一种温湿度环境试验舰载方舱建设构想

乔晓君



一种温湿度环境试验舰载方舱建设构想

乔晓君

（91439部队，辽宁 大连 116041）

提出了一种舰载方舱的建设构想，在兵器发射前先进行规定时间的温湿度环境贮存处理，再进行实弹发射试验。舰载方舱连同军舰能够形成海上环境试验场的发射阵地，配合海上相关测量设备，能够完成对水中兵器实弹在经过温湿度贮存处理后实际使用性能的环境适应性考核。

环境试验；舰载方舱；试验靶场

温湿度环境适应性是产品在其寿命期预计可能遇到的各种温湿度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。作为舰船兵器重要的质量特性，对其使用性能有重要影响。现代高技术战争要求部队具有全天候、多地域的作战能力和快速机动能力，这使舰船兵器在寿命期内经历的温湿度环境复杂多变，可能面临高温、高湿或严寒等极端气候条件。在这种极端的气候条件下，它们的使用性能和实弹发射效果如何，这些问题都对温湿度环境适应能力的考核提出了更高的要求。

所谓环境适应性要求，是描述装备应达到的环境适应性水平的一组定量或定性指标。目前，我国的装备环境适应性综合评价工作还处于初级阶段，主要是针对材料、构件、分系统及部分整机，开展自然环境试验和实验室环境试验。

舰船兵器的环境适应性鉴定试验依据为GJB 150A—2009《军用装备实验室环境试验方法》，在高低温和湿度试验箱中模拟极端气候条件，贮存一定时间后进行电气功能检查[1—3]。这种试验方法可以完成兵器内部电工电子产品和机械部件的温湿度环境适应性考核，但对于实弹整体的使用性能，其温湿度环境适应性考核的全面性和有效性还有所欠缺。

海上实航试验使用海军现役舰船进行实弹发射试验，能够对实弹整体的使用性能进行考核。如果能够在舰船上加装温湿度方舱，模拟一些温湿度典型环境和极端环境，先对兵器实弹进行模拟环境贮存，再进行实弹发射。这样结合海上实航试验，就可以完成对实弹整体使用性能的温湿度环境适应性考核。

1 国外研究现状

外军为适应其全球战略的需要，在全球范围建立能满足各类装备的环境试验场，已建成的著名环境试验场达400多个，能够覆盖全世界各种典型的自然环境条件。尤其是美军的环境试验场规模宏大，逐步形成了自然环境试验网络体系，处于世界领先地位。美军把环境试验作为鉴定军用产品的重要手段，明文规定：进行定型的军用装备，首先要通过模拟环境试验，然后分别送往北极、沙漠和热带环境试验中心进行极端自然环境条件下的性能试验。可以看到美军十分重视极端环境条件考核，具体是通过先模拟后实际的方法，考核装备在极端环境条件下的整体性能。这种试验程序的安排能够尽早发现问题，及时改进产品质量，避免将问题留到部队。

2 我国研究现状及主要差距

我国的环境试验主要分为三大类。

1）自20世纪50年代就开始，至今仍在使用的自然环境外场暴露试验。充分利用我国地域辽阔，自然环境跨度大、种类多的优势进行环境试验。

2）使用现场实际试验。主要针对有特定使用场所的装备，在实际使用环境中进行的试验。使用环境试验是产品在其使用平台上，在真实的使用环境、负载和接口的情况下进行的。是一种最真实的试验，但这种真实试验的进行由于受到费用和认识的限制，若不有意安排往往不易充分，因而考核不易全面。

3）实验室内环境模拟试验。这也是我国做的最多的，从20世纪50年代就已经开始，但发展缓慢。直到20世纪90年代，随着我国综合国力的提升，迎来了快速发展的时期。国内环境试验通常以实验室模拟环境试验为主[4]。如北京环境与可靠性试验中心，专门从事环境适应性及可靠性的专业试验中心，面向全国各企事业单位。北京强度环境研究所是中国航天系统结构强度和环境可靠性工程的专业中心研究所，具备高低温试验箱、温度冲击试验箱等温度环境模拟设备，可以针对不同的试验目标提供不同容积的试验箱和温湿度范围。

我国的环境试验主要依靠实验室内固定的环境模拟设备，缺少外场专门的环境试验场，尤其是缺少极端环境条件的试验场。

试验环境条件一般由两个方面组成：一是施加环境应力强度的大小或量值；二是应力作用的时间（循环数）或次数[5—6]。对于舰船兵器而言，也可以用实验室环境模拟设备进行试验，但试验后不能够进行实弹射击，只能通过功能检查的方法对电工电子产品和机械部件进行考核。这并不能够保证在极端天气条件下的环境适应性，换句话说，若我军舰到极地或热带等区域进行作战，以往的环境适应性试验不能够保证该军舰上的兵器实弹战备合格率在要求范围之内。

3 舰载方舱建设的必要性

1）海上环境试验场建设的需要。我国水中兵器环境试验应朝着建立海上环境试验场的方向发展，在接近实战条件下对武器装备进行“三化”、“七性”试验考核。建设温湿度试验舰载方舱能够提高靶场武器装备试验能力，舰载方舱靶场既能够作为固定环境实验室内的基础设施，更重要的是能够连同军舰形成海上环境试验场的发射阵地。在武器发射前进行温湿度环境模拟，对全弹整体使用性能的温湿度环境适应性进行考核。

2）检测武器性能对温湿度环境应力响应的需要。温湿度环境应力对火药性能和战斗部装药性能影响较为明显，对于火箭助推类武器的实际使用性能和武器毁伤性能的响应较为显著[7—8]。温湿度环境试验舰载方舱能够在武器使用前模拟不同的温湿度环境应力，不仅在适宜温湿度考核武器性能，也在极端温湿度条件下进行试验，可以对武器实际使用性能的温湿度适应性进行较为全面的试验鉴定。

4 舰载方舱建设方案构想

温湿度环境试验舰载方舱的预期功能主要包括：完成实验室高低温试验和湿热试验，满足GJB 150A—2009《军用装备实验室环境试验方法》中的相关要求；完成海上实航实弹射击试验前对兵器弹药的特定温湿度处理，模拟武器在不同使用环境中的温湿度；方舱内的实弹应较为方便地转运至发射装置内，在15 min内完成发射准备。

舰载方舱应具有以下功能或特点：舰载方舱具备实验室内固定设施和舰载设备设施两用性，应具备良好的转运性能；舰载机械接口稳定可靠，能够满足三级海况使用要求；方舱内容积应能够容纳舰船武器可连发数最大值或相当数量的武器；方舱电气设备使用船电工作可靠性良好；方舱内贮存的兵器实弹可以在特定时间内完成装填和发射，要求对于实弹的转运应有良好的适用性。

方舱温度控制系统应达到如下技术要求：满足GJB 150A—2009《军用装备实验室环境试验方法》中高低温试验和湿热试验对试验设备的相关要求；方舱加热系统要实现0.5～5 ℃/min两个数量级的不同加热速率，最高加热温度应达到65 ℃；方舱制冷系统要实现－0.5～－5 ℃/min两个数量级的不同制冷速率，最低制冷温度达到－30 ℃；温度控制精度最低不应超过±0.2 ℃。

方舱湿度控制系统应达到如下技术要求：满足GJB 150A—2009《军用装备实验室环境试验方法》中湿热试验对试验设备的相关要求；使用不受冷凝水影响的固体传感器测量相对湿度，也可使用快速反应干湿球传感器或露点测试仪等进行测量；应对方舱内相对湿度模拟量进行连续测量，方舱内相对湿度控制精度最低不超过±5%。

5 结语

环境试验正在从小型化部件级向整体化装备级的方向发展，大型、超大型的环境试验箱已经出现。未来环境试验也必将走出实验室，来到外场，装备对环境应力响应的检测方法也将从静态的性能指标检测向动态的实际使用性能检测发展。舰载方舱作为海上环境试验场舰船发射阵地的基础设施，是对海上环境试验场建设的一种初步构想，为实际考核舰船兵器温湿度环境适应性提出了一种新的想法。

[1] GJB 150A—2009. 军用装备实验室环境试验方法[S].

[2] 祝耀昌, 王建刚, 张建军. GJB 150A与GJB 150内容对比和分析(一) [J]. 航天器环境工程, 2011, 28(1): 5—10.

[3] 祝耀昌, 王建刚, 张建军. GJB 150A与GJB 150内容对比和分析(二) [J]. 航天器环境工程, 2011, 28(2): 110—114.

[4] 李兆坚, 雷刚, 陈虹, 等. 低温环境效应与试验需求分析[J]. 低温技术, 2015, 43(4): 10—13.

[5] 祝耀昌, 张建军. 武器装备环境适应性要求、环境适应性验证要求和环境条件及其相互关系和讨论(一)[J]. 航天器环境工程, 2012, 29(1): 1—5.

[6] 祝耀昌, 张建军. 武器装备环境适应性要求、环境适应性验证要求和环境条件及其相互关系和讨论(二)[J]. 航天器环境工程, 2012, 29(2): 119—122.

[7] 杨辉耀, 鲜勇. 环境温度对导弹精度、最大射程的影响分析与修正[J]. 航天控制, 2000, 1(1): 20—25.

[8] 陆欣, 周彦煌, 余永刚, 等. 自行加榴炮药温精确测量研究[J]. 火炮发射与控制学报. 2012, 3(1): 84—87.

Construction Concept of Ship-based Square Cabin for Temperature and Humidity Environment Test

QIAO Xiao-jun

(Unit 91439, Dalian Liaoning Province, 116041)

This paper proposed a construction concept of ship-based square cabin. The temperature and humidity environment storage treatment was carried out in a specified period before live-ammuniton’s launching test. With the ship-based square cabin, a warship could be a launching site of environmental test range at sea. Cooperating with relevant measurement, the environmental suitability assessment on actual usability of underwater ordnance and live-ammunition after temperature and humidity environment storage treatment could be completed.

environment test; ship-based square cabin; test range

10.7643/ issn.1672-9242.2017.05.011

TJ01

A

1672-9242(2017)05-0048-03

2016-11-29；

2016-12-15

乔晓君（1988—），男，河北石家庄人，硕士，主要研究方向为水中兵器定型试验。