贮存环境对鱼雷发动机零部件失效的影响分析

山西平阳重工机械有限责任公司 温秀峰 闫云飞

引言

鱼雷是一种能自动推进并按预定的航向和深度航行，自动导向目标且在命中目标时能自动爆炸的水中兵器。鱼雷系统的动力来源于发动机。发动机是鱼雷的主要组成部分之一，它决定着鱼雷的主要性能，鱼雷发动机的贮存寿命对鱼雷产品贮存可靠性有很重要的影响，发动机的贮存寿命成为制约产品贮存期限和缩短维护保养时间的关键。在鱼雷发动机整个寿命周期内，绝大部分的时间是处于贮存或不工作状态。装备经过长期贮存之后所具有的可靠性一直是令人关注的问题，尤其对于“长期贮存，一次使用”的鱼雷武器装备，要保证其经常保持在备战的激活状态，就必须保证其具有较高水平的贮存可靠性。但装备可靠性在贮存期间常会有不同程度的降低，甚至降低到一个不可接受的程度[1]。如何保证鱼雷发动机长期贮存后的可靠性水平，对保持和改进旧装备的性能、提高新装备的设计水平和质量以及改善装备的整体作战效能等都有重大的实际意义。

1 鱼雷发动机贮存剖面分析

研究鱼雷发动机部件在长期贮存过程中的故障模式、故障机理及寿命的分布规律，对确定鱼雷发动机在贮存期内进行维修、保障的检测周期，确定战备完好率及确定后勤保障费用具有重要意义。同时也为新型鱼雷发动机贮存可靠性、维修性和保障性提供依据。

鱼雷发动机的寿命剖面是指鱼雷从出厂到最终使用并爆炸或寿命终结的这段时间内所经历的全部事件和环境时序描述。鱼雷在寿命剖面内要经历生产、验收、包装、运输、贮存、装艇、发射等过程。

贮存可靠性是指在规定的贮存条件下和贮存时间内，保持规定功能不变的能力。贮存可靠性是可靠性领域中的一类特殊问题，在那些具有长期贮存，一次性使用的一类特殊产品的可靠性问题中占有重要的地位。贮存对鱼雷发动机可靠性的影响是不容忽视的，因为鱼雷发动机处于贮存状态的时间远大于工作时间，在贮存期仍然受到温度、湿度、冲击、霉菌、盐雾、沙尘、淋雨、辐射、气压及振动、跌落等各种环境因素的影响，随着贮存时间的延长，使其贮存寿命缩短[2]。

鱼雷从验收到使用前所经历的各种事件及所处环境与时间的描述，称为贮存剖面。此剖面是寿命剖面的一个重要部分，直接关系到鱼雷的安全性和作用可靠性。详细地分析鱼雷发动机在整个贮存期内经历的各种事件、各种环境因素的影响及各事件经历的时间，是鱼雷发动机贮存可靠性设计的基础和出发点。贮存剖面主要包括贮存场地、自然环境、运输和装卸条件。

1.1 贮存场地

鱼雷贮存仓库分为地面库、洞库；温湿度有可控与无控；露天存放有遮盖和无遮盖等。

1.2 自然环境

一般分为北方、南方、沿海。北方低温干燥，南方高温潮湿，沿海海洋性气候等。鱼雷在国内主要是仓库贮存。

1.3 运输和装卸条件

鱼雷在运输和装卸中可能遭受到各种冲击，如振动和跌落等[3]。

2 贮存环境影响分析

鱼雷贮存环境分为自然环境和运输环境。自然环境包括太阳辐射、沙尘、盐雾、霉菌等等。运输环境包括冲击、振动等。各种环境因素对鱼雷发动机的可靠性以及引起的典型贮存环境因素影响如表1所示[4]。在贮存条件下,影响鱼雷发动机性能的主要环境因素是湿度和温度。

3 湿度对鱼雷发动机贮存影响

气候条件(潮湿、盐雾、霉菌、辐射等)对鱼雷材料破坏作用是多方面的。但从使用维护中发现故障的直接原因来看，潮湿是主要原因，它具有下列破坏作用：湿度使非金属材料性能变坏、失效，由于水分附着在材料表面或渗入内部，使涂料覆层起泡脱落，从而失去其保护作用的一个主要因素。

目前现役的多型鱼雷发动机除火工品外，均为整雷置放在密闭充氮的包装箱内进行贮存，经分析研究鱼雷发动机在贮存期间受湿度、太阳辐射、沙尘、盐雾、霉菌等环境的影响较小，因此认为影响鱼雷发动机性能蜕变和寿命的主要环境因素为贮存温度。由于鱼雷采用全密封技术，周围环境的湿度是不会进入鱼雷体内的，所以湿度不会对鱼雷发动机造成影响[5]。

表1 鱼雷发动机贮存环境影响

4 温度对鱼雷发动机贮存影响

温度是热能的一个指标，本身并非物质，不能直接进行化学反应，热可传导。在物质的物理、化学反应的过程中生成、消失，使构成物质的分子运动激烈、缓慢，结果使化学反应速度加速或者减慢。鱼雷在贮存过程中，环境温度对鱼雷发动机的质量及质量变化产生影响，而且是长期的、连续的、缓慢的，其中温度是导致鱼雷发动机质量发生变化的重要因素，鱼雷发动机是由不同材料部件组成的复杂系统，容易受到温度或温度变化影响。鱼雷在贮存期内，历经几个到几十个春夏秋冬，温度变化范围很大，加上地域不同，温差会更大，温度对鱼雷发动机可靠性影响很大。当鱼雷发动机材料处于高温环境中时，会产生热老化、氧化、粘性降低、膨胀等；而低温又会使鱼雷发动机材料粘度增大，发生脆化或收缩。温度循环时，在温度变化过程中，物体产生的膨胀力和收缩力，全集中于产品隐患处，加速隐患扩大而导致鱼雷发动机材料失效，影响鱼雷可靠性[6]。

5 结束语

通过贮存环境对鱼雷发动机贮存性能的研究，可以获取发动机贮存试验数据，确定其贮存的最佳环境条件，评估发动机贮存寿命，确定贮存失效的特点及其与雷体结构、组成之间的关系。评估鱼雷发动机的贮存质量状况和变化规律，预测在各种贮存条件下的质量变化趋势，对提高我国鱼雷贮存寿命和质量监控水平具有重要意义。

[1]石秀华.水中兵器概论（鱼雷分册）[M].西安：西北工业大学出版社，2010.8.

[2]ZhiLing Peng,HeMing Zhao.Corrosion Mechanism of 12Cr2NiWVA Cylinder Liners,ASIAN JOURNAL OF CHEMISTRY.2014,26(17):5347-5349.

[3]李东阳.弹药储存可靠性分析设计与试验评估[M].北京：国防工业出版社，2013.7.

[4]戴树森.可靠性试验及统计分析[M].北京：国防工业出版社，1984.5.

[5]贺国芳.可靠性数据的收集与分析[M].北京：国防工业出版社，1993.5.

[6]潘吉安.可靠性维修性可用性评估手册[M].北京：国防工业出版社，1995.12.