枪械贮存环境特征与环境影响分析

刘静，黄波，王晓辉，陈源，张凯

（西南技术工程研究所，重庆 400039）

枪械是武器装备中生产量较大的一类装备，不可避免地存在长期贮存问题。枪械通常由枪管导气装置护盖枪机复进簧击发机构枪托机匣和弹匣瞄准装置刺刀等多个部分组成[1]。资料表明[2-3]，高温高湿盐雾霉菌等气候特征会造成枪械性能和功能的劣化，从而降低枪械作战使用效能。

1 枪械贮存环境特征分析

1.1 贮存环境影响因素分析

通常枪械贮存环境为具有遮蔽的地面库房或洞库，一般不会承受其它原因带来的直接的热辐射和化工污染及气流排放，同时，由于库房的环境防护作用，可以排除或消减一些扬尘等环境因素的作用及影响[4-6]。枪械产品在库房静态贮存和值班贮存过程中可遇到的环境影响因素见表1。

表1 枪械产品在两种贮存模式下可遇到的环境影响因素

由于库房及洞库提供了外层建筑的防护，有效屏蔽了大环境中普遍存在的气流气压，避免了阳光直射和风吹雨淋的直接自然环境作用。贮存环境下，环境对枪械的作用如图1 所示，可以从中发现，太阳辐射会引起温度的变化，降水与否会直接影响相对湿度的高低。阳光辐射作用于大气，间接通过空气传播了热能，引起样品温度变化，亦即太阳辐射与温度两项环境因素交集的结果是温度因素主导；降水时水分子在大气中的运动和扩散引起了大气的湿度的变化，亦即降水与湿度两项环境因素交集的结果是湿度因素主导。

通过贮存环境剖面分析，可以认为库房贮存的枪械产品主要是受温度湿度因素影响。

图1 枪械产品库房贮存环境剖面分析示意

1.2 典型贮存环境特征分析

选取江津万宁和漠河三个典型地区分析枪械贮存环境特征，以此研究不同地域贮存环境特征差异。

江津站万宁站和漠河站位于不同的地域，分属不同的气候类型。环境因素和幅值也具有明显差异，贮存环境有以下几个特征：

1.2.1 气温呈现类弦函数周期性变化特征

环境因素变化存在着两类明显的周期性规律：1）与公转相关的以年为周期的循环；2）与自转相关的以日为周期的循环。如图2 所示。

图2 气温变化曲线示意

伴随地球自转和公转，自然环境变化呈现昼夜交替的日变化和寒来暑往的年变化周期规律，如海南万宁库房贮存环境温度年度（365 天）变化即符合这一明显特征（如图3 所示），从数理统计方面掌握的环境因素如温度湿度频度累积时间等表明3 个典型气候区域库房贮存环境的温度湿度均呈现这一基本规律。且温度-时间变化与湿度-时间变化互呈正余弦函数关系。

图3 某库房贮存环境温度年度（365 天）变化情况示意

1.2.2 地理差异大

温度变化趋势与纬度有关，纬度越高温度越低；热带海洋地区的万宁库房及试验站比低温寒冷的漠河库房温度变化小；三个地区的贮存库房温度全年维持窄幅变化。万宁江津漠河库房贮存环境年均温度变化情况如图4 所示。

图4 2006 年至2015 年间万宁江津漠河贮存环境年均温度值变化情况

2 贮存环境对枪械的主要影响

2.1 枪械贮存环境效应分析

枪械贮存主要受温度和湿度影响，主要环境效应如下[7-9]。

1）常温：这是枪械贮存最常处的环境，枪械在此环境下使用，一般会偶尔出现卡壳空膛等常见故障。

2）高温：在高温条件下，由于润滑油脂的挥发而导致各部件之间摩擦阻力增大，进而发生卡壳空膛等故障；膛压升高导制射频增大，易发生炸壳断壳不抽壳等故障；有机材料老化使零件强度降低，易发生断裂。

3）低温：润滑剂黏度增加，各部件运动不畅，会发生空膛后坐不到位故障；金属材料的耐碰撞和耐冲击载荷能力降低，引起脆性断裂，有机材料韧性减小强度降低，易发生零件破断故障。

4）湿热：枪钢管腐蚀，内膛（钢磷化）镀铬出现锈点，自动步枪短自动步枪的空仓挂机解锁钮表面有明显锈蚀，机匣上的枪械号码模糊，甚至无法辨识；机枪弹鼓腐蚀严重等，铝合金在沿海腐蚀性差；铝合金表面变色，铝合金硬质阳极化，铝合金不耐磕碰。

经过对贮存枪械的检测和分析，得到环境对枪械部件的影响结果见表2。

表2 枪械环境矩阵

2.2 枪械环境影响故障模式分析

枪械经过长贮后再次使用时，通常出现以下四类故障形式[10-13]。

1）常规故障：故障形式不单一，频率较低，出现的时机是随机的偶然的，如常见的卡壳空膛卡弹等；

2）缺陷故障：频繁出现的某一种单一故障；

3）严重故障：如零部件断裂自动机卡死以及必须用工具分解才能排除的故障；

4）不允许故障：如炸壳膛炸膛后喷火及其它危及射手安全的故障。

通过对枪械常规故障的大量数据分析可以发现，虽然由于环境条件的改变其故障发生的频率不尽相同，但失效机理没有本质上的差异。而当失效机理发生明显改变时，故障形式往往是属于后三类故障。枪械受环境影响产生的故障[14-16]见表3。

表3 枪械受环境影响产生的故障

3 结语

文中分析了江津万宁和漠河三种典型地区枪械贮存库房大气环境特征，研究明确了温度湿度是影响枪械贮存的主要环境因素。结合枪械产品结构组成，分析了各零部件环境效应，采用环境因素到环境影响，再到故障模式的分析流程，获得了环境对枪械影响，这将对新一代枪械产品环境适应性设计提供有益的参考。