
超市購物,從琳瑯滿目的貨架上拿下心儀的食品后,我們總要在包裝上找一下食品保質(zhì)期。在保質(zhì)期內(nèi),好,這食品安全,自己挑的,口感也錯不了;過保質(zhì)期了,那就別買了,講究點的人還會告訴超市理貨員,這東西該扔了。
您知道嗎,在神秘的軍事領(lǐng)域,“鋼筋鐵骨”的兵器也是有“保質(zhì)期”的,比如武器裝備里的大家伙——導(dǎo)彈。
《解放軍報》出版的“兵器大觀”,我們就請來“小火箭”工作室的創(chuàng)始人邢強(qiáng)博士,和您聊聊導(dǎo)彈的“保質(zhì)期”那些事,解密導(dǎo)彈如何才能保持足夠的使用可靠性,?確?!罢僦磥?,來之能戰(zhàn)”。

漫談導(dǎo)彈“保質(zhì)期”
■邢強(qiáng)
出廠質(zhì)保
導(dǎo)彈也有“保質(zhì)期”
什么是導(dǎo)彈的“保質(zhì)期”?教材給定的明確定義是:導(dǎo)彈“保質(zhì)期”又稱貯存期,是指在規(guī)定條件下貯存后,仍能以較高概率達(dá)到該型導(dǎo)彈設(shè)計時的戰(zhàn)術(shù)技術(shù)指標(biāo)的時間長度。
簡單而言,設(shè)立貯存期的意義就是想知道導(dǎo)彈在某段貯存期內(nèi)有沒有足夠的能力把設(shè)想的目標(biāo)摧毀掉。所以,導(dǎo)彈出廠時都會標(biāo)明貯存期。比如,法國“響尾蛇”導(dǎo)彈的貯存期是7至10年,意大利“阿斯派德”導(dǎo)彈是5年,英國“海標(biāo)槍”導(dǎo)彈是8年,俄羅斯C-300導(dǎo)彈是10年。
導(dǎo)彈的“保質(zhì)期”是怎么來的?和食品不一樣,導(dǎo)彈的服役期限通常是相當(dāng)長的。比如聲名赫赫的美國“民兵”III洲際彈道導(dǎo)彈,部署時間是1970-1975年,至今仍在服役并計劃服役到2020年,跨度近半個世紀(jì)。
美國人是怎么讓導(dǎo)彈50年后還“保質(zhì)”呢?這就需要用到相當(dāng)強(qiáng)悍的檢測技術(shù)了。
早在1959年,美軍就啟動了“導(dǎo)彈發(fā)動機(jī)老化監(jiān)視計劃”。第一批發(fā)動機(jī)一出廠,就成了貯存壽命和老化現(xiàn)象的觀測對象。這一觀測結(jié)果恰好與第二批發(fā)動機(jī)的測試情況形成對照。每隔6個月,美國希爾空軍基地就會啟動一臺導(dǎo)彈發(fā)動機(jī)進(jìn)行測試,每隔18個月就對推進(jìn)劑試樣做一次化學(xué)檢測。另外,美軍還對發(fā)動機(jī)藥柱進(jìn)行解剖,以檢驗計算應(yīng)力和實際應(yīng)力之間的差別。美軍認(rèn)為,將這些數(shù)據(jù)與統(tǒng)計計算和結(jié)構(gòu)分析等技術(shù)相結(jié)合,能夠提前4年預(yù)判導(dǎo)彈的狀況。
比實時檢測更直接的“保質(zhì)期”判定方法是加速老化試驗。將同批次導(dǎo)彈中的若干枚置于特殊環(huán)境中加速導(dǎo)彈的老化,能在短時間里獲得導(dǎo)彈長期老化的規(guī)律。
當(dāng)然,為營造所需的“特殊環(huán)境”,要斥巨資建造專門的實驗室。俄羅斯對C-300導(dǎo)彈進(jìn)行6個月的綜合試驗來確定其10年的貯存期;美國洛克希德·馬丁公司為“銅斑蛇”炮射激光制導(dǎo)武器量身定做的試驗箱可以提供溫度為85℃、濕度為85%的加速老化環(huán)境。美軍認(rèn)為,如果固體發(fā)動機(jī)在其規(guī)定的極限高溫和極限低溫環(huán)境中各貯存了6個月后,仍能在地面試車中滿足性能要求的話,那么該型發(fā)動機(jī)的最低貯存期限可被認(rèn)定為5年。
精心維護(hù)
導(dǎo)彈的“變質(zhì)”與保管
導(dǎo)彈為什么會“過期”?其實也不難理解,導(dǎo)彈不是個體單元,而是一個龐大而復(fù)雜的系統(tǒng),其組成部分不乏金屬、塑料、橡膠等材質(zhì)做成的零部件,所以損壞、老化不可避免。
金屬在自然環(huán)境中會發(fā)生腐蝕,最常見的就是生銹。在焊接、鑄造這些復(fù)雜工藝中,也會產(chǎn)生一些持續(xù)作用的力。這些力和化學(xué)腐蝕協(xié)同作用,會加速金屬構(gòu)件損壞。
塑料、橡膠則會隨時間而發(fā)生老化。以橡膠為例,良好的橡膠彈性高、密封效果好,是防漏器材的重要材質(zhì),但在鹽霧、微生物以及高溫的影響下,橡膠會逐步老化從而彈性變差。在導(dǎo)彈里,橡膠老化就會引起高壓容器漏氣、伺服機(jī)構(gòu)漏油、燃料箱漏液。
另外,在潮濕環(huán)境中(如地下洞庫、叢林和一些低緯度地區(qū)),裸露的導(dǎo)彈還容易霉變。彈體內(nèi)部的印刷電路板和彈上的光學(xué)儀器都會受到霉菌影響。
美國軍方的數(shù)據(jù)顯示,庫存狀態(tài)下,由環(huán)境造成的武器裝備損壞或失效比例占到60%。美國沿?;氐难b備故障中有52%是由環(huán)境效應(yīng)引發(fā)失效產(chǎn)生的。再細(xì)分,由溫度引起的占40%,由振動引起的占27%,由濕度引起的占19%,由鹽霧、沙塵、沖擊等引起的占14%。

怎樣才能延長導(dǎo)彈的“保質(zhì)期”?
第一個辦法是改善貯存環(huán)境。既然把食品放進(jìn)冰箱能延后食品變質(zhì),那么改善貯存環(huán)境當(dāng)然也可以使導(dǎo)彈“變質(zhì)”延后。導(dǎo)彈貯存環(huán)境可分為三類:原廠貯存、彈藥庫貯存和野戰(zhàn)貯存(換成巧克力來說,就是分別放在廠商倉庫、超市和消費者口袋里)。放在原廠的導(dǎo)彈有良好環(huán)境和大量專業(yè)人員保養(yǎng),而普通彈藥庫和野戰(zhàn)環(huán)境則往往不利于導(dǎo)彈的貯存。例如某型設(shè)備在高原地區(qū)和寒冷地區(qū)可使用9年,到了溫度和濕度比較高的地方則只能使用2年。因此,延緩導(dǎo)彈老化的一項重要舉措就是隔絕不良環(huán)境,極致的做法是將導(dǎo)彈存放在密閉的貯運箱里,并在箱中充入高純度氮氣。我們現(xiàn)在能夠看到的形形色色的“彈艙”,最主要的用途就是貯存與發(fā)射。
第二個辦法是改善工藝。比如,為防止金屬腐蝕,導(dǎo)彈上的鋁制構(gòu)件和銅制構(gòu)件需要進(jìn)行特殊處理。常溫或者低溫粘接工藝等新工藝的出現(xiàn),能防止印刷電路板霉變,大幅延長導(dǎo)彈的貯存期。美軍早期裝備的“霍克”和“陶式”導(dǎo)彈的壽命僅有3至5年,引入新的工藝后,這兩種導(dǎo)彈的貯存期都達(dá)到了10年以上。
另外,檢測導(dǎo)彈雖有助于發(fā)現(xiàn)問題,但過度檢測也會嚴(yán)重影響設(shè)備壽命。例如某設(shè)備的工作壽命是200小時,出廠前已工作65小時,每次檢測需工作13.5小時,那檢測10次后設(shè)備的壽命就耗盡了。因此,耗時短、效率高的檢測方案也能延長導(dǎo)彈的貯存期。
寶刀不老
導(dǎo)彈的延壽與歸宿
“過期”的導(dǎo)彈真的就不能用了嗎?和“過期就得扔”的食品不一樣,導(dǎo)彈是由許多不同材質(zhì)的零部件組裝起來的。不同的零部件貯存期是不一樣的,那些貯存期較短的零件,就成了拉低全彈貯存期的短板。如果能定期對這些零件進(jìn)行檢修和更換的話,導(dǎo)彈的貯存期就會相應(yīng)增加。這些因素綜合,就形成了標(biāo)定的貯存期和真實的使用壽命之間的差別。
以“海標(biāo)槍”導(dǎo)彈為例,該彈于1973年裝備部隊。1982年英阿馬島沖突,英國海軍用該型導(dǎo)彈擊落了阿根廷軍方6架飛機(jī)。貯存期標(biāo)定為8年的導(dǎo)彈為何在9年后仍具有不錯的作戰(zhàn)效能呢?
展開來看,從“海標(biāo)槍”導(dǎo)彈主要零部件的貯存期就能發(fā)現(xiàn)原因。該彈的前彈身、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等部件貯存期為15年,中彈身、后彈身、引信和戰(zhàn)斗部的貯存期為10年,而助推發(fā)動機(jī)、燃?xì)獍l(fā)生器等部件的壽命不足8年。可見,只要在適當(dāng)?shù)臅r候更換超過貯存期的零部件,“海標(biāo)槍”導(dǎo)彈是能夠有效服役10年的。
這種通過替換易壞零件、修修補(bǔ)補(bǔ)來逐步延長整個系統(tǒng)貯存期的做法,在上世紀(jì)50年代至70年代中期十分流行。但這種做法的缺點也很明顯:需要頻繁對導(dǎo)彈進(jìn)行檢測,以保證能及時發(fā)現(xiàn)并更換狀態(tài)不佳的零部件。這大大增加了導(dǎo)彈的使用成本。
“海標(biāo)槍”導(dǎo)彈每隔26個月就要進(jìn)行一次規(guī)模比較大的檢修。裝在導(dǎo)彈上的點火器最多使用3年就需要換一個新的。如果把點火器從導(dǎo)彈上拆下來放到專門的地方妥善保管的話,可以存放6至7年。
所以,那個年代很多戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈在平時都是散開存放的。那些不適合在導(dǎo)彈上長期放置的零部件被單獨存放在專用的箱子里,等輪到戰(zhàn)備值班的時候再安裝回彈體。這種情況代表了這一時期大多數(shù)戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈的尷尬境遇:平時花大力氣保養(yǎng),戰(zhàn)時預(yù)熱時間長,實在是難以讓人省心。
相比之下,俄羅斯C-300導(dǎo)彈“10年內(nèi)無需進(jìn)行任何檢測”的設(shè)計是相當(dāng)貼心的。從上世紀(jì)70年代開始,以C-300導(dǎo)彈為代表,可在很長時間內(nèi)保持戰(zhàn)備狀態(tài)的導(dǎo)彈迅速成為各個戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈設(shè)計部門追求的目標(biāo)。這些導(dǎo)彈可以在發(fā)射陣地上一站就是10年。在這10年中,導(dǎo)彈可以隨時進(jìn)行發(fā)射。
“過期”的導(dǎo)彈去哪兒了?導(dǎo)彈超過了標(biāo)定貯存期或因技術(shù)和政治原因提早結(jié)束貯存,都算“過期”了。這些導(dǎo)彈有的會被直接銷毀;經(jīng)檢測后確信還能用的,可超期服役;有的則把狀態(tài)尚好的零部件拆出來進(jìn)行翻修;有些還會被賣給其他國家。
還有一些導(dǎo)彈則轉(zhuǎn)到新的崗位去發(fā)揮余熱:美國把退役的SM-75“雷神”導(dǎo)彈去掉彈頭,改造為運載火箭的第一級發(fā)動機(jī)使用,沒想到,后來陸陸續(xù)續(xù)發(fā)展出了20多個型號,形成了著名的“德爾塔”運載火箭家族。俄羅斯和烏克蘭把不再執(zhí)行戰(zhàn)備任務(wù)的SS-18“撒旦”洲際導(dǎo)彈也改造成了運載火箭,取名為“第聶伯”。這個由世界上最大的導(dǎo)彈改造而成的火箭從它原來駐守的地下發(fā)射井中發(fā)射,創(chuàng)造過一箭發(fā)射37顆衛(wèi)星的世界紀(jì)錄,可以說是名副其實的“老驥伏櫪,志在千里”。
(許騰、鄭鈮整理)