康蓉莉，馮雪艷，何恩山

（1.中國兵器工業(yè)系統(tǒng)總體部，北京 100089；2.中國兵器科學(xué)研究院，北京 100089）

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

環(huán)境工程技術(shù)是裝備方案論證、研制和生產(chǎn)中開展各項環(huán)境工程工作的基礎(chǔ)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(zhàn)任務(wù)條件下，有效發(fā)揮裝備綜合效能的技術(shù)保障，是實現(xiàn)裝備環(huán)境適應(yīng)性能力和可靠性的重要手段，是裝備基礎(chǔ)能力先進性、戰(zhàn)略性的重要體現(xiàn)，在裝備整個研制過程中占據(jù)了極其重要的地位。

隨著一批高新技術(shù)兵器裝備的實施，對環(huán)境工程技術(shù)的發(fā)展提出了更新、更高的要求，深入開展環(huán)境適應(yīng)性設(shè)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(guān)鍵環(huán)節(jié)。然而，環(huán)境數(shù)據(jù)資源不系統(tǒng)，專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范少，基礎(chǔ)條件和人才資源分散，從裝備環(huán)境適應(yīng)性要求提出到實現(xiàn)還沒有建立一套可操作的科學(xué)方法，仍然制約著“環(huán)境試驗與觀測”專業(yè)的發(fā)展[2]。如何深化、全面開展裝備環(huán)境工程工作，促進裝備環(huán)境適應(yīng)性水平提高，推動環(huán)境試驗與觀測技術(shù)實現(xiàn)跨越式發(fā)展，是當(dāng)前裝備研制、生產(chǎn)及管理部門面臨的重要問題。

1 兵器環(huán)境工程技術(shù)現(xiàn)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(chǎn)品配套面廣、貯存量大，每年研制生產(chǎn)的裝備數(shù)量和價值相當(dāng)可觀。正是由于其“量大面廣”的特點，一旦裝備環(huán)境適應(yīng)性出現(xiàn)問題，不僅影響裝備戰(zhàn)斗力的發(fā)揮，更會產(chǎn)生很大的經(jīng)濟損失，兵器裝備的環(huán)境適應(yīng)性舉足輕重。但是，現(xiàn)階段兵器裝備環(huán)境工程現(xiàn)狀不容樂觀。

1.1 環(huán)境工程管理機制不健全 技術(shù)規(guī)范缺乏

缺乏全面、持續(xù)開展環(huán)境工程各項工作的管理制度和長效機制，如裝備環(huán)境工程管理考核方法、環(huán)境數(shù)據(jù)資源共享策略等；缺乏能夠指導(dǎo)兵器裝備環(huán)境工程開展的具有兵器裝備特點的環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計分析，試驗評價的技術(shù)、方法、規(guī)范等。此外，裝備環(huán)境工程管理無完善的制度可循，全員環(huán)境工程意識不強，裝備研制過程中環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計、環(huán)境適應(yīng)性研制試驗環(huán)節(jié)重視不夠。

1.2 環(huán)境工程技術(shù)不能滿足武器裝備發(fā)展和研制的需求

裝備研制缺乏有效的、體系化的環(huán)境工程技術(shù)指導(dǎo)。缺乏各類裝備環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計準(zhǔn)則，裝備環(huán)境防護及控制技術(shù)、電磁環(huán)境適應(yīng)性分析設(shè)計技術(shù)、裝備失效機理及壽命預(yù)測技術(shù)規(guī)范等，現(xiàn)有的環(huán)境工程技術(shù)不能有效指導(dǎo)裝備環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計；同時，環(huán)境加速試驗技術(shù)、虛擬環(huán)境試驗技術(shù)、裝備環(huán)境適應(yīng)性綜合評價技術(shù)以及裝備環(huán)境適應(yīng)性驗證技術(shù)等不夠完善，不能有效開展裝備環(huán)境適應(yīng)性研制試驗、提高環(huán)境試驗效率、發(fā)現(xiàn)設(shè)計薄弱環(huán)節(jié)和缺陷、驗證裝備環(huán)境適應(yīng)性要求，保證裝備能夠滿足未來戰(zhàn)爭復(fù)雜環(huán)境使用要求。

1.3 環(huán)境工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)匱乏 難以支撐環(huán)境工程開展

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

2 兵器裝備發(fā)展和研制對環(huán)境工程的需求

2.1 對環(huán)境工程技術(shù)發(fā)展的需求

隨著兵器裝備作戰(zhàn)任務(wù)的多元化、裝備結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，兵器裝備的使用和作戰(zhàn)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(huán)境中正常工作。現(xiàn)代化、全天候、全方位復(fù)雜環(huán)境中進行的立體戰(zhàn)爭，要求兵器裝備適應(yīng)比以往更為復(fù)雜和嚴(yán)酷的貯存、運輸和作戰(zhàn)環(huán)境，因此裝備環(huán)境適應(yīng)性形勢更加嚴(yán)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(fā)展需求，裝備研制中各種高科技技術(shù)廣泛應(yīng)用，裝備設(shè)計、制造、維修和保障一體化設(shè)計需要，裝備環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計技術(shù)面臨挑戰(zhàn)，兵器裝備環(huán)境適應(yīng)能力的提高和環(huán)境工程技術(shù)的發(fā)展刻不容緩。

2.2 對環(huán)境工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源的需求

為滿足兵器裝備發(fā)展的需要，輕質(zhì)結(jié)構(gòu)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(xiàn)和應(yīng)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(huán)境適應(yīng)能力產(chǎn)生擔(dān)憂，環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)的缺乏影響了裝備設(shè)計材料、器件優(yōu)選工作的深入開展。此外，構(gòu)件、設(shè)備環(huán)境部件環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)積累不夠全面、系統(tǒng)性不足，也對制定裝備環(huán)境適應(yīng)性研制試驗方案、預(yù)測設(shè)備壽命及建立評估模型、確定裝備環(huán)境適應(yīng)性驗證評價準(zhǔn)則等產(chǎn)生了影響，制約了環(huán)境工程技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。隨著裝備環(huán)境工程各項工作的深入，裝備研制、生產(chǎn)過程對環(huán)境工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的需求越來越迫切，環(huán)境工程基礎(chǔ)資源數(shù)據(jù)積累和應(yīng)用研究工作的開展迫在眉睫。

3 環(huán)境工程前沿技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)

為從根本上提高裝備環(huán)境適應(yīng)能力，滿足未來高科技、現(xiàn)代化戰(zhàn)爭對裝備環(huán)境適應(yīng)能力的需要，必須加緊研究環(huán)境工程前沿技術(shù)，突破關(guān)鍵技術(shù)，強化基礎(chǔ)性研究和應(yīng)用性研究，促使“環(huán)境試驗與觀測”專業(yè)由單純科學(xué)研究向科學(xué)研究與工程應(yīng)用研究結(jié)合轉(zhuǎn)變；由單純技術(shù)研究向軟、硬件結(jié)合協(xié)調(diào)發(fā)展轉(zhuǎn)變；由傳統(tǒng)的、常規(guī)的環(huán)境試驗技術(shù)研究向高科技、先進的環(huán)境工程技術(shù)研究轉(zhuǎn)變；由裝備環(huán)境適應(yīng)性事后驗證向全面開展裝備環(huán)境工程全過程轉(zhuǎn)變[4]。“環(huán)境試驗與觀測”領(lǐng)域重點開展以下幾方面的技術(shù)研究。

3.1 裝備環(huán)境適應(yīng)性論證及驗證技術(shù)

武器裝備環(huán)境適應(yīng)性要求的論證及驗證，長期以來都是軍方和研制方十分關(guān)心的問題。目前，國內(nèi)對于環(huán)境適應(yīng)性要求論證及驗證技術(shù)的研究相對薄弱，環(huán)境適應(yīng)性要求不明確，部件、系統(tǒng)、裝備環(huán)境適應(yīng)性驗證技術(shù)的缺乏，嚴(yán)重制約了裝備環(huán)境適應(yīng)能力的提高。

3.2 裝備環(huán)境影響分析及健康預(yù)測技術(shù)

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

3.3 裝備環(huán)境防護及控制技術(shù)

提高裝備環(huán)境適應(yīng)性應(yīng)該從源頭抓起，在做好裝備環(huán)境適應(yīng)性選材、設(shè)計工作的同時，還需要強化裝備環(huán)境防護及控制工作，對主要環(huán)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(huán)境適應(yīng)性問題。

3.4 裝備環(huán)境適應(yīng)性研制試驗技術(shù)

現(xiàn)代裝備研制周期短、經(jīng)費有限，針對越來越高的環(huán)境適應(yīng)性要求，有效開展裝備、系統(tǒng)、設(shè)備環(huán)境適應(yīng)性試驗，充分暴露其環(huán)境適應(yīng)性缺陷和薄弱環(huán)節(jié)，是對裝備環(huán)境適應(yīng)性研制試驗技術(shù)的挑戰(zhàn)。應(yīng)加強環(huán)境加速試驗技術(shù)、仿真虛擬試驗技術(shù)、綜合環(huán)境試驗技術(shù)等技術(shù)的研究和應(yīng)用，制定試驗技術(shù)規(guī)范、指南，促進裝備環(huán)境適應(yīng)性水平的提高。

3.5 環(huán)境資源數(shù)據(jù)分析處理及應(yīng)用技術(shù)

非金屬材料的老化特性，器件、構(gòu)件及設(shè)備的環(huán)境因素影響特性曲線，金屬材料腐蝕特性或規(guī)律、裝備（或設(shè)備）電磁效應(yīng)特性，裝備加速試驗?zāi)Ｐ?、虛擬環(huán)境試驗?zāi)Ｐ偷榷际茄b備開展環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計、試驗、驗證的基礎(chǔ)和必要條件，這些都離不開環(huán)境數(shù)據(jù)分析處理及應(yīng)用技術(shù)。應(yīng)加強環(huán)境資源數(shù)據(jù)建設(shè)和應(yīng)用技術(shù)研究，編制環(huán)境適應(yīng)性數(shù)據(jù)手冊，建立環(huán)境工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，形成一系列評估評價技術(shù)，應(yīng)用于軍工產(chǎn)品的研制和生產(chǎn)，提高環(huán)境數(shù)據(jù)應(yīng)用能力，體現(xiàn)專業(yè)作用，擴大專業(yè)影響。

4 結(jié)語

全面開展裝備環(huán)境工程工作，需要環(huán)境分析、環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計、環(huán)境試驗與評價、環(huán)境影響與防護、環(huán)境工程管理以及環(huán)境工程基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源建設(shè)等方面的技術(shù)支持，必須結(jié)合兵器裝備戰(zhàn)略發(fā)展需求，完善“環(huán)境試驗與觀測”技術(shù)體系，提高技術(shù)保障能力和工程應(yīng)用能力。立足現(xiàn)在、著眼未來，抓裝備設(shè)計源頭、抓核心關(guān)鍵技術(shù)，才能開創(chuàng)裝備環(huán)境工程技術(shù)發(fā)展的新局面，促進兵器裝備環(huán)境適應(yīng)性水平的提高。

[1]GJB 4239-2001，裝備環(huán)境工程通用要求[S].

[2]錢一欣. 系統(tǒng)總結(jié)，周密部署努力實現(xiàn)“環(huán)境試驗與觀測”專業(yè)又好又快發(fā)展[J].裝備環(huán)境工程，2007，4（2）：6.

[3]周堃.進一步促進“環(huán)境試驗與觀測”專業(yè)服務(wù)型號的設(shè)想[J].裝備環(huán)境工程，2008，5（6）：11—14.

[4]張燕.國內(nèi)外裝備環(huán)境工程標(biāo)準(zhǔn)化比較研究[J].裝備環(huán)境工程，2009，6（3）：56—59.