國外海軍艦船裝備環境試驗軍用標準分析

肖澤，李亞政，張軍濤

（1.中國船舶重工集團公司第七一四研究所，北京 100192；2.中船舶重工集團公司軍品中心，北京 100192）

海軍艦船裝備要經歷比其他軍事裝備更為復雜和嚴酷的海上自然環境和作戰環境的挑戰，因此對環境適應性有著更高的要求。目前，世界各軍事強國均建立了十分完善的環境試驗設施和試驗手段，并制定了系統而全面的標準，建立了環境試驗標準體系。

1 海洋環境對海軍艦船裝備的影響分析

1.1 艦船裝備環境適應性故障

在海洋上，風、浪、流、水深等因素直接影響著艦船的環境適應性，高鹽度、高溫和高濕環境使艦船裝備遭到嚴重的腐蝕。艦船在海洋上還會遭遇海洋生物污損這一特殊的環境問題。海洋污損生物在艇體、動力冷卻管系和螺旋槳上的附著，將明顯地降低艦船航速；海洋污損生物在艦船計程儀探頭、聲納導流罩、魚雷和導彈發射管開啟結構上的附著，將導致艦船裝備戰斗力的下降[1]。

現代艦船除了受雷電的影響以外，艦船列裝的眾多天線和電子設備，也導致了甲板上和甲板下的電磁環境日益惡劣。除以上因素外，海上日照量、搖擺和傾斜、振動和沖擊等都影響著海軍艦船裝備的環境適應性。

1.2 國外軍用環境試驗技術概況

從世界范圍來講，各軍事發達國家普遍通過在典型自然環境中建立自然環境試驗站的方法來研究材料和裝備在各類自然環境中的適應能力與變化規律，以及自然環境因素變化對材料和裝備性能所帶來的綜合影響。

美國在本土和全球各地共建立了各類裝備環境試驗站50余個，覆蓋了全球各種典型的自然環境條件。目前，美國已把環境試驗作為鑒定軍用裝備的重要手段，并明文規定軍用設備不經過環境試驗的考核，不準定型和生產。

前蘇聯在全球各地區建立了各種氣候類型的暴露場50余個。前蘇聯解體后，俄羅斯自然環境試驗體系較為完整地保存下來的主要單位是俄羅斯科學院系統的物理化學研究所，基本代表了其國家水平。

日本軍事裝備環境試驗管理實行的是三軍一體的管理模式，由防衛廳下屬的“技術研究本部”負責三軍裝備的研究和發展工作，負責對陸、海、空自衛隊所需的武器裝備進行技術調查、研究、生產與試驗。

英國共有各類大氣暴露場約40個，其中最大的是卡林頓暴露場；在西非、新加坡、紐約市郊、澳大利亞海濱等不同地點建立了規模不一的暴露試驗場，并在利物浦建有海上試驗站。

2 國外艦船裝備環境試驗標準體系發展現狀

環境試驗是準確、高效評價武器裝備環境適應性程度的可靠手段。多年以來，世界各軍事強國都積極制定、完善環境試驗標準，拓展試驗方法，不斷創新試驗設備，以滿足不同武器裝備、不同使用環境的試驗要求，從而形成各具特色的標準體系[2]。在艦船裝備環境試驗專用標準中大量引用了這些標準中的核心內容，作為頂層標準，這些標準對艦船裝備的環境試驗具有重要的指導意義。

2.1 美國軍用環境試驗標準體系

美軍的裝備環境工程標準制定始終走在世界前列。在環境條件方面，美軍對全球不同地域的氣候特點、規律以及極值情況進行了系統研究，并將研究成果編制成了MIL-STD-210《軍用裝備氣候環境極值》，現行有效的是MIL-HDBK-310《用于軍用產品研制的全球氣候數據》。在試驗方法及設備方面，美軍于1962年制定了統一的環境試驗標準MIL-STD-810，以確保裝備的可靠性。美軍810系列標準一直領導著軍用環境試驗的先進潮流，許多新概念和新思想來自該系列標準，如剪裁理論和技術，環境工程概念和技術等。現行有效的美軍武器裝備環境工程標準體系以MIL-STD-810G為起點和核心，包含的主要標準有 MIL-STD-108E，MIL-STD-202G，MIL-STD-1766和MIL-HDBK-31等。

美軍在環境試驗方面的艦船裝備專用標準主要包括以下2個方面。

1）振動和沖擊。以MIL-S-901D，MIL-STD-798，MIL-DTL-28840 和MIL-STD-167 系列標準等為代表。MIL-S-901D《艦載機械、設備和系統高強度沖擊試驗要求》規定了除潛艇外，所有艦載機械、設備和系統的沖擊試驗要求，含核武器和常規武器效應下的沖擊載荷。MIL-STD-167-1A《艦載設備機械振動（Ⅰ型-環境激勵，Ⅱ型-內部激勵）》規定了常規軸推進海軍艦船艦載設備對環境激勵和內部激勵的振動試驗流程和要求。

2）電磁環境。以MIL-STD-461F《子系統和設備的電磁干涉管理要求》和MIL-STD-464A《系統的電磁環境效應要求》等為代表，提出了艦船系統全壽命期中電磁環境效應的一般要求，規定了用于雷電直接效應和間接效應的電流波形、磁場變化和電場變化率。

總體而言，美軍環境試驗標準體系較完整，具有數量多、范圍廣、系統全面的特點，既涉及到人工加速模擬試驗，也涉及到一些自然環境試驗方法。不僅有通用標準，還針對各類武器裝備特點和使用環境規定了專用試驗規程。但是，美軍標中涉及自然環境試驗方面的公開標準卻很零散、不系統，在體系結構上也存在層次不夠明晰的缺點。

2.2 北約環境試驗標準體系

北約標準對各成員國的軍用標準化工作具有指導意義，其選用級別優于各成員國的軍用標準。在環境條件方面，北約編制有NATO STANAG-2895《北約軍隊物資定義設計標準或測試標準過程中所用的極端氣候條件和派生條件》；在試驗方法及設備方面，北約編制的主要標準有NATO STANAG-4370《環境試驗》系列標準，分別是：AECTP-100《防務裝備環境指南》；AECTP-200《環境試驗、環境定義》；AECTP-300《氣候環境試驗》；AETCP-400《力學環境試驗》；AECTP-500《電學環境試驗》和AECTP-600《延壽試驗》。其中，AECTP-100 與英國國防部標準Def Stan 00-35 第 1 冊類似；AECTP-200 與第 4，5 冊類似；AECTP-300與第3冊類似，AECTP-500是本標準獨有的。此外，美軍在制定MIL-STD-810G 時也參考了NATO STANAG-4370系列標準。

北約在環境試驗方面的艦船裝備專用標準主要包括：NATO STANAG-4137《水面艦船標準水下爆炸試驗》；NATO STANAG-4141《水面艦船設備沖擊試驗》；NATO STANAG-4142《水面艦船設備抗沖擊分析》；NATO STANAG-4150《重型水面船舶設備在浮動沖擊平臺上的沖擊試驗》；NATO STANAG-4154《艦船設計過程中耐波性通用程序》；NATO STANAG-4194《浪與風環境標準化和艦船海況報告》；NATO STANAG-4293《北約水面艦船聲學環境指南》等。

2.3 俄羅斯環境試驗標準體系

俄羅斯仍在沿用20世紀80年代的標準，其環境試驗方法通用標準ГОСТ 20.57-406-89《質量檢驗綜合系統、電子技術產品、量子電子產品和電氣產品試驗方法》、ГОСТ 16962.1/16962.2《電氣產品對外界氣候作用/機械作用因素性試驗方法》和ГО СТ 15150-69《機器、儀表和其他工業產品》[2]，均規定了一系列的環境試驗項目。與目前國際和國內其他環境試驗系列標準一樣，同樣將各試驗方法共同的基本要求以總則的形式列在標準的最前面，以便在按照各試驗方法試驗時，按這些基本要求實施，以避免各自另行規定而造成重復，確保試驗結果的重現性和準確性。應當指出，俄羅斯Г О С Т 20.57-406-89，ГОСТ 16962.1/16962.2 標準中對各環境試驗項目實施過程中涉及的通用要求要比美國軍用標準MIL-STD-810G中規定的更為詳細和具體，其操作性也較好，因而很有參考價值。

2.4 日本防衛廳環境試驗標準體系

在日本，規定環境試驗的正式標準是日本工業標準（JIS），JIS中的環境試驗方法主要以美軍標為基礎。例如，參考MIL-STD-202 制定了電子元器件的共同試驗方法，以JBC 5020 系列發行。在環境試驗方面，日軍編制了大量的標準，主要有Y 7002系列的引信環境試驗系列標準，G 3108C《艦船用調質鍛鋼品》、C 0011B《電磁干渉試驗方法》、C 0110E《對電子儀器運用條件試驗方法》等。

日本防衛廳在環境試驗方面的艦船裝備專用標準主要包括：NDSF 8002D《艦船電氣設備試驗方法》，NDSF 8005B《艦船設備高沖擊檢查試驗方法》，NDSF 8017《艦船電氣設備振動試驗方法》，NDSZ 2003C（1）《艦船鋼材非破壞性試驗方法及試驗結果分級方法》和NDSZ 2004C（1）《艦船鋼材焊接部位非破壞性試驗方法及試驗結果分級方法》等。

2.5 英國國防部環境試驗標準體系

英國早在1975年就制訂了Def Stan 07-55《軍用裝備環境試驗》。英國國防部2006年9月頒布了國防標準《國防裝備環境手冊》。Def Stan 00-35《國防裝備環境手冊》第四版，納入了裝備全壽命期內會遇到的環境條件信息，裝備設計、研制和鑒定時使用的各種環境試驗方法以及對整個環境工程任務的控制與管理要求等內容。該標準盡量采用了英國國家標準和國際通用環境試驗標準的資料，適用性強，內容編排合理、科學，很具有借鑒價值。在Def Stan 00-35 中“誘發的氣候、生物和化學環境”是MIL-STD-810G中所沒有的。

現行英國國防部環境試驗標準以Def Stan 00-35 為中心，還包括Def Stan 08-46《電、磁和電磁環境》、Def Stan 08-123《設備環境條件的設計和試驗要求》、Def Stan 59-114《爆炸物集成電路的設計和評估原則》系列、Def Stan 59-411《電磁兼容性》系列標準和Def Stan 08-120《設備沖擊強度的確定要求》等。英國國防部在環境試驗方面的艦船裝備專用標準主要包括：Def Stan 08-124《海軍電爆炸設備的無線電頻率環境和驗收標準》；Def Stan 02-40《技術出版物出版要求，第一部分：船舶分類、穩性和生命力手冊》；Def Stan 02-109《水面艦船穩性標準》系列標準；Def Stan 02-516《水面艦船雷電防護指南》等[4]。

英國國防部采辦政策的改革總體上已將裝備的性能和完整性的責任轉到供應商。按總技術要求、按環境要求、按環境試驗規范采購或采購現成產品將影響環境控制與管理過程的職責分攤。試驗類型包括定型試驗、壽命評估、環境應力篩選和對在部隊使用中監測等。

3 結語

我國艦船裝備環境試驗標準體系是在借鑒美國、俄羅斯和英國等發達國家環境試驗標準的基礎上編制的。雖然在結構的完整性和邏輯關系上都較為先進，但是由于這些標準基本上是對國外標準的剪裁使用，導致標準引用不全，存在可操作性不強的問題。為此，建議加強以下幾項工作：1）加強宣傳和引導，使艦船裝備論證、研制、生產、使用和維護人員都重視環境對艦船裝備的影響；2）加強國外先進標準規范的引進、消化吸收和推廣應用，培養和造就具有世界格局的標準化研究專家隊伍；3）加強標準化研究人員同型號研究人員的聯系，切實解決型號研制中出現的環境試驗問題；4）在提高艦船裝備環境適應性的同時要考慮安全、可靠、節約和綠色環保等要求。

[1]陳光章，唐亮武，王丹.艦船裝備環境工程發展概況[J].裝備環境工程，2004，2（1）：1—4.

[2]蘇燕. 國內外自然環境試驗體系探討[J]. 中國標準化，2003（3）：27—28.

[3]王麗，祝耀昌.俄羅斯環境試驗系列標準通用要求內容介紹與分析[J].裝備環境工程，2004，3（6）：81—86.

[4]劉尚合.武器裝備的電磁環境效應及其發展趨勢[J].裝備指揮技術學院學報，2005，1（16）：1—6.