海軍導(dǎo)彈環(huán)境試驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)源辨識(shí)分析

洪亮，張福光，邱立軍

（海軍航空大學(xué)，山東 煙臺(tái) 264001）

隨著海軍艦艇執(zhí)行出訪、演習(xí)、打擊海盜、人道主義救援等行動(dòng)任務(wù)日益頻繁，遠(yuǎn)海長(zhǎng)航趨于常態(tài)化，海軍導(dǎo)彈歷經(jīng)“三高”（高溫、高濕、高鹽霧）、甚至超出設(shè)計(jì)使用環(huán)境條件的時(shí)間更長(zhǎng)[1]，不僅要求導(dǎo)彈裝備的可靠性高，而且對(duì)導(dǎo)彈在極限環(huán)境條件下正常工作的能力（即環(huán)境適應(yīng)性）提出了更高的要求。環(huán)境試驗(yàn)作為海軍導(dǎo)彈設(shè)計(jì)定型試驗(yàn)的重要組成部分，是海軍導(dǎo)彈環(huán)境工程的主要任務(wù)[2]，是確保海軍導(dǎo)彈環(huán)境適應(yīng)性達(dá)到研制總要求和研制合同規(guī)定要求的重要手段之一。目前，在海軍導(dǎo)彈裝備環(huán)境試驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)控制方面，還缺乏系統(tǒng)的理論研究，缺少對(duì)導(dǎo)彈裝備環(huán)境試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)研究，因此，開展海軍導(dǎo)彈環(huán)境試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)源辨識(shí)分析具有非常重要的理論意義，可為裝備環(huán)境試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)管理理論與實(shí)踐提供有益的探索。

1 海軍導(dǎo)彈環(huán)境試驗(yàn)及應(yīng)用

海軍導(dǎo)彈環(huán)境試驗(yàn)的流程一般可以分為試驗(yàn)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)實(shí)施和試驗(yàn)結(jié)果分析三個(gè)階段[3]。

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)計(jì)是根據(jù)導(dǎo)彈研制要求確定的環(huán)境試驗(yàn)方法，包括導(dǎo)彈產(chǎn)品試驗(yàn)對(duì)象、技術(shù)狀態(tài)、試驗(yàn)?zāi)康?、試?yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)工況、環(huán)境條件、試驗(yàn)內(nèi)容、測(cè)試數(shù)據(jù)等內(nèi)容，最終形成試驗(yàn)方案、試驗(yàn)大綱、試驗(yàn)實(shí)施方案。試驗(yàn)設(shè)計(jì)的正確性、合理性是決定試驗(yàn)充分性和數(shù)據(jù)覆蓋性的根本因素，是重要的風(fēng)險(xiǎn)源。通過(guò)控制試驗(yàn)方案、試驗(yàn)大綱、試驗(yàn)實(shí)施方案等的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，能有效地規(guī)避試驗(yàn)設(shè)計(jì)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 試驗(yàn)實(shí)施

試驗(yàn)實(shí)施是按照試驗(yàn)大綱、試驗(yàn)方案獲取試驗(yàn)數(shù)據(jù)的整個(gè)過(guò)程和活動(dòng)，涉及試驗(yàn)系統(tǒng)、試驗(yàn)邊界、產(chǎn)品測(cè)試、數(shù)據(jù)記錄、試驗(yàn)人員、試驗(yàn)環(huán)境等多種因素。試驗(yàn)中模擬的邊界、試驗(yàn)系統(tǒng)產(chǎn)生的環(huán)境應(yīng)力等決定了與導(dǎo)彈飛行及服役等環(huán)境的接近程度，具有非常強(qiáng)的專業(yè)性和技術(shù)性。導(dǎo)彈測(cè)試項(xiàng)目和數(shù)據(jù)的記錄決定了是否能獲取需要的數(shù)據(jù)，試驗(yàn)環(huán)境的偏差、試驗(yàn)人員的操作熟練程度對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響非常大，最終形成的試驗(yàn)數(shù)據(jù)包要求準(zhǔn)確、完整、正確、有效，且滿足精度要求。試驗(yàn)實(shí)施的全過(guò)程應(yīng)接受監(jiān)督控制，可有效保證試驗(yàn)質(zhì)量，增加試驗(yàn)數(shù)據(jù)有效性，降低試驗(yàn)實(shí)施過(guò)程的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

1.3 試驗(yàn)結(jié)果評(píng)估

試驗(yàn)結(jié)果評(píng)估是對(duì)通過(guò)試臉獲取的一系列數(shù)據(jù)進(jìn)行分析評(píng)估的過(guò)程，主要是在試驗(yàn)報(bào)告中進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果評(píng)估。試驗(yàn)方在試驗(yàn)報(bào)告中，應(yīng)詳細(xì)描述試驗(yàn)過(guò)程，分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)包的完整性、有效性，給出不確定度分析結(jié)果。任務(wù)提出方在試驗(yàn)總結(jié)報(bào)告中應(yīng)分析試驗(yàn)是否達(dá)到研制目的，還應(yīng)對(duì)試驗(yàn)與任務(wù)書的符合性、試驗(yàn)充分性、測(cè)試覆蓋性等進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，給出試驗(yàn)是否成功的結(jié)論。盡量降低試驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)量不確定度、采用正確的試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法，能有效降低試驗(yàn)結(jié)果評(píng)估的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

2 海軍導(dǎo)彈環(huán)境試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)源辨識(shí)

風(fēng)險(xiǎn)源，又稱風(fēng)險(xiǎn)因子或風(fēng)險(xiǎn)事件，是促使或引起風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生的條件，以及風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生時(shí)，致使損失增加、擴(kuò)大的條件。風(fēng)險(xiǎn)源是風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生的潛在因素，是造成損失的間接和內(nèi)在原因?；趯?duì)導(dǎo)彈環(huán)境試驗(yàn)流程，以“環(huán)境試驗(yàn)結(jié)果不能達(dá)到預(yù)定目標(biāo)要求”為頂事件將環(huán)境試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)分解為 3個(gè)階段的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)[4]，建立海軍導(dǎo)彈環(huán)境試驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)樹。對(duì)每個(gè)風(fēng)險(xiǎn)事件進(jìn)行分析、討論、細(xì)化，識(shí)別出導(dǎo)彈環(huán)境試驗(yàn)每個(gè)階段可能的風(fēng)險(xiǎn)源，如圖1所示。根據(jù)海軍導(dǎo)彈環(huán)境試驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)源分析，結(jié)合對(duì)海軍導(dǎo)彈的主要承研承制單位的調(diào)研情況，對(duì)海軍導(dǎo)彈環(huán)境試驗(yàn)的各個(gè)風(fēng)險(xiǎn)源進(jìn)行辨識(shí)分析。

圖1 海軍導(dǎo)彈環(huán)境試驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)源

3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)源分析

3.1 試驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)不合理

試驗(yàn)項(xiàng)目主要是根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康拇_定需要開展的項(xiàng)目，試驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)不合理主要表現(xiàn)為試驗(yàn)項(xiàng)目不充分和試驗(yàn)順序不合理兩種情況。

3.1.1 試驗(yàn)項(xiàng)目不充分

試驗(yàn)項(xiàng)目不充分主要包括缺少試驗(yàn)項(xiàng)目，或是對(duì)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方法剪裁不當(dāng)，從而導(dǎo)致試驗(yàn)考核不充分。海軍導(dǎo)彈各分系統(tǒng)、各部組件的試驗(yàn)項(xiàng)目大多以型號(hào)研制經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，試驗(yàn)選取、考核目的缺乏依據(jù)[5]。具體表現(xiàn)在：

1）自然環(huán)境試驗(yàn)方面，缺乏可依據(jù)的國(guó)軍標(biāo)，在環(huán)境試驗(yàn)項(xiàng)目的選取方面缺乏有效性和科學(xué)性[6]。海軍導(dǎo)彈型號(hào)中有部分進(jìn)行了自然環(huán)境試驗(yàn)，試驗(yàn)項(xiàng)目不盡相同。部分型號(hào)進(jìn)行了海洋環(huán)境自然環(huán)境試驗(yàn)，部分型號(hào)進(jìn)行了寒區(qū)、高原的自然環(huán)境試驗(yàn)。參試產(chǎn)品包括材料試片、器件、發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)控設(shè)備（含發(fā)射箱）等，各個(gè)型號(hào)也不盡相同。

2）使用環(huán)境試驗(yàn)方面，同樣缺乏可依據(jù)的國(guó)軍標(biāo)。海軍導(dǎo)彈型號(hào)開展的使用環(huán)境專門試驗(yàn)較少，主要是結(jié)合導(dǎo)彈交付部隊(duì)，在實(shí)際使用環(huán)境中進(jìn)行性能測(cè)試和環(huán)境測(cè)量，或結(jié)合鑒定試驗(yàn)項(xiàng)目的運(yùn)輸試驗(yàn)，進(jìn)行全彈的跑車試驗(yàn)和分系統(tǒng)的運(yùn)輸試驗(yàn)。貯存試驗(yàn)作為可靠性試驗(yàn)項(xiàng)目，試驗(yàn)件多為整彈。一般不進(jìn)行整個(gè)武器系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性試驗(yàn)（使用環(huán)境）。

3）實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方面，主要是依據(jù)GJB 150A。GJB 150A是一個(gè)剪裁式標(biāo)準(zhǔn)，不再明確規(guī)定試驗(yàn)條件等，除試驗(yàn)方法外基本上不能直接引用，因此在使用中易出現(xiàn)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)方法剪裁不當(dāng)?shù)娘L(fēng)險(xiǎn)。海軍導(dǎo)彈實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)中，由于缺乏能夠指導(dǎo)全過(guò)程研制的試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)條件、試驗(yàn)方法的剪裁指南[7]，不具備充足的自然和平臺(tái)環(huán)境數(shù)據(jù)。因此在環(huán)境條件制定、環(huán)境項(xiàng)目的選取方面有較大的不確定性，存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。

3.1.2 試驗(yàn)順序不合理

在項(xiàng)目順序的選擇上，試驗(yàn)樣品的使用環(huán)境是能夠?yàn)槿藗兯A(yù)知的，其試驗(yàn)的順序應(yīng)與產(chǎn)品在生產(chǎn)、貯存、運(yùn)輸、使用中的環(huán)境條件出現(xiàn)的順序保持一致，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的最佳考核。試驗(yàn)樣品的使用環(huán)境不能為人們所預(yù)知，其試驗(yàn)的順序應(yīng)首先從影響力最大的試驗(yàn)項(xiàng)目開始。在試驗(yàn)過(guò)程中，要考慮前一個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目對(duì)后一個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目的影響。

海軍導(dǎo)彈環(huán)境試驗(yàn)中試驗(yàn)順序不合理的風(fēng)險(xiǎn)一般是因?yàn)樵囼?yàn)設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有考慮產(chǎn)品全壽命任務(wù)歷程所致，沒(méi)有按照產(chǎn)品全壽命周期內(nèi)經(jīng)歷的環(huán)境、事件的順序設(shè)計(jì)試驗(yàn)項(xiàng)目順序，試驗(yàn)順序不合理可能導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果不真實(shí)，不能真實(shí)反映產(chǎn)品的特性，影響到后續(xù)各種決策。當(dāng)前導(dǎo)彈環(huán)境鑒定試驗(yàn)的一般做法是：按照慣例先開展損傷低的試驗(yàn)項(xiàng)目溫度試驗(yàn)，后開展損傷高的振動(dòng)、沖擊試驗(yàn)，最后開展?jié)駸?、鹽霧、霉菌等試驗(yàn)項(xiàng)目，這種順序不一定與產(chǎn)品真實(shí)歷程一致。

3.2 試驗(yàn)邊界模擬不真實(shí)

試驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)確保試驗(yàn)邊界盡量模擬實(shí)際的狀態(tài)。試驗(yàn)邊界主要與產(chǎn)品狀態(tài)有關(guān)，由試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)工裝、懸掛支撐系統(tǒng)、載荷模擬等構(gòu)成。在海軍導(dǎo)彈研制階段，一方面因?yàn)檎鎸?shí)飛行的環(huán)境數(shù)據(jù)不完善，在有限的環(huán)境數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上制定的試驗(yàn)環(huán)境條件存在不準(zhǔn)確的可能；另一方面實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)不可能涵蓋所有產(chǎn)品，根據(jù)艙段或典型部位測(cè)得的數(shù)據(jù)來(lái)制定所有產(chǎn)品的環(huán)境條件，需要借助計(jì)算、外推等手段，與真實(shí)環(huán)境條件有差異；而試驗(yàn)環(huán)境條件的制定方法也決定了試驗(yàn)環(huán)境條件與真實(shí)環(huán)境的不同。目前各型導(dǎo)彈環(huán)境條件要求不盡相同，部分型號(hào)對(duì)于環(huán)境的部分指標(biāo)如風(fēng)速、噪聲、降雨強(qiáng)度、電場(chǎng)強(qiáng)度等沒(méi)有明確規(guī)定，給后續(xù)的環(huán)境試驗(yàn)帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)。

對(duì)海軍導(dǎo)彈來(lái)說(shuō)，試驗(yàn)中存在全彈飛行狀態(tài)、產(chǎn)品+振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)狀態(tài)、產(chǎn)品+運(yùn)動(dòng)邊界狀態(tài)，需要對(duì)同樣的控制條件、不同的邊界條件下產(chǎn)品的隨機(jī)振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行分析。由于全彈振動(dòng)試驗(yàn)難度大、成本高，因此往往只針對(duì)關(guān)鍵部段如儀器艙等進(jìn)行振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)[8]。在相同的界面加速度控制條件下、相同位置處的點(diǎn)在不同的邊界條件下會(huì)在不同頻率處出現(xiàn)大小不同的共振峰。每個(gè)共振峰都是由該系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性所決定的，地面振動(dòng)試驗(yàn)狀態(tài)、基礎(chǔ)激勵(lì)狀態(tài)均不能復(fù)現(xiàn)值班、運(yùn)輸、發(fā)射飛行狀態(tài)時(shí)的響應(yīng)，出現(xiàn)了地面振動(dòng)試驗(yàn)“過(guò)試驗(yàn)”和“欠試驗(yàn)”現(xiàn)象。

3.3 試驗(yàn)環(huán)境條件不準(zhǔn)確

環(huán)境試驗(yàn)反映的是產(chǎn)品在規(guī)定試驗(yàn)條件下的功能、性能和特性，試驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)提出的試驗(yàn)環(huán)境條件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有巨大影響，不同的環(huán)境條件會(huì)產(chǎn)生不同的試驗(yàn)結(jié)果[9]。環(huán)境條件過(guò)高導(dǎo)致過(guò)試驗(yàn)，環(huán)境條件過(guò)低導(dǎo)致欠試驗(yàn)，在不合理的試驗(yàn)條件下得到的試驗(yàn)結(jié)果不能真實(shí)反映產(chǎn)品的特性。以鹽霧環(huán)境試驗(yàn)為例，目前海軍導(dǎo)彈研制時(shí)采用鹽霧試驗(yàn)都是采用模擬大氣鹽霧環(huán)境的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法，目的在于考核確定材料保護(hù)層和裝飾層的有效性，確定產(chǎn)品物理和電氣性能抗鹽霧大氣影響的能力。目前型號(hào)鹽霧試驗(yàn)多在材料級(jí)進(jìn)行，鮮有設(shè)備級(jí)或系統(tǒng)級(jí)的鹽霧試驗(yàn)，還不能充分考核海軍導(dǎo)彈裝備對(duì)鹽霧環(huán)境的環(huán)境適應(yīng)性。標(biāo)準(zhǔn)鹽霧試驗(yàn)條件與實(shí)際服役鹽霧環(huán)境條件的等效關(guān)系未知，上述試驗(yàn)時(shí)間可能不滿足長(zhǎng)期貯存、值班的需求。鹽霧濃度受包裝、遮擋等的影響較大，導(dǎo)彈裝備設(shè)備的位置不同，其服役的鹽霧環(huán)境也不同，試驗(yàn)環(huán)境條件與實(shí)際服役環(huán)境相差較大。

3.4 技術(shù)狀態(tài)要求不明確

導(dǎo)彈裝備的整個(gè)研制階段中，產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案不斷完善，導(dǎo)彈試驗(yàn)對(duì)象的技術(shù)狀態(tài)是不斷改變的過(guò)程，改變的可能是產(chǎn)品的功能、性能、接口、元器件、原材料和工藝狀態(tài)等。試驗(yàn)?zāi)康牟煌?，?duì)產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)的要求也不同。研制試驗(yàn)只要求試驗(yàn)考核的對(duì)象真實(shí)即可，如艙段級(jí)力學(xué)摸底試驗(yàn)中可以采用艙段為真實(shí)件、儀器設(shè)備為模擬件的技術(shù)狀態(tài)開展試驗(yàn)；鑒定試驗(yàn)要求產(chǎn)品的技術(shù)狀態(tài)與最終定型的技術(shù)狀態(tài)一致，如可靠性鑒定試驗(yàn)要求產(chǎn)品為基本定型的狀態(tài)；驗(yàn)收試驗(yàn)則要求產(chǎn)品為最終交付的產(chǎn)品狀態(tài)。如果試驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有明確提出產(chǎn)品技術(shù)狀態(tài)要求，就可能出現(xiàn)不符合技術(shù)狀態(tài)要求的產(chǎn)品參加了試驗(yàn)，大大降低了試驗(yàn)效果，甚至可能達(dá)不到試驗(yàn)驗(yàn)證目的。例如，技術(shù)狀態(tài)要求不明確時(shí)，可能出現(xiàn)沒(méi)有通過(guò)力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)的產(chǎn)品去參加可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)的情況。這種情況一方面可能在可靠性增長(zhǎng)試驗(yàn)中暴露產(chǎn)品在結(jié)構(gòu)力學(xué)布局方面的缺陷，從而改進(jìn)設(shè)計(jì)延長(zhǎng)了試驗(yàn)周期和增加了故障樣本，影響可靠性評(píng)估結(jié)果；另一方面可能將環(huán)境適應(yīng)性方面的缺陷留在飛行階段、使用階段中暴露，增加了飛行風(fēng)險(xiǎn)。

3.5 試驗(yàn)方法不成熟

試驗(yàn)方法是指在環(huán)境試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)用的試驗(yàn)技術(shù)。海軍導(dǎo)彈型號(hào)研制階段需要攻克多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)研究，這些關(guān)鍵技術(shù)不僅需要深入的理論分析，也需要百分之百進(jìn)行地面試驗(yàn)驗(yàn)證。這些關(guān)鍵技術(shù)中可能涉及新材料、新工藝、新技術(shù)、新產(chǎn)品，對(duì)應(yīng)的環(huán)境試驗(yàn)一部分可采用傳統(tǒng)試驗(yàn)方法開展，還有相當(dāng)一部分需要研發(fā)新試驗(yàn)方法[10]。這部分新試驗(yàn)方法的技術(shù)成熟度較低，存在較大的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。目前海軍導(dǎo)彈部分型號(hào)環(huán)境試驗(yàn)中開始采用多維振動(dòng)的試驗(yàn)方法。與普通的單維振動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果比較表明，多維同時(shí)激振確實(shí)比傳統(tǒng)的單維順序激振更能找出產(chǎn)品的薄弱環(huán)節(jié)，但在高精度多維振動(dòng)控制算法、非線性控制算法、多維振動(dòng)試驗(yàn)條件制定方法等方面還存在不確定性因素，在試驗(yàn)方法上存在潛在的風(fēng)險(xiǎn)。

3.6 產(chǎn)品測(cè)試不覆蓋

導(dǎo)彈進(jìn)行環(huán)境試驗(yàn)的目的是獲得在給定的試驗(yàn)條件下各項(xiàng)特性的數(shù)據(jù)，從而分析判斷試驗(yàn)對(duì)象的設(shè)計(jì)方案等是否滿足要求。因此試驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)明確規(guī)定產(chǎn)品的測(cè)試內(nèi)容和要求，確保數(shù)據(jù)能覆蓋所有參數(shù)，可充分反映技術(shù)狀態(tài)及變化趨勢(shì)。造成產(chǎn)品測(cè)試不覆蓋的原因，一方面是認(rèn)知缺陷，受技術(shù)水平限制，產(chǎn)品的某些關(guān)鍵特性缺少測(cè)試手段，無(wú)法做到百分之百完全測(cè)試；另一方面是對(duì)試驗(yàn)?zāi)康睦斫獠煌笍?，?duì)產(chǎn)品測(cè)試項(xiàng)目剪裁不當(dāng)造成的。產(chǎn)品測(cè)試覆蓋性不完整可能帶來(lái)較大的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，比如關(guān)鍵參數(shù)沒(méi)有監(jiān)測(cè)會(huì)導(dǎo)致故障不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，甚至將故障帶入下一環(huán)節(jié)，擴(kuò)大故障后果。如在可靠性試驗(yàn)初期，只考慮到可靠性增長(zhǎng)的目的，選擇了基本的測(cè)試項(xiàng)口，未能完全覆蓋研制技術(shù)要求，導(dǎo)致后期提出代替可靠性鑒定試驗(yàn)時(shí)，由于測(cè)試項(xiàng)目覆蓋性差，達(dá)不到鑒定試驗(yàn)的要求，只能重新開展可靠性鑒定試驗(yàn)。

4 試驗(yàn)實(shí)施風(fēng)險(xiǎn)源分析

4.1 試驗(yàn)設(shè)備能力不足

試驗(yàn)設(shè)備能力是決定能否實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)方案各項(xiàng)要求的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由于技術(shù)水平和設(shè)備能力的限制，部分試驗(yàn)設(shè)備難以滿足產(chǎn)品研制需要，尤其是綜合環(huán)境應(yīng)力試驗(yàn)設(shè)備，如全天候自然環(huán)境模擬設(shè)備、熱+振動(dòng)復(fù)合環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備、熱+噪聲復(fù)合環(huán)境試驗(yàn)設(shè)備等存在嚴(yán)重不足。當(dāng)試驗(yàn)設(shè)備能力不能實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)提出的高量級(jí)環(huán)境條件時(shí)，一般采用預(yù)計(jì)、數(shù)據(jù)外推等方法獲得要求環(huán)境條件下的數(shù)據(jù)，會(huì)給試驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)帶來(lái)一定的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)試驗(yàn)測(cè)量設(shè)備在精度、容量等方面難以滿足試驗(yàn)要求時(shí)，往往按照確保關(guān)鍵點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)的原則，舍棄部分測(cè)點(diǎn)，導(dǎo)致獲取的試驗(yàn)數(shù)據(jù)不全面，給試驗(yàn)結(jié)果分析帶來(lái)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。另外當(dāng)試驗(yàn)設(shè)備的工作可靠性不能滿足試驗(yàn)要求時(shí)，試驗(yàn)設(shè)備的故障可能導(dǎo)致嚴(yán)重過(guò)試驗(yàn)，甚至導(dǎo)致產(chǎn)品損傷、人員受傷等意外發(fā)生。

4.2 試驗(yàn)人員操作失誤

試驗(yàn)人員作為試驗(yàn)實(shí)施的主體，負(fù)責(zé)操作試驗(yàn)設(shè)備、記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)、控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換、處理試驗(yàn)異常等工作，其技術(shù)水平、熟練程度、責(zé)任心等對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響較大。參加試驗(yàn)的人員中如果有新人，對(duì)試驗(yàn)方案理解不透徹，在試驗(yàn)過(guò)程中容易出現(xiàn)操作失誤，如試驗(yàn)參數(shù)裝訂不正確，試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄不完整、不及時(shí)或者不正確，試驗(yàn)異常處理不及時(shí)、不正確，可能導(dǎo)致不可逆轉(zhuǎn)的錯(cuò)誤，帶來(lái)較大的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。目前海軍導(dǎo)彈裝備在定型鑒定時(shí)采用第三方實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量管理和質(zhì)量控制方法，在嚴(yán)格的中立第三方質(zhì)量控制可以保證環(huán)境試驗(yàn)的有效開展。因此在海軍導(dǎo)彈實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)實(shí)施方面，目前對(duì)試驗(yàn)的控制和管理都有較為齊全的規(guī)定、規(guī)章，保證試驗(yàn)的開展。

4.3 試驗(yàn)控制技術(shù)不完善

試驗(yàn)過(guò)程中，會(huì)隨著試驗(yàn)的進(jìn)展，經(jīng)常出現(xiàn)試驗(yàn)狀態(tài)、試驗(yàn)條件、試驗(yàn)程序、試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理規(guī)程等內(nèi)容的變更，這些變更如果不涉及試驗(yàn)基線的變更，就屬于現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)問(wèn)題處理的范疇。典型的一種情況是試驗(yàn)?zāi)芰Σ蛔?，需要降低試?yàn)條件開展試驗(yàn)；另一種常見的情況是試驗(yàn)完成階段性的工作后，試驗(yàn)各方對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)、產(chǎn)品狀態(tài)等進(jìn)行檢查分析。如果試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明存在過(guò)試驗(yàn)或欠試驗(yàn)的情況，就需要調(diào)整后續(xù)試驗(yàn)的狀態(tài)或條件。如果此時(shí)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的技術(shù)問(wèn)題，或者提出的改進(jìn)方案不合理，就會(huì)給試驗(yàn)帶來(lái)技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。例如濕熱試驗(yàn)后，自然恢復(fù)1 h，就認(rèn)為已經(jīng)恢復(fù)至正常大氣條件；低溫試驗(yàn)后跳過(guò)試后恢復(fù)過(guò)程，直接進(jìn)行高溫試驗(yàn)，主觀認(rèn)為這樣做省時(shí)省力，高溫試驗(yàn)中就對(duì)試件進(jìn)行了烘干。這些做法對(duì)試件產(chǎn)生了過(guò)應(yīng)力，對(duì)試件的組件造成嚴(yán)重影響，為試件測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性造成風(fēng)險(xiǎn)。

5 試驗(yàn)結(jié)果評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)源分析

5.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量方法不完善

試驗(yàn)中一般采用測(cè)量不確定度來(lái)定量說(shuō)明試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可信性和有效性。試驗(yàn)數(shù)據(jù)的測(cè)量不確定度主要由試驗(yàn)測(cè)量方法、試驗(yàn)環(huán)境、試驗(yàn)儀器設(shè)備存在的不確定因素引起，如小樣本量、試驗(yàn)環(huán)境控制不嚴(yán)、儀器設(shè)備精度不夠、模擬儀器設(shè)備讀數(shù)誤差、引用常量參量不準(zhǔn)、測(cè)量方法假定性、測(cè)量重復(fù)觀察值變化等。試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、正確性在很大程度上取決于不確定度的大小，不確定度越小，測(cè)量準(zhǔn)確度越高，測(cè)量結(jié)果的使用價(jià)值越高，反之亦然。試驗(yàn)數(shù)據(jù)存在的測(cè)量不確定度給試驗(yàn)結(jié)果分析評(píng)價(jià)帶來(lái)一定的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

5.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法不完善

試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有重大影響，不同的處理方法會(huì)給出不同的結(jié)果，不合理的數(shù)據(jù)處理方法甚至可能導(dǎo)致顛覆性的試驗(yàn)結(jié)果。工程上經(jīng)常借用軟件工具進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，但在處理過(guò)程中也有不少地方需要設(shè)計(jì)人員進(jìn)行辨識(shí)和干預(yù)，如果對(duì)數(shù)據(jù)處理原理方法掌握不到位，就可能選擇不合理的計(jì)算公式。另外，工程上經(jīng)常采用工程簡(jiǎn)化方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，簡(jiǎn)化可能導(dǎo)致分析結(jié)果偏差。因此在給出試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果時(shí)，一般同時(shí)要給出評(píng)價(jià)結(jié)果的置信度水平。

5.3 試驗(yàn)結(jié)果判斷標(biāo)準(zhǔn)不明確

海軍導(dǎo)彈環(huán)境試驗(yàn)是為了分析判斷在一定的試驗(yàn)條件下，試驗(yàn)對(duì)象的設(shè)計(jì)方案等是否滿足規(guī)定的環(huán)境要求，因此需要根據(jù)試驗(yàn)環(huán)境因素的作用機(jī)理，建立合理、科學(xué)的判斷標(biāo)準(zhǔn)來(lái)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析研究。如果試驗(yàn)結(jié)果判斷標(biāo)準(zhǔn)不明確，將不能分析給出試驗(yàn)得出的試驗(yàn)現(xiàn)象與試驗(yàn)條件之間的關(guān)系，不能判斷試驗(yàn)對(duì)象的設(shè)計(jì)方案等是否滿足規(guī)定的環(huán)境要求。對(duì)溫度環(huán)境而言，需要分析溫度及其變化導(dǎo)致了何種物理過(guò)程變化，最終導(dǎo)致?lián)p壞。如溫度引起結(jié)構(gòu)變形和應(yīng)力、材料成分變化等。根據(jù)上述分析的表征，建立產(chǎn)品性能基線和相應(yīng)的容差范圍，在產(chǎn)品試驗(yàn)中根據(jù)測(cè)量結(jié)果、趨勢(shì)得出結(jié)論。

6 海軍導(dǎo)彈典型環(huán)境試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)源分析

根據(jù)前述對(duì)海軍導(dǎo)彈環(huán)境試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)源的辨識(shí)分析，文中針對(duì)海軍導(dǎo)彈高溫、低溫、濕熱、鹽霧等典型環(huán)境試驗(yàn)進(jìn)行具體分析。

6.1 高溫試驗(yàn)

高溫環(huán)境是海軍導(dǎo)彈在全壽命周期內(nèi)各任務(wù)階段經(jīng)受的主要環(huán)境因素之一，對(duì)導(dǎo)彈武器裝備的性能具有重要影響[11]。因而，高溫環(huán)境試驗(yàn)也是考核海軍導(dǎo)彈環(huán)境適應(yīng)性必須開展的試驗(yàn)。810G及最新的GJB 150A中給出了世界范圍內(nèi)基本熱和熱兩種氣候類型的高溫循環(huán)數(shù)據(jù)，可以看出，對(duì)于熱氣候類型，其日最高誘發(fā)環(huán)境溫度達(dá)到71 ℃，可見海軍導(dǎo)彈裝備在運(yùn)輸狀態(tài)下可能暴露于71 ℃的高溫下。美國(guó)捕鯨叉導(dǎo)彈電子設(shè)備的高溫度試驗(yàn)條件最高達(dá)到77 ℃，而美國(guó)對(duì)服役期間的捕鯨叉導(dǎo)彈的溫度測(cè)量研究表明，該導(dǎo)彈在艦艇上溫度高達(dá)83 ℃，MIL-STD-810D也指出，對(duì)于日常溫度到極高溫度的各種氣候條件下產(chǎn)生的溫度是60～85 ℃。

目前的環(huán)境條件沒(méi)有真實(shí)地給出試驗(yàn)邊界，不能滿足導(dǎo)彈裝備在熱帶地區(qū)長(zhǎng)期值班、運(yùn)輸?shù)囊?。如果都按此溫度進(jìn)行高溫環(huán)境試驗(yàn)，則對(duì)于不需在熱帶地區(qū)運(yùn)輸?shù)膶?dǎo)彈可能存在過(guò)試驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)。

6.2 低溫試驗(yàn)

低溫試驗(yàn)分為低溫貯存和低溫工作兩種試驗(yàn)程序。低溫貯存環(huán)境試驗(yàn)的試驗(yàn)條件應(yīng)覆蓋海軍導(dǎo)彈裝備在非工作狀態(tài)可能遇到的低溫環(huán)境條件。低溫工作環(huán)境試驗(yàn)的試驗(yàn)條件應(yīng)覆蓋海軍導(dǎo)彈裝備工作時(shí)（主要是射前準(zhǔn)備和發(fā)射飛行階段）可能遇到的低溫環(huán)境條件。

目前在設(shè)計(jì)試驗(yàn)時(shí)一般應(yīng)根據(jù)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范或型號(hào)技術(shù)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。GJB 150A—2009未規(guī)定低溫貯存、工作試驗(yàn)溫度，需根據(jù)裝備貯存使用情況剪裁確定，這就使得試驗(yàn)條件的確定存在隨意剪裁的風(fēng)險(xiǎn)。810G及最新的GJB 150A中給出了世界范圍內(nèi)低溫統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，低溫極值-54 ℃的出現(xiàn)概率為10%，20%概率下的低溫極值為－51 ℃，5%概率下的低溫極值為-557 ℃，1%概率下的低溫極值為-561 ℃。從這些數(shù)據(jù)看，低溫貯存采用-555 ℃，滿足或高于GJB 150A建議的低溫條件，但上述標(biāo)準(zhǔn)低溫工作的條件部分偏低，存在欠試驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)。應(yīng)按照最新的GJB 150A根據(jù)導(dǎo)彈裝備的使用區(qū)域確定低溫工作條件，并制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，避免欠試驗(yàn)和隨意剪裁的風(fēng)險(xiǎn)。

6.3 濕熱試驗(yàn)

濕熱是海洋氣候環(huán)境的重要特點(diǎn)之一，因此，充分有效的濕熱環(huán)境試驗(yàn)對(duì)于驗(yàn)證海軍導(dǎo)彈武器裝備的環(huán)境適應(yīng)性十分必要。與其他環(huán)境試驗(yàn)一樣，濕熱試驗(yàn)也是根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范或型號(hào)技術(shù)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)的。常用的濕熱試驗(yàn)方式有兩種：恒定濕熱和交變濕熱。恒定濕熱是指溫濕度條件在整個(gè)試驗(yàn)期間恒定不變，試驗(yàn)樣品的受潮主要由于吸附、吸收和擴(kuò)散三種作用。因此當(dāng)產(chǎn)品在使用中如果不考慮表面凝露和呼吸作用所引起潮濕時(shí)，可以用恒定濕熱試驗(yàn)來(lái)考核，較適合于考核電介質(zhì)材料在潮濕大氣中是否能保持所需的電氣性能。交變濕熱試驗(yàn)是指溫濕度在一個(gè)周期中交替地作高溫高濕和低溫高濕條件的變化，它除了和恒定濕熱試驗(yàn)一樣具有吸附、吸收和擴(kuò)散作用外，還有呼吸作用和升溫階段的凝露。適用于以凝露為主要受潮機(jī)理或呼吸作用能加速水汽進(jìn)入的試驗(yàn)樣品進(jìn)行試驗(yàn)。交變濕熱對(duì)濕熱效應(yīng)的考核更全面。

GJB 150.9A—2009規(guī)定的濕熱試驗(yàn)條件為：RH為95%下60 ℃和30 ℃交變濕熱試驗(yàn)，每個(gè)循環(huán)24 h，至少10個(gè)周期。實(shí)際型號(hào)試驗(yàn)中，有的按此執(zhí)行，有的則按照型號(hào)系統(tǒng)要求執(zhí)行，如進(jìn)行40 ℃、RH為95%，96 h的恒定濕熱試驗(yàn)。根據(jù)世界范圍內(nèi)熱區(qū)大氣溫度統(tǒng)計(jì)，最高為49 ℃。GJB 150A規(guī)定的試驗(yàn)條件中，60 ℃、RH為95%的組合在實(shí)際自然環(huán)境中不可能出現(xiàn)，但這一組合可發(fā)現(xiàn)裝備存在的潛在問(wèn)題，雖然相對(duì)于導(dǎo)彈長(zhǎng)期值班試驗(yàn)來(lái)說(shuō)，該試驗(yàn)的試驗(yàn)時(shí)間仍不足以反映期間可能出現(xiàn)的問(wèn)題，但滿足極值考核的要求。40 ℃、RH為95%，96 h的試驗(yàn)設(shè)計(jì)則可能不能覆蓋裝備可能遇到的濕熱極值條件，存在欠試驗(yàn)的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于值班濕熱環(huán)境的長(zhǎng)期適應(yīng)性可在值班可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)中考核，但應(yīng)充分調(diào)研世界范圍內(nèi)的濕熱環(huán)境，明確規(guī)定型號(hào)產(chǎn)品濕熱試驗(yàn)環(huán)境條件要求，避免隨意剪裁和欠試驗(yàn)。

6.4 鹽霧試驗(yàn)

鹽霧是海洋氣候環(huán)境的重要特點(diǎn)之一，鹽霧的形成主要是由于風(fēng)引起海水掀起的波浪，以及浪擊浪或浪拍擊船體而騰起的浪花水沫，在氣流的作用下被粉碎為細(xì)微的液滴，向海域上空飄散而形成。風(fēng)力越大，鹽霧含量會(huì)越高。如南海的西沙群島海域多有 3～6級(jí)風(fēng)，空氣中鹽霧的質(zhì)量濃度高達(dá)0.3～1.5 mg/m3，我國(guó)渤海、黃海、東海和南海海域年平均鹽霧質(zhì)量濃度分別為 0.0389，0.1381，0.118，0.1275 mg/m3。我國(guó)南海、東海和北海海面上空氣中鹽霧質(zhì)量濃度在0.33～23.6 mg/m3之間。

目前海軍導(dǎo)彈研制時(shí)采用鹽霧試驗(yàn)都是采用標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的模擬大氣鹽霧環(huán)境的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法。標(biāo)準(zhǔn)中鹽霧試驗(yàn)的目的在于考核確定材料保護(hù)層和裝飾層的有效性，確定裝備產(chǎn)品物理和電氣性能抗鹽霧大氣影響的能力。各個(gè)國(guó)家、行業(yè)的鹽霧試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)在試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)（鹽溶液濃度、pH值、鹽霧沉降量、試驗(yàn)溫度等）的選擇上基本一致（（35±2）℃，5%±1%氯化鈉溶液噴霧），但在試驗(yàn)時(shí)間和連續(xù)噴霧時(shí)間上存在差異。GJB 150.11鹽霧試驗(yàn)至少進(jìn)行連續(xù)的48 h噴霧暴露試驗(yàn)，之后在空氣中暴露48 h。美軍標(biāo)810F指出交替進(jìn)行的24 h的鹽霧暴露和24 h的干燥條件，比連續(xù)暴露于鹽霧大氣中更真實(shí)，且具有更高的破壞潛力。標(biāo)準(zhǔn)鹽霧試驗(yàn)條件與實(shí)際服役鹽霧環(huán)境條件的等效關(guān)系未知，上述試驗(yàn)時(shí)間可能不滿足長(zhǎng)期貯存、值班的需求。目前型號(hào)鹽霧試驗(yàn)多在材料級(jí)進(jìn)行，鮮有設(shè)備級(jí)或系統(tǒng)級(jí)的鹽霧試驗(yàn)，且鹽霧濃度受包裝、遮擋等的影響較大，導(dǎo)彈裝備設(shè)備的位置不同，其服役的鹽霧環(huán)境也不同，因此鹽霧試驗(yàn)不能充分考核海軍導(dǎo)彈裝備對(duì)鹽霧環(huán)境的環(huán)境適應(yīng)性。

7 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)海軍導(dǎo)彈裝備環(huán)境試驗(yàn)流程，針對(duì)海軍導(dǎo)彈裝備環(huán)境試驗(yàn)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)實(shí)施和試驗(yàn)結(jié)果評(píng)估等進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)分析，分析得出了“試驗(yàn)設(shè)計(jì)—試驗(yàn)實(shí)施—試驗(yàn)結(jié)果評(píng)估”的風(fēng)險(xiǎn)源，并重點(diǎn)針對(duì)高溫、低溫、濕熱、鹽霧等海軍導(dǎo)彈典型環(huán)境試驗(yàn)類型進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)分析，可為海軍導(dǎo)彈裝備環(huán)境試驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn)管理提供技術(shù)基礎(chǔ)支撐。

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