環境試驗技術研究向高科技、先進的環境工程技術研究轉變；由裝備環境適應性事后驗證向全面開展裝備環境工程全過程轉變[4]。“環境試驗與觀測”領域重點開展以下幾方面的技術研究。

3.1 裝備環境適應性論證及驗證技術

武器裝備環境適應性要求的論證及驗證，長期以來都是軍方和研制方十分關心的問題。目前，國內對于環境適應性要求論證及驗證技術的研究相對薄弱，環境適應性要求不明確，部件、系統、裝備環境適應性驗證技術的缺乏，嚴重制約了裝備環境適應能力的提高。

3.2 裝備環境影響分析及健康預測技術

裝備在壽命期環境剖面中，可能遇到對其功能、性能產生影響的溫度、濕度、輻射、鹽霧、振動、電磁波、霉菌等環境因素。明確裝備全壽命期各環境因素影響程度、失效機理，掌握裝備、系統、設備環境適應性健康預測動態特性，在裝備環境適應性研制、生產過程中具有極大的需求。裝備環境影響分析及健康預測技術能有效分析裝備設計環境適應性缺陷或薄弱環節，科學地預測裝備服役壽命等，提高裝備環境適應性設計分析能力。

3.3 裝備環境防護及控制技術

提高裝備環境適應性應該從源頭抓起，在做好裝備環境適應性選材、設計工作的同時，還需要強化裝備環境防護及控制工作，對主要環境因素采取必要的防護措施，開展防護措施有效性分析，減少裝備環境適應性問題。

3.4 裝備環境適應性研制試驗技術

現代裝備研制周期短、經費有限，針對越來越高的環境適應性要求，有效開展裝備、系統、設備環境適應性試驗，充分暴露其環境適應性缺陷和薄弱環節，是對裝備環境適應性研制試驗技術的挑戰。應加強環境加速試驗技術、仿真虛擬試驗技術、綜合環境試驗技術等技術的研究和應用，制定試驗技術規范、指南，促進裝備環境適應性水平的提高。

3.5 環境資源數據分析處理及應用技術

非金屬材料的老化特性，器件、構件及設備的環境因素影響特性曲線，金屬材料腐蝕特性或規律、裝備（或設備）電磁效應特性，裝備加速試驗模型、虛擬環境試驗模型等都是裝備開展環境適應性設計、試驗、驗證的基礎和必要條件，這些都離不開環境數據分析處理及應用技術。應加強環境資源數據建設和應用技術研究，編制環境適應性數據手冊，建立環境工程基礎數據庫，形成一系列評估評價技術，應用于軍工產品的研制和生產，提高環境數據應用能力，體現專業作用，擴大專業影響。

4 結語

全面開展裝備環境工程工作，需要環境分析、環境適應性設計、環境試驗與評價、環境影響與防護、環境工程管理以及環境工程基礎數據資源建設等方面的技術支持，必須結合兵器裝備戰略發展需求，完善“環境試驗與觀測”技術體系，提高技術保障能力和工程應用能力。立足現在、著眼未來，抓裝備設計源頭、抓核心關鍵技術，才能開創裝備環境工程技術發展的新局面，促進兵器裝備環境適應性水平的提高。

[1]GJB 4239-2001，裝備環境工程通用要求[S].

[2]錢一欣. 系統總結，周密部署努力實現“環境試驗與觀測”專業又好又快發展[J].裝備環境工程，2007，4（2）：6.

[3]周堃.進一步促進“環境試驗與觀測”專業服務型號的設想[J].裝備環境工程，2008，5（6）：11—14.

[4]張燕.國內外裝備環境工程標準化比較研究[J].裝備環境工程，2009，6（3）：56—59.