軍隊院校實驗室建設中軍民融合問題探究

方 斌 周其斗 李瀚欽

海軍工程大學 湖北武漢 430033

軍隊院校實驗室建設中軍民融合問題探究

方 斌 周其斗 李瀚欽

海軍工程大學 湖北武漢 430033

采用軍民融合發展方式，建設了消聲風洞實驗室，探索了軍民融合發展在軍隊院校實驗室建設中的實現形式。由消聲風洞實驗室的建設經驗可見，在軍民融合發展的大背景下，軍隊院校實驗室的建設，需要軍民雙方有共同的利益前提和合作基礎，并在實踐中摸索良好的合作模式，以達到雙贏的效果。同時，軍隊院校實驗室軍民融合發展的過程中也需要解決制度不完善的問題，克服人員投入不充足的困難。

軍民融合發展；實驗室建設；消聲風洞

艦艇的螺旋槳噪聲和流噪聲是艦艇重要的噪聲源，是艦艇隱身降噪的關鍵技術之一。由于螺旋槳流場的復雜性，對于其噪聲機理的研究，測定螺旋槳發聲的聲功率級、指向性、近場和遠場指定點的聲壓級等，直接在水中測量存在很大困難。需要通過聲學相似機理，在空氣中進行測量。目前，國際上普遍采用低噪聲低湍流度低速消聲風洞(簡稱“消聲風洞”)進行螺旋槳噪聲機理的研究，消聲風洞在世界各國螺旋槳噪聲實驗和流噪聲實驗研究中已經占有了相當重要的地位。在我國，在消聲風洞的建設上還處于起步階段，實驗設施的缺乏，使得螺旋槳噪聲和流噪聲機理性的研究與國外存在較大差距，造成我海軍艦艇聲隱身技術研究的相對滯后，影響了海軍戰斗力的提升。因此，建設國內專門的艦艇螺旋槳噪聲和流噪聲研究用消聲風洞已成為較緊迫的任務。

結合我國多年來的風洞設計和使用經驗，再借鑒世界上許多消聲風洞的建設經驗，以我國現有的工業生產能力，我國有能力建造一座先進的用于艦艇聲隱身技術研究的消聲風洞。我校結合自身情況，采用軍民融合發展方式，建設了消聲風洞實驗室，并探索了軍民融合發展在軍隊院校實驗室建設中的實現形式，取得了一些的成果，積累了一定的經驗。結果表明，軍民融合發展，將對軍隊院校實驗室建設產生巨大的推動作用。

1 國內外現狀

目前世界上主要的發達國家，包括美國、英國、法國、德國、日本等，皆已建成了先進的大型消聲風洞，總體尺寸、規模以及實驗能力都處于世界領先水平。圖1展示了國際上幾座著名的消聲風洞的相關數據，其中德國和荷蘭合建的DNW風洞是目前世界上最大的消聲風洞之一，許多開創性的科學研究都是在該風洞中進行的。DNW風洞為德國-荷蘭合建的風洞研究機構，主要進行航空航天領域相關技術研究，目前擁有風洞12個，其中DNW-LLF(Large Low-Speed Facility)為低速消聲風洞(如圖2所示)。

圖1 國際上比較著名的低噪聲低湍流度消聲風洞

圖2 D NW-LLF的6m×8m聲學試驗段示意圖(俯視圖)

DNW-LLF風洞為回流式風洞，測試段采用開口形式，便于模型的安裝和測試，噴嘴尺度為8 m×6 m，測試段總長20 m，可以滿足絕大多數模型尺度要求。在流速為80 m/s的情形下，測得其背景噪聲低于80 dB(A)，這在同類風洞中處于領先水平。在該實驗室中可以開展飛機機翼的聲學測試試驗等多項軍民兩用試驗項目[1,2]。DNW實驗室立足于民用技術進行建設，有部分軍用背景，是國外軍民融合式發展在實驗室建設中的典型案例。

國內風洞建設和研究，主要集中在總裝備29基地(綿陽風洞試驗中心)，以開展軍用飛機氣動研究為主。因民用飛機發展需要，29基地目前已建成商用飛機聲學測試所用的聲學風洞(如圖1所示)。隨著國內汽車行業研發能力提升要求，近年來國內汽車用消聲風洞發展迅速，已經建成的有上海地面交通工具風洞中心(同濟大學汽車學院)，即將建成的有中國汽車工程研究院股份有限公司汽車風洞中心(預計2018年底建成)，主要用于汽車風阻測試和風噪源測試。上海地面交通工具風洞中心以國外相關技術和設備為主進行建設，投資規模達到5億元人民幣。由于消聲風洞建設成本較高，而軍隊院校由于資金規模有限，使用領域以學科建設、人才培養為主，消聲風洞建設方式與專業研究結構有所差別，可借鑒美國佛羅里達大學大學消聲風洞的經驗[3,4]，降低成本，提高效益。

消聲風洞建設的難點在于噪聲的控制。主要噪聲源包括：風機噪聲和開口射流噪聲。國外已在此領域開展了多年的研究工作，取得了很好的效果。而國內由于才剛剛起步，技術和經驗積累存在較大差距。而我校設計的消聲風洞主要用于艦艇噪聲的研究，對噪聲控制比汽車和飛機風洞要求更高，立足國內進行建設有很大的難度。鑒于我校在艦艇聲隱身技術方面有多年的技術積累，國內在消聲風洞方面的研究積累[5,6]，借助國內近年來消聲風洞建設的發展機遇，結合軍隊和民用單位各自的優勢，以我校消聲風洞實驗室建設為契機，深入進行軍民融合式發展，取得了很好的效果。

2 軍隊院校實驗室建設中的軍民融合問題

軍民融合是黨中央在新時期做出的具有全局意義的戰略性決策，是將國防建設和經濟建設有機統一起來的重要舉措。軍民融合就是把國防科技工業基礎同更大的民用科技工業基礎結合起來，組成一個統一的國家科技工業基礎的過程。在軍民融合模式下，國防與民用經濟在生產、技術等多方面實行滲透，互相促進，形成一個有力的經濟整體[7]。

軍事院校專業實驗室建設是培養學員由理論知識向裝備實踐能力培養的重要環節。目前，我軍武器裝備絕大部分由地方民營企業和軍工企業設計研發，因此，借鑒地方企業豐富的實踐經驗和技術優勢，與之共同建設符合部隊人才培養要求的專業實驗室勢在必行[8]。在我校消聲風洞實驗室建設中，以與北京科奧克聲學技術有限公司、北京航空航天大學等地方企業、院校的合作模式為例，探索了以實驗室設計和建設為核心的軍事院校專業實驗室合作建設模式，合作中有經驗、有教訓，對未來或其他軍事院校實驗室建設具有較好的指導意義。

我校原有的艦船性能實驗室主要實驗設備是循環水洞，始建于1987年，采用以我校為主導的建設模式歷時十余年建設完成，是典型的計劃經濟時代實驗室建設模式。在20世紀80年代，我校實驗室人員編制充足，實驗室建設具有很好的人才基礎和技術條件。該循環水洞完全由我系老專家牽頭，中青年實驗室人員為骨干，從實驗室立項論證開始，開展基礎研究和方案設計，到形成技術資料和施工圖紙，都完全立足實驗室自身力量完成，只是因為缺乏加工技術條件，實驗室設備加工制造由地方工業部門協助完成，后期運行調試和使用也是由我校自行完成。該實驗室建成后，對我系船舶與海洋結構物設計制造專業的學科建設、人才培養和科學研究，發揮了巨大作用。反映了老一輩實驗室人員對我校實驗室建設的巨大貢獻。

進入21世紀后，我國經濟模式早已由計劃經濟向市場經濟轉變，我校的人員編制構成也發生了重大變化，實驗室人員編制大大縮小，完全立足自身力量進行新的實驗室建設存在很多困難。但是，學科發展和人才培養都需要我校在實驗室方面進行開拓性建設。在這樣的背景下，我校開始了消聲風洞實驗室的建設。該實驗室于2006年開始論證，先后進行了建設方案研討、方案設計、工程建設招標，到技術設計、施工設計，直至實驗室施工建設，計劃于2017年底建設完成，歷時約11年。該實驗室的建設過程，正是國家軍民融合發展戰略在軍校實驗室建設中的具體實現過程。其建設過程中取得的經驗和教訓具體如下。

2.1 軍民融合需要共同的利益前提和合作基礎

消聲風洞是很特殊的實驗設施，該實驗室立項論證時，國內沒有建成一座消聲風洞，大部分都是用于空氣動力學研究的氣動風洞。能夠設計、建造風洞的單位寥寥無幾，消聲風洞的建設經驗更是無從談起。因此，該實驗室的建設進展非常緩慢。2010年以后，隨著商用飛機和汽車工業的發展，用于商用飛機和汽車聲學設計的消聲風洞逐漸得到國內相關部門和企業的重視，一些飛機用和汽車用的消聲風洞開始進行立項，一些地方部門和企業也開始涉足消聲風洞的設計和建造。但是，這一階段，消聲風洞的建設主要立足于國外單位進行設計，并購買國外相關設備和材料進行建設，應用領域也基本上是民用領域。但正是有了國家在民用領域的投入，積累的寶貴經驗，使得我校消聲風洞實驗室的建設有了可能。

消聲風洞實驗室，主要用于艦船聲隱身技術的研究，軍用背景明顯。另外，艦船用消聲風洞與民用飛機和汽車使用的消聲風洞有較大的差別，對消聲風洞設計、建設、施工等要求更高。地方單位民用方面建設的經驗并不一定能完全勝任。如何推進該實驗室的建設，我們想了很多的辦法。在消聲風洞立項之后，首先就需要進行方案的設計。在此階段，利用技術積累，設計了初步方案，但是方案進一步深化，就面臨人員和技術力量不足的問題，因為方案的設計需要多學科領域人員，包括氣動、聲學、電氣、測量、土建等方面，僅靠我校現有的教員力量，難以勝任。因此，迫切需要引入民用領域的力量推動實驗室建設。為了完成方案設計，邀請了國內相關領域的研究所、企業、院校參加消聲風洞的方案設計。通過多次調研和研討，相關民用單位也有了進一步合作的意愿。這些民用單位看中的不僅僅是實驗室建設中能夠賺取的利潤，更是看中了我校在此領域積累的技術經驗、該項目建設的技術難度挑戰以及軍用背景所帶來的市場廣告效應等。通過軍民合作的方式，雙方各取所需、協調發展、實現雙贏，這是軍民雙方能夠開展融合式發展的利益前提。

但是僅有融合發展的前提是不夠的，軍民雙方還需要融合發展的基礎。消聲風洞實驗室是我校的建設項目，建設資金全部由我校籌措，資金是我校提供的合作基礎之一。在消聲風洞所需關鍵技術方面我校開展了多年研究，具有一定的經驗和技術積累，這是合作的基礎之二。我校有較完善的實驗室建設和管理制度，有一定的工程項目經驗，這是合作基礎之三。就合作單位而言，民企或研究所尚無一家能夠完全承擔消聲風洞的設計和建設。我校邀請國內在消聲風洞研究、設計、建造方面相關企業、院校、研究所參加設計方案研討，經過多輪方案競標和商務談判，確定了合作意向單位后，在我方建議下，組建了以北京科奧克聲學技術有限公司和北京航空航天大學為主要合作伙伴的項目建設團隊，包括了設計、生產、制造、施工、測試、監理等多專業領域的企業和院所。該團隊技術力量全面，在消音室、風洞建設方面有一定的技術實力和建設經驗，這是合作的基礎之四。該團隊具備聲學材料生產制造、鋼結構生產制造、土建設計和施工、建筑工程監理等方面的資質，能為實驗室建設提供質量保障，這是合作的基礎之五。軍民雙方有了以上的前提和基礎，才能進行融合式發展，為消聲風洞實驗室建設提供保障。

2.2 軍民融合需要良好的合作模式

由于消聲風洞實驗室建設，并沒有標準和足夠的經驗，如何保障實驗室建設的質量，是需要首先解決的問題，也是雙方合作模式建立的基礎。在我校主導下，借鑒艦船軍品設計生產的經驗，采用我校作為技術和工程管理主導，合作方按照艦船軍品生產方式進行設計、制造和施工的合作模式，即不同于單純的商品采購模式，又不同于循環水洞實驗室建設采用的我方完全主導的模式。這種模式的優勢在于，我方能夠深入介入實驗室設計、制造和施工過程，對實驗室建設的質量全程掌控。合作方能夠得到我方的技術支持和管理監督，又有技術上施展的空間，使實驗室建設能夠在技術進行創新。

但在合作過程中并不是一帆風順的。民用企業和院校，并不能一開始就適應軍品嚴格的設計和生產過程管理，習慣于民用市場自由、較松散的管理方法。當我方提出，消聲風洞的設計要按照方案設計、技術設計、施工設計3個軍船設計過程進行時，合作方并不理解，而且在最初設計過程中也未能嚴格按照不同階段設計要求進行。主要原因在于：(1)嚴格的設計和生產管理過程，帶來了成本的增加，壓縮了其利潤空間；(2)合作單位并非艦船設計單位，在對方案設計等設計過程的理解不深入，執行逐漸深入的多階段設計過程經驗不足。這些問題，經過雙方多次交流、協商，逐步得到雙方的認可。在以上合作模式下，軍民雙方各司其職，各取所需，保證了消聲風洞實驗室建設能夠穩步推進。

2.3 取得的成果和經驗

由于我校現有的情況，完全依靠我方獨立完成消聲風洞實驗室建設存在很多困難，軍民融合建設模式，為我校消聲風洞實驗室建設提供了一條可行之路。民用企業和院校在聲學材料、風洞設計和建造等方面的技術可以直接應用于我校的消聲風洞，而且質量和成本控制具有很好的優勢，能夠節省實驗室建設的經費；民品設計具有很好的靈活性，能夠根據我方要求及時進行修改和完善，效率比較高；以項目團隊的方式承擔消聲風洞實驗室的建設，并明確牽頭單位為責任單位(如北京科奧克聲學技術有限公司)，為我方分擔了部分技術風險和管理成本；地方企業靈活的協調機制，保證了團隊運行的效率。

合作單位在消聲風洞實驗室建設過程中也受益匪淺，主要有：(1)分享了我方在消聲風洞設計、研究、應用等方面的技術積累，提高了自身的技術實力；(2)以難度較高的項目為切入點，能夠逐步提升企業和院校在消聲風洞方面的研究水平和創新能力，有利于企業的跨越式發展；(3)軍品良好的質量信譽為民用企業提供了很好的廣告效應和潛在的經濟利益。

2.4 存在的問題和建議

消聲風洞實驗室建設在探索軍民融合發展的過程中也存在一些問題。對于我校而言，現有的一些制度缺乏靈活性，對軍民融合發展形成了一定的阻力，造成了一些不必要的成本上升。我方受制于編制規模和教員考核評價機制，在實驗室軍民融合發展中存在人員投入不足的問題。合作單位對軍品管理制度的理解和認識還缺乏深度，制度執行中存在反復和不到位的地方，特別是還沒有實驗室建設方面可以直接遵循的質量管理方法。另外，合作中存在時間和技術銜接不到位的地方，造成了不必要的時間成本和經濟成本。建議有關單位能夠開展軍隊院校實驗室軍民融合發展相關制度問題的研究，盡快出臺相關規章制度，就合作方式、雙方責任、成果共享等問題形成明確的意見。

3 結束語

為適應新時期軍事斗爭準備的需要，我校結合自身情況，采用軍民融合發展方式，建設了消聲風洞實驗室，探索了軍民融合發展在軍隊院校實驗室建設中的實現形式。由消聲風洞實驗室的建設經驗可見，在軍民融合發展的大背景下，軍隊院校實驗室的建設發展，需要軍民雙方有共同的利益前提和合作基礎，并在實踐中摸索良好的合作模式，以達到雙贏的效果。但軍民融合合作的過程中也會存在一些問題和困難，需要不斷解決和克服，建議進一步開展如下研究：(1)改革軍隊院校實驗室建設和管理相關制度適應軍民融合式發展需要的問題；(2)軍隊院校實驗室在軍民融合式發展中合作模式研究。總之，軍民融合發展，將對軍隊院校實驗室建設產生巨大的推動作用。

[1] Duits-Nederlandse Windtunnels. DNW Annual Report 2001[R]. 2001.

[2] Duits-Nederlandse Windtunnels. DNW Annual Report 2004[R]. 2004.

[3] J. Mathew, C. Bahr, B. Carroll.Design, Fabrication, and Characterization of an Anechoic Wind Tunnel Facility[A]. 26th AIAA Aeroacoustics Conference: 1-8[C]. Monterey, California. 2005.

[4] J. Mathew, C. Bahr, M. Sheplak, et al. Characterization of an Anechoic Wind Tunnel Facility[A]. Proceedings of 2005 ASME:1-5[C]. Orlando, Florida. 2005.

[5] 谷嘉錦.聲學風洞的設計[J].空氣動力學學報,1997,15(3):311-319.

[6] 高勇衛,喬志德.NF-3風洞螺旋槳實驗段的聲學改造[J].流體力學實驗與測量,2003,17(3):27-30.

[7] 張春宇.產業組織視角的軍民融合及其規制研究[D].長沙:國防科技大學,2009.

[8] 王朕,肖支才,秦亮.面向部隊裝備的軍校專業實驗室軍民融合共建模式研究[J].實驗技術與管理,2017(34):158-162．

Exploration of Civil-military Integration in the Construction of Military Academy's Laboratory

Fang Bin, Zhou Qidou, Li Hanqin

Naval University of Engineering, Wuhan, 430033, China

Exploration has been done in constructing of the military academy’s laboratory which named anechoic tunnel by integrating of the military and civil sectors. It can be found that common interest and cooperate foundation are needed when the military academy’s laboratory is constructing in the form of civil-military integration, and the appropriate cooperate mode should be explored in order to achieve winwin situation. There exist some problems such as faultiness in system, staff shortage when we promote integrated military and civilian development of military academy's laboratory construction.

civil-military integration development; construction of laboratory; anechoic tunnel

方斌，博士，副教授。