槍械貯存環(huán)境特征與環(huán)境影響分析

劉靜，黃波，王曉輝，陳源，張凱

（西南技術(shù)工程研究所，重慶 400039）

槍械是武器裝備中生產(chǎn)量較大的一類裝備，不可避免地存在長(zhǎng)期貯存問題。槍械通常由槍管導(dǎo)氣裝置護(hù)蓋槍機(jī)復(fù)進(jìn)簧擊發(fā)機(jī)構(gòu)槍托機(jī)匣和彈匣瞄準(zhǔn)裝置刺刀等多個(gè)部分組成[1]。資料表明[2-3]，高溫高濕鹽霧霉菌等氣候特征會(huì)造成槍械性能和功能的劣化，從而降低槍械作戰(zhàn)使用效能。

1 槍械貯存環(huán)境特征分析

1.1 貯存環(huán)境影響因素分析

通常槍械貯存環(huán)境為具有遮蔽的地面庫房或洞庫，一般不會(huì)承受其它原因帶來的直接的熱輻射和化工污染及氣流排放，同時(shí)，由于庫房的環(huán)境防護(hù)作用，可以排除或消減一些揚(yáng)塵等環(huán)境因素的作用及影響[4-6]。槍械產(chǎn)品在庫房靜態(tài)貯存和值班貯存過程中可遇到的環(huán)境影響因素見表1。

表1 槍械產(chǎn)品在兩種貯存模式下可遇到的環(huán)境影響因素

由于庫房及洞庫提供了外層建筑的防護(hù)，有效屏蔽了大環(huán)境中普遍存在的氣流氣壓，避免了陽光直射和風(fēng)吹雨淋的直接自然環(huán)境作用。貯存環(huán)境下，環(huán)境對(duì)槍械的作用如圖1 所示，可以從中發(fā)現(xiàn)，太陽輻射會(huì)引起溫度的變化，降水與否會(huì)直接影響相對(duì)濕度的高低。陽光輻射作用于大氣，間接通過空氣傳播了熱能，引起樣品溫度變化，亦即太陽輻射與溫度兩項(xiàng)環(huán)境因素交集的結(jié)果是溫度因素主導(dǎo)；降水時(shí)水分子在大氣中的運(yùn)動(dòng)和擴(kuò)散引起了大氣的濕度的變化，亦即降水與濕度兩項(xiàng)環(huán)境因素交集的結(jié)果是濕度因素主導(dǎo)。

通過貯存環(huán)境剖面分析，可以認(rèn)為庫房貯存的槍械產(chǎn)品主要是受溫度濕度因素影響。

圖1 槍械產(chǎn)品庫房貯存環(huán)境剖面分析示意

1.2 典型貯存環(huán)境特征分析

選取江津萬寧和漠河三個(gè)典型地區(qū)分析槍械貯存環(huán)境特征，以此研究不同地域貯存環(huán)境特征差異。

江津站萬寧站和漠河站位于不同的地域，分屬不同的氣候類型。環(huán)境因素和幅值也具有明顯差異，貯存環(huán)境有以下幾個(gè)特征：

1.2.1 氣溫呈現(xiàn)類弦函數(shù)周期性變化特征

環(huán)境因素變化存在著兩類明顯的周期性規(guī)律：1）與公轉(zhuǎn)相關(guān)的以年為周期的循環(huán)；2）與自轉(zhuǎn)相關(guān)的以日為周期的循環(huán)。如圖2 所示。

圖2 氣溫變化曲線示意

伴隨地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)，自然環(huán)境變化呈現(xiàn)晝夜交替的日變化和寒來暑往的年變化周期規(guī)律，如海南萬寧庫房貯存環(huán)境溫度年度（365 天）變化即符合這一明顯特征（如圖3 所示），從數(shù)理統(tǒng)計(jì)方面掌握的環(huán)境因素如溫度濕度頻度累積時(shí)間等表明3 個(gè)典型氣候區(qū)域庫房貯存環(huán)境的溫度濕度均呈現(xiàn)這一基本規(guī)律。且溫度-時(shí)間變化與濕度-時(shí)間變化互呈正余弦函數(shù)關(guān)系。

圖3 某庫房貯存環(huán)境溫度年度（365 天）變化情況示意

1.2.2 地理差異大

溫度變化趨勢(shì)與緯度有關(guān)，緯度越高溫度越低；熱帶海洋地區(qū)的萬寧庫房及試驗(yàn)站比低溫寒冷的漠河庫房溫度變化小；三個(gè)地區(qū)的貯存庫房溫度全年維持窄幅變化。萬寧江津漠河庫房貯存環(huán)境年均溫度變化情況如圖4 所示。

圖4 2006 年至2015 年間萬寧江津漠河貯存環(huán)境年均溫度值變化情況

2 貯存環(huán)境對(duì)槍械的主要影響

2.1 槍械貯存環(huán)境效應(yīng)分析

槍械貯存主要受溫度和濕度影響，主要環(huán)境效應(yīng)如下[7-9]。

1）常溫：這是槍械貯存最常處的環(huán)境，槍械在此環(huán)境下使用，一般會(huì)偶爾出現(xiàn)卡殼空膛等常見故障。

2）高溫：在高溫條件下，由于潤滑油脂的揮發(fā)而導(dǎo)致各部件之間摩擦阻力增大，進(jìn)而發(fā)生卡殼空膛等故障；膛壓升高導(dǎo)制射頻增大，易發(fā)生炸殼斷殼不抽殼等故障；有機(jī)材料老化使零件強(qiáng)度降低，易發(fā)生斷裂。

3）低溫：潤滑劑黏度增加，各部件運(yùn)動(dòng)不暢，會(huì)發(fā)生空膛后坐不到位故障；金屬材料的耐碰撞和耐沖擊載荷能力降低，引起脆性斷裂，有機(jī)材料韌性減小強(qiáng)度降低，易發(fā)生零件破斷故障。

4）濕熱：槍鋼管腐蝕，內(nèi)膛（鋼磷化）鍍鉻出現(xiàn)銹點(diǎn)，自動(dòng)步槍短自動(dòng)步槍的空倉掛機(jī)解鎖鈕表面有明顯銹蝕，機(jī)匣上的槍械號(hào)碼模糊，甚至無法辨識(shí)；機(jī)槍彈鼓腐蝕嚴(yán)重等，鋁合金在沿海腐蝕性差；鋁合金表面變色，鋁合金硬質(zhì)陽極化，鋁合金不耐磕碰。

經(jīng)過對(duì)貯存槍械的檢測(cè)和分析，得到環(huán)境對(duì)槍械部件的影響結(jié)果見表2。

表2 槍械環(huán)境矩陣

2.2 槍械環(huán)境影響故障模式分析

槍械經(jīng)過長(zhǎng)貯后再次使用時(shí)，通常出現(xiàn)以下四類故障形式[10-13]。

1）常規(guī)故障：故障形式不單一，頻率較低，出現(xiàn)的時(shí)機(jī)是隨機(jī)的偶然的，如常見的卡殼空膛卡彈等；

2）缺陷故障：頻繁出現(xiàn)的某一種單一故障；

3）嚴(yán)重故障：如零部件斷裂自動(dòng)機(jī)卡死以及必須用工具分解才能排除的故障；

4）不允許故障：如炸殼膛炸膛后噴火及其它危及射手安全的故障。

通過對(duì)槍械常規(guī)故障的大量數(shù)據(jù)分析可以發(fā)現(xiàn)，雖然由于環(huán)境條件的改變其故障發(fā)生的頻率不盡相同，但失效機(jī)理沒有本質(zhì)上的差異。而當(dāng)失效機(jī)理發(fā)生明顯改變時(shí)，故障形式往往是屬于后三類故障。槍械受環(huán)境影響產(chǎn)生的故障[14-16]見表3。

表3 槍械受環(huán)境影響產(chǎn)生的故障

3 結(jié)語

文中分析了江津萬寧和漠河三種典型地區(qū)槍械貯存庫房大氣環(huán)境特征，研究明確了溫度濕度是影響槍械貯存的主要環(huán)境因素。結(jié)合槍械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)組成，分析了各零部件環(huán)境效應(yīng)，采用環(huán)境因素到環(huán)境影響，再到故障模式的分析流程，獲得了環(huán)境對(duì)槍械影響，這將對(duì)新一代槍械產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)提供有益的參考。