裝甲車輛設計定型基地試驗交接車時機選擇

王 偉， 紀伯公, 張四春

(1. 63966部隊，北京 100072； 2. 裝甲兵工程學院科研部，北京 100072; 3. 69213部隊， 新疆 喀什 844900)

裝甲車輛設計定型基地試驗交接車時機選擇

王 偉1， 紀伯公2, 張四春3

(1. 63966部隊，北京 100072； 2. 裝甲兵工程學院科研部，北京 100072; 3. 69213部隊， 新疆 喀什 844900)

針對目前裝甲車輛設計定型基地試驗階段交接車時機選擇不規(guī)范、不合理的現(xiàn)狀，系統(tǒng)分析了裝甲車輛設計定型基地試驗的特點以及交接車時機選擇對設計定型試驗質(zhì)量的影響，提出了裝甲車輛交接車時機選擇的基本原則，確定了裝甲車輛設計定型基地試驗階段的最佳交接車時機，為提高裝甲車輛設計定型試驗質(zhì)量提供依據(jù)。

裝甲車輛; 交接車時機; 設計定型; 試驗周期

設計定型試驗是針對裝備戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標、作戰(zhàn)使用性能和部隊使用適用性而進行的一種嚴格、全面、系統(tǒng)的試驗考核，是消除裝備研制技術(shù)風險的重要環(huán)節(jié)[1]。加強試驗全過程的質(zhì)量管理，對確保試驗數(shù)據(jù)的有效性和試驗結(jié)果的可信性十分必要，而交接車時機的選擇作為試驗實施過程的起點，對試驗計劃落實和試驗過程質(zhì)量控制具有重要影響。

目前，在裝甲車輛設計定型基地試驗交接車時機的選擇上存在2方面的問題：1)實際交接車時機與定型試驗規(guī)程的要求有一定差距；2)現(xiàn)有的定型試驗規(guī)程提出的一年2個時段的交接車時機要求不盡合理，不能完全滿足目前裝備定型試驗的需求。筆者在系統(tǒng)分析裝甲車輛設計定型基地試驗特點的基礎上，深入研究交接車時機選擇對裝甲車輛設計定型試驗質(zhì)量的影響，確定了適應定型試驗發(fā)展要求的合理交接車時機，為優(yōu)化試驗方案設計、提高試驗質(zhì)量提供依據(jù)。

1 交接車時機選擇現(xiàn)狀

《裝甲車輛設計定型試驗規(guī)程》[2](GJB848—90)的3.2.3.1規(guī)定承制單位交車時間為每年的1-2月或6-7月。GJB848—90對試驗程序進行了原則性的規(guī)定，其在6.2.2中規(guī)定：“樣車參數(shù)測定、主要性能試驗應在試驗初期、中期(根據(jù)需要)和后期各進行1次?！盵2]在6.2.3中規(guī)定：“先進行常溫區(qū)試驗，取得數(shù)據(jù)后，再進行其他地區(qū)適應性試驗。”[2]將這2條規(guī)定綜合起來理解，即接車后，首先在常溫地區(qū)進行樣車參數(shù)測定、主要性能試驗；然后，再在其他地區(qū)進行適應性試驗。但在實踐中，由于種種原因，最終的交接車時機并未嚴格按照GJB848—90的要求執(zhí)行。表1為近年來6種型號裝備交接車的情況統(tǒng)計。

表1 6種型號裝備交接車的情況統(tǒng)計

由表1可以看出：目前交接車時機的安排存在2方面問題：1)多數(shù)情況下交接車時機未選擇在1-2月或6-7月。如表1中僅C型車和D型車的交接車時間安排在6-7月，其余4種型號的裝甲車輛均未按GJB848—90的要求執(zhí)行；2)接車后未進行基本性能試驗，而是直接進行地區(qū)適應性試驗。顯然，現(xiàn)行的做法與GJB848—90的要求相比還有一定的差距。

2 試驗特點

2.1 采用串聯(lián)試驗模式

對于全域機動車輛，試驗地區(qū)主要包括常溫區(qū)、濕熱區(qū)、高原區(qū)和嚴寒區(qū)4個地區(qū)。目前，為節(jié)約裝備研制經(jīng)費，對于同一型號的裝備，其設計定型基地試驗所提交的正樣車數(shù)量一般為3輛，這樣就不可能并行開展基本性能試驗、地區(qū)適應性試驗及可靠性試驗。為完成各地區(qū)適應性試驗必須采用串聯(lián)試驗模式，即以可靠性試驗為主線，將基本性能試驗和地區(qū)適應性試驗穿插到可靠性試驗剖面中，并根據(jù)季節(jié)和地域特點，按時間順序來安排不同地區(qū)的適應性試驗?？紤]到濕熱地區(qū)和嚴寒地區(qū)的季節(jié)性特點，對全域機動車輛而言，一年中裝備試驗的時序為常溫區(qū)、高原區(qū)、濕熱區(qū)、常溫區(qū)、嚴寒區(qū)；對變型車或非全域機動車輛而言，不進行高原區(qū)、嚴寒區(qū)和濕熱區(qū)3個地區(qū)中的1種或多種地區(qū)適應性試驗，其對應的試驗時段將安排常溫地區(qū)試驗。裝甲車輛設計定型基地試驗時序如圖1所示。

圖1 裝甲車輛設計定型基地試驗時序

2.2 具有很強的季節(jié)性特征

地區(qū)適應性試驗是裝甲車輛設計定型基地試驗的重要組成部分，GJB848—90規(guī)定了常溫區(qū)、濕熱區(qū)、嚴寒區(qū)和高原沙漠區(qū)4個試驗地區(qū)，其中濕熱區(qū)、嚴寒區(qū)和高原沙漠區(qū)試驗為地區(qū)適應性試驗。為指導地區(qū)適應性試驗的順利開展，國家先后頒布了《裝甲車輛試驗規(guī)程:嚴寒地區(qū)適應性試驗總則》[3](GJB59.22—89)、《裝甲車輛試驗規(guī)程:濕熱地區(qū)適應性試驗總則》[4](GJB59.26—91)、《裝甲車輛試驗規(guī)程:沙漠地區(qū)適應性試驗總則》[5](GJB59.30—91)和《裝甲車輛試驗規(guī)程:高原地區(qū)適應性試驗總則》[6](GJB59.58—95)。其中高原地區(qū)適應性試驗總則正在修訂。上述地區(qū)適應性試驗中，濕熱區(qū)試驗和嚴寒區(qū)試驗必須選擇在試驗地區(qū)氣象環(huán)境最具有代表性的時段進行，且試驗時段的選擇不因裝備、人員的特點而改變，一般濕熱地區(qū)試驗時段為7-8月，嚴寒地區(qū)試驗時段為12-次年1月。

2.3 突出基本性能試驗的基礎性作用

裝備設計定型基地試驗是對被試裝備戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能和作戰(zhàn)使用性能的考核和檢驗。其中：戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能是由設計和制造所確定的裝備固有的作戰(zhàn)使用特性和功能；作戰(zhàn)使用性能是裝備在作戰(zhàn)任務、戰(zhàn)術(shù)性能和勤務性能等方面的性能。這2種性能主要通過基本性能試驗來考核。GJB848—90對基本性能試驗科目也進行了詳細規(guī)定：結(jié)構(gòu)和特征參數(shù)測定項目5項，機動性能試驗項目25項，火力性能試驗項目20項，防護性能試驗項目7項，電氣、通信設備性能試驗項目4項，保障性能試驗項目22項，人-機-環(huán)境工程試驗項目5項，共計88項。近年來，隨著新材料和新技術(shù)的不斷應用，部分系統(tǒng)的性能考核還需要借助試驗臺架進行?；拘阅茉囼烅椖克己说膽?zhàn)技指標涵蓋了研制總要求中大部分的指標要求，是裝備整個試驗周期內(nèi)十分重要的試驗階段。裝備交接完成后，一般采取“先基本性能試驗，后地區(qū)適應性試驗”的原則，其目的是在試驗初期對裝備進行一次系統(tǒng)、全面的“體檢”，盡可能地避免在試驗中期出現(xiàn)顛覆性的問題。

3 交接車時機選擇對試驗質(zhì)量的影響

3.1 影響基本性能試驗的開展

從全年來看，交接車時機可歸納為2種情況：1)常溫地區(qū)試驗時段，即2-5月或9-11月2個時段；2)其他試驗時段，即高原區(qū)、濕熱區(qū)和嚴寒區(qū)的適應性試驗時段。不同交接車時機對基本性能試驗的影響如表2所示。

表2 不同交接車時機對基本性能試驗的影響

由表2可以看出：只有在常溫地區(qū)試驗時段前期進行交接車，才能具有充足的時間進行基本性能試驗。若選擇表2中其他交接車時機，則有2種情況：1)只能進行部分基本性能試驗科目；2)完全不具備進行基本性能試驗的時間條件，只有當整個試驗再次循環(huán)至常溫地區(qū)試驗時才能進行基本性能試驗，此時車輛已完成了1個或多個地區(qū)的可靠性行駛里程(履帶車輛為1 000～3 000 km，輪式車輛為4 000～12 000 km)，可能會出現(xiàn)車體變形、摩擦件磨損等問題，若在此基礎上進行基本性能試驗，其試驗結(jié)果與車輛初始接車狀態(tài)時相比會有一定偏差。圖2為A型車在試驗總里程分別為348 km和3 388 km時，車底距地面高度的測量結(jié)果，圖中5個點分別代表車首至車尾5個車底距地面的高度。

圖2 A型車不同時機車底距地面高度的測定結(jié)果

由圖2可以看出：經(jīng)過近3 000 km的可靠性行駛后，車尾距地面高度小于車首距地面高度的趨勢沒有改變，但是由于車體及行動部分零部件的磨損和變形，與初始試驗結(jié)果相比，車尾距地面高度明顯減小。

此外，按照《裝甲車輛試驗規(guī)程加速特性、最大和最小穩(wěn)定速度試驗》[7](GJB59.1—85)的要求，部分試驗項目在整個試驗過程中要進行多次試驗，如加速特性、最大和最小穩(wěn)定速度試驗須進行初期、保險期和大修期3次試驗,其中：初期試驗須在車輛磨合期行駛后，發(fā)動機工作50 h內(nèi)進行。表3為近年來10輛履帶和輪式裝甲車輛樣車的試驗里程和發(fā)動機工作時間的統(tǒng)計，由于試驗期間除可靠性行駛外，還要進行有關性能試驗，表中用名義平均速度來表征發(fā)動機工作時間和車輛行駛里程的關系。從表3可算出履帶車輛和輪式車輛的名義平均速度分別為20.2 km/h和39.4 km/h。若發(fā)動機工作50 h，則履帶車輛和輪式車輛分別行駛1 007.5 km和1 971.3 km。因此，若車輛完成1個或多個地區(qū)的可靠性行駛里程后再進行基本性能試驗，發(fā)動機工作時間很可能會超出50 h。即：若選擇在地區(qū)適應性試驗時段前進行交接車，則會導致部分基本性能試驗項目無法獲取初始試驗數(shù)據(jù)。

表3 裝甲車輛行駛里程與發(fā)動機工作時間對應關系統(tǒng)計表

3.2 增加了故障原因分析難度

交接車后，若直接進入地區(qū)適應性試驗階段，則會增加故障原因分析難度。從可靠性試驗角度來看，對于地區(qū)適應性試驗過程中出現(xiàn)的故障，其原因可能有3種情況：1)與地區(qū)環(huán)境因素無關；2)與地區(qū)環(huán)境因素直接相關；3)是其固有屬性與地區(qū)環(huán)境因素綜合作用的結(jié)果。若不先進行常溫地區(qū)試驗，則其故障原因分析和判別的難度明顯增加。如B型車在接車后直接進行了嚴寒地區(qū)適應性試驗，試驗期間出現(xiàn)了負重輪靠近誘導齒處膠塊頻繁脫落的故障，圖3為其左1負重輪的脫膠故障，其故障原因有3種情況：1)材料選擇問題，當履帶滾道面和誘導齒上的積雪高溫融化后再結(jié)冰時，由于負重輪膠胎的低溫脆性，靠近誘導齒處膠塊受剪切力而破裂并脫落；2)質(zhì)量控制問題，負重輪本身的掛膠質(zhì)量存在問題，具體包括硫化工藝、溫度控制、材料配方等方面；3)結(jié)構(gòu)設計問題，負重輪誘導齒軸向定位措施不到位，車輛行駛過程中受地面平整度和車身轉(zhuǎn)向角度的影響，誘導齒軸向位置不固定，出現(xiàn)與負重輪膠胎直接干涉的現(xiàn)象。其中：第2)、3)類問題與嚴寒地區(qū)環(huán)境因素沒有直接關系；第1)類問題只有在嚴寒地區(qū)試驗中才會得到充分暴露。若此前已進行了常溫地區(qū)試驗且出現(xiàn)此故障，則故障原因一定屬于后2類問題之一；若常溫地區(qū)試驗中未出現(xiàn)此故障，則故障原因可定位為負重輪膠胎的低溫脆性。后續(xù)的常溫地區(qū)試驗結(jié)果表明：此故障與嚴寒地區(qū)環(huán)境因素無關，是由負重輪掛膠質(zhì)量和誘導齒結(jié)構(gòu)設計2方面造成的。由此可見：車輛未進行常溫地區(qū)試驗而直接進行嚴寒地區(qū)適應性試驗時，其故障原因的分析難度較大。

圖3 B型車輛嚴寒區(qū)試驗時左1負重輪的脫膠故障

3.3 加大了試驗周期管理的風險

對于絕大多數(shù)裝備，在全壽命周期內(nèi)其故障率具有明顯的階段性，一般分為早期故障期、偶然故障期和耗損故障期3個階段，其中：早期故障期和耗損故障期的故障率較高；偶然故障期的故障率相對較低。早期故障期故障率高大多是由設計、原材料和制造過程中的缺陷造成的；耗損故障期故障率高則是由裝備壽命后期的磨損、疲勞、老化和耗損等原因造成的。由于裝備試驗必須貫徹技術(shù)歸零原則，對設計、制造和操作等原因造成的故障必須采取相應措施加以改進，因此早期故障期的多數(shù)故障都需要進行技術(shù)歸零，其工作任務量相當繁重。由于不同車型的早期故障期特征存在差異，如果地區(qū)適應性試驗處于早期故障期，必然會導致試驗期間的工作量大幅增加，從而加大地區(qū)適應性試驗的周期管理風險。

圖4為C型車在其全壽命周期內(nèi)的故障率曲線，該曲線反映了目前典型裝甲裝備的可靠性特點。從曲線走勢來看：類似于文獻[1]中的“浴盆曲線”，其特點是4 000 km之前故障率較高，而在后續(xù)試驗中故障率相對較低。其中：從試驗開始至2 000 km這一區(qū)間內(nèi)，故障率明顯偏高，屬于早期故障期。為敘述方便，本文將4 000 km之前的試驗階段稱為“前期故障期”。事實上，C型車于2007年7月接車后直接進行了高原和濕熱地區(qū)適應性試驗，每輛樣車累計行駛里程為2 000 km。試驗中出現(xiàn)了傳動裝置離合器密封環(huán)失效、發(fā)動機增壓器葉輪碎裂、起動電機繞組熔斷等11個任務故障和41個關聯(lián)故障，由于試驗現(xiàn)場不具備仿真分析和臺架驗證的技術(shù)條件，致使故障排除和技術(shù)改進周期大大延長，最終2個地區(qū)適應性試驗的總時間比原計劃延長了16天。

圖4 C型車全壽命周期內(nèi)的故障率曲線

4 交接車時機的合理選擇

4.1 交接車時機選擇的原則

交接車時機的選擇應堅持如下2項原則。1)便于接車后優(yōu)先開展基本性能試驗。一般來說，基本性能試驗與常溫地區(qū)可靠性試驗相結(jié)合，而且完整的基本性能試驗需用時1～2月，因此交接車時機不能晚于一年中2次常溫地區(qū)試驗時段的前、中期。2)使地區(qū)適應性試驗避開早期故障期。以履帶車輛為例，按早期故障期累計里程為2 000 km計算，應保證接車后先在常溫地區(qū)完成至少2 000 km的可靠性行駛試驗，即接車后要先完成全部基本性能試驗和2 000 km的可靠性行駛試驗，然后再進行地區(qū)適應性試驗。

4.2 最佳交接車時機的選擇

目前，GJB848—90提供了1-2月或6-7月2個交接車時機。選擇1-2月交接車，可直接進入2-5月的常溫地區(qū)試驗時段，這4個月的時間對于完成基本性能試驗和2 000 km的可靠性行駛試驗是充足的。選擇6-7月交接車，直接進入了高原地區(qū)試驗時段，就存在2種情況：1)有高原作戰(zhàn)需求的車輛，接車后進行高原適應性試驗，但不符合4.1的原則要求；2)沒有高原作戰(zhàn)需求的車輛，可安排常溫地區(qū)試驗，但由于7月中下旬要進行濕熱地區(qū)試驗，要完成基本性能試驗和2 000 km的可靠性行駛試驗，在時間上存在一定的風險。

根據(jù)4.1的交接車時機選擇原則，對照圖1中的試驗時序流程，合理的交接車時機應當在每年的2月或9月。將4.1節(jié)中的原則2)進一步拓展為應盡可能使地區(qū)適應性試驗避開前期故障期?？紤]到不同型號的裝備因個體差異，其前期故障期會適當延長或縮短，在2次常溫地區(qū)試驗之間應盡可能地減少地區(qū)適應性試驗次數(shù)。從圖1的試驗時序流程可以看出2月和9月這2個時機分別對應2種試驗流程：2月接車對應的流程是“常溫地區(qū)試驗—高原地區(qū)試驗—濕熱地區(qū)試驗—常溫地區(qū)試驗”；9月接車對應的流程是“常溫地區(qū)試驗—嚴寒地區(qū)試驗—常溫地區(qū)試驗”。顯然，9月對應的試驗流程可減少1次地區(qū)適應性試驗，其前期故障期的大部分試驗處于常溫地區(qū)，最大限度地降低了試驗周期管理風險。因此，最佳交接車時機應選擇在每年的9月。表4為9月接車后的試驗時序串聯(lián)圖解及里程分配試驗剖面，具體實施時可根據(jù)裝甲車輛的技術(shù)特點進行適當?shù)募舨煤驼{(diào)整。

表4 9月接車后的試驗時序串聯(lián)圖解及里程分配試驗剖面

5 結(jié)論

1) 設計定型基地試驗交接車時機的選擇對基本性能試驗方案規(guī)劃、故障原因分析與判別、試驗周期管理等均具有直接影響，論證、研制、試驗以及項目管理單位應給予高度重視。

2) 最佳交接車時機應選擇在每年的9月進行，這既保證了基本性能試驗的順利開展，又使2 000 km的早期故障期落在常溫地區(qū)試驗階段，還兼顧了2次常溫地區(qū)試驗之間地區(qū)適應性試驗的次數(shù)最少，從而降低了試驗周期管理風險。

3) 裝備在初樣階段應按設計定型基地試驗的強度從難、從嚴考核，充分暴露設計缺陷并加以改進，從而降低設計定型階段的早期故障率和前期故障率，為靈活選擇交接車時機創(chuàng)造條件。

[1] 武小悅，劉琦.裝備試驗與評價[M].北京：國防工業(yè)出版,2008:24-26.

[2] GJB848—90 裝甲車輛設計定型試驗規(guī)程[S].

[3] GJB59.22—89 裝甲車輛試驗規(guī)程:嚴寒地區(qū)適應性試驗總則[S].

[4] GJB59.21—91 裝甲車輛試驗規(guī)程:濕熱地區(qū)適應性試驗總則[S].

[5] GJB59.30—91 裝甲車輛試驗規(guī)程:沙漠地區(qū)適應性試驗總則[S].

[6] GJB59.59—95 裝甲車輛試驗規(guī)程:高原地區(qū)適應性試驗總則[S].

[7] GJB59.1—85 裝甲車輛試驗規(guī)程加速特性、最大和最大穩(wěn)定速度試驗[S].

(責任編輯:王生鳳)

Occasion Selection of Hand-over Vehicle in Armored Vehicle’s Design and Finalization Base Test

WANG Wei1, JI Bo-gong2, Zhang Si-chun3

(1. Troop No. 63966 of PLA, Beijing 100072, China;2. Department of Science Research, Academy of Armored Force Engineering, Beijing 100072, China;3. Troop No. 69213 of PLA, Kashi 844900, China)

Aiming at actuality that the occasion selection of hand-over vehicle is nonstandard and illogical in the armored vehicle’s design and finalization base test at present, and on the basis of systemic analysis of features of this kind of test, the influence of the occasion selection of hand-over vehicle is investigated in this paper. And the basic principle of the occasion selection is proposed and the best occasion of hand-over vehicle in the test is also confirmed, which provides the basis for improving the quality of equipment design and finalization test.

armored vehicle; hand-over vehicle occasion; design and finalization; test cycle

1672-1497(2015)02-0024-05

2015-01-15

王 偉(1981-)，男，高級工程師。

E923.1; E252

A

10.3969/j.issn.1672-1497.2015.02.005