李 琛，史曉春

（1.海軍91439部隊，遼寧 大連 116041；2.海軍91388部隊，廣東 湛江 524000）

0 引 言

在軍事裝備試驗鑒定工作中，計量工作是靶場試驗質(zhì)量體系中一項必不可少的重要保障環(huán)節(jié)，是武器裝備試驗鑒定的重要技術(shù)基礎(chǔ)，是鑒定國防科技成果水平、評價武器裝備戰(zhàn)略技術(shù)指標、確保軍工產(chǎn)品質(zhì)量、提高軍事經(jīng)濟效益的重要手段和科學(xué)依據(jù)之一[1]。水下爆炸試驗作為檢驗水下戰(zhàn)武器裝備爆炸威力和毀傷效能最直接、最有效的鑒定方法，具有試驗危險性大、涉及兵力多、試驗費用高、不可重復(fù)性以及海上實施困難等特點。同時，爆炸載荷作用時間短、對信號的同步性要求較高，要求采集信號的種類多、測點多、數(shù)據(jù)量大，海上水文氣象條件變化快，滿足試驗條件的時間窗口有限。因此，對測試設(shè)備測量數(shù)據(jù)的可靠性和有效性提出了更高的要求。

專用測試設(shè)備作為水下爆炸試驗測試設(shè)備的重要組成部分，直接參與試驗過程技術(shù)測試，其測試數(shù)據(jù)的準確與否直接影響到裝備的質(zhì)量和裝備試驗是否成功；專用測試設(shè)備必須通過鑒定、校準、比對或其他溯源方式，將測量結(jié)果與基準的量值相聯(lián)系，確定準確的量值后，才會有效，即達到溯源性要求[2]，因此，科學(xué)地計量管理水下爆炸試驗專用測試設(shè)備，對水下戰(zhàn)武器裝備試驗中的質(zhì)量控制、性能評定、技術(shù)指標驗證等方面都具有非常重要的意義。

本文針對水下爆炸試驗專用測試設(shè)備特點和計量難點，探討專用測試設(shè)備在設(shè)計、研制、驗收及使用階段的計量管理方法。

1 水爆試驗專用測試設(shè)備的特點及計量難點

1.1 水爆試驗專用測試設(shè)備的特點

水下爆炸試驗專用測試設(shè)備，就是在水下武器裝備爆炸試驗中，用于質(zhì)量控制、性能評定、產(chǎn)品驗證，為保證裝備符合技術(shù)指標和性能要求而專門研制或配置的非通用測量設(shè)備。這些專用測試設(shè)備具有不同于通用測試設(shè)備的一些特點，主要表現(xiàn)為：

（1）具有抗沖擊性能和環(huán)境適應(yīng)性。由于水下爆炸能夠?qū)Ｓ脺y試設(shè)備造成一定的沖擊損傷，因此，要求測試設(shè)備必須具有一定的抗沖擊性能，能夠在較高的沖擊加速度下正常工作。同時，海上爆炸試驗環(huán)境條件惡劣，要求測試設(shè)備還具備一定的環(huán)境適應(yīng)性。

（2）具有功能多樣性和不斷擴充性。水下爆炸試驗是在接近實戰(zhàn)海洋環(huán)境背景條件下，通過測量武器爆炸時對目標艦船的破壞程度來考核評估水下武器裝備的毀傷能力。因此，專用測試設(shè)備一般包括靜態(tài)測試系統(tǒng)和實航動態(tài)測試系統(tǒng)，各測試系統(tǒng)涉及的專業(yè)、功能和技術(shù)要求都不完全相同。隨著靶場水下爆炸試驗鑒定能力的提高，專用測試設(shè)備的功能需要不斷擴充以滿足未來爆炸試驗任務(wù)需求。

（3）具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜性和參數(shù)多樣性。水下爆炸試驗專用測試設(shè)備都是以計算機為中心的大型自動綜合測試設(shè)備，采用虛擬儀器技術(shù)，由采集設(shè)備、傳輸設(shè)備、顯示設(shè)備等硬件和試驗綜合管理平臺組成，系統(tǒng)復(fù)雜，技術(shù)含量高，涉及參數(shù)多，覆蓋的頻段寬。系統(tǒng)中包含了大量的專用測試軟件和算法軟件，主控端軟件通過局域網(wǎng)控制各測試分系統(tǒng)，可控制起爆、同步采集和傳輸通道信號，完成對爆炸自由場壓力、沖擊速度、沖擊加速度、位移、應(yīng)變和載荷等多種參數(shù)的測量任務(wù)，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

1.2 水爆試驗專用測試設(shè)備的計量難點

水下爆炸試驗專用測試設(shè)備的特點決定了其計量管理上存在困難，主要表現(xiàn)在以下4個方面：

（1）專用測試設(shè)備校準困難。專用測試設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，輔載的儀器儀表多，由許多通用標準設(shè)備、部組件和自研設(shè)備組成，不便拆卸；同時，對測量通道測試精度和系統(tǒng)測試精度都有一定的要求，對設(shè)備整體的抗沖擊性和環(huán)境試驗性需要進行校準測試。由于在設(shè)計時多數(shù)并未依據(jù)可測性原則設(shè)計和制造[3]，因此，設(shè)備校準困難，需要到原生產(chǎn)廠家或多家計量單位對幾百路測量通道和系統(tǒng)進行校準，計量校準費用和時間成本巨大。

（2）系統(tǒng)化專用計量裝備研制困難。高精尖技術(shù)在專用測試設(shè)備上的使用及設(shè)備測試參數(shù)多樣、功能各異，使得研制系統(tǒng)化的專用計量裝備技術(shù)比較復(fù)雜，研制周期長，所需投資多，實現(xiàn)困難。比較可行的方法是針對不同的測試參數(shù)分別設(shè)計和研制相應(yīng)的計量裝備。

（3）傳感器計量不便，測量不確定度分析困難。水下爆炸試驗中的傳感器靈敏度和測量精度較高，由于這些傳感器不易或不能拆卸，只能采取比對的方法進行校準。而目前國內(nèi)對于沖擊加速度傳感器等的校準一般選擇在沖擊機或振動臺上進行，頻率范圍和幅度范圍與實際爆炸沖擊條件有一定的差異，測量不確定度不易分析。

（4）試驗現(xiàn)場校準測量不確定度分析困難。現(xiàn)場校準的誤差理論上小于實驗室校準，但由于試驗現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，校準設(shè)備有一定的使用要求，爆炸試驗現(xiàn)場實施校準困難，測量不確定度難以分析，因此，通常采用實驗室校準作為試驗前的測試設(shè)備測量精度考核方法，但兩者之間的誤差難以分析確定。

綜上所述，由于專用測試設(shè)備專業(yè)性強，計量特性和質(zhì)量控制要求不統(tǒng)一，難以尋找規(guī)定的量值傳遞或溯源體系[4]，因此，研究確定科學(xué)合理的專用測試設(shè)備計量管理方法，對保障計量檢測設(shè)備和測量條件準確、計量單位和單位量值統(tǒng)一及水下爆炸試驗安全有效等方面具有重要意義。

2 水爆試驗專用測試設(shè)備的計量管理方法

按照設(shè)備全壽命全過程質(zhì)量管理要求，水下爆炸試驗專用測試設(shè)備計量管理主要包括設(shè)備設(shè)計階段、研制階段、靶場驗收階段和使用維護階段的計量管理。

2.1 設(shè)計階段的計量管理

設(shè)計階段的計量管理主要包括：

（1）靶場在專用測試設(shè)備論證中提出可計量性保障需求，提出專用計量保障裝備研制任務(wù)，以求在測試設(shè)備列裝時形成與試驗鑒定能力同步的計量保障能力。

（2）依據(jù)研制任務(wù)書要求，制定設(shè)備質(zhì)量與可靠性設(shè)計準則和設(shè)計方案，靶場組織專家和計量部門進行設(shè)計評審，對設(shè)備技術(shù)指標的可測試性、可校準性、測試接口的標準性實施計量監(jiān)督。

（3）研制單位制定計量測試技術(shù)文件，靶場計量部門進行審查，該文件作為專用測試設(shè)備出廠檢測和靶場驗收的技術(shù)規(guī)范以及設(shè)備正常使用中監(jiān)督管理的依據(jù)。

（4）根據(jù)相應(yīng)標準進行輔助校準設(shè)備的設(shè)計，用于實驗室設(shè)備校準、檢查與維護，便于測試設(shè)備和校準裝置一同研制和驗收，保障設(shè)備交付使用后可實時校準。

2.2 研制階段的計量管理

（1）靶場計量人員和技術(shù)監(jiān)造人員監(jiān)督研制階段的質(zhì)量控制過程。檢測設(shè)備和試驗設(shè)備都應(yīng)檢定合格且在有效期內(nèi)，對生產(chǎn)過程中設(shè)備的精度和狀態(tài)進行認可，其量值溯源合理有效。

（2）出廠檢測前，由專門的計量機構(gòu)計量專用測試設(shè)備測量通道測試精度、系統(tǒng)精度和設(shè)備的抗沖擊性能和環(huán)境適應(yīng)性，滿足研制要求的，才可申請出廠檢測和靶場驗收。

（3）正確編制校準規(guī)范。靶場計量部門會同研制部門根據(jù)設(shè)備技術(shù)指標、性能要求編制校準技術(shù)規(guī)范，經(jīng)專家評審且隨專用測試設(shè)備一并驗收。

（4）研制輔助校準設(shè)備。依據(jù)校準規(guī)范，研制輔助校準設(shè)備并隨專用測試設(shè)備一并驗收，便于實時了解和掌握測試系統(tǒng)的精度和傳感器靈敏度的變化。

2.3 靶場驗收階段的計量管理

由靶場裝備技術(shù)管理部門組織，計量部門參加并負責(zé)驗收工作中計量技術(shù)文件的驗收、設(shè)備的校準或功能性檢查。

（1）計量技術(shù)文件的驗收。驗收時，除對專用測試設(shè)備的設(shè)計方案、工作原理、研制情況、技術(shù)性能和可靠性進行審查外，還應(yīng)對測試方法、測試誤差、測試一致性分析等計量技術(shù)文件進行計量評審。

（2）開展靶場驗收試驗進行專用測試設(shè)備測量精度和功能性檢查，按照校準技術(shù)規(guī)范進行設(shè)備校準，滿足預(yù)期使用要求的才能投入使用。

（3）輔助校準設(shè)備的驗收。檢查設(shè)備的計量、校準證書是否齊全，并按照研制要求和技術(shù)性能要求，進行校準功能和校準精度測試。

2.4 使用維護階段的計量管理

專用測試設(shè)備和輔助校準設(shè)備通過靶場驗收后，列裝并納入計量管理渠道。

（1）按照裝備管理條例建立管理賬冊，嚴格按照周期校準和試驗前校準的要求進行管理，按制定計劃校準并給出校準狀態(tài)標識。

（2）建立專用測試設(shè)備計量管理規(guī)章制度，保證設(shè)備正確有效使用。制定計量管理人員崗位責(zé)任制、校準制度、維護保養(yǎng)制度、校準人員的培訓(xùn)制度等。

（3）專用測試設(shè)備和輔助校準設(shè)備的監(jiān)督檢查。對計量管理辦法的執(zhí)行情況、校準人員的資格、校準裝置的考核和控制、校準規(guī)范的齊全和有效以及專用測試設(shè)備的量值溯源性進行監(jiān)督檢查。

3 結(jié)束語

GJB 5109-2004《裝備計量保障通用要求-檢測和校準》明確規(guī)定了裝備在“論證、研制、采購、試驗生產(chǎn)、使用、維修等階段”檢測和校準的要求，以實現(xiàn)為保證裝備的性能參數(shù)量值準確一致所進行的全壽命計量保障[5]。水下爆炸試驗專用測試設(shè)備全壽命計量必須結(jié)合專用測試設(shè)備特點，以先進的自動化測試設(shè)備檢測技術(shù)工作為基礎(chǔ)，在科學(xué)管理下，運用多種資源實施專用測試設(shè)備計量保障任務(wù)的完整體系。只有不斷完善計量管理方法和計量技術(shù)，實現(xiàn)體系的良好運轉(zhuǎn)，才能提高靶場水下爆炸試驗質(zhì)量，提高試驗鑒定能力和拓展靶場計量職能起促進作用；同時對圓滿完成水下戰(zhàn)武器裝備試驗鑒定任務(wù)，使裝備盡早交付部隊盡快形成戰(zhàn)斗力有重要意義。

[1]劉星.軍事裝備試驗計量技術(shù)與管理[M].北京：國防工業(yè)出版社，2005.

[2]杜亮.專用測試設(shè)備校準探討[J].計測技術(shù)，2006，26（2）：63-64.

[3]梁志國.軍事計量的挑戰(zhàn)與對策[J].計測技術(shù)，2009，29（6）：1-5.

[4]閆道廣，李東.專用測試設(shè)備的校準與管理[J].計測技術(shù)，2009，29（1）：45-48.

[5]GJB 5109—2004裝備計量保障通用要求-檢測和校準[S].北京：中國標準出版社，2004.