張忠，張帆

（1.中國北方車輛研究所，北京 100072；2.無錫商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇 無錫 214153）

隨著現(xiàn)代電子技術(shù)的應(yīng)用與未來作戰(zhàn)模式的轉(zhuǎn)變，素有陸戰(zhàn)之王的裝甲車輛發(fā)展趨勢也悄然發(fā)生著重大變化，快速突擊、兩棲作戰(zhàn)、全域機(jī)動(dòng)是今后裝甲車輛使用的主要特征，由此也導(dǎo)致了裝甲車輛環(huán)境適應(yīng)性問題比較突出。按照我國陸軍全域作戰(zhàn)使用要求，未來裝甲車輛既要能在江南濕熱多沼澤泥濘環(huán)境中使用，又要滿足北方冬季氣溫達(dá)-50 ℃的寒溫帶地理氣象環(huán)境使用要求，還要滿足東南沿海地區(qū)“三高一多”的氣候特點(diǎn)或西北地區(qū)干熱風(fēng)沙大的自然環(huán)境。大縱深地域機(jī)動(dòng)的使用特點(diǎn)使裝甲車輛面臨比較嚴(yán)峻的環(huán)境適應(yīng)性挑戰(zhàn)，這種現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢要求在今后裝備研制工作中，必須充分考慮各種環(huán)境因素（地理環(huán)境、氣象環(huán)境、力學(xué)環(huán)境、電磁環(huán)境、生物環(huán)境等）對裝甲車輛使用與保障的影響，系統(tǒng)地開展環(huán)境工程工作，提高裝甲車輛的環(huán)境適應(yīng)性。

1 裝甲車輛行業(yè)開展環(huán)境工程遇到的問題

目前，我國裝甲車輛行業(yè)中環(huán)境工程工作處于起步階段，無論是軍方的論證部門，還是研制方的設(shè)計(jì)管理部門或者試驗(yàn)驗(yàn)證部門都還沒有環(huán)境工程系統(tǒng)概念，環(huán)境工作僅僅停留在環(huán)境試驗(yàn)的層面上。通過對裝甲車輛行業(yè)環(huán)境工程現(xiàn)狀分析，目前環(huán)境工程在裝甲車輛研制與生產(chǎn)中應(yīng)用主要存在以下幾方面問題。

1）涉及環(huán)境工程的基礎(chǔ)科研工作滯后，許多基礎(chǔ)技術(shù)研究不系統(tǒng)，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的測量、分析及標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)不完整。以裝甲車輛工程設(shè)計(jì)所需的各種環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為例，目前還沒有形成系統(tǒng)性的技術(shù)支撐數(shù)據(jù)庫或標(biāo)準(zhǔn)。如裝甲車輛使用中遇到的力學(xué)環(huán)境，整車設(shè)計(jì)時(shí)需要的數(shù)據(jù)包括各種車型、路面譜、可能遇到的最嚴(yán)酷力學(xué)環(huán)境（振動(dòng)、沖擊）量值及頻帶寬度；對于裝甲車輛上安裝的電子設(shè)備，需要的數(shù)據(jù)則包括設(shè)備在車輛上安裝位置、車輛使用工況、局部誘發(fā)因素及誘發(fā)環(huán)境量值等信息。目前，我國的環(huán)境工程數(shù)據(jù)庫中嚴(yán)重缺乏這方面數(shù)據(jù)，雖然也有一些科研單位開展了車輛的振動(dòng)、沖擊測量分析工作，但還沒有形成可以支持裝甲車輛行業(yè)研制與生產(chǎn)的有效數(shù)據(jù)格式。如裝甲車輛振動(dòng)數(shù)據(jù)測量工作，現(xiàn)在大部分科研單位對集中在20 Hz以下的平順性測量與分析，而對影響車載電子設(shè)備的高頻力學(xué)環(huán)境的測量分析甚少。對于裝甲車輛車載電子設(shè)備，影響的頻段一般在5～500 Hz 之間，但隨著電子器件的小型化和表面貼裝器件的大量應(yīng)用，影響頻率段正逐漸向更高頻段發(fā)展。如果在現(xiàn)行科研工作中沒有預(yù)見性地對有關(guān)環(huán)境量值及其影響進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃測量分析，在需要開展工程分析工作時(shí)，極有可能出現(xiàn)無基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可用的尷尬局面。

2）產(chǎn)品論證部門或產(chǎn)品主機(jī)廠所對產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性認(rèn)識(shí)不足，對產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性要求的提出不系統(tǒng)，沒有全壽命周期環(huán)境適應(yīng)性概念。裝甲車輛是由機(jī)、電、光、液組成的復(fù)雜武器系統(tǒng)，其中不乏大量的有機(jī)材料和光電產(chǎn)品的應(yīng)用。過去，產(chǎn)品論證部門和產(chǎn)品主機(jī)廠關(guān)心的重點(diǎn)一直是產(chǎn)品性能，但對于作為產(chǎn)品質(zhì)量特性中很重要的一個(gè)特性——環(huán)境適應(yīng)性問題一直沒有得到足夠的重視，對待產(chǎn)品研制中的環(huán)境適應(yīng)性問題也僅僅是“頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳”，出了問題僅僅有針對性地進(jìn)行改進(jìn)就萬事大吉了。此種工作模式既浪費(fèi)資源，又影響研制進(jìn)度，與現(xiàn)代設(shè)計(jì)研究模式極不協(xié)調(diào)。以我國某裝甲車輛為例，使用方提出的環(huán)境適應(yīng)性要求僅有簡單的幾項(xiàng)，如整車貯存環(huán)境溫度、整車工作環(huán)境溫度、濕度等簡單的氣象環(huán)境指標(biāo)。另外還有一些定性要求，如：裝備能夠滿足高原、沼澤、丘陵地區(qū)使用，能夠克服江河、湖泊、稻田等水障要求。從裝甲車輛總體設(shè)計(jì)來講，僅有上述要求是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，也不利于系統(tǒng)地開展有效的環(huán)境工程工作。另外，總體研制單位對所屬部件的設(shè)計(jì)要求也很少提出系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性要求。對于電子產(chǎn)品，總體研制單位往往將例行的環(huán)境試驗(yàn)規(guī)范作為環(huán)境適應(yīng)性要求提出，而對于機(jī)械產(chǎn)品、液壓產(chǎn)品、一般電器產(chǎn)品往往沒有環(huán)境適應(yīng)性要求，此種局面不利于裝甲車輛環(huán)境適應(yīng)性的提高，也不利于促進(jìn)各級(jí)配套單位環(huán)境工程工作的系統(tǒng)開展。比如，在我國某些裝備使用過程中，曾暴露出裝甲車輛艙門無法關(guān)嚴(yán)、油氣懸掛漏油、液晶顯示器不能正常啟動(dòng)等環(huán)境適應(yīng)性問題，究其原因是在設(shè)計(jì)初期對研制產(chǎn)品沒有提出系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性要求和相應(yīng)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，致使設(shè)計(jì)人員忽略了環(huán)境適應(yīng)性這一重要的質(zhì)量屬性。

3）研制單位沒有在研制過程中貫徹有關(guān)環(huán)境適應(yīng)性要求，大部分單位的產(chǎn)品設(shè)計(jì)還停留在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，而環(huán)境影響分析或緩減環(huán)境對產(chǎn)品的影響設(shè)計(jì)開展得都不理想。GJB 4239 一般要求中規(guī)定，應(yīng)在武器裝備論證、研制、生產(chǎn)及使用過程中開展環(huán)境工程工作，確定合適的環(huán)境適應(yīng)性要求，并以合理的費(fèi)用確保滿足裝備的環(huán)境適應(yīng)性要求。但目前裝甲車輛研制過程中，大部分參研廠家沒有宣貫GJB 4239，環(huán)境工程工作僅僅涉及產(chǎn)品的例行環(huán)境試驗(yàn)。環(huán)境工程是一項(xiàng)與可靠性工程相同的系統(tǒng)工程，必須從組織和經(jīng)費(fèi)上予以保證，必須依靠強(qiáng)有力的科研管理體系，有計(jì)劃地開展環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)、分析、試驗(yàn)、評(píng)估工作。目前，在我國的裝甲車輛研制過程中，缺乏有效的環(huán)境工程技術(shù)支撐體系或組織體系是環(huán)境工程沒有系統(tǒng)開展的主要原因之一。綜觀近年來多個(gè)在研裝甲車輛，研制單位幾乎都沒有建立環(huán)境工程工作組織或技術(shù)支撐體系，研制進(jìn)程也因此受到較大的影響。如，在裝甲車輛研制歷史上，就曾出現(xiàn)過裝備的寒區(qū)適應(yīng)性無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求的事情，嚴(yán)重影響了裝備的研制進(jìn)度和設(shè)計(jì)定型工作。此類問題的產(chǎn)生，都源于產(chǎn)品研制單位沒有系統(tǒng)地開展環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)與分析，沒有系統(tǒng)地貫徹GJB 4239的要求。

4）環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)缺乏對設(shè)計(jì)余度的考慮，設(shè)計(jì)要求和試驗(yàn)驗(yàn)證要求全部按照相同的指標(biāo)進(jìn)行，研制風(fēng)險(xiǎn)大。近年來，筆者對多家參與裝甲車輛車載電子設(shè)備研制廠家的環(huán)境適應(yīng)性工作情況進(jìn)行了調(diào)查分析。目前，在產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)方面，設(shè)計(jì)人員缺乏對環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)余度的考慮，致使產(chǎn)品研制過程中頻繁出現(xiàn)環(huán)境適應(yīng)性問題。如某裝甲戰(zhàn)車車載電子設(shè)備，由于總體研制單位對此產(chǎn)品沒有提出詳細(xì)的環(huán)境適應(yīng)性指標(biāo)，研制單位也沒有給設(shè)計(jì)人員下達(dá)相應(yīng)的環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)人員只能參照GJB 150環(huán)境試驗(yàn)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，力學(xué)環(huán)境按照裝甲車輛常用的試驗(yàn)要求（振動(dòng)5～200 Hz，最大振動(dòng)量值1.5 g，沖擊按照10 ms，30 g）開展設(shè)計(jì)。但在實(shí)際使用過程中，該產(chǎn)品頻繁發(fā)生車輛在過溝坎時(shí)設(shè)備斷電或系統(tǒng)重起問題，為此，研制單位投入大量的人力、物力和財(cái)力開展了產(chǎn)品平臺(tái)環(huán)境量值測量和減緩環(huán)境對其影響的工作，并最終在實(shí)驗(yàn)室模擬環(huán)境下沖擊達(dá)到100 g 時(shí)故障得到重現(xiàn)。隨后，設(shè)計(jì)人員改進(jìn)了結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)了產(chǎn)品的抗沖擊性能，問題才得以消除。上述環(huán)境適應(yīng)性案例充分暴露出目前普遍存在的環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)要求不明確，環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)時(shí)缺乏設(shè)計(jì)余度考慮的現(xiàn)狀。雖然產(chǎn)品按照GJB 150.16 和GJB 150.17 試驗(yàn)結(jié)果滿足要求，但產(chǎn)品不一定滿足整車的實(shí)際使用要求。

5）對平臺(tái)環(huán)境認(rèn)識(shí)不足。在設(shè)計(jì)輸入時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)對部件環(huán)境適應(yīng)性要求不準(zhǔn)確或不合理現(xiàn)象。目前，裝甲車輛車載電子設(shè)備中，大部分是參照有關(guān)軍用標(biāo)準(zhǔn)的通用要求提出的環(huán)境適應(yīng)性指標(biāo)，很少從產(chǎn)品安裝或使用的實(shí)際情況去預(yù)測平臺(tái)極限環(huán)境。如某裝甲車輛的車載數(shù)據(jù)采集裝置安裝于動(dòng)力艙內(nèi)，由于沒有相應(yīng)的通用要求，研制單位在沒有詳細(xì)的設(shè)計(jì)要求時(shí)，只能按普通的裝甲車輛車載設(shè)備環(huán)境適應(yīng)性要求開展設(shè)計(jì)與試驗(yàn)，即最高工作溫度選擇55 ℃，最高貯存溫度70 ℃。然而，平臺(tái)環(huán)境量值的確定是環(huán)境工程中最重要的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，一般情況下，即使開展了平臺(tái)環(huán)境的實(shí)際環(huán)境量值測量工作，也不能完全按照實(shí)測的數(shù)據(jù)提環(huán)境適應(yīng)性要求。由于實(shí)測的平臺(tái)環(huán)境量值是在正常使用工況下測得的數(shù)據(jù)，完全沒有考慮到可能出現(xiàn)的極限狀態(tài)，所以，必須通過預(yù)測分析技術(shù)，預(yù)測平臺(tái)可能遇到的極限環(huán)境，而且要明確極限環(huán)境重現(xiàn)的百分率。只有按照以上程序處理實(shí)測數(shù)據(jù)，按照科學(xué)的預(yù)測技術(shù)提出合理的環(huán)境適應(yīng)性要求，才能保證所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品在可遇到的極限環(huán)境下不發(fā)生環(huán)境適應(yīng)性問題。仍以上述的某裝甲戰(zhàn)車數(shù)據(jù)采集裝置為例，設(shè)計(jì)輸入的環(huán)境適應(yīng)性要求不僅應(yīng)包括高溫工作、高溫貯存、振動(dòng)、沖擊等基本環(huán)境適應(yīng)性要求，還應(yīng)有油氣濃度、腐蝕性氣體濃度、高溫高濕等指標(biāo)要求。以其中的高溫工作指標(biāo)為例，高溫工作極限至少要達(dá)到90 ℃以上。雖然在正常使用情況下，動(dòng)力艙的環(huán)境溫度不可能達(dá)到90 ℃，但如果在冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí)，或在高速運(yùn)行狀態(tài)下緊急停車時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的熱輻射非常嚴(yán)重，很有可能出現(xiàn)高于正常使用的極限高溫環(huán)境，如果安裝于動(dòng)力艙內(nèi)的數(shù)據(jù)采集裝置不能滿足此類特殊環(huán)境下的使用要求，則裝甲車輛系統(tǒng)會(huì)發(fā)生一系列連鎖反應(yīng)，由此造成不可估量的損失。

6）環(huán)境適應(yīng)性鑒定試驗(yàn)與環(huán)境適應(yīng)性例行試驗(yàn)概念混淆，實(shí)踐中往往以環(huán)境適應(yīng)性例行試驗(yàn)替代環(huán)境適應(yīng)性鑒定試驗(yàn)。其實(shí)，環(huán)境適應(yīng)性鑒定試驗(yàn)的目的是鑒定產(chǎn)品是否滿足總體或軍方提出的環(huán)境適應(yīng)性要求，而例行環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)是考核生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性，驗(yàn)證生產(chǎn)的產(chǎn)品是否與已定型的產(chǎn)品具有同樣的環(huán)境適應(yīng)性能力，所以，在抽樣方式和驗(yàn)證量值上有所區(qū)別。目前，大部分研制單位沒有開展環(huán)境適應(yīng)性鑒定試驗(yàn)，僅以例行的環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)替代環(huán)境適應(yīng)性鑒定試驗(yàn)，且多數(shù)情況下不考慮試驗(yàn)樣本的抽取與試驗(yàn)結(jié)果的置信度問題，這也是裝甲車輛在使用中仍有環(huán)境適應(yīng)性問題發(fā)生的原因之一。

2 裝甲車輛的環(huán)境工程工作模式探討

環(huán)境適應(yīng)性作為裝甲車輛重要的質(zhì)量特性之一，主要取決于各種零部件選用的材料、構(gòu)件、元器件耐環(huán)境能力，以及零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)時(shí)采取的耐環(huán)境措施是否有效。解決裝甲車輛環(huán)境適應(yīng)性問題的有效措施是在裝備研制、生產(chǎn)過程中系統(tǒng)地開展環(huán)境工程，按照GJB 4230 的要求開展相應(yīng)環(huán)境工程工作項(xiàng)目。環(huán)境工程作為系統(tǒng)工程，由環(huán)境工程管理、環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)、環(huán)境適應(yīng)性分析、環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)與評(píng)價(jià)四大部分內(nèi)容組成[1]，其中，環(huán)境工程管理工作是所有環(huán)境工程工作的基礎(chǔ)和必要保證。

2.1 環(huán)境工程管理

環(huán)境工程作為系統(tǒng)工程，既具有一般管理的屬性，又具有專業(yè)技術(shù)管理特色。環(huán)境工程管理工作一般包括計(jì)劃、組織、控制、監(jiān)督、考核等五大要素，其中，組織功能不僅要求管理者組織環(huán)境工程工作項(xiàng)目的實(shí)施，還要求組織者根據(jù)裝備研制的特點(diǎn)與組織模式，建立和完善環(huán)境工程工作體系，使總體研制單位及各級(jí)配套企業(yè)都能夠得到相應(yīng)技術(shù)人員的管理和技術(shù)服務(wù)。由于環(huán)境工程管理專業(yè)管理特色比較濃厚，所以環(huán)境工程管理必須由專業(yè)的環(huán)境工程技術(shù)人員協(xié)助科研管理人員規(guī)劃研制過程中的環(huán)境工程工作。為此，裝甲車輛研制中環(huán)境工程管理模式可以參考可靠性工作模式，在項(xiàng)目研制系統(tǒng)設(shè)環(huán)境工程專項(xiàng)組，在設(shè)計(jì)師隊(duì)伍中建立兼職的環(huán)境工程工作體系，負(fù)責(zé)環(huán)境工程技術(shù)管理和環(huán)境工程技術(shù)服務(wù)工作。

通過對GJB 4239工作項(xiàng)目的分析及對裝甲車輛研制模式的分析，裝甲車輛環(huán)境工程開展可以參照圖1所示的流程。其中，環(huán)境工程管理除了執(zhí)行項(xiàng)目的計(jì)劃、組織、控制、監(jiān)督、考核等功能外，應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)對轉(zhuǎn)承制方和供應(yīng)方的技術(shù)監(jiān)督，加強(qiáng)設(shè)計(jì)過程的環(huán)境適應(yīng)性評(píng)審工作。條件成熟的單位應(yīng)將對轉(zhuǎn)承制方和供應(yīng)方的監(jiān)督和環(huán)境適應(yīng)性評(píng)審工作納入單位科研工作質(zhì)量保證體系，使之成為與質(zhì)量管理和設(shè)計(jì)評(píng)審相協(xié)調(diào)的制度化和規(guī)范化的管理模式。環(huán)境工程管理工作中另一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)工作是環(huán)境信息管理工作。裝甲車輛涉及的環(huán)境信息繁雜而龐大，其中既有氣象環(huán)境、力學(xué)環(huán)境、活性機(jī)械物質(zhì)環(huán)境、水文地質(zhì)環(huán)境，還有各種誘發(fā)環(huán)境，環(huán)境信息數(shù)據(jù)格式、信息數(shù)據(jù)用途也不盡相同，所以，環(huán)境信息工作應(yīng)作為系統(tǒng)的基礎(chǔ)工作有計(jì)劃、有目的地開展。環(huán)境工程信息管理工作即包含有基礎(chǔ)的環(huán)境信息收集、整理、分析及標(biāo)準(zhǔn)化工作，也有為得到特殊產(chǎn)品環(huán)境響應(yīng)特性而開展的環(huán)境響應(yīng)調(diào)查中環(huán)境信息的收集、整理、分析工作。環(huán)境信息的收集必要時(shí)可以借助類似裝備的外場試驗(yàn)或使用機(jī)會(huì)專門安排。如裝甲車輛射擊時(shí)的力學(xué)環(huán)境，就可以有計(jì)劃地利用各種射擊試驗(yàn)或部隊(duì)訓(xùn)練機(jī)會(huì)，測量裝甲車輛上不同安裝部位的沖擊量值。當(dāng)然，在數(shù)據(jù)測量之前，環(huán)境工程技術(shù)人員應(yīng)針對不同設(shè)計(jì)與分析的需求，制定詳細(xì)的測量計(jì)劃，并在技術(shù)上予以保證。如沖擊測量時(shí)采樣頻率和采樣方式，振動(dòng)數(shù)據(jù)測量時(shí)，路面、速度、測量部位、采樣頻率、濾波要求等。

圖1 裝甲車輛研制工程環(huán)境工程實(shí)施流程Fig.1 implementation flow of environmental engineering in armored vehicle development process

2.2 環(huán)境分析

環(huán)境工程中的環(huán)境分析工作是開展環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)和環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)的依據(jù)和基礎(chǔ)，裝甲車輛研制過程中的環(huán)境分析工作項(xiàng)目包括了壽命期環(huán)境剖面分析、環(huán)境類型與環(huán)境量值確定、使用環(huán)境文件制定等3 項(xiàng)工作內(nèi)容。由于此3 項(xiàng)工作在以往的裝甲車輛研制過程中一直未系統(tǒng)地開展，有些概念及數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式仍在探討之中。筆者認(rèn)為，開展環(huán)境分析工作主要目的是為設(shè)計(jì)者提供明確的環(huán)境適應(yīng)性要求，而環(huán)境分析工作中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是環(huán)境類型與環(huán)境量值確定。按照圖1 所示的流程，裝甲車輛壽命期環(huán)境剖面的分析，應(yīng)首先分析研制裝備的使用剖面，分析裝備的各種任務(wù)剖面，從全壽命周期的部署、貯存、使用直至報(bào)廢，分析裝備可能遇到的環(huán)境類型，此項(xiàng)工作應(yīng)由環(huán)境工程專項(xiàng)組負(fù)責(zé)開展，并盡可能在設(shè)計(jì)輸入初期完成。鑒于目前大部分研制單位未開展壽命期環(huán)境剖面分析工作，而壽命期環(huán)境剖面又是開展環(huán)境分析的基礎(chǔ)。所以，應(yīng)在裝甲車輛研制工作模式及標(biāo)準(zhǔn)化工作要求方面增加此方面內(nèi)容，將壽命期環(huán)境剖面、使用環(huán)境文件作為設(shè)計(jì)初期輸出的必要文本，以法規(guī)形式推動(dòng)環(huán)境工程相應(yīng)工作開展。

裝備（或產(chǎn)品）的壽命期環(huán)境剖面是依據(jù)裝備（或產(chǎn)品）壽命期剖面、各種任務(wù)剖面、戰(zhàn)技指標(biāo)、使用剖面涉及的地域和海域、產(chǎn)品工作特性和平臺(tái)位置等要求分析確定。裝備壽命期剖面可按照表格形式描述預(yù)計(jì)出現(xiàn)各種環(huán)境因素、出現(xiàn)的頻度等信息。裝備的使用環(huán)境文件是開展環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)和環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)的依據(jù)，裝備的使用環(huán)境文件等同于裝備研制任務(wù)書中的性能指標(biāo)要求，是開展環(huán)境工程的頂層技術(shù)要求。因此，對裝備涉及的環(huán)境因素要盡可能詳細(xì)，對出現(xiàn)的環(huán)境極值要求必須量化說明。在確定環(huán)境類型和環(huán)境量值時(shí)，應(yīng)遵循以下原則。

1）在確定某一環(huán)境因素的量值時(shí)，應(yīng)根據(jù)環(huán)境因素種類、環(huán)境因素的物理特征、環(huán)境因素?cái)?shù)據(jù)點(diǎn)和數(shù)量、測試樣本量等信息，通過工程處理方式，判斷環(huán)境因素量值大小的代表性和可信度，不能把某一情況下測得的少量數(shù)據(jù)作為代表性數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

2）環(huán)境數(shù)據(jù)質(zhì)量取決于數(shù)據(jù)測量系統(tǒng)精度、傳感器在裝備上的安裝部位、安裝方式、測量過程、數(shù)據(jù)測量環(huán)節(jié)、數(shù)據(jù)記錄和分析設(shè)備、儀器校準(zhǔn)情況及對原始數(shù)據(jù)的預(yù)處理等因素，所以必要時(shí)應(yīng)在環(huán)境量值確定過程中予以說明。

3）對某些極限環(huán)境數(shù)據(jù)因安全性原因而無法開展實(shí)測，或因?yàn)樵摥h(huán)境極限量值發(fā)生的機(jī)率很小，而常規(guī)觀測測量難以采集到的環(huán)境數(shù)據(jù)，應(yīng)運(yùn)用數(shù)據(jù)預(yù)測技術(shù)，對常規(guī)觀測到的環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析和預(yù)期暴露百分率的預(yù)測分析。

4）對全新研制裝備，由于研制初期不可能有硬件產(chǎn)品投入使用，因此可以在論證階段收集整理分析相似裝備的環(huán)境數(shù)據(jù)，必要時(shí)可以參照有關(guān)軍用環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行剪裁確定。

2.3 環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)與分析

環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)工作包括編制環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)與環(huán)境適應(yīng)性預(yù)計(jì)3項(xiàng)工作項(xiàng)目，通過環(huán)境工程在某步兵戰(zhàn)車研制中的應(yīng)用，環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的編制與環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)對于提高產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性效果最為顯著。環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的研究與制定應(yīng)以專業(yè)的環(huán)境工程專項(xiàng)組為主，專項(xiàng)組應(yīng)充分分析裝甲車輛在運(yùn)輸、貯存、部署、使用及維修各環(huán)節(jié)遇到的各類環(huán)境因素，以減緩環(huán)境對裝備的影響為目的，制定并推薦使用適合于裝甲車輛使用的材料、工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為設(shè)計(jì)人員提供設(shè)計(jì)參考。在編制環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則時(shí)，專項(xiàng)組應(yīng)廣泛征求有關(guān)專業(yè)人員的意見，吸收一批工程經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員參加準(zhǔn)則的編制，如材料專業(yè)人員、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員。環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是一種投資少，效益好的工作項(xiàng)目，宜以型號(hào)項(xiàng)目的行政管理來推動(dòng)。在裝甲車輛研制過程中，應(yīng)將設(shè)計(jì)準(zhǔn)則作為必備的標(biāo)準(zhǔn)化文件發(fā)放至每個(gè)設(shè)計(jì)人員手中，使廣大的設(shè)計(jì)人員在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)能夠從不同的側(cè)面汲取設(shè)計(jì)靈感；在設(shè)計(jì)完成后，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的要求對所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)評(píng)審。裝甲車輛的環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則至少應(yīng)包含以下幾方面內(nèi)容：裝甲車輛耐力學(xué)環(huán)境的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則（振動(dòng)、沖擊）、裝甲車輛耐嚴(yán)寒的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、裝甲車輛耐高溫濕熱的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、裝甲車輛抗鹽霧和海水腐蝕的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、裝甲車輛耐干熱設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、裝甲車輛水上安全性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、裝甲車輛克服越野障礙設(shè)計(jì)準(zhǔn)則等內(nèi)容。

環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)目前沒有固定的工作模式和工作方法，一般環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)應(yīng)從兩方面著手：1）采取改善環(huán)境或減緩環(huán)境影響的措施，如適當(dāng)?shù)哪铜h(huán)境設(shè)計(jì)余量設(shè)計(jì)、防瞬態(tài)過應(yīng)力損傷設(shè)計(jì)、保護(hù)涂（鍍）層設(shè)計(jì)、密封設(shè)計(jì)、減振設(shè)計(jì)、冷卻設(shè)計(jì)等；2）選用耐環(huán)境能力強(qiáng)的結(jié)構(gòu)、材料、元器件和工藝。環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)可以采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，但為了保證環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)能夠系統(tǒng)地在工程設(shè)計(jì)中得到應(yīng)用，筆者建議參照FMEA分析原理，采用自下而上的分析方式開展模式化的環(huán)境適應(yīng)性影響分析，檢驗(yàn)所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品是否滿足設(shè)計(jì)要求。環(huán)境適應(yīng)性分析見表1。

按照零部件在系統(tǒng)中承擔(dān)的功能，使用中可能遇到的環(huán)境因素、環(huán)境極限量值，對可能影響其功能正常發(fā)揮的各種環(huán)境因素進(jìn)行影響后果分析，然后針對影響嚴(yán)重的事項(xiàng)或沒有考慮到的環(huán)境因素開展緩解環(huán)境影響設(shè)計(jì)。按照此分析方法，既可以在設(shè)計(jì)階段系統(tǒng)地提醒設(shè)計(jì)人員關(guān)注設(shè)計(jì)產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性，又可以系統(tǒng)地考慮所遇到的各類環(huán)境及其緩解措施是否有效。

2.4 環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)與評(píng)價(jià)

環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)是環(huán)境工程的重點(diǎn)，是檢驗(yàn)產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性是否滿足設(shè)計(jì)要求的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)須與環(huán)境試驗(yàn)與評(píng)價(jià)總計(jì)劃等技術(shù)管理工作相協(xié)調(diào)，并按照環(huán)境試驗(yàn)與評(píng)價(jià)總計(jì)劃實(shí)施。GJB 4239規(guī)定的環(huán)境試驗(yàn)與評(píng)價(jià)共包含9個(gè)工作項(xiàng)目，其中技術(shù)管理型的工作項(xiàng)目有制定環(huán)境試驗(yàn)與評(píng)價(jià)總計(jì)劃（401），而所有的試驗(yàn)工作都是圍繞環(huán)境適應(yīng)性評(píng)價(jià)（409）來開展的?？梢哉f環(huán)境試驗(yàn)與評(píng)價(jià)總計(jì)劃是開展環(huán)境試驗(yàn)工作的基礎(chǔ)，環(huán)境適應(yīng)性評(píng)價(jià)是開展環(huán)境試驗(yàn)的主要目的。通過對GJB 4239環(huán)境試驗(yàn)與評(píng)價(jià)中9個(gè)工作項(xiàng)目在裝甲車輛研制與生產(chǎn)中的適用性分析，其中7 項(xiàng)工作項(xiàng)目與裝甲車輛研制過程密切相關(guān)，除技術(shù)管理型工作項(xiàng)目外，其余6 項(xiàng)分別是環(huán)境適應(yīng)性研制試驗(yàn)、環(huán)境響應(yīng)特定調(diào)查試驗(yàn)、環(huán)境適應(yīng)性鑒定試驗(yàn)、批生產(chǎn)裝備的例行環(huán)境試驗(yàn)檢驗(yàn)（或驗(yàn)收）試驗(yàn)、使用環(huán)境試驗(yàn)及環(huán)境試驗(yàn)評(píng)價(jià)等工作項(xiàng)目。

表1 環(huán)境影響分析表格Table 1 Environmental impact analysis form

環(huán)境試驗(yàn)與評(píng)價(jià)總計(jì)劃是開展環(huán)境試驗(yàn)的綱，所以，制定環(huán)境試驗(yàn)與評(píng)價(jià)總計(jì)劃要統(tǒng)籌考慮研制經(jīng)費(fèi)、研制進(jìn)度和具備的技術(shù)基礎(chǔ)，系統(tǒng)規(guī)劃產(chǎn)品研制過程中的環(huán)境適應(yīng)性研制試驗(yàn)、環(huán)境響應(yīng)特定調(diào)查試驗(yàn)、環(huán)境適應(yīng)性鑒定試驗(yàn)和外場的使用環(huán)境試驗(yàn)工作，使各項(xiàng)工作既相互協(xié)調(diào)，又相互促進(jìn)和相互保障。環(huán)境試驗(yàn)與評(píng)價(jià)總計(jì)劃是環(huán)境工程專項(xiàng)組工作的重點(diǎn)，在制定完成總計(jì)劃后，應(yīng)協(xié)調(diào)科研管理部門，將環(huán)境試驗(yàn)與評(píng)價(jià)總計(jì)劃納入科研計(jì)劃中，并安排必要的試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)和試驗(yàn)時(shí)間。在裝甲車輛研制中，管理者應(yīng)將環(huán)境試驗(yàn)的重點(diǎn)放在部件的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)上，注重環(huán)境適應(yīng)性研制試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性的提高。在部件產(chǎn)品實(shí)驗(yàn)室環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)中，要依據(jù)總體單位提出的使用環(huán)境文件設(shè)計(jì)試驗(yàn)應(yīng)力，不可盲目照搬GJB 150的要求。環(huán)境適應(yīng)性研制試驗(yàn)是以暴露產(chǎn)品潛在問題為目的，所以在制定試驗(yàn)室環(huán)境應(yīng)力時(shí)應(yīng)適當(dāng)增加應(yīng)力量值，以能夠充分暴露產(chǎn)品薄弱環(huán)節(jié)。

制定環(huán)境試驗(yàn)與評(píng)價(jià)總計(jì)劃，還應(yīng)考慮不同階段的工作重點(diǎn)及預(yù)期目標(biāo)，系統(tǒng)地安排環(huán)境試驗(yàn)項(xiàng)目。環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)應(yīng)綜合考慮實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)、使用環(huán)境試驗(yàn)之間的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一，部件的環(huán)境適應(yīng)性評(píng)價(jià)應(yīng)將實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)、部件使用環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)和裝機(jī)適應(yīng)性試驗(yàn)相結(jié)合進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。以裝甲車輛研制為例，產(chǎn)品定型之前，部件環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)應(yīng)以實(shí)驗(yàn)室環(huán)境適應(yīng)性研制試驗(yàn)為主，輔以整車適應(yīng)性試驗(yàn)，必要時(shí)安排專門的環(huán)境響應(yīng)調(diào)查試驗(yàn)（如平臺(tái)環(huán)境測量試驗(yàn)等）。研制階段的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)由于其環(huán)境應(yīng)力可控，既可用于發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷，為改進(jìn)設(shè)計(jì)提供信息，又可用于環(huán)境適應(yīng)性評(píng)價(jià)，所以，實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)是研制階段最主要的試驗(yàn)項(xiàng)目，也是提高產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性的主要環(huán)節(jié)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)定型階段，應(yīng)重點(diǎn)安排環(huán)境適應(yīng)性鑒定試驗(yàn)。環(huán)境適應(yīng)性鑒定試驗(yàn)應(yīng)將實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境適應(yīng)性鑒定試驗(yàn)和外場使用環(huán)境試驗(yàn)相結(jié)合，綜合分析評(píng)價(jià)產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性。產(chǎn)品設(shè)計(jì)定型之后，環(huán)境試驗(yàn)主要是實(shí)驗(yàn)室例行試驗(yàn)，其目的是檢驗(yàn)產(chǎn)品滿足制造驗(yàn)收規(guī)范的程度及產(chǎn)品的一致性。

3 結(jié)語

環(huán)境適應(yīng)性是裝甲車輛重要的質(zhì)量特性，是通過貫穿于裝備全壽命期內(nèi)的環(huán)境工程各工作項(xiàng)目來實(shí)現(xiàn)的。環(huán)境工程作為系統(tǒng)工程，涵蓋了技術(shù)管理、基礎(chǔ)技術(shù)研究和工程實(shí)踐等內(nèi)容；工作項(xiàng)目涉及項(xiàng)目管理、工程設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)技術(shù)研究、產(chǎn)品制造的監(jiān)督與控制、試驗(yàn)技術(shù)等方方面面。所以，環(huán)境工程的開展，必須得到管理層高度重視，在研制系統(tǒng)樹立環(huán)境工程的大概念。各級(jí)管理人員要充分認(rèn)識(shí)環(huán)境工程在裝備研制生產(chǎn)中的地位和作用，加大力度宣傳環(huán)境工程的理念，強(qiáng)調(diào)環(huán)境適應(yīng)性是設(shè)計(jì)賦予產(chǎn)品的一個(gè)重要質(zhì)量特性，從設(shè)計(jì)源頭抓起，并注重產(chǎn)品研制全過程的控制與減緩措施的落實(shí)。工程設(shè)計(jì)人員和項(xiàng)目管理人員要轉(zhuǎn)變思想觀念，充分認(rèn)識(shí)環(huán)境適應(yīng)性的重要性和在武器裝備中的地位，將產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性要求等同于產(chǎn)品性能要求，真正將環(huán)境適應(yīng)性納入裝備的設(shè)計(jì)和制造中。

裝甲車輛的環(huán)境工程工作剛剛起步，面臨的問題和困難都比較多，既有技術(shù)要求方面不協(xié)調(diào)不準(zhǔn)確的問題，又有基礎(chǔ)研究不系統(tǒng)、基礎(chǔ)環(huán)境數(shù)據(jù)不完整的問題，更有大部分設(shè)計(jì)人員和管理層對環(huán)境工程的認(rèn)識(shí)不足等問題。所以，在裝甲車輛研制與生產(chǎn)中推行環(huán)境工程任重而道遠(yuǎn)。筆者建議在裝甲車輛研制過程中，應(yīng)利用現(xiàn)有的研制、試驗(yàn)等資源，有目的地開展環(huán)境適應(yīng)性基礎(chǔ)研究工作和環(huán)境數(shù)據(jù)庫建設(shè)工作，并針對裝甲車輛研制模式開展環(huán)境工程工作標(biāo)準(zhǔn)化模式探討研究工作，以此促進(jìn)環(huán)境工程工作的有序開展。推動(dòng)環(huán)境工程的方式可以采取在設(shè)計(jì)師系統(tǒng)建立環(huán)境工程專項(xiàng)組的模式，有效地從技術(shù)上系統(tǒng)地支撐環(huán)境工程工作的開展。

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