装备环境工程技术及应用

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2.1 各类环境试验的特点
GJB 4239 把环境试验分为自然环境试验、实验 室环境试验和使用环境试验 3 大类, 这 3 类环境试 验 在 试 验 条 件 、试 验 对 象 、试 验 用 途 、型 号 中 应 用 阶 段及试验用设备( 施) 和仪器等方面均不相同, 各有 特点。掌握这些知识对于正确理解和综合应用这些 试验来提高装备环境适应性有很大意义, 详细介绍 见参考文献[3]。
GJB 4239《装 备 环 境 工 程 通 用 要 求》中 明 确 规定, 环境适应性是“装备在其寿命期预计可能 遇到的各种环境的作用下能实现其所有预定功 能 、性 能 和( 或) 不 被 破 坏 的 能 力 , 是 装 备 的 重 要 质 量 特 性 之 一 ”。
产品的质量特性是一个综合的概念, 它包括功 能、性能、安全性、环境适应性、可 靠 性 、测 试 性 、维 修性和保障性等。环境适应性仅是产品的质量特性 之一。
1.3 环境工程工作及其技术体系与标准体系
1.3.1 环境工程工作
1.3.2 环境工程技术体系和标准体系
通过“十五”期间的努力, 已从环境工程的思路 出发, 初步完成了“环境试验与观测”专业的顶层设 计, 建立了环境工程技术体系和标准体系。有关这 两个体系的详细情况见参考文献[1- 2]。
2 各类环境试验特点及其与可靠性 试验的关系
装 备 环 境 适 应 性 主 要 取 决 于 其 选 用 的 材 料 、构 件、元器件耐 环 境 的 能 力 和 其 结 构 设 计 、工 艺 设 计 时 采 取 的 耐 环 境 措 施 是 否 完 整 、有 效 。 一 旦 装 备 完 成定型, 其选用材料、元器件、结构组成和选用的加 工工艺已冻结, 其耐环境能力也就基本固定。因此 环境适应性是装备固有的质量特性, 它是靠设计 ( 试验) 和制造纳入、靠试验和管理来保证的。
中图分类号: V216.5; X5
文章标识码: A
文章编号: 1672-9242( 2005) 06-0001-09
Mater iel envir onmental engineer ing technology and its application
ZHU Yao- chang, SUN Jian- yong
地位和作用, 各种环境试验的特点及实验室环境试验与可靠性试验之间的关系。介绍了我国装备环
境工程的发展过程和国内外应用情况, 指出了推行环境工程存在的问题, 建议尽快加强环境工程宣
传、加快法规体系建设, 以促进观念转变和为推行环境工程创造更完整的管理和试验平台。
关键词: 装备; 环境; 环境工程; 环境适应性; 环境试验
环境适应性与可靠性都是装备的质量特性, 它们都与装备寿命期内所遇到的环境密切相关, 人们往往不能很好区分这两个质量特性。装备寿 命期内一旦出现故障, 人们很自然地认为产品不 可靠, 进而认为是可靠性问题。其实决定产品是 否可靠和好用的因素不只是可靠性, 还有其他因 素。环境适应性则是其中很重要的一个因素, 而 且也是最容易与可靠性产生混淆的因素。因此对 装备寿命期出现的故障, 应当仔细分析其真正原 因, 确定是环境问题还是可靠性问题, 以便找出 更合理的解决办法。
1.2.2 环境工程
GJB 4239 将环境工程定义为:将各种科学技术 和工程实践用于减缓各种环境对装备效能影响或 提高装备耐环境能力的一门工程学科, 包括环境工 程管理、环境 分 析 、环 境 适 应 性 设 计 和 环 境 试 验 与
第2卷 第6期
祝耀昌等: 装备环境工程技术及应用
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评价等。 “环境工程”这一术语早已出现, 但是人们长期
GJB 4797.1 根据全国范围内不同的户外温度、 湿度条件规定了 6 种气候类型, 给出了这 6 种气候 类型的温、湿 度 的 日 平 均 值 、年 极 值 平 均 值 范 围 和 绝对极值范围。这些资料也可作为在我国范围应用 产品的温湿度环境条件要求的设计依据。
1.2 环境适应性和环境工程
1.2.1 环境适应性
Key wor ds: materied; environment; environmental engineering; environmental worthiness; environmental test
1 概述
1.1 环境和环境因素
1.1.1 环境 美 国 工 程 设 计 手 册( 环 境 部 分) 中 将 环 境 定 义
China Aviation Poly- technique Establishment, Beijing 100028, China
Abstr act: This paper described the basic concept and meaning of environment, environmental worthiness and environmental engineering, the station and effect of environmental engineering in materiel developing and manufactur- ing, the characteristic of environmental tests, and the relation between environmental test and reliability test. The de- velopment and application of material environmental engineering in the world were introduced. The existing problems in implementing environmental engineering were pointed out and some suggestions were put forward on drumbeating and law building.
1.1.2 环境因素
环境因素是指组成环境这一综合体的各种独 立 的 、性 质 不 同 而 又 有 其 自 身 变 化 规 律 的 基 本 组 成 部分, 分为自然环境因素和诱发环境因素。环境因 素分类及其组成如表 1 所示。
表 1 主要环境因素及其分类 Table 1 The main environmental factors and category
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装备环境工程
2005 年 12 月
对于特定的武器装备来说, 其寿命期及其活动 范围是有限的, 这就决定了其不可能涉及每一个因 素及其与其他因素的综合, 显然不必考虑上述每一 种环境和所有因素综合的影响。并不是每一个因素 都是到处存在的, 即使某一局部地区有的环境因 素, 其数值或强度往往与其他地区不同, 而且在此 给定地区某一时间的环境因素与其他时间也是不 同的。例如, 在阿拉斯加的雪这一固体沉降物是必 须考虑的因素, 但这一因素在巴拿马运河是不存在 的; 同样温带区户外, 降雨是一个重要因素, 但在其 仓库内则不是重要因素。因此, 考虑环境对装备影 响时, 应仔细分析装备的寿命期内将经历的各种事 件和条件及其与环境的关系。
为在任一时刻和任一地点产生或遇到的自然条件 和诱发条件的综合体。
从上述定义可以看出, 环境既涉及到各种自然 和诱发的因素, 同时又与时间、空间密切相关。环境 因素涉及气候、土壤、生物 、地 理 、机 械 和 能 量 方 面 各个因素。每个环境因素都随地域( 包括海域) 、空 域和时间的不同而变化。
收稿日期: 2005- 11- 05 作者简介: 祝耀昌( 1942- ) , 男, 研究员, 主要从事产品环境工程、实验室环境试验和可靠性试验技术研究及其相关标准的制订工作。
表 2 产品研制生产阶段的试验工作项目 Table 2 The test items of the product during the development phase and manufacturing phase
来自百度文库
阶段时间
研制阶段
研制过程
投产前
生产阶段
生产过程中或结束时
交付前
适当时机
环境试验 环境适应性增长试验 环境鉴定试验
2.2 实验室环境试验与可靠性试验的关系
通过“十五”期间的努力“, 环境试验与观测”专业 已经拓宽了其技术范围, 从单纯的环境观测与环境试 验扩展到了环境工程, 明确了环境工程工作既包括装 备环境工程领域涉及的基础技术和应用技术的研究 工作, 也包括确保装备环境工程专业自身发展和环境 工程工作在装备研制生产中得到全面应用的计划、管 理工作。即一方面要通过加强日常基础技术的研究和 工作构筑较高的环境工程技术平台来支撑环境工程 工作开展; 另一方面要结合具体装备自身的特点和其 在寿命期各阶段任务、遇到环境和确定的环境要求目 标, 开展环境工程技术应用研究和加强环境工程工作 管理。环境工程工作分为 2 大类: 一类是与装备研究 没有直接联系的日常基础工作; 另一类是装备论证、 研制、生产和使用中涉及到的各种工作。
环境因素的存在与否及其变化范围和特性, 往 往作为确定地理区特别是气候区的基本依据。例如 温热地带的特点 是 有 暴 雨 、空 气 湿 度 大 、温 度 不 太 高、生长着大量的植物, 并有大量的微生物和生物, 然 而 不 会 出 现 砂 尘 、 雪 和 雾 。 美 国 陆 军 规 程 AR 70- 38《在极端条件 下 所 用 装 备 的 研 究 、研 制 、试 验 和鉴定》中根据 温 度 情 况 , 将 世 界 气 候 区 划 分 为 炎 热、基本、寒冷和严寒 4 类型, 提供了有关气候区的 温度、相对湿度 和 太 阳 辐 射 的 工 作 状 态 、贮 存 状 态 的极端数据, 这些数据可作为设计武器装备时对气 候要求的依据。
类型 自然的 诱发的
类别 地表
气候
生物 气载的 机械的 能量的
因素 地 貌 、土 壤 温 度 、湿 度 、压 力 、太 阳 辐 射 、雨 、 固 体 沉 降 物 、雾 、风 、盐 、臭 氧 生 物 有 机 物 、微 生 物 有 机 体 砂 尘 、污 染 物 振 动 、冲 击 、加 速 度 声 、电 磁 辐 射
2.2.1 相似性
试验和评价是贯穿产品研制和生产全过程的 一项重要活动, 是帮助和验证产品设计达到合同 要求的手段, 也是验证批生产产品是否仍然保持 达到合同要求的手段。就环境试验和可靠性试验 而言, 其各阶段试验大致包括工程研制阶段的试 验, 定型中的鉴定试验, 批生产质量稳定性试验 和验收试验等 3 种类型, 如表 2 所示。从表 2 可 以看出, 环境试验和可靠性试验贯穿于产品研制 和生产的各阶段, 而且各相应阶段的试验工作的 性质基本相同。这些试验大都采用实验室试验方 法在规定的受控环境中进行, 所用的环境应力类 型和试验设备也有类似之处。
以来理解的“环境工程”实际上是环境保护工程, 其 保护对象为地球上的人类、各种植物和动物等, 其 内 容 主 要 是 环 境 污 染 的 测 量 和 控 制 、环 境 保 护 和 环 境治理, 它与文中指的环境工程完全是两个概念。 文中所指的环境工程的对象不是人类等自然环境 中存在的有机物体, 而是由人类制造的各种产品, 如各种载体( 飞机、汽车、舰 船 和 导 弹) 及 装 在 这 些 载体上运输或载体本身的设备( 如机载设备) 等。这 些载体和设备在其寿命期内处于各种环境的作用 下, 很容易受到损坏或不能正常工作。因而我们所 说的环境工程应更准确地说成为装备或产品的环 境工程, 它是系统地应用各种技术和管理措施使研 制和生产的产品环境适应性达到规定要求的系统 工程。
第2卷 第6期 第2200卷5 年第126 期月
装备环境工程 EQUIPMENT ENVIRONMENTAL ENGINEERING
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型号环境工程研究与应用
装备环境工程技术及应用
祝耀昌, 孙建勇 中国航空综合技术研究所, 北京 100028
摘要: 阐述了环境、环境适应性和环境工程的基本概念和内涵, 环境工程在装备研制生产中的
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