兵器装备环境工程发展需求

康蓉莉，冯雪艳，何恩山

（1.中国兵器工业系统总体部，北京 100089；2.中国兵器科学研究院，北京 100089）

环境适应性是“产品在其寿命期预计可能遇到的各种环境作用下能实现其所有预定功能、性能和（或）不被破坏的能力，是装备的重要质量特性之一”，贯穿于武器装备研制、生产、使用全寿命周期，是军工核心能力的重要体现。“环境试验与观测”是国防科技工业技术基础的重要专业之一，是将各种科学技术和工程实践用于减缓各种环境对装备效能影响，提高装备耐环境能力的一门工程科学[1]。

环境工程技术是装备方案论证、研制和生产中开展各项环境工程工作的基础和保证，贯穿于装备寿命期全过程，是确保装备在多种安全威胁、多元化作战任务条件下，有效发挥装备综合效能的技术保障，是实现装备环境适应性能力和可靠性的重要手段，是装备基础能力先进性、战略性的重要体现，在装备整个研制过程中占据了极其重要的地位。

随着一批高新技术兵器装备的实施，对环境工程技术的发展提出了更新、更高的要求，深入开展环境适应性设计分析、试验及评价已成为兵器装备研制流程不可或缺的关键环节。然而，环境数据资源不系统，专业标准、规范少，基础条件和人才资源分散，从装备环境适应性要求提出到实现还没有建立一套可操作的科学方法，仍然制约着“环境试验与观测”专业的发展[2]。如何深化、全面开展装备环境工程工作，促进装备环境适应性水平提高，推动环境试验与观测技术实现跨越式发展，是当前装备研制、生产及管理部门面临的重要问题。

1 兵器环境工程技术现状

兵器装备具有不同于航天、航空、船舶装备的特点，兵器装备种类多、部队列装多，兵器产品配套面广、贮存量大，每年研制生产的装备数量和价值相当可观。正是由于其“量大面广”的特点，一旦装备环境适应性出现问题，不仅影响装备战斗力的发挥，更会产生很大的经济损失，兵器装备的环境适应性举足轻重。但是，现阶段兵器装备环境工程现状不容乐观。

1.1 环境工程管理机制不健全 技术规范缺乏

缺乏全面、持续开展环境工程各项工作的管理制度和长效机制，如装备环境工程管理考核方法、环境数据资源共享策略等；缺乏能够指导兵器装备环境工程开展的具有兵器装备特点的环境适应性设计分析，试验评价的技术、方法、规范等。此外，装备环境工程管理无完善的制度可循，全员环境工程意识不强，装备研制过程中环境适应性设计、环境适应性研制试验环节重视不够。

1.2 环境工程技术不能满足武器装备发展和研制的需求

装备研制缺乏有效的、体系化的环境工程技术指导。缺乏各类装备环境适应性设计准则，装备环境防护及控制技术、电磁环境适应性分析设计技术、装备失效机理及寿命预测技术规范等，现有的环境工程技术不能有效指导装备环境适应性设计；同时，环境加速试验技术、虚拟环境试验技术、装备环境适应性综合评价技术以及装备环境适应性验证技术等不够完善，不能有效开展装备环境适应性研制试验、提高环境试验效率、发现设计薄弱环节和缺陷、验证装备环境适应性要求，保证装备能够满足未来战争复杂环境使用要求。

1.3 环境工程基础数据匮乏 难以支撑环境工程开展

兵器装备种类多、使用环境复杂、贮存时间长。多年来各单位已经积累了一些环境试验与观测方面的数据、环境适应性失效模式和设计经验，但不能满足环境适应性设计分析和支撑装备全面开展环境工程工作的需要。此外，环境数据不规范也造成了环境数据交流困难、无法共享。随着对装备环境工程的研究不断深入，以及虚拟环境试验技术的广泛应用，在兵器装备研制过程中明确环境适应性要求、设计选材、环境适应性分析评价、虚拟试验方案制定等方面，缺乏全面、系统、规范的自然和平台环境基础数据支撑，已成为制约装备环境工程进一步深入开展的瓶颈[3]。

2 兵器装备发展和研制对环境工程的需求

2.1 对环境工程技术发展的需求

随着兵器装备作战任务的多元化、装备结构日趋复杂，兵器装备的使用和作战范围已延伸到沿海、高原、沙漠等地域，并要求能在白天和夜间及各种气候、生化及电磁辐射等环境中正常工作。现代化、全天候、全方位复杂环境中进行的立体战争，要求兵器装备适应比以往更为复杂和严酷的贮存、运输和作战环境，因此装备环境适应性形势更加严峻。面向未来兵器装备轻型化、小型化、信息化、隐身化、智能化等多元化发展需求，装备研制中各种高科技技术广泛应用，装备设计、制造、维修和保障一体化设计需要，装备环境适应性设计技术面临挑战，兵器装备环境适应能力的提高和环境工程技术的发展刻不容缓。

2.2 对环境工程基础数据资源的需求

为满足兵器装备发展的需要，轻质结构材料、隐身材料、先进功能材料等高性能新型兵器材料不断涌现和应用。小型化、集成元器件的大量使用，在装备提高功能、性能的同时，也令人对其环境适应能力产生担忧，环境适应性数据的缺乏影响了装备设计材料、器件优选工作的深入开展。此外，构件、设备环境部件环境适应性数据积累不够全面、系统性不足，也对制定装备环境适应性研制试验方案、预测设备寿命及建立评估模型、确定装备环境适应性验证评价准则等产生了影响，制约了环境工程技术的发展和应用。随着装备环境工程各项工作的深入，装备研制、生产过程对环境工程基础数据的需求越来越迫切，环境工程基础资源数据积累和应用研究工作的开展迫在眉睫。

3 环境工程前沿技术和关键技术

为从根本上提高装备环境适应能力，满足未来高科技、现代化战争对装备环境适应能力的需要，必须加紧研究环境工程前沿技术，突破关键技术，强化基础性研究和应用性研究，促使“环境试验与观测”专业由单纯科学研究向科学研究与工程应用研究结合转变；由单纯技术研究向软、硬件结合协调发展转变；由传统的、常规的环境试验技术研究向高科技、先进的环境工程技术研究转变；由装备环境适应性事后验证向全面开展装备环境工程全过程转变[4]。“环境试验与观测”领域重点开展以下几方面的技术研究。

3.1 装备环境适应性论证及验证技术

武器装备环境适应性要求的论证及验证，长期以来都是军方和研制方十分关心的问题。目前，国内对于环境适应性要求论证及验证技术的研究相对薄弱，环境适应性要求不明确，部件、系统、装备环境适应性验证技术的缺乏，严重制约了装备环境适应能力的提高。

3.2 装备环境影响分析及健康预测技术

装备在寿命期环境剖面中，可能遇到对其功能、性能产生影响的温度、湿度、辐射、盐雾、振动、电磁波、霉菌等环境因素。明确装备全寿命期各环境因素影响程度、失效机理，掌握装备、系统、设备环境适应性健康预测动态特性，在装备环境适应性研制、生产过程中具有极大的需求。装备环境影响分析及健康预测技术能有效分析装备设计环境适应性缺陷或薄弱环节，科学地预测装备服役寿命等，提高装备环境适应性设计分析能力。

3.3 装备环境防护及控制技术

提高装备环境适应性应该从源头抓起，在做好装备环境适应性选材、设计工作的同时，还需要强化装备环境防护及控制工作，对主要环境因素采取必要的防护措施，开展防护措施有效性分析，减少装备环境适应性问题。

3.4 装备环境适应性研制试验技术

现代装备研制周期短、经费有限，针对越来越高的环境适应性要求，有效开展装备、系统、设备环境适应性试验，充分暴露其环境适应性缺陷和薄弱环节，是对装备环境适应性研制试验技术的挑战。应加强环境加速试验技术、仿真虚拟试验技术、综合环境试验技术等技术的研究和应用，制定试验技术规范、指南，促进装备环境适应性水平的提高。

3.5 环境资源数据分析处理及应用技术

非金属材料的老化特性，器件、构件及设备的环境因素影响特性曲线，金属材料腐蚀特性或规律、装备（或设备）电磁效应特性，装备加速试验模型、虚拟环境试验模型等都是装备开展环境适应性设计、试验、验证的基础和必要条件，这些都离不开环境数据分析处理及应用技术。应加强环境资源数据建设和应用技术研究，编制环境适应性数据手册，建立环境工程基础数据库，形成一系列评估评价技术，应用于军工产品的研制和生产，提高环境数据应用能力，体现专业作用，扩大专业影响。

4 结语

全面开展装备环境工程工作，需要环境分析、环境适应性设计、环境试验与评价、环境影响与防护、环境工程管理以及环境工程基础数据资源建设等方面的技术支持，必须结合兵器装备战略发展需求，完善“环境试验与观测”技术体系，提高技术保障能力和工程应用能力。立足现在、着眼未来，抓装备设计源头、抓核心关键技术，才能开创装备环境工程技术发展的新局面，促进兵器装备环境适应性水平的提高。

[1]GJB 4239-2001，装备环境工程通用要求[S].

[2]钱一欣. 系统总结，周密部署努力实现“环境试验与观测”专业又好又快发展[J].装备环境工程，2007，4（2）：6.

[3]周堃.进一步促进“环境试验与观测”专业服务型号的设想[J].装备环境工程，2008，5（6）：11—14.

[4]张燕.国内外装备环境工程标准化比较研究[J].装备环境工程，2009，6（3）：56—59.