我國綜合環(huán)境試驗現狀與發(fā)展建議

環(huán)境試驗是將產(chǎn)品暴露于特定的環(huán)境中、確定環(huán)境對其影響的過(guò)程，目的是獲取特定環(huán)境條件下產(chǎn)品材料、結構、功能、性能的變化趨勢，以及裝備對其經(jīng)受環(huán)境應力的響應特性和耐環(huán)境能力，是考核產(chǎn)品對環(huán)境適應性要求符合性和評價(jià)產(chǎn)品環(huán)境適應性的重要手段，更是發(fā)現產(chǎn)品環(huán)境適應性設計缺陷、提供改進(jìn)信息的重要工具。
根據不同的考慮要素，環(huán)境試驗可以有多種不同的分類(lèi)方法。根據產(chǎn)品研制階段的不同，環(huán)境試驗可分為環(huán)境研制試驗、環(huán)境鑒定試驗和環(huán)境驗收試驗；根據試驗形式的不同，環(huán)境試驗可分為自然環(huán)境試驗、使用環(huán)境試驗和實(shí)驗室環(huán)境試驗；根據主要環(huán)境因素的不同，可分為單因素環(huán)境試驗和綜合環(huán)境試驗。
綜合環(huán)境試驗是指兩種或多種環(huán)境因素同時(shí)作用于試驗樣品的環(huán)境試驗。綜合環(huán)境試驗相對于單因素環(huán)境試驗、組合環(huán)境試驗，能更好地模擬產(chǎn)品現場(chǎng)所遭受的環(huán)境，反映產(chǎn)品因環(huán)境影響產(chǎn)生的故障模式及其失效機理。例如：接插件插頭的芯線(xiàn)與聚四氟塑料的絕緣層在低溫下的收縮率不一樣，導致插頭與孔之間有間隙，在高振動(dòng)量值條件下容易出現接觸不良；橡膠減震器的固有頻率是隨著(zhù)溫度變化而漂移的，在高低溫下與常溫下的振動(dòng)試驗結果會(huì )出現明顯的差異。
根據環(huán)境因素數量的不同，綜合環(huán)境試驗可以分為二因素綜合環(huán)境試驗和多因素綜合環(huán)境試驗（三種環(huán)境因素及以上）。產(chǎn)品在實(shí)際使用過(guò)程中基本上都同時(shí)暴露在氣候環(huán)境、力學(xué)環(huán)境或二者的綜合作用下，環(huán)境因素綜合化程度高，產(chǎn)品的故障與失效機理、故障模式與多種環(huán)境因素共同作用有關(guān)。因此，在條件允許的情況下，環(huán)境試驗應盡可能地采用接近實(shí)際的多因素綜合環(huán)境試驗，充分暴露產(chǎn)品缺陷，指導設計改進(jìn)。
1 我國綜合環(huán)境試驗現狀與發(fā)展需求
1.1 標準體系不夠完善
我國環(huán)境試驗標準體系近年來(lái)得到了快速發(fā)展，但相對國外發(fā)達國家仍差距明顯。我國環(huán)境試驗標準化起步較晚，直到20 世紀80 年代才開(kāi)始引進(jìn)國外相關(guān)標準，標準的制修訂嚴重滯后。近年來(lái)，我國環(huán)境試驗得到了重視和快速發(fā)展，形成了兩大標準體系（即民用標準體系和軍用標準體系）和廣泛的行業(yè)標準體系（如航空裝備、衛星裝備、艦船電子設備、軌道交通等），對引導我國相關(guān)行業(yè)環(huán)境試驗的快速發(fā)展起到了重要作用。我國環(huán)境試驗標準體系主要是對國外試驗方法的引進(jìn)，其中民用標準體系中應用廣泛的GB/T 2423 是等同采用IEC 60068 系列標準，軍用標準體系中應用廣泛的GJB 150A 是以美軍標MIL-STD-810F 為藍本進(jìn)行制修訂的，缺乏基礎研究與數據統計，對試驗方法制定、試驗條件確定等缺乏研究，標準體系不夠完善。
1.2 試驗綜合化程度低
根據綜合環(huán)境試驗的定義，似乎試驗中只要有兩個(gè)或兩個(gè)以上的環(huán)境因素同時(shí)作用于受試產(chǎn)品就可稱(chēng)為綜合試驗，但是在工程實(shí)踐中并非如此。在常用的環(huán)境試驗項目中，許多都涉及兩個(gè)或兩個(gè)以上要加以控制的環(huán)境應力，但并不是所有這些試驗都能稱(chēng)為綜合環(huán)境試驗。這些環(huán)境因素中有主因素和輔助性因素之分，見(jiàn)表1?？梢钥闯?，常用環(huán)境試驗主要為單因素環(huán)境試驗，綜合環(huán)境試驗僅有溫度-高度試驗、溫度-濕度-高度試驗、太陽(yáng)輻射試驗和濕熱試驗，并且存在綜合化程度低的問(wèn)題。
1.3 綜合環(huán)境試驗亟待發(fā)展
軍用裝備相較于工業(yè)產(chǎn)品面臨著(zhù)更嚴酷的使用環(huán)境，環(huán)境適應性要求高，是環(huán)境試驗興起、發(fā)展的動(dòng)力源。隨著(zhù)軍用裝備性能的提高，使用地域不斷擴大，戰場(chǎng)環(huán)境越來(lái)越復雜。因此，軍事發(fā)達國家都越來(lái)越重視武器裝備的綜合環(huán)境試驗，以便弄清作戰環(huán)境和掌握武器裝備大可能發(fā)生的故障，通過(guò)改進(jìn)來(lái)大限度地提高武器裝備的環(huán)境適應性。
我國環(huán)境試驗廣泛存在標準體系不夠完善、試驗設備和檢測設備較為落后、環(huán)境試驗綜合化水平低等問(wèn)題，導致試驗結果置信度不高，嚴重制約了我國綜合環(huán)境試驗的發(fā)展。隨著(zhù)科技水平的進(jìn)步，我國裝備在使用地域、使用時(shí)間等方面均有顯著(zhù)的拓展，如“蛟龍號”載人潛水器實(shí)現了水下7000 m 海試，航空裝備正向高空-高速-長(cháng)航時(shí)發(fā)展，更嚴酷的使用環(huán)境對環(huán)境試驗技術(shù)和能力提出了更高要求，因此更高技術(shù)水平的綜合環(huán)境試驗亟待發(fā)展。
2 我國綜合環(huán)境試驗發(fā)展建議
2.1 完善標準體系，合理引導
標準是建立在長(cháng)期實(shí)踐基礎上的，需要長(cháng)期的工程應用實(shí)踐。標準體系體現了標準化系統內標準的秩序，是一定系統范圍內具有內在聯(lián)系的、標準的科學(xué)有機整體。實(shí)踐證明，產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必由標準支撐，合理的標準體系可引導產(chǎn)業(yè)科學(xué)、健康、快速的發(fā)展。
綜合環(huán)境試驗是單因素環(huán)境試驗的科學(xué)組合，代表了更高的試驗技術(shù)水平，具有更好的試驗效果，是我國環(huán)境試驗發(fā)展的方向。然而，我國環(huán)境試驗標準體系還處于對*標準引進(jìn)和消化吸收的階段，缺乏足夠的基礎研究與適應性改進(jìn)，不可避免的存在技術(shù)滯后與水土不服。加強基礎研究，完善環(huán)境工程標準體系，已成為我國綜合環(huán)境試驗發(fā)展并趕上*水平的必由之路。
2.2 加強環(huán)境試驗能力建設，提供條件保障
第二次世界大戰后，美國逐漸認識到武器裝備環(huán)境適應性的重要性，建設了覆蓋了*各種典型自然環(huán)境條件的三大自然環(huán)境試驗中心、武器試驗基地、麥金利大型氣候實(shí)驗室等。再依托于美國軍事活動(dòng)，形成了完善的環(huán)境試驗能力體系，保障了美軍裝備環(huán)境的良好適應性。
相比美國，我國在環(huán)境試驗能力上存在明顯的不足，特別是綜合環(huán)境試驗能力。首先，自然環(huán)境試驗方面，我國已形成了西沙熱帶海洋環(huán)境、拉薩高原高寒環(huán)境、漠河干冷環(huán)境、廣州濕熱環(huán)境等典型自然環(huán)境試驗站網(wǎng)，但存在環(huán)境參數檢測技術(shù)差、性能檢測設備主要依賴(lài)進(jìn)口、性能檢測技術(shù)和應用水平差等問(wèn)題。其次，使用環(huán)境方面，我國軍用裝備在使用地域范圍、使用強度等和*水平還有明顯差距。
后，我國缺乏成熟可靠的多因素綜合環(huán)境試驗設備，溫度-振動(dòng)-鹽霧、溫度-振動(dòng)-低氣壓等典型綜合環(huán)境試驗尚未普及，多因素綜合環(huán)境試驗亟待發(fā)展。環(huán)境試驗能力建設，對于提高我國環(huán)境試驗有效性和裝備環(huán)境適應性水平具有重要意義。

表 1 常用環(huán)境試驗的環(huán)境因素分析
2.3 以軍促民，全面發(fā)展
目前，環(huán)境試驗在行業(yè)得到了普及，環(huán)境試驗意識深入人心，軍用裝備環(huán)境適應性極大地得到了提升與保障。部分單位和個(gè)人也對先進(jìn)的試驗設備、試驗技術(shù)等進(jìn)行了研究與應用，覆蓋振動(dòng)-溫度-濕度-高度、振動(dòng)-噪聲-溫度、溫度-濕度-鹽霧-振動(dòng)-太陽(yáng)輻射-淋雨等綜合環(huán)境試驗，對提高裝備環(huán)境試驗水平具有重要意義。
工業(yè)產(chǎn)品更注重經(jīng)濟實(shí)惠與效益，應該借助軍民融合的大趨勢，在相關(guān)多因素綜合環(huán)境試驗成熟以后，及時(shí)進(jìn)行推廣與應用，提高產(chǎn)品環(huán)境試驗水平。
3 結語(yǔ)
中央軍委主席在出席十二屆全國一次會(huì )議代表團會(huì )議中強調，我國要建設一支“召之即來(lái)、來(lái)之能戰、戰之必勝”的，“能戰”就要求我軍裝備必須具有良好環(huán)境適應性。嚴格按照實(shí)戰環(huán)境進(jìn)行環(huán)境適應性設計，采用貼近實(shí)戰環(huán)境的綜合環(huán)境試驗進(jìn)行環(huán)境研制與鑒定試驗，在裝備研制階段充分暴露裝備質(zhì)量缺陷并完成設計改進(jìn)，是實(shí)現裝備“能戰”的重要保障，是我國環(huán)境試驗發(fā)展的重要方向