贮存环境对导弹可靠性影响研究

周军，薛伟，周康宁

（中国飞行试验研究院，陕西 西安 710089）

1 前言

导弹从出厂到杀伤目标或报废，要经历运输、装卸、库房贮存、测试、维修、延寿、使用等阶段，其寿命剖面见图1。国内外相关公开文献研究表明：导弹总寿命的大部分时间均处于装卸、运输、库房贮存、测试、维修、延寿等贮存阶段，且导弹的大部分故障均发生在贮存阶段，因此，进行导弹贮存阶段的可靠性研究显得极为重要。对于“长时间贮存、一次性使用”的战斗弹，从发射到击中目标的时间只有几十秒到几十分钟，但贮存时间往往长达几年甚至几十年。长期贮存的导弹常出现导弹腐蚀、结构强度降低、密封失效、电气故障、性能下降、传动部件卡滞、参数漂移、火工品变质等故障。为使导弹保持在随时可用的战备状态，就必须研究导弹在不同贮存环境下的失效机理，确保导弹在贮存阶段的可靠性不受影响。

图1 导弹寿命剖面图

2 不同贮存环境对导弹可靠性影响

2.1 温度

温度变化会导致导弹结构应力变化、器件疲劳失效、缩短导弹贮存寿命。高温环境会改变导弹的物理化学特性，造成机械产品材料膨胀、软化、活动部件卡滞、机件结构强度降低；电子元器件电阻增大、焊点开裂、触点变形；火工品安全性降低、燃速增加。低温环境会造成材料收缩、减震失效、密封失效；材料变脆，易折断与破裂，结构强度降低；润滑油粘度增加，传动部件转动困难；蓄电池容量降低、寿命下降；火工品燃速下降。温度剧烈变化会加速金属材料的腐蚀或非金属材料的老化，且引起复合材料表面开裂。温差过大会产生冷凝水，造成电化学腐蚀，使材料老化。

2.2 湿度

湿度变化会造成导弹金属材料腐蚀、电子元器件绝缘性能降低、性能参数下降等影响。潮湿环境形成的电解液会加速金属设备的腐蚀，导致设备的电气绝缘性能降低、设备短路、生锈、损坏。材料吸湿、变形，导致产品性能下降、失效，结构强度变低，火工品变质。潮湿环境促进霉菌生长，导致材料性能降低或损坏，绝缘性变化，光学仪器失效。干燥环境使材料失水，导致材料龟裂、脆化，结构强度降低；设备或人体携带的静电易造成电击、电子设备故障。干湿交替会加速材料的吸潮和电化学腐蚀。

2.3 盐雾

盐雾环境主要集中在我国沿海地区，导弹的金属设备长期处于盐雾环境中，容易发生电化学反应，造成设备的锈蚀、电解、机械强度降低、设备电气性能变化、绝缘性变化等影响。盐雾沉积产生的导电层可导致电气设备短路、密封橡胶圈老化、机械活动部件卡滞。

2.4 风沙

风沙环境主要在我国西北地区，导弹长期暴露在风沙环境中，容易造成光学仪器表面划伤、设备精度降低、活动部件卡滞、设备结构破坏、电气产品接触不良等影响。

2.5 振动与冲击

振动与冲击主要发生在导弹运输与装卸过程中，易造成设备机械强度降低、结构变形、连接紧固件松动、插头脱落、导线断裂、电路短路或断路、电子设备参数漂移、仪表精度降低等影响。

2.6 静电

静电产生的方式有两种：摩擦起电和感应起电。当带静电物体接触零电位物体或与其有电位差的物体时都会发生电荷转移，即静电放电。在导弹贮存阶段，静电放电可能击穿导弹组件内部电路和元器件，引起导弹电起爆装置意外点火。

不同贮存环境对导弹可靠性的影响见表1。

表1 贮存环境对导弹可靠性影响表

3 提高导弹贮存可靠性的措施

3.1 产品设计

为提高导弹的贮存可靠性，应充分考虑不同环境对导弹贮存可靠性的影响，在设计阶段采取措施提高零部件和导弹整体的可靠性。结构设计上，简化结构设计，减少零部件数量，减少孔隙和接缝；检测接口和舱段接口处应采取密封设计；紧固件采取防松动和防锈措施；避免不同金属的接触，接触部位应采取防腐设计；采用隔振设计和抗冲击技术。材料选择上，使用或研发耐高低温、防水、防霉、耐腐蚀、高强度的复合材料；使用贮存寿命长、可靠性高的材料和元器件；避免寿命差异较大的材料混合使用；采用不锈钢螺钉。表面防护设计上，根据不同材料、结构和环境，采取电镀、喷涂、化学氧化等成熟可靠的工艺进行表面处理，隔绝盐雾和潮湿环境与结构表面的直接接触，防止霉菌的产生，减少或延迟材料腐蚀；对零部件采取灌封处理，避免产生电偶腐蚀；对材料进行绝缘处理，防止元器件漏电、短路、断路。同时，应尽可能通过“免维护”设计，减少贮存环境的影响，提高制导炸弹的贮存可靠性。

3.2 改善贮存环境

为提高导弹的贮存可靠性，应改善贮存环境，降低贮存环境对导弹可靠性的影响。导弹贮存库房按需安装专用的空调机组、空气调节系统、除湿设备、智能监控系统等，对库房的温度和湿度进行监控调节，保持库房恒温恒湿环境，防止导弹发生腐蚀、霉变、失效等现象。短期露天存放的导弹应穿好密封弹衣、装箱贮存，降低雨水、灰尘和高低温对导弹可靠性的不利影响。

改善导弹贮存环境的最佳方案是设计“不开箱”的导弹贮存“小环境”，隔离“大环境”对导弹的影响。研制或使用密封包装箱贮存导弹，采用隔热材料和多层复合包装结构，在包装箱内放置防潮剂并充入惰性气体，使用缓冲减振材料固定弹体，配置观察窗口、温湿度仪表窗口、大气压力调节接口、充放气接口和导弹检测接口，配置运输装卸专用卡口、叉口、吊耳，通过密封包装箱可有效提高导弹的贮存可靠性。

3.3 定期检查

为提高导弹的贮存可靠性，在导弹贮存阶段应合理安排定期检查工作，发现缺陷、隐患及时维护处理。定期检查周期要根据导弹整体、零部件、设备的寿命、种类和性质来确定，合理安排定期检查周期，避免多次定期检查带来的诱发故障对导弹的可靠性产生影响。导弹的贮存寿命取决于薄弱环节的可靠贮存寿命，薄弱环节主要为新研件、火工品、橡胶件及黏结面，因此，应加强火工品和有寿件管理，结合定期检查加强对薄弱环节的检查。在进行定期检查时，应尽量采用“不开箱”检查方式，通过温湿度仪表接口、大气压力调节接口、充放气接口调节密封包装箱“小环境”，通过观察窗口对导弹外观进行目视检查，通过导弹检测接口对导弹进行通电检查，结合超声、红外、电磁等无损检测手段对弹体关键部位及无法目视检查的部位进行检查。

4 结语

为提高导弹的贮存可靠性，首先，是在设计阶段采用“免维护”设计，简化结构设计，使用贮存寿命长、可靠性高的材料和元器件，采用成熟可靠的工艺，提高导弹本身的可靠性；其次，是通过空调、除湿设备、监控设备改善导弹贮存的“大环境”，或使用密封包装箱创造适宜导弹贮存的“小环境”，降低不利环境对导弹的影响；再次，是通过合理安排定期检查周期，加强对薄弱环节的检查，采用“不开箱”检查方式，发现缺陷、隐患及时维护处理。