装备环境工程技术及应用

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1、装备环境工程技术及应用祝耀昌孙建勇、中国航空综合技术研究所北京100028【摘要】本文阐述了环境、环境适应性和环境工程的基本概念和内涵、环境工程在装备研制生产中的地位和作用、各种环境试验的特点及实验室环境试验与可靠性试验之间的关系，介绍了我国装备环境工程的发展过程和国内外应用情况，指出了推行环境工程存在的问题，建议尽快加强环境工程宣传、加快法规体系建设，以促进观念转变和为推行环境工程创造更完整的管理和试验平台。【关键词】装备环境工程环境适应性1概述1．1环境和环境因素1．1．1环境。美国工程设计手册(环境部分)中将环境定义为在任一时刻和任一地点产生或遇到的自然条件和

2、诱发条件的综合体。从此定义可以看出，环境既涉及到各种自然和诱发的因素，同时又与时间、空间密切相关。环境因素涉及气候、土壤、生物、地理、机械和能量方面各个因素。每个环境因素都随地域(包括海域)和空域(包括地下、海下)三个空间坐标和时间坐标的不同而变化。对于特定的武器装备来说，其寿命期及其活动范围是有限的，这就决定了其不可能涉及每一个因素及其与其他因素的综合，显然不必考虑上述每一种环境和所有因素综合的影响。并不是每一个因素都是到处存在的，即使某一局部地区有的环境因素，其数值或强度往往与其他地区不同，而且在此给定地区某一时间的环境因素与其他时间也是不同的。例如，在阿拉斯加

3、的雪这一固体沉降物是必须考虑的因素，但这一因素在巴拿马运河是不存在的；同样温带区户外，降雨是一个重要因素，但在其仓库内则不是重要因素。因此，考虑环境对装备影响时，应仔细分析装备的寿命期内将经历的各种事件和条件及其与环境的关系。1．1．2环境因素环境因素是指组成环境这一综合体的各种独立的、性质不同而又有其自身变化规律的基本组成部分。分为自然环境因素和诱发环境因素，环境因素分类及其组成如表l所示。表1主要环境因素及其分类类型类别因素地表地貌、土壤温度、湿度、压力、太阳辐射、雨、固体沉降物、雾、自然的气候风、盐、臭氧生物生物有机物、微生物有机体’气载的砂尘、污染物诱发的机

4、械的振动、冲击、加速度能量的声、电磁辐射环境因素的存在与否及其变化范围和特性，往往作为确定地理区特别是气候区的基本依据。例如温热地带的特点是有暴雨、空气湿高、温度不太高、生长着大量的植物，并有大量的微生物和生物，然而不会出现砂、尘雪和雾。美国陆军规程AR70一38《在极端条件下所用装备的研究、研制、试验和鉴定》中根据温度情况，将世界气候区划分为炎热、基本、寒冷和严寒四种类型，提供了有关气候区的温度、相对湿度和太阳辐射的工作状态和贮存状态的极端数据，这些数据可作为设计武器装备时对气候要求的依据。我国标准GJB4797．1根据全国范围内不同的户外温度、湿度条件规定了六种

5、气候类型，给出了这六种气候类型的温、湿度的日平均值的年极值平均值范围，年极值平均值范围和绝对极值范围。这些资料也可作为设计在我国范围应用产品的温湿度环境条件要求的依据。1．2环境适应性和环境工程1．2．1环境适应性GJB4239《装备环境工程通用要求》中明确规定，环境适应性是“装备在其寿命期预计可能遇到的各种环境的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”。产品的质量特性是一个综合的概念，它包括功能、性能、安全性、．环境适应性、可靠性、测试性、维修性和保障性等，因此，环境适应性仅是产品的质量特性之一。装备环境适应性主要取决于其

6、选用的材料、构件、元器件耐环境的能力和其结构设计和工艺设计时采取的耐环境措施是否完整和有效。一旦装备完成定型，其选用材料、元器件、结构组成和选用的加工工艺已冻结，其耐环境能力也就基本固定。因此环境适应性是装备固有的质量特性，它是靠设计(试验)和制造纳入、靠试验和管理来保证的。环境适应性与可靠性同是装备的质量特性，它们都与装备寿命期内所遇到的环境密切相关。因此，人们往往不能很好区分这两个质量特性。装备寿命期内一旦出现故障，人们很自然地就认为产品不可靠，进而认为是可靠性问题，其实产品是否可靠和好用决定的因素不只是可靠性，还有其他因素。环境适应性则是其中很重要的一个因素，

7、而且也是最容易与可靠性产生混淆的因素。因此对装备寿命期出现的故障，应当仔细分析其真正原因，确定是环境问题还是可靠性问题，以便找出更合理的解决办法。1．2．2环境工程2GJB4239将环境工程定义为：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或提高装备耐环境能力的一门工程学科，包括环境工程管理、环境分析、环境适应性设计和环境试验与评价等。“环境工程"这一术语早就出现，但是人们长期以来理解的“环境工程"实际上是环境保护工程，其保护对象为地球上的人类和各种植物和生物等有机物，其内容主要是环境污染的测量和控制、环境保护和环境治理。因此，它与我们指的环境工程完