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摘要:可靠性是一门普适性的学科,其应用领域非常广泛,在武器装备领域要求更高。笔者通过弹药装备可靠性课程的教学发现,很多学员认为其难于理解,并且教员难于调动学员兴趣,本文总结弹药可靠性课程教学做法,探讨如何紧密结合弹药装备工作实际,做好不同部分内容教学。
【关键词】:弹药装备;弹药可靠性;可靠性教学
一、根据弹药装备特性,总结其可靠性特征
与民用装备、其他武器装备相比,弹药有其自身特性,其可靠性也有其自身特征。简单来说,弹药危险性高,这是其他装备所不具备的,那就需要对其提出更高的可靠性要求,以减小事故发生的可能性,进而减小危险性。
(一)具有重要性
弹药是以杀伤敌人有生力量、摧毁敌军目标或完成战场照明等特殊任务为目标的,不仅要求其射程远、威力大、精度高、性能好,还要求其在使用时能可靠地发射、可靠地作用(发挥其效力),可靠性是弹药产品的基本要求之一。同时,弹药装备的储存质量监控,其核心的理论基础就是可靠性理论和方法。因此,弹药的生产部门和使用部门都把可靠性问题放在头等重要的位置。生产部门要通过设计、生产提供高可靠性的弹药,使用部门则应通过外界环境(如温度、湿度)的控制而尽量延缓弹药可靠性的降低。
(二)具有独特性
与其它武器装备相比,弹药具有以下特点:
1.一次性使用――弹药的射击使用及射击试验是破坏性的,不能重复使用。因此,使用时的失效一般也不会再现,如发生炸膛、早炸时,事故现场甚至见不到实物,查找原因困难,所以要求高可靠性。
2.弹药的发射时间是以秒计的,非常短暂,发射后失效一般来不及修复。储存期间是可维修的,并且以更换元件修理为主。
3.大量长储。①弹药的储存时间很长(15到20年甚至更长),但使用周期很短(几秒到几分钟);②工作时的失效率大于储存时的失效率,失效通过工作(发射)发现和验证。因此,长期储存对可靠性的影响必须予以充分考虑。
4.由于战争的突然性,弹药必须在规定的储存期内随时可用,要求储存期内各项性能均应满足要求(发火性、射程密集度、威力等)。
(三)对弹药可靠性的基本认识
可靠性可以看作是产品性能的稳定性,没有这种稳定性,产品性能便很快退化,丧失完成规定功能的能力。根据以上分析,对弹药可靠性有以下基本认识:
1.弹药可靠性是衡量弹药质量极为重要的指标之一(应在战技指标中明确提出)。
2.可靠性是设计、生产和管理出来的。提高弹药可靠性关键在设计。在弹药设计和生产中必须应用可靠性理论和方法保证弹药的高可靠性。
3.储存环境对弹药可靠性有十分重要的影响。应重视产品的包装技术及储存环境的有效监控,来保证弹药的可靠性。
二、紧扣弹药特点,做好每一部分教学
1.概论、可靠性基本概念、可靠性数学基础部分教学,要多举弹药方面实例。弹药可靠性所涉及的基本概念、数学基础与其它装备并雅本质区别,并且很多学员在高中、大学前几年的“概率论”等课程中均有所涉及。在这种情况下,本部分教学如何开展呢?建议采取多举弹药方面实例,让学员体会到这些理论知识不是空的,原来所学的理论知识在专业领域是有用武之地的。如在可靠性历史与发展中引入:我军对弹药装备的储存可靠性研究从二十世纪五十年代就开展了,是一项长久性的工作,并曾获得国家级科技进步奖,对学员从事弹药装备工作起到一定的激发性。在可靠性数学基础中举一个简单例子:某弹药射击100发,有2发失效,可靠度是0.98么?答案是不一定,学员兴趣在一定程度上就被调动起来了。
2.弹药系统可靠性模型部分教学,采取问题思考引入的方式,并引入弹药装备的发展对其可靠性模型的影响。请学员思考:弹药系统可靠性模型是串联型、并联型抑或是其它类型呢?学员的初始印象往往是弹药是串联型系统,可靠性模型是串联型的。其实不然,应该说弹药的可靠性模型主要是串联型的,并联、混联、一般网络系统在弹药中尽管较少但发挥着极其重要的作用。如几乎所有引信都有冗余保险,为保证引信的安全性发挥了重要作用。随着弹药装备的发展,电路应用越来越广泛,对其可靠性模型而言,一般网络系统模型在弹药中也出现了。
3.弹药可靠性预计及分配部分教学,结合具体实例进行分析。可靠性预计的方法有很多种,在弹药中哪些方法应用较多呢?最常用的是相似产品类比法,因弹药装备的发展具有很大的继承性,如某新型高炮弹药,有爆破燃烧弹、曳光爆破燃烧弹、曳光穿甲爆破燃烧弹,其区别是曳光弹只是增加了一个曳光管,穿甲弹只是增加了弹头部强度和厚度。并且曳光管也有其它弹药曳光管可供参考,穿甲弹可供参考的弹药就更多了。
可靠性分配方法有等分配法、代数法、容许故障概率法、努力最小算法等,在弹药可靠性分配中应该用哪些方法呢?此处不妨结合一个正处于研制定型阶段的新型弹药实例,该弹药可靠度指标要求是0.95,分配到发动机、稳定装置、战斗部等单元的可靠度分别为0.9890、0.9150、0.9915、0.9911、0.9990、0.999 ,其主要方法采用的是基于重要度和复杂度的代数分配法,这样分析,学员的印象比单纯介绍分配理论就深多了。
4.可靠性试验部分教学,重点突出弹药可靠性试验的难点问题。可靠性试验中的环境试验、寿命试验、验证性试验等基本试验方法比较容易理解,此处可以引入弹药试验中一个亟待解决的问题:弹药的加速寿命试验与实际环境试验对应关系不准确的问题,导致加速寿命试验在弹药中的应用受到极大限制。另外,在弹药试验领域近年来又有了一个非常大的更新是强化试验的研究和应用,该试验比加速寿命试验采用更高的应力,是一个重要研究方向,也是当前教员的科研内容,从而可靠性试验部分的教学把实际应用、现状、发展趋势都联系了起来。
5.可靠性评估部分教学,引入可靠性评估新的研究方向。刚接触可靠性评估时,学员有一个印象是:弹药的可靠性评估都是计数型的,如试验40发,有2发失效等等。其实不然,那么弹药中有哪些数据是计量型的呢?有引信解除保险时间和距离、弹药的射程和密集度等。对于计量型的,如何进行评估,既有计数型,又有计量型,如何进行综合评估,这是本部分的一个重点。另外,对于高价值弹药,价格动辄十几万,试验数量受到极大限制,如何解决呢?这就是小子样可靠性试验与评估问题,引入教材中没有详细涉及的前沿问题,与科研紧密结合了起来。
.弹药失效分析与质量监控部分教学,突出其中与可靠性联系紧密之处。弹药失效分析方法与其它装备是一样的,其特点是什么呢?是弹药的长储性。弹药的长期储存特性导致其失效主要是长期储存失效,而质量监控也主要是长期储存质量监控。这些内容,学员在以前课程中都有所涉及,从可靠性角度,哪些是需要注意的呢?最重要的一点是,在弹药的储存质量监控中,现抽样分布采用的是二项分布,与原来质量监控分布不一样了,由于是刚刚更新的,有些学员在早期其它课程的学习中,这部分内容还没有更新,需要强调。
三、结束语
可靠性课程学员普遍反映比较抽象,比较难理解,但与具体装备结合起来,对不同部分采用不同的教学方法,却又是另一番景象。特别是如能紧密结合装备的实际工作、科研现状及发展趋势,抽象理论方法教学也能便于理解。
参考文献:
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