开展水中兵器战斗部延寿技术研究的探讨

黄凤军1, 赵晋宏1, 张骏虎2



开展水中兵器战斗部延寿技术研究的探讨

黄凤军, 赵晋宏, 张骏虎

(1. 山西平阳机械厂代表室, 山西侯马, 043000; 2. 山西江淮重工有限责任公司, 山西晋城, 048000)

根据目前水中兵器战斗部存在的超期服役、安全性、浪费和销毁等问题, 提出了开展延寿技术研究的需求和必要性, 以及应解决的主要问题。结合现状探讨了建设和完善技术与管理体系以及延寿方法和途径, 分析了开展销毁和再利用技术研究的必要性, 分别从各个方面的薄弱环节、需注重问题、可开展工作以及可利用空间等方面提出了建议。

水中兵器; 战斗部; 延寿; 销毁

0 引言

战斗部是水中兵器的重要载荷, 是毁伤目标、最终完成战斗使命的功能系统。作为包含炸药(火工品)并存在一定危险性的舱段, 其完成功能使命隐含的前提一是确保安全, 即“不该炸的时候绝对不能炸”; 二是确保发挥其有效作用, 即在摧毁目标或完成预定功能时, 应可靠作用, 充分发挥其设计应具有的功能, 保证完成战斗任务, “该炸的时候必须炸”, 即应具有较高的可靠性和安全性。

长期以来, 各型号水中兵器战斗部都存在或长或短的超期服役现象, 甚至达到服役期2倍年限以上。长期或超期服役带来诸多问题, 如勤务、使用安全如何保证？打击威力是否下降？战斗部的安全性能能否满足部队在对水中兵器的贮存、使用及维护中不断提高的保障要求？如何科学、准确地决策某型战斗部(或某个具体产品)超期服役的必要性等等。比如, 某型战斗部, 超期使用多年, 存在壳体锈蚀、变形, 长期贮存主装药性质发生变化且存在严重安全隐患, 原技术指标不适合改装型号, 部队使用故障多等诸多问题, 但目前却没有明确的标准、方法和规章要求对其进行系统的评估, 使上级机关无法科学决策, 给部队的贮存、维护、使用和管理带来诸多问题, 最关键的是, 其在安全上的隐患无法进行明确的危险性评估并采取相应措施。本文正基于此, 对水中兵器战斗部延寿技术及其必要性展开讨论。

1 需求及必要性

为了适应军事斗争的需要, 世界各国都十分重视军品的延寿问题, 即在保证可靠性的前提下, 如何以较小的代价对超期的产品延长规定的服役期, 以便增加可用产品数量, 从而节省国防开支。如美国民兵Ⅲ的贮存期每多延长1年, 即可节省2.7亿美元的国防开支。

延寿的主要意义在于它是适应新时期装备建设与发展的需要, 具有巨大的军事经济效益, 可有效地提高装备的作战效能, 能促进新装备的发展和研制。目前, 国内水中兵器有一定数量的型号装备正在超期服役, 并存在诸多超期使用带来的问题。由此, 面对越来越多行将退役的主战武器, 如果不分情况, 一律退役报废, 就要花费巨款进行新的采购和补充。这不仅是一个巨大的浪费, 而且由于装备经费的限制, 不能大量并及时更替, 将使部队的战斗力出现短缺甚至空白。

2 应解决的主要问题

水中兵器战斗部延寿工作的开展, 首先应解决以下问题。

1) 战斗部延寿问题的研究, 首先应确定其安全性。影响战斗部安全性的因素, 主要是主装药和火工品。

2) 在确保安全的前提下, 对其军事需求和性能进行评估。军事需求的评估应综合考虑国力的发展; 装备发展的策略、方针和规划; 未来的作战需求; 舰艇潜艇等平台的数量和发展形势、水中兵器型号研制生产情况以及部队现状等多种因素。性能包括辅助性能(如连接前后舱段, 密封, 电缆传递前、后舱段信号等)和爆炸摧毁目标性能。辅助性能可通过检测、试验等方法确定并通过维修、更换等方式保持和修复; 摧毁目标性能取决于设计指标, 即主装药爆炸威力。主装药超过设计使用期后的爆炸威力变化, 可通过取样进行水下爆炸试验确定。

3) 应对战斗部延寿或超期服役的效费比进行评估。由于涉及安全, 相对水中兵器其他舱段, 战斗部有其特殊及严格的库房、阵地等保障条件要求, 以及贮存、维护、使用和管理等专门技术要求, 经费相对投入大, 占用资源多。若要其超期服役或延寿, 则势必投入更多资金, 以及占用更多人力、物力等资源。因而应对需超期服役的战斗部进行效费比评估, 全面考虑其安全、使用、战斗力及经费投入等各种因素, 综合衡量继续服役、重新生产、改作它用或报废销毁的利弊得失, 保证用最小的人力、物力及资金取得最大的军事效益。

3 实现延寿的途径

对战斗部延寿或超期服役问题的研究, 内容应包括: 对其安全、需求、性能、效费比等的评价技术和方法研究; 确定战斗部延寿或超期服役后应开展的定期和不定期检查、监管、安全评估、技术更新、维修等的标准和要求; 建立和完善突发问题、事件的预防、应对措施和处理方法。研究成果在技术上应形成科学、准确、系统、有效的评价、处置等方法和标准, 形成包括标准、方法、要求等在内的全面、完善的技术体系和相应的数据库; 在体制上应建立有装备设计、生产、维修和保障等单位的技术支持和参与的, 从决策机关、各级装备管理部门到最终贮存、使用、维护等基层部队的覆盖面全、行之有效的机制, 形成机关、部队、厂所等纵向和横向交互的全面、有效的职责、信息反馈和技术支持等管理制度。

该技术体系和管理制度应延伸到正常服役期内的战斗部管理中, 使之成为机关决策、部队使用、厂所保障等正常装备工作中的一个内容, 确保战斗部质量、状态在部队使用的任何时期内都得到全面、有效的监控, 促进装备质量水平的持续保持和完好率的提高, 并为新装备研制积累数据和经验。

3.1 研制设计中创造技术基础

原材料、组部件及技术实现途径的选用, 是决定延寿有关问题的基础。大力推行“三化（通用化、系列化和组合化）”、“六性（可靠性、安全性、保障性、维修性、环境适应性和测试性）”工作。从设计开始, 尽可能选用贮存、使用周期长、可靠性高、技术成熟、经济性好的原材料和组部件; 在技术实现途径上, 应力求产品结构简单; 减少易损件、更换件(如“○”型圈)等的使用, 尽力使维修、操作简化; 尽可能实现型号系列甚至不同型号系列的组部件(以及备件、工具、非标设备等)通用化、系列化、组合化, 使之保有技术升级的途径和空间。这样不但能延长维修周期, 大量减少服役期内维修的工作量, 易于快速形成战斗力, 也将在延寿时, 具备良好的基础和条件。

逐步摆脱一型战斗部完全依赖于一型具体型号研制、生产而存在的现状, 实现战斗部自成系列, 独立研制和生产。根据武器平台、战斗需求、打击目标等要求与全雷组合化使用, 真正实现其通用化、系列化、组合化, 将带来更大的军事、经济效益, 也将带来更多的延寿方法、空间和途径。

避免不可修复性的设计。如某型战斗部, 电缆等组件埋设于主装药中, 在产生断线、绝缘等故障时无法维修或更换, 只能报废整个战斗部。因微小的故障导致系统的报废, 说明这种设计维修性、保障性差, 也无更新、改造和延寿的基础。

3.2 开展质量及安全性验证

水中兵器战斗部火工品, 一般都有明确的使用期限、贮存条件要求和相适应的包装等, 正常情况下使用期内是能够确保安全的。但从一些导弹型号火工品长贮后的试验, 以及部队历年来试验和实践经验看来, 大部分火工品确定的使用期限都比其实际能够确保使用和安全的期限短, 原因有设计上的保留余量大, 各类标准过时或不统一的限制, 新材料、新技术认识不足, 试验不充分, 简单抄袭现有产品或惯例等等。使用期过短会造成极大的装备经费浪费, 并容易使部队形成“快到期, 质量安全已经不好了”的印象, 从而不愿管、不愿用、束之高阁, 等待报废更换。随着技术的发展, 通过采样分析、例行试验等方法确定长贮后的装备各项性能状态, 结合积累的使用经验, 可对其能否保持安全性和规定的战技指标做出准确判断, 为留用、延寿或报废提供依据。也可以借鉴引信等行业的经验, 在装备批产同时生产部分样品模拟部队贮存条件开展长贮试验, 通过定期对样品的观察和试验确定服役装备的性能状态。

战斗部主装药在炸药定型时一般通过加速贮存试验(如GJB736.8-90《71℃试验法》等)确定其贮存期, 通过水下爆炸试验确定其爆炸威力指标。通过取样后按照相关标准和方法开展贮存、爆炸威力、感度、相容性等相关试验, 可确定长期服役后主装药的性能状态, 为留用、延寿或报废提供依据。其中大部分的试验, 在目前的技术和现有战斗部的设计基础上可做到在基本不影响性能、安全指标及不破坏装备的前提下, 通过微量取样后修复的方法取得试验样品。同样, 主装药也可通过开展长贮试验确定服役装备的性能状态(可根据需求适当简化战斗部替代真实产品来减少投入)。

3.3 在贮存中确保和延长固有寿命

作为包含爆炸品、危险性高的水中兵器战斗部, 其一个基本特点就是长期贮存、一次使用, 贮存状态是其平时最基本的状态。在确保性能、战技指标的前提下想方设法延长贮存期, 也即得到超出预定或设计规定的服役期, 将能够取得更多的军事和经济效益。

1) 采用技术更新

技术更新主要有以下几方面: 更新原材料和元器件(如采用性能更好的炸药制作起、传、导爆药柱等, 保证安全性和延长贮存时间); 更新工艺(如采用新工艺涂覆面漆, 减缓腐蚀), 改进设备、组件(如对组件进行技术改进来提高性能), 改进包装等。

2) 进行充分并有针对性的维修

维修分为预防性维修(包含维护保养和修理)和修复性维修(即排除故障维修)2大类。一是按照既定规程开展充分的维修; 二是针对产品技术状态、延寿要求, 以及设计、贮存和使用中发现的薄弱环节, 设计和开展专门的维修, 以达到延寿的目的。维修有检测、清洁、擦拭、修补、调整、校准及更换等多种方法。

3) 进行技术改造或性能升级

技术改造及性能升级体现在, 有部分导弹型号针对主装药长贮后药面产生裂纹或边缘脱落问题, 采取去除裂纹和脱落后填补一层稳定炸药药垫, 或填充新型材料或新型填充物。

4) 强化管理

强化管理主要是指: 严格保证装备贮存环境条件; 严格落实各类技术管理文件, 特别是规定保管条件及最长保管期等类文件; 加强操作、维护及修理过程的管理, 提高专业技术人员和操作人员的素质, 严格执行各项技术要求, 科学地操作使用, 严格修复要求和过程的实施等。

5) 积累并充分利用已有信息

技术的进步将使人们对很多研制生产时不清晰的问题有充分的认识。部队长期贮存、使用后积累的数据、经验, 能对装备目前状态、能否或如何继续使用提供最直接、明确的信息; 国内各行业、专业的型号延寿所积累的大量信息, 可作为很好的借鉴经验和数据被加以利用。如, 在对部队产品进行检验鉴定和起爆试验中发现, 某型传爆筒正常贮存2至3倍设计贮存年限, 依然能保证各项性能指标, 说明其延寿潜力是巨大的。

6) 恰当的评估设计指标

由于涉及安全、试验量大、标准限制多、限于国内技术基础及经费需求等原因, 部分火炸药、战斗部技术指标在设计确定时或保留余量较大, 或相对不确定, 或依据的是不充分、不完全的试验, 或遵循惯例等。随着认识的深入, 部队贮存、使用条件的改善和提高, 各类试验的完善, 经验和信息的积累等, 适时、适当评估和调整放宽使用条件、技术指标等, 对延长贮存期是可行的。

3.4 挖掘残余价值

将型号退役或针对型号无使用价值的战斗部, 进行适当的残余价值挖掘, 如改造为简易深水炸弹、破障弹; 改造鱼雷战斗部为沉底水雷; 作为舰船抗冲击抗爆炸等试验的爆炸源; 适当增减药量用于工程建设(特别是水中工程建设的爆破)等, 这也是一种变相的延寿。

3.5 开展销毁及再利用技术研究

已确定退役报废的战斗部, 需做到彻底毁形, 防止失泄密、危险品外流等问题的发生, 同时应尽可能做到残余物回收再利用。之前和目前退役报废的大型水中兵器战斗部, 由于主要采用梯恩梯、梯黑铝等作为主装药, 因而可采用蒸汽融化等方法销毁并回收利用部分残余物, 但此过程也存在一定的危险性。

未来将报废销毁的战斗部按目前的技术, 除炸毁外无其他办法销毁。炸毁存在场地要求高、危险性极大的难题, 且资金投入大, 完全无法回收利用残余物, 因此应对战斗部的安全销毁和再利用技术开展研究, 以确保工作的开展和有效节约经费。

4 结束语

战斗部的延寿、超期服役等问题, 长期以来缺乏系统、科学及全面完善的技术、管理与评估, 产生了诸多问题和较大浪费, 也影响了战斗力的形成和提高。针对现状开展充分的试验和验证, 积累、总结数据和经验, 建立、健全相关体系和制度, 不但能解决目前的问题, 提高战斗力, 还能进一步完善、规范、促进、提高从立项规划, 研制生产, 贮存使用到退役销毁的全过程、全寿命管理水平, 更好地推动装备技术水平进步和取得更大的效费比。

[1] 侯海梅, 李久祥. 军用装备贮存延寿的主要途径[J]. 质量与可靠性, 2011, 26(1): 24-26.

[2] 王江为. 基于军事经济效益理念下的装备报废审计[J]. 四川兵工学报, 2010, 31(12): 115-117.

[3] 刘雪峰, 李新俊, 张仕念, 等. 延长导弹贮存期提高贮存可靠度的基本途径[J]. 电子产品可靠性与环境试验, 2009, 29(s1): 186-187.

[4] 吕子剑. 贮存条件下炸药安全性试验及其吸水渗水性试验 [C]//中国工程物理研究院科技年报, 2001: 325-326.

[5] 侯海梅, 宁云晖, 李久祥. 军品贮存延寿论证分析[C]//中国电子学会可靠性分会第十四届学术年会论文选, 2008: 154-155.

(责任编辑: 杨力军)

Discuss on Prolonging Service-life for Underwater Weapon Warhead

HUANG Feng-jun, ZHAO Jin-hong, ZHANG Jun-hu

(1. Military Representative Office, Stationed in Shanxi Pingyang Machinery Factory, Houma 043000, China; 2. Shanxi Jiang Huai Heavy Industry Company Limited, Jincheng 048000, China)

Aiming at the problems existing in the serving process of underwater weapon warheads, relating to overtime service, safety, waste, destruction, etc, the demand and necessity for studying prolongation techniques of the warhead service-life is described, and the involved issues are pointed out. Construction and improvement of corresponding technology and management systems, as well as methods and ways of prolonging service-life, are discussed. The necessity of studying destruction and recycle of the warheads is demonstrated. Some suggestions are offered about the existing weak links, the issues claiming attention, the work needing to do, and the applicable space.

underwater weapon; warhead; service-life prolongation; destruction

TJ630; TJ45

A

1673-1948(2012)06-0463-04

2012-02-22;

2012-03-29.

黄凤军(1974-), 男, 工程师, 长期从事鱼雷和水雷战斗部研究工作