国外海军舰船装备环境试验军用标准分析

肖泽，李亚政，张军涛

（1.中国船舶重工集团公司第七一四研究所，北京 100192；2.中船舶重工集团公司军品中心，北京 100192）

海军舰船装备要经历比其他军事装备更为复杂和严酷的海上自然环境和作战环境的挑战，因此对环境适应性有着更高的要求。目前，世界各军事强国均建立了十分完善的环境试验设施和试验手段，并制定了系统而全面的标准，建立了环境试验标准体系。

1 海洋环境对海军舰船装备的影响分析

1.1 舰船装备环境适应性故障

在海洋上，风、浪、流、水深等因素直接影响着舰船的环境适应性，高盐度、高温和高湿环境使舰船装备遭到严重的腐蚀。舰船在海洋上还会遭遇海洋生物污损这一特殊的环境问题。海洋污损生物在艇体、动力冷却管系和螺旋桨上的附着，将明显地降低舰船航速；海洋污损生物在舰船计程仪探头、声纳导流罩、鱼雷和导弹发射管开启结构上的附着，将导致舰船装备战斗力的下降[1]。

现代舰船除了受雷电的影响以外，舰船列装的众多天线和电子设备，也导致了甲板上和甲板下的电磁环境日益恶劣。除以上因素外，海上日照量、摇摆和倾斜、振动和冲击等都影响着海军舰船装备的环境适应性。

1.2 国外军用环境试验技术概况

从世界范围来讲，各军事发达国家普遍通过在典型自然环境中建立自然环境试验站的方法来研究材料和装备在各类自然环境中的适应能力与变化规律，以及自然环境因素变化对材料和装备性能所带来的综合影响。

美国在本土和全球各地共建立了各类装备环境试验站50余个，覆盖了全球各种典型的自然环境条件。目前，美国已把环境试验作为鉴定军用装备的重要手段，并明文规定军用设备不经过环境试验的考核，不准定型和生产。

前苏联在全球各地区建立了各种气候类型的暴露场50余个。前苏联解体后，俄罗斯自然环境试验体系较为完整地保存下来的主要单位是俄罗斯科学院系统的物理化学研究所，基本代表了其国家水平。

日本军事装备环境试验管理实行的是三军一体的管理模式，由防卫厅下属的“技术研究本部”负责三军装备的研究和发展工作，负责对陆、海、空自卫队所需的武器装备进行技术调查、研究、生产与试验。

英国共有各类大气暴露场约40个，其中最大的是卡林顿暴露场；在西非、新加坡、纽约市郊、澳大利亚海滨等不同地点建立了规模不一的暴露试验场，并在利物浦建有海上试验站。

2 国外舰船装备环境试验标准体系发展现状

环境试验是准确、高效评价武器装备环境适应性程度的可靠手段。多年以来，世界各军事强国都积极制定、完善环境试验标准，拓展试验方法，不断创新试验设备，以满足不同武器装备、不同使用环境的试验要求，从而形成各具特色的标准体系[2]。在舰船装备环境试验专用标准中大量引用了这些标准中的核心内容，作为顶层标准，这些标准对舰船装备的环境试验具有重要的指导意义。

2.1 美国军用环境试验标准体系

美军的装备环境工程标准制定始终走在世界前列。在环境条件方面，美军对全球不同地域的气候特点、规律以及极值情况进行了系统研究，并将研究成果编制成了MIL-STD-210《军用装备气候环境极值》，现行有效的是MIL-HDBK-310《用于军用产品研制的全球气候数据》。在试验方法及设备方面，美军于1962年制定了统一的环境试验标准MIL-STD-810，以确保装备的可靠性。美军810系列标准一直领导着军用环境试验的先进潮流，许多新概念和新思想来自该系列标准，如剪裁理论和技术，环境工程概念和技术等。现行有效的美军武器装备环境工程标准体系以MIL-STD-810G为起点和核心，包含的主要标准有 MIL-STD-108E，MIL-STD-202G，MIL-STD-1766和MIL-HDBK-31等。

美军在环境试验方面的舰船装备专用标准主要包括以下2个方面。

1）振动和冲击。以MIL-S-901D，MIL-STD-798，MIL-DTL-28840 和MIL-STD-167 系列标准等为代表。MIL-S-901D《舰载机械、设备和系统高强度冲击试验要求》规定了除潜艇外，所有舰载机械、设备和系统的冲击试验要求，含核武器和常规武器效应下的冲击载荷。MIL-STD-167-1A《舰载设备机械振动（Ⅰ型-环境激励，Ⅱ型-内部激励）》规定了常规轴推进海军舰船舰载设备对环境激励和内部激励的振动试验流程和要求。

2）电磁环境。以MIL-STD-461F《子系统和设备的电磁干涉管理要求》和MIL-STD-464A《系统的电磁环境效应要求》等为代表，提出了舰船系统全寿命期中电磁环境效应的一般要求，规定了用于雷电直接效应和间接效应的电流波形、磁场变化和电场变化率。

总体而言，美军环境试验标准体系较完整，具有数量多、范围广、系统全面的特点，既涉及到人工加速模拟试验，也涉及到一些自然环境试验方法。不仅有通用标准，还针对各类武器装备特点和使用环境规定了专用试验规程。但是，美军标中涉及自然环境试验方面的公开标准却很零散、不系统，在体系结构上也存在层次不够明晰的缺点。

2.2 北约环境试验标准体系

北约标准对各成员国的军用标准化工作具有指导意义，其选用级别优于各成员国的军用标准。在环境条件方面，北约编制有NATO STANAG-2895《北约军队物资定义设计标准或测试标准过程中所用的极端气候条件和派生条件》；在试验方法及设备方面，北约编制的主要标准有NATO STANAG-4370《环境试验》系列标准，分别是：AECTP-100《防务装备环境指南》；AECTP-200《环境试验、环境定义》；AECTP-300《气候环境试验》；AETCP-400《力学环境试验》；AECTP-500《电学环境试验》和AECTP-600《延寿试验》。其中，AECTP-100 与英国国防部标准Def Stan 00-35 第 1 册类似；AECTP-200 与第 4，5 册类似；AECTP-300与第3册类似，AECTP-500是本标准独有的。此外，美军在制定MIL-STD-810G 时也参考了NATO STANAG-4370系列标准。

北约在环境试验方面的舰船装备专用标准主要包括：NATO STANAG-4137《水面舰船标准水下爆炸试验》；NATO STANAG-4141《水面舰船设备冲击试验》；NATO STANAG-4142《水面舰船设备抗冲击分析》；NATO STANAG-4150《重型水面船舶设备在浮动冲击平台上的冲击试验》；NATO STANAG-4154《舰船设计过程中耐波性通用程序》；NATO STANAG-4194《浪与风环境标准化和舰船海况报告》；NATO STANAG-4293《北约水面舰船声学环境指南》等。

2.3 俄罗斯环境试验标准体系

俄罗斯仍在沿用20世纪80年代的标准，其环境试验方法通用标准ГОСТ 20.57-406-89《质量检验综合系统、电子技术产品、量子电子产品和电气产品试验方法》、ГОСТ 16962.1/16962.2《电气产品对外界气候作用/机械作用因素性试验方法》和ГО СТ 15150-69《机器、仪表和其他工业产品》[2]，均规定了一系列的环境试验项目。与目前国际和国内其他环境试验系列标准一样，同样将各试验方法共同的基本要求以总则的形式列在标准的最前面，以便在按照各试验方法试验时，按这些基本要求实施，以避免各自另行规定而造成重复，确保试验结果的重现性和准确性。应当指出，俄罗斯Г О С Т 20.57-406-89，ГОСТ 16962.1/16962.2 标准中对各环境试验项目实施过程中涉及的通用要求要比美国军用标准MIL-STD-810G中规定的更为详细和具体，其操作性也较好，因而很有参考价值。

2.4 日本防卫厅环境试验标准体系

在日本，规定环境试验的正式标准是日本工业标准（JIS），JIS中的环境试验方法主要以美军标为基础。例如，参考MIL-STD-202 制定了电子元器件的共同试验方法，以JBC 5020 系列发行。在环境试验方面，日军编制了大量的标准，主要有Y 7002系列的引信环境试验系列标准，G 3108C《舰船用调质锻钢品》、C 0011B《电磁干渉试验方法》、C 0110E《对电子仪器运用条件试验方法》等。

日本防卫厅在环境试验方面的舰船装备专用标准主要包括：NDSF 8002D《舰船电气设备试验方法》，NDSF 8005B《舰船设备高冲击检查试验方法》，NDSF 8017《舰船电气设备振动试验方法》，NDSZ 2003C（1）《舰船钢材非破坏性试验方法及试验结果分级方法》和NDSZ 2004C（1）《舰船钢材焊接部位非破坏性试验方法及试验结果分级方法》等。

2.5 英国国防部环境试验标准体系

英国早在1975年就制订了Def Stan 07-55《军用装备环境试验》。英国国防部2006年9月颁布了国防标准《国防装备环境手册》。Def Stan 00-35《国防装备环境手册》第四版，纳入了装备全寿命期内会遇到的环境条件信息，装备设计、研制和鉴定时使用的各种环境试验方法以及对整个环境工程任务的控制与管理要求等内容。该标准尽量采用了英国国家标准和国际通用环境试验标准的资料，适用性强，内容编排合理、科学，很具有借鉴价值。在Def Stan 00-35 中“诱发的气候、生物和化学环境”是MIL-STD-810G中所没有的。

现行英国国防部环境试验标准以Def Stan 00-35 为中心，还包括Def Stan 08-46《电、磁和电磁环境》、Def Stan 08-123《设备环境条件的设计和试验要求》、Def Stan 59-114《爆炸物集成电路的设计和评估原则》系列、Def Stan 59-411《电磁兼容性》系列标准和Def Stan 08-120《设备冲击强度的确定要求》等。英国国防部在环境试验方面的舰船装备专用标准主要包括：Def Stan 08-124《海军电爆炸设备的无线电频率环境和验收标准》；Def Stan 02-40《技术出版物出版要求，第一部分：船舶分类、稳性和生命力手册》；Def Stan 02-109《水面舰船稳性标准》系列标准；Def Stan 02-516《水面舰船雷电防护指南》等[4]。

英国国防部采办政策的改革总体上已将装备的性能和完整性的责任转到供应商。按总技术要求、按环境要求、按环境试验规范采购或采购现成产品将影响环境控制与管理过程的职责分摊。试验类型包括定型试验、寿命评估、环境应力筛选和对在部队使用中监测等。

3 结语

我国舰船装备环境试验标准体系是在借鉴美国、俄罗斯和英国等发达国家环境试验标准的基础上编制的。虽然在结构的完整性和逻辑关系上都较为先进，但是由于这些标准基本上是对国外标准的剪裁使用，导致标准引用不全，存在可操作性不强的问题。为此，建议加强以下几项工作：1）加强宣传和引导，使舰船装备论证、研制、生产、使用和维护人员都重视环境对舰船装备的影响；2）加强国外先进标准规范的引进、消化吸收和推广应用，培养和造就具有世界格局的标准化研究专家队伍；3）加强标准化研究人员同型号研究人员的联系，切实解决型号研制中出现的环境试验问题；4）在提高舰船装备环境适应性的同时要考虑安全、可靠、节约和绿色环保等要求。

[1]陈光章，唐亮武，王丹.舰船装备环境工程发展概况[J].装备环境工程，2004，2（1）：1—4.

[2]苏燕. 国内外自然环境试验体系探讨[J]. 中国标准化，2003（3）：27—28.

[3]王丽，祝耀昌.俄罗斯环境试验系列标准通用要求内容介绍与分析[J].装备环境工程，2004，3（6）：81—86.

[4]刘尚合.武器装备的电磁环境效应及其发展趋势[J].装备指挥技术学院学报，2005，1（16）：1—6.