环境适应性概念解析
环境适应性是指装备（产品）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，是一项重要且基础的质量特性。
随着装备实战化的推进，人们逐渐意识到武器装备是否“好用、管用、耐用、实用”，不仅仅要关注其性能指标的高低，更要考虑装备在全寿命周期下的环境适应性。武器装备设计的战技指标再高，若不能适应预定的环境就无法正常工作，这些指标就无法实现，装备战斗力就得不到发挥。以下对环境适应性概念进行详细介绍。
1. 环境适应性的重要性
任何装备（图1）或产品都是在一定的环境下才能发挥其特定的功能和性能，好的武器装备不能是“温室里的花朵”，要能经得起实战环境的考验。环境无处不在、无时不在。任何武器装备全寿命期内在贮存、运输、值班和使用状态均会受到力、热、自然、电磁、生物等环境的作用，即使到了太空，也会有热辐射、粒子辐射、空间碎片等环境。
（a）挑战者号航天飞机
（b）F22战斗机
（c）尼米兹号航母
图1 几种典型武器装备
对环境适应性认识不足让世界各国在军事、政治、经济等各方面遭受严重损失，举例如下：
a) 美国沿海空军基地的一次故障调查表明，引起故障的原因中，气候环境占73%，力学环境占27%。全军库存武器大检查中有17.3%不合格，有的装备甚至100%报废，全是由于在复杂环境作用下产生腐蚀老化、脆断、开裂、膨胀变形、长霉和虫蛀变质所致。
b) 1986年，美国挑战者号航天飞机升空74秒后突然爆炸，起因为一个小的聚硫橡胶密封圈低温环境适应性差而失效，造成经济损失14亿美元（图2）。
c) 我国某飞机部署在南方地区，故障统计数据表明，每年的三、四月份梅雨季节降水多，是湿度大的故障多发期，表现为产品内部受潮、仪表指示器有水雾等。
d) 日俄战争中，俄罗斯战舰远距离长期航行，因海洋生物附着和腐蚀而使航速下降，导致全军覆没。二战期间的一个冬天，德军坦克在苏德战场上因不适应低温环境无法起动而无法抵抗苏军凌晨发动的突击，使德军陷入困境。
e) 由于环境不适应导致产品失效，从而影响战争成败的事例不胜枚举：朝鲜战场上，低温使美军电子探测系统中的电子设备的故障率达80%，使美国军队作战指挥系统无法正常工作；越战期间美国从海上运输到越南的武器电子元器件和线路因腐蚀、长霉和鼠咬，在运输过程中就大量损坏和失效；越南战场上，美军大量电子设备不适应热带雨林气候，仅一个月内就损坏了37%，导致通信不畅，指挥失灵。
f) 我国1995年统计，全国仅就环境腐蚀造成的损失一年就达1500亿人民币（其中海洋腐蚀损失占三分之一），占国民生产总值2%，大于自然灾害造成损失的总和，而贮存装备的损坏率高达17.3%。
图2 挑战者号发射当日肯尼迪发射中心发射塔被冰雪覆盖
当今，世界各国都在运用现代高新技术研制和生产各种高新装备，用于执行远程打击、防空反导、装甲突防等任务，从而使武器装备结构日趋复杂，其使用和作战的地域、空域和海域范围越来越大，甚至延伸至地下、海下和太空，还要求能在白天和夜间及各种气候、生化及电磁辐射和核环境乃至空间环境等复杂多变的环境中正常工作。现代化、全天候、全方位、跨地域复杂环境中进行的立体战争，要求武器装备经历比以往更为复杂和严酷的贮存、运输和作战环境，因此对其环境适应性要求越来越高。我国幅员广阔，地理、气候环境比其他国家更为复杂，使武器装备遇到的环境状况更为恶劣，甚至还会面临“气象战”的威胁，这就给装备的环境适应性提出了更高的要求。1992年美国国防部国防研究和工程署发布了《美国国防部核心技术计划》，在其11项关键技术中将“环境影响”作为重要的一项，并认为它覆盖了21项关键技术，对武器系统会产生不良影响；作为2005年的技术目标，要对大气、海洋、地球和空间环境在自然和武器平台（如飞机、航天器、舰船等）两方面的影响进行研究、建模和仿真。可见，环境适应性研究对装备性能的产生、保持和提升具有决定性的作用，其重要性已经受到广泛关注，是一项重要的系统工程研究方向。
2. 环境适应性相关概念浅析
装备（产品）是指武器装备或某一有预定功能和用途的设备和系统产品。
环境是在任意时刻、任意地点产生或遇到的自然环境和诱发环境的综合体。
环境适应性是指装备（产品）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，是一项重要的质量特性。可见环境适应性有两个要素，一个是产品（内因），一个是环境（外因），环境适应性是连接二者的“桥梁”。相同的产品在不同的环境下具有不同的环境适应性，不同的产品在相同的环境下也会具有不同的环境适应性。环境适应性是装备质量特性之一，产品一旦定型，其选用的材料、元器件、结构组成和选用的工艺已经固化，对于既定的环境剖面其环境适应性就是固定的了。可见，环境适应性是产品固有的质量特性，是由设计和制造来决定的，是由试验和管理来保证的。一般而言，影响产品环境适应性的因素如下：
a) 选用材料、元器件的环境适应性。
b) 结构设计水平，包括热设计、抗振、防冲击、防腐蚀等设计水平。
c) 制造工艺水平，包括结构件、部件、元器件的工艺水平。
环境工程是将各种科学技术和工程实践经验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评价。这里的环境工程有别于传统上理解的“环境保护工程”，而是特指航空、航天等行业中系统地应用各种工程和管理措施，使研制和生产的装备环境适应性达到规定要求的系统工程。可以说环境适应性是产品体现出的一种非常重要、基础的质量特性，而环境工程是为确保产品环境适应性而做的系统的技术、管理的综合。环境适应性是目的，环境工程是措施和途径。
除了环境适应性，产品的质量特性还有可靠性、保障性、测试性、安全性、维修性等，相对而言，环境适应性是装备较基础的质量特性。如果研制的装备不能保证在寿命期内极端环境下能够生存或发挥功能/性能，就谈不上其他的质量特性了。环境适应性越高，可靠性越高，产品故障数量越少，对综合保障的要求越低。
3. 环境适应性历史沿革
国内外环境适应性专业的发展大致都经历了环境试验阶段、环境试验标准阶段和环境工程阶段等三个阶段，具体情况如下：
a) 环境试验阶段：美国在1919年就开始将简单的温度、振动试验纳入到装备的验收试验中，随后英、法、德、苏相继效仿。中国在建国后，仿造苏联的模式开展例行实验室的建设，1958年进一步建立青岛、厦门和榆林港三个海上试验站，并对产品开展验收和例行试验。这一时期的特点是把环境试验作为环境适应性工作的主要内容，并且环境试验不成体系，试验条件、方法各不相同。
b) 环境试验标准阶段：美国空军从1940年就开始制定环境试验标准，英国、法国等国家也相继制定相关标准。中国从上世纪80年代开始翻译美国、英国相关标准，等效制定了我国军用和民用的环境试验标准，如GJB150、GB2423等。这一阶段的特点是环境试验仍然是环境适应性工作的主要内容，但是环境试验趋于体系化和标准化。
c)环境工程阶段：1989年美军标MIL-STD-810E发布，首次提出了环境工程的概念，标志着环境适应性工作进入了环境工程阶段。随后，美国、以色列、瑞典等国家开始在项目研制中制定、施行环境工程管理大纲，并在实践中进行完善。2000年颁布的MIL-STD-810F，把环境工程指南作为标准的重要部分，进一步强调了环境工程的任务、地位和作用。中国在2001年颁布了GJB4239《装备环境工程通用要求》，将环境适应性作为质量特性和发展环境工程的思路纳入到专业发展计划和文件中，标志着中国进入到了环境工程阶段。
从环境适应性专业发展的历史可以看到，中国起步较晚，但是发展速度相对较快。在装备环境工程几十年的发展过程中，通过实践和讨论，人们逐渐认可环境适应性是装备一个重要的质量特性，主要是靠环境适应性设计来保证的，环境试验主要起到辅助设计和验证设计的作用，并不是环境适应性工作的全部。我国武器装备发展是从仿制苏联产品开始的，一开始接触到的就是苏联批产阶段的环境工作要求，即主要是进行环境验收试验和例行试验，因此结合苏联援助的156项工程中许多厂家都建立了例行环境实验室。这一发展过程和上世纪80年代引进的国外标准主要限于环境试验标准，给人们造成一种假象，即环境适应性工作就是环境试验，认为环境工作就是用环境试验这一手段对产品的出厂进行事后把关，没有认识到环境适应性是武器装备的质量特性，尤其是忽视了环境适应性设计的重要作用，这一错误的认识严重影响了环境适应性工作的发展。1997年召开的GJB150十周年研讨会明确提出应该把环境适应性作为产品的质量特性来看待，从设计到全寿命周期都要抓，要通过推行环境工程各项工作，把环境适应性纳入到武器装备中来，不能停留在用“环境试验”这一手段进行被动的事后把关，要把环境试验这一“小环境”概念扩展为环境工程这一“大环境”的概念。
4. 总结
环境适应性作为装备重要的、基础的质量特性，已受到国内外工程界的普遍关注。环境工程是为确保装备环境适应性而做的系统工程，是技术和管理的完美结合，是连接环境和产品的桥梁，是研制生产工作的支撑和保障，对于实现装备实战化、打赢现代化战争具有关键性作用。
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