基于某型裝備溫度適應性研究

盛冰冰，唐瑛，馬春斌

（國營長虹機械廠，廣西 桂林 541003）

1 前言

在裝備試修和延壽過程中，裝備的測試溫度指標為15 ～30℃，滿足裝備轉運、維修要求。但是，實際裝備掛飛過程中，溫度不斷變化，當其位于9000m 高空時，溫度可降至-30℃左右，目標位于熱帶或沙漠地區(qū)時，環(huán)境溫度可達到50℃。而在常溫狀態(tài)下，維修測試結果不能作為裝備在惡劣溫度環(huán)境下仍能正常引爆的依據(jù)。因此，對裝備進行特殊環(huán)境下的溫度試驗對于驗證其掛飛適應性十分必要。

對裝備而言，其環(huán)境適應性是指裝備在服役期內綜合環(huán)境因素作用下能實現(xiàn)所有預定的性能和功能和（或）不被破壞的能力。環(huán)境試驗是評價裝備質量性能的重要途徑，在地面固定、車載、船艦載、機載、星載裝備中得到了廣泛應用。對于批量生產、數(shù)量較多和體型巨大的裝備，環(huán)境試驗需要大量的人力、物力和財力，對每件裝備進行環(huán)境試驗是困難的。因此，通常進行抽樣試驗。根據(jù)GJB 1621.7A-2006《技術偵查裝備通用技術要求》第七部分《環(huán)境適應性要求和方法》，低溫高溫為必測試項目。

在修國產裝備中某型產品數(shù)量居多，彈性巨大，不具備統(tǒng)一環(huán)境試驗條件、符合抽樣試驗要求。裝備在掛飛過程中，隨著載機的升高，溫度也急劇下降，外界環(huán)境變化巨大。為保證產品的環(huán)境適應能力符合要求，保證武裝備戰(zhàn)能力達標，性能優(yōu)良，必須對該型裝備進行溫度試驗，驗證裝備的溫度適應能力。本文通過隨機抽取1 枚產品按照我國軍標要求，分別在低溫-40℃和高溫55℃下，對裝備性能進行了測試，結果顯示，該型裝備具備溫度適應能力。

2 溫度試驗條件分析

2.1 溫度試驗的目的

裝備掛飛過程中，載機每升高100m 溫度降低0.6℃，當上升到9000 ～10000m 高空時，溫度基本降低為-29 ～-35℃（環(huán)境溫度25℃）；裝備離機降落過程中環(huán)境溫度逐漸升高，當目標位于熱帶或沙漠地區(qū)時，白天溫度可升至50℃。對于該型裝備在掛飛過程中和離機后是否仍能命中目標并正常引爆提出很大挑戰(zhàn)。進行本次溫度試驗，需嚴格把控低溫和高溫溫度指標，同時進行模擬飛行員操作測試流程，觀察裝備各元件工作情況。

2.2 試驗前準備

每50 枚裝備中隨機抽取1 枚進行溫度試驗，并將該型裝備由裝備修理廠運至某環(huán)境試驗研究所，轉運過程中保證運輸穩(wěn)定，舵機、副翼完好無磕碰，導引頭無摩擦、無異物。

測試設備采用維修整彈測試設備，滿足模擬裝備工作的所有測試要求，試驗前需進行自檢并自檢合格。

預處理：對溫度試驗裝備裝箱，裝備與箱體側壁、頂部、底部距離均大于等于15cm，以保證箱體內空氣的流通。

2.3 溫度試驗步驟

溫度試驗流程主要包括預處理、初始檢測、條件試驗（低溫試驗和高溫試驗）、恢復和最后檢測。

初始檢測：溫度試驗前進行常溫整彈測試，驗證接收裝備的完好性。

條件試驗：實驗順序為低溫試驗、升至常溫試驗、高溫試驗、降至常溫試驗。

恢復和最后檢測：裝備出箱后，進行整彈恢復和整彈測試，驗證經(jīng)過溫度試驗后各元件工作狀況。

3 溫度試驗及結果

3.1 預處理

將裝備按照要求移至溫度控制箱中，并在相關元器件上連接溫度傳感器。

3.2 初始檢測

在進行每次試驗前后，確認用于控制和監(jiān)控試驗參數(shù)的儀器儀表和試驗設備的精度，溫度檢測儀的精度為0.001℃。試驗包含15 個溫度傳感器對應溫度監(jiān)控儀的1 ～15 通道。

裝備裝箱后，將測試設備置于溫度箱外，測試電纜通過溫度試驗箱測試孔與彈上測試接口一一對應連接。為保證低溫測試前裝備運行正常，裝箱后首先在常溫下對裝備進行綜合測試。常溫下各元件溫度如表1 所示。試驗溫度允許偏差為±3℃。

表1 低溫試驗前彈上各元件溫度

由表1 可見，彈上元件溫度與環(huán)境溫度相差±0.4℃，溫度符合GBT 2423.1-1989 要求。

對裝備進行整彈測試，各單元測試時間及結果如表2 所示。

表2 低溫試驗前整彈測試

由表2 可見，裝備進入溫度試驗箱前，整彈測試合格，保證溫度試驗的正常進行。

3.3 條件測試

（1）低溫試驗。溫度以1℃/min 的速率由常溫降至-40℃，并維持6 小時，開始低溫試驗，溫度變化曲線如圖1 所示，此后進行低溫綜合測試。

圖1 低溫溫控曲線

由圖1 可以看出，實際溫度曲線在預設溫度上下波動，任取其中一時刻（t=5h），各元件溫度如表3 所示。

表3 低溫試驗期間彈上各元件溫度

實際溫度與預設溫度相差±0.5℃，擬合效果很好。在t=（3 ～11）h 時，時間段內溫度基本穩(wěn)定在-40℃，此時，可以認為彈體內部各元件滿足低溫測試條件，開始低溫試驗。

連接測試設備，檢查設備電纜接口，待安全無誤后進行整彈測試。整彈綜合測試時間13 分04 秒，試驗結果合格。

調節(jié)溫控裝置，使箱體溫度以1℃/min 開始恢復至25℃，并保持箱體處于該溫度6 小時，觀察彈體內部元件溫度（t=15h），如表4 所示。

表4 高溫試驗前彈上各元件溫度

檢測恢復常溫后彈體的綜合測試結果，測試時間12分54 秒，測試合格。因此，低溫測試沒有對裝備性能參數(shù)產生影響，該型裝備可以在-40℃溫度下正常工作。

（2）高溫試驗。將溫度控制裝置設置以1℃/min的速率由常溫升至55℃，并維持6 小時保證彈體各監(jiān)測元件達到55℃，為高溫試驗做準備。高溫試驗的箱體溫度變化曲線如圖2 所示。

圖2 高溫溫控曲線

選取恒定高溫段任一時刻（t=5h）觀察裝備受控元件溫度，如表5 所示。

表5 高溫試驗期間彈上各元件溫度

依據(jù)國軍標標準，各被測元件實際溫度與溫度箱預設溫度相差±0.4℃，滿足要求。對彈體進行高溫試驗，整彈綜合測試時間13 分16 秒，試驗結果合格。

為保障高溫試驗后，彈體元器件在常溫下無損傷，調節(jié)溫控裝置，使箱體溫度以1℃/min 開始降至25℃，并保持箱體處于該溫度6 小時，觀察彈體內部元件溫度，任選穩(wěn)定后的時刻(t=15h)檢測彈體各元件溫度值，如表6 所示。各元件經(jīng)過6 小時降溫與擬合溫度相差±0.4℃，符合要求。

表6 高溫試驗后彈上各元件溫度

檢測恢復常溫后彈體的綜合測試結果，測試時間12分54 秒，測試合格，因此，高溫測試沒有對裝備性能參數(shù)產生影響，該型裝備可以在55℃溫度下正常工作。

3.4 恢復和最后檢測

（1）出箱恢復。將裝備移出溫控箱，連接測試設備及電纜，為最后整彈測試做準備。

（2）最后檢測。在常溫下對裝備進行整彈測試，檢驗溫度試驗對裝備工作性能的影響，各單元測試結果如表7 所示。

表7 試驗結束后整彈測試

由表7 可見，高溫試驗后裝備測試合格，因此可以認為該型裝備在環(huán)境溫度發(fā)生變化時也能保持元件正常工作，打擊目標。

4 結語

針對目前的裝備維修中常溫測試條件不能準確反映裝備在實際掛飛和發(fā)射中溫度變化對機件的影響的缺陷，本文在確保裝備常溫測試合格的情況下，先后對裝備進行了低溫（-40℃）和高溫（55℃）試驗，結果顯示測試結果合格；為進一步驗證試驗對裝備機件性能沒有影響，試驗結束后重新模擬打靶試驗（整彈測試），測試結果與高低溫試驗前一致。因此，本次該型裝備能夠適應掛飛或打靶過程中的機件性能不受溫度影響或溫度變化不足以對機件性能產生影響，可以認為該型裝備在實際掛飛和打靶中具有良好的溫度適應力。