武器“绿色制造”研究

2014-03-15何泽文

中国军转民 2014年5期

■ 何泽文

武器“绿色制造”研究

■ 何泽文

武器弹药制造中的环保技术，是综合考虑环境因素和资源利用效率的现代装备制造技术模式，要求最大限度地控制废弃物和有害排放物的产生，以减少对空气、土壤和水源等环境的负面影响，同时要求原材料和能源的利用率最高而损耗数量最低，从而提高研制活动的经济效益和社会效益。加强对武器弹药制造中环保问题的研究并采取得力措施是贯彻落实我国“节能减排十二五规划”的重要问题。

武器制造环保问题研究

一、引言

战争中大量使用武器弹药与重视环保问题，永远是一种二律背反吗？近百年不熄的战火中，核武器、化学毒剂、生物战剂、贫铀弹药、含铅弹药纷纷登场，对生态环境造成严重破坏。如在伊拉克战争中，美军使用的贫铀弹爆炸后产生的细微颗粒将会长期破坏生态环境，导致受污染地区肿瘤、心血管和神经系统疾病患者增加，引起造血障碍、生育能力下降、生长发育迟缓等病症。近几十年来，随着战争手段的极大增强和战争烈度的极大提升，武器的使用也到了人类自然和社会环境所难以承受的地步。因此现在国际上关于“绿色武器”，即对自然环境不产生或者少产生污染，有利于环保和不破坏生态平衡的武器理念开始升温，行动步伐也随之加快。然而，武器对于环境的破坏并不仅限于它的使用，武器装备在制造中对环境造成污染的现象也不可忽视。工业污染曾被人们列为造成环境污染的罪魁，而作为工业的重要组成部分——武器装备制造业当然也难逃其咎。在这种背景下，所谓的“绿色武器”自然而然成为人们对武器发展的希冀与追求。近年来，外军开始研发环保武器，我们应该给予理性分析和关注。环保武器理念升温应当被视为一种文明的进步。我国新近制定的“节能减排十二五规划”强调，要深入贯彻节约资源和保护环境的基本国策，坚持绿色发展和低碳发展，坚持把节能减排作为落实科学发展观、加快转变经济发展方式的重要着力点，加快构建资源节约、环境友好的生产方式和消费模式，增强可持续发展能力。

二、从研制开始为绿色制造奠基

在弹药制造过程中，设计是先导，设计人员的环境意识以及对环保知识的掌握程度直接决定了弹药产品中使用环保技术的广度和深度。因此，设计人员必须具备充足的与环保相关的知识。弹药的环保设计是把产品从需求、设计、试制、生产、验收、交付到回收再生整个寿命周期一起考虑的，是把产品、环境与人类在产品寿命周期内每一阶段的相互影响一起考虑的。设计中应广泛采用绿色材料、标准化和模块化零部件或单元，充分考虑加工制造过程中的材料利用率。同时还必须考虑武器弹药在交付乃至作战训练、储存和寿命终止后，报废、拆解不对环境造成负面影响，以及部分材料、零部件和设备能够再生利用，减少不可再生资源和短缺资源的使用量，尽量采用各种替代物资和技术。

1．标准化、模块化设计。随着科学技术的进步，世界各国对弹药的使用性能不断提出更高的要求，弹药更新换代的周期越来越短。在弹药研制中，为增强弹药平台的广泛兼容性，尽量减少因技术升级而进行的车载武器的车体结构适应性改造以及产生的不良后果，有效降低改装成本，提高改装的针对性和便捷性，有必要采用标准化、模块化的设计。首先，总体结构通过标准化、模块化设计，可以采用功能多样化与复合化的零件以及简单的连接方法，使整体装置的零件数量减少；可以合理地设计产品中零件、支撑、载荷的布置，确定适当的整体尺寸，提高材料利用率；可以使设计结构符合工艺性与加工性，以减少加工过程中的材料损耗与能源消耗；可以使弹药便于回收，实现资源的重复利用；可以使设计结构便于维修，延长产品使用寿命。其次，弹药设备通过标准化、模块化设计可以有效地避免散件逐件装配，从而减少制造污染和噪声危害，提高工作效率和工作质量，还可以使劳动量和资金的消耗大大减少。而且弹药的标准化、模块化设计，也较好地满足了弹药拆装的互换要求，可以提高零部件的通用性和重复性，亦可以促进专业化生产。

2．并行设计。根据并行工程的思想，由设计者、制造者和环保工程师参与弹药的初样机设计、详细设计和生产设计整个过程，通过相互协调，综合考虑弹药由初样机设计到弹药报废的整个寿命周期中影响资源利用与环境污染的所有因素，优化各个设计环节，减少产品生产的往复过程，提高整个制造系统的资源利用率，降低废品率，节约资源。另外，还应综合考虑产品的结构设计、材料选择、制造环境设计、工艺设计、回收处理设计等各个方面，实现并行环保设计。

3．网络技术、虚拟现实技术。虚拟现实技术主要包括虚拟制造技术和虚拟公司两部分。虚拟制造技术就是在真正产品生产之前，在虚拟制造环境下生成软产品模型来代替传统的真实样品进行实验，对其性能和可制造性进行预测和评估，从而减少损耗，降低成本。虚拟制造技术和网络技术相结合就可根据市场需求，将产品所涉及的不同制造公司临时组建成一个由计算机网络联系的虚拟工厂。各弹药制造企业和设计院所可通过因特网建立制造资源信息网络，通过虚拟制造进而实施“敏捷制造”。

三、选择环保材料及设施和工艺

在选择弹药材料时，除注重使用性能，力求好用、适用、顶用、耐用外，还要求把握以下几个原则：一是选用无毒无害材料，避免装备从生产使用到报废的各阶段对人体健康造成危害和对环境造成污染。二是选用加工性能优良的材料，以提高材料的使用率，降低生产过程的人力成本和能源消耗。三是选用可再生材料和便于回收的材料，减少资源消耗和永久废料的形成。四是采用环保型涂装房。环保型涂装房内的空气温度和湿度可自动控制，为车体涂装提供适宜的环境条件，实现涂装全天候作业。装备涂装工艺传统上可分为钢板预处理和二次除锈涂装（如在涂装房内进行的弹药电泳涂漆）。以上这些技术之所以都被归于环保技术，是因为这些工艺和技术或减少了原材料和能源的耗用量，或可缩短开发周期、减少成本，而且有些工艺改进对环境还起到保护作用。同时，采用粉尘和漆雾分离技术，可以有效控制有机溶剂排放，实现环保型涂装。五是采用环保加工工艺，加工过程中不采用任何冷却液。干式加工简化了工艺、减少了成本，而且消除了冷却液所带来的一系列问题，如废液处理和排放等。

四、把好环保监理关，军代表“守土有责”

依据合同条款和国家有关规定，对弹药研制生产中的质量及其环保问题进行严格监理控制，是军代表应尽的职责。一是对材料的监理控制。军代表要从弹药材料供应方进行控制，检查材料供应方的资质，检查焊接材料生产单位有无国家质量技术监督检验检疫总局授予的合法供应资质等情况；材料复验情况，处理好材料复验中裁机构的关系，保证材料的供应、复验符合国家、行业标准及图样规定的要求，在生产现场材料的管理、保管与发放使用/回收情况，保证材料有良好的追溯性，分清材料，批量使用。二是对加工环境的监理控制。我室在深入贯彻落实科学发展观过程中认识到，装备又好又快发展，不仅限于装备本身的性能、质量满足战争需要，“好”还应体现在尽可能对环境不造成破坏或尽可能使破坏减少到最小程度。因此，利用军代表对弹药全寿命监督的有利条件，立足从每件事做起，把环保理念融入到具体工作中去。并采取多种举措，促进和带动企业在装备研发试验等项活动中增强环保意识。近年来，在参加装备设计方案论证中，军代表建议增加技术性能指标以外的环保指标要求。在装备外表防护油漆和镀膜涂料上，军代表坚持采用经环保认定的防腐涂料；在弹药内饰材料的选用和包装箱等防护器具上，军代表力促研制方采用符合环保要求的“绿色”包装新材料；在装备使用说明书等技术资料的编写条款中、在装备工具的配发中，军代表力促体现环保内容，以防止和最大限度地减少对环境的污染。在军厂双方研究确定装备试验方案时，军代表充分考虑当地的环保要求，把环保写入试验规范。

五、用科技创新找出环保佳径

在战场上，彩色烟幕弹用途十分广泛，包括定位空降区域、辨识友军、暴露敌方目标以及通信联络等。彩色烟幕弹的工作原理是，当烟幕弹点燃时，颜料受热气化，溢出弹体后遇冷凝聚成彩色烟幕。传统烟幕弹一般使用含硫燃料作为产热剂使颜料气化。这种含硫烟幕会对人产生强烈刺激，颜料的残渣则会对环境造成危害。目前美军所使用的M18系列烟幕弹共有绿、黄、红、紫等颜色。美军一直尝试对彩色颜料进行改进，试图找出可用于烟幕弹的低毒性颜料。

据美国《陆军时报》日前报道，美陆军已研制出改进型的环保彩色烟幕弹，采用了食糖配方来取代过去普遍使用的含硫配方。如今，以食糖为产热成分的绿色和黄色烟幕弹已经投入战场使用。以食糖为发热成分的烟幕弹在燃烧时产生的温度略高于以硫为发热成分的烟幕弹，颜料在高温下分解，而不像原来那样气化后溢出。为使改进后的发烟成分有时间充分燃烧从而产生足够烟幕，美军正在尝试用引线取代过去那种弹丸式点火系统。据称，紫色烟幕弹已基本达到了军用标准，但还须进一步测试与完善。

传统子弹弹头以铅为主要材料，常规火药也均富含铅成分。别小看小小的子弹对环境的破坏力。美国每年仅新兵训练就会打出上亿发步枪子弹，虽然每发子弹含铅量只有二三克，但日积月累，仅刚入伍的新兵就能把数百吨铅撒在靶场。几年前，美军已研制出新型无铅子弹。世界最大弹药生产商、年产34亿发子弹的阿连特公司，其研制的以钨为弹头主要材料的“绿色子弹”已批量生产，目前美军已开始逐步用环保型子弹取代常规铅制子弹来进行训练。在炸药方面，铅污染极为严重的常规炸药将被“绿色炸药”所取代。2006年春，美国新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯国家实验所的爆炸物研究专家米•汉黄表示，他们新发明了一种以硝基四哇类化合物为基础的“绿色炸药”，从起爆雷管直至弹道导弹都能使用，有望为发展各类环保武器开辟道路。

除美国外，其他国家也在积极研发环保弹药。在德国慕尼黑大学，德国军方资助的一个科研小组，对大约50种有可能用做“绿色引信”的化学物质进行了研究。其中一种“绿色炸药”目前正在进行商业测试，有望今后2-5年内投入使用。以色列军事工业公司正在发展一种用于坦克炮的榴弹，以钢制弹头取代铅弹头，内装高能炸药，提高了打击混凝土目标的性能。英国航空航天系统公司（BAE）研制的“绿色武器”包括无铅子弹、减排装甲车、少毒素的武器以及可制成肥料的炸药等。