军队院校实验室建设中军民融合问题探究

方 斌 周其斗 李瀚钦

海军工程大学 湖北武汉 430033

军队院校实验室建设中军民融合问题探究

方 斌 周其斗 李瀚钦

海军工程大学 湖北武汉 430033

采用军民融合发展方式，建设了消声风洞实验室，探索了军民融合发展在军队院校实验室建设中的实现形式。由消声风洞实验室的建设经验可见，在军民融合发展的大背景下，军队院校实验室的建设，需要军民双方有共同的利益前提和合作基础，并在实践中摸索良好的合作模式，以达到双赢的效果。同时，军队院校实验室军民融合发展的过程中也需要解决制度不完善的问题，克服人员投入不充足的困难。

军民融合发展；实验室建设；消声风洞

舰艇的螺旋桨噪声和流噪声是舰艇重要的噪声源，是舰艇隐身降噪的关键技术之一。由于螺旋桨流场的复杂性，对于其噪声机理的研究，测定螺旋桨发声的声功率级、指向性、近场和远场指定点的声压级等，直接在水中测量存在很大困难。需要通过声学相似机理，在空气中进行测量。目前，国际上普遍采用低噪声低湍流度低速消声风洞(简称“消声风洞”)进行螺旋桨噪声机理的研究，消声风洞在世界各国螺旋桨噪声实验和流噪声实验研究中已经占有了相当重要的地位。在我国，在消声风洞的建设上还处于起步阶段，实验设施的缺乏，使得螺旋桨噪声和流噪声机理性的研究与国外存在较大差距，造成我海军舰艇声隐身技术研究的相对滞后，影响了海军战斗力的提升。因此，建设国内专门的舰艇螺旋桨噪声和流噪声研究用消声风洞已成为较紧迫的任务。

结合我国多年来的风洞设计和使用经验，再借鉴世界上许多消声风洞的建设经验，以我国现有的工业生产能力，我国有能力建造一座先进的用于舰艇声隐身技术研究的消声风洞。我校结合自身情况，采用军民融合发展方式，建设了消声风洞实验室，并探索了军民融合发展在军队院校实验室建设中的实现形式，取得了一些的成果，积累了一定的经验。结果表明，军民融合发展，将对军队院校实验室建设产生巨大的推动作用。

1 国内外现状

目前世界上主要的发达国家，包括美国、英国、法国、德国、日本等，皆已建成了先进的大型消声风洞，总体尺寸、规模以及实验能力都处于世界领先水平。图1展示了国际上几座著名的消声风洞的相关数据，其中德国和荷兰合建的DNW风洞是目前世界上最大的消声风洞之一，许多开创性的科学研究都是在该风洞中进行的。DNW风洞为德国-荷兰合建的风洞研究机构，主要进行航空航天领域相关技术研究，目前拥有风洞12个，其中DNW-LLF(Large Low-Speed Facility)为低速消声风洞(如图2所示)。

图1 国际上比较著名的低噪声低湍流度消声风洞

图2 D NW-LLF的6m×8m声学试验段示意图(俯视图)

DNW-LLF风洞为回流式风洞，测试段采用开口形式，便于模型的安装和测试，喷嘴尺度为8 m×6 m，测试段总长20 m，可以满足绝大多数模型尺度要求。在流速为80 m/s的情形下，测得其背景噪声低于80 dB(A)，这在同类风洞中处于领先水平。在该实验室中可以开展飞机机翼的声学测试试验等多项军民两用试验项目[1,2]。DNW实验室立足于民用技术进行建设，有部分军用背景，是国外军民融合式发展在实验室建设中的典型案例。

国内风洞建设和研究，主要集中在总装备29基地(绵阳风洞试验中心)，以开展军用飞机气动研究为主。因民用飞机发展需要，29基地目前已建成商用飞机声学测试所用的声学风洞(如图1所示)。随着国内汽车行业研发能力提升要求，近年来国内汽车用消声风洞发展迅速，已经建成的有上海地面交通工具风洞中心(同济大学汽车学院)，即将建成的有中国汽车工程研究院股份有限公司汽车风洞中心(预计2018年底建成)，主要用于汽车风阻测试和风噪源测试。上海地面交通工具风洞中心以国外相关技术和设备为主进行建设，投资规模达到5亿元人民币。由于消声风洞建设成本较高，而军队院校由于资金规模有限，使用领域以学科建设、人才培养为主，消声风洞建设方式与专业研究结构有所差别，可借鉴美国佛罗里达大学大学消声风洞的经验[3,4]，降低成本，提高效益。

消声风洞建设的难点在于噪声的控制。主要噪声源包括：风机噪声和开口射流噪声。国外已在此领域开展了多年的研究工作，取得了很好的效果。而国内由于才刚刚起步，技术和经验积累存在较大差距。而我校设计的消声风洞主要用于舰艇噪声的研究，对噪声控制比汽车和飞机风洞要求更高，立足国内进行建设有很大的难度。鉴于我校在舰艇声隐身技术方面有多年的技术积累，国内在消声风洞方面的研究积累[5,6]，借助国内近年来消声风洞建设的发展机遇，结合军队和民用单位各自的优势，以我校消声风洞实验室建设为契机，深入进行军民融合式发展，取得了很好的效果。

2 军队院校实验室建设中的军民融合问题

军民融合是党中央在新时期做出的具有全局意义的战略性决策，是将国防建设和经济建设有机统一起来的重要举措。军民融合就是把国防科技工业基础同更大的民用科技工业基础结合起来，组成一个统一的国家科技工业基础的过程。在军民融合模式下，国防与民用经济在生产、技术等多方面实行渗透，互相促进，形成一个有力的经济整体[7]。

军事院校专业实验室建设是培养学员由理论知识向装备实践能力培养的重要环节。目前，我军武器装备绝大部分由地方民营企业和军工企业设计研发，因此，借鉴地方企业丰富的实践经验和技术优势，与之共同建设符合部队人才培养要求的专业实验室势在必行[8]。在我校消声风洞实验室建设中，以与北京科奥克声学技术有限公司、北京航空航天大学等地方企业、院校的合作模式为例，探索了以实验室设计和建设为核心的军事院校专业实验室合作建设模式，合作中有经验、有教训，对未来或其他军事院校实验室建设具有较好的指导意义。

我校原有的舰船性能实验室主要实验设备是循环水洞，始建于1987年，采用以我校为主导的建设模式历时十余年建设完成，是典型的计划经济时代实验室建设模式。在20世纪80年代，我校实验室人员编制充足，实验室建设具有很好的人才基础和技术条件。该循环水洞完全由我系老专家牵头，中青年实验室人员为骨干，从实验室立项论证开始，开展基础研究和方案设计，到形成技术资料和施工图纸，都完全立足实验室自身力量完成，只是因为缺乏加工技术条件，实验室设备加工制造由地方工业部门协助完成，后期运行调试和使用也是由我校自行完成。该实验室建成后，对我系船舶与海洋结构物设计制造专业的学科建设、人才培养和科学研究，发挥了巨大作用。反映了老一辈实验室人员对我校实验室建设的巨大贡献。

进入21世纪后，我国经济模式早已由计划经济向市场经济转变，我校的人员编制构成也发生了重大变化，实验室人员编制大大缩小，完全立足自身力量进行新的实验室建设存在很多困难。但是，学科发展和人才培养都需要我校在实验室方面进行开拓性建设。在这样的背景下，我校开始了消声风洞实验室的建设。该实验室于2006年开始论证，先后进行了建设方案研讨、方案设计、工程建设招标，到技术设计、施工设计，直至实验室施工建设，计划于2017年底建设完成，历时约11年。该实验室的建设过程，正是国家军民融合发展战略在军校实验室建设中的具体实现过程。其建设过程中取得的经验和教训具体如下。

2.1 军民融合需要共同的利益前提和合作基础

消声风洞是很特殊的实验设施，该实验室立项论证时，国内没有建成一座消声风洞，大部分都是用于空气动力学研究的气动风洞。能够设计、建造风洞的单位寥寥无几，消声风洞的建设经验更是无从谈起。因此，该实验室的建设进展非常缓慢。2010年以后，随着商用飞机和汽车工业的发展，用于商用飞机和汽车声学设计的消声风洞逐渐得到国内相关部门和企业的重视，一些飞机用和汽车用的消声风洞开始进行立项，一些地方部门和企业也开始涉足消声风洞的设计和建造。但是，这一阶段，消声风洞的建设主要立足于国外单位进行设计，并购买国外相关设备和材料进行建设，应用领域也基本上是民用领域。但正是有了国家在民用领域的投入，积累的宝贵经验，使得我校消声风洞实验室的建设有了可能。

消声风洞实验室，主要用于舰船声隐身技术的研究，军用背景明显。另外，舰船用消声风洞与民用飞机和汽车使用的消声风洞有较大的差别，对消声风洞设计、建设、施工等要求更高。地方单位民用方面建设的经验并不一定能完全胜任。如何推进该实验室的建设，我们想了很多的办法。在消声风洞立项之后，首先就需要进行方案的设计。在此阶段，利用技术积累，设计了初步方案，但是方案进一步深化，就面临人员和技术力量不足的问题，因为方案的设计需要多学科领域人员，包括气动、声学、电气、测量、土建等方面，仅靠我校现有的教员力量，难以胜任。因此，迫切需要引入民用领域的力量推动实验室建设。为了完成方案设计，邀请了国内相关领域的研究所、企业、院校参加消声风洞的方案设计。通过多次调研和研讨，相关民用单位也有了进一步合作的意愿。这些民用单位看中的不仅仅是实验室建设中能够赚取的利润，更是看中了我校在此领域积累的技术经验、该项目建设的技术难度挑战以及军用背景所带来的市场广告效应等。通过军民合作的方式，双方各取所需、协调发展、实现双赢，这是军民双方能够开展融合式发展的利益前提。

但是仅有融合发展的前提是不够的，军民双方还需要融合发展的基础。消声风洞实验室是我校的建设项目，建设资金全部由我校筹措，资金是我校提供的合作基础之一。在消声风洞所需关键技术方面我校开展了多年研究，具有一定的经验和技术积累，这是合作的基础之二。我校有较完善的实验室建设和管理制度，有一定的工程项目经验，这是合作基础之三。就合作单位而言，民企或研究所尚无一家能够完全承担消声风洞的设计和建设。我校邀请国内在消声风洞研究、设计、建造方面相关企业、院校、研究所参加设计方案研讨，经过多轮方案竞标和商务谈判，确定了合作意向单位后，在我方建议下，组建了以北京科奥克声学技术有限公司和北京航空航天大学为主要合作伙伴的项目建设团队，包括了设计、生产、制造、施工、测试、监理等多专业领域的企业和院所。该团队技术力量全面，在消音室、风洞建设方面有一定的技术实力和建设经验，这是合作的基础之四。该团队具备声学材料生产制造、钢结构生产制造、土建设计和施工、建筑工程监理等方面的资质，能为实验室建设提供质量保障，这是合作的基础之五。军民双方有了以上的前提和基础，才能进行融合式发展，为消声风洞实验室建设提供保障。

2.2 军民融合需要良好的合作模式

由于消声风洞实验室建设，并没有标准和足够的经验，如何保障实验室建设的质量，是需要首先解决的问题，也是双方合作模式建立的基础。在我校主导下，借鉴舰船军品设计生产的经验，采用我校作为技术和工程管理主导，合作方按照舰船军品生产方式进行设计、制造和施工的合作模式，即不同于单纯的商品采购模式，又不同于循环水洞实验室建设采用的我方完全主导的模式。这种模式的优势在于，我方能够深入介入实验室设计、制造和施工过程，对实验室建设的质量全程掌控。合作方能够得到我方的技术支持和管理监督，又有技术上施展的空间，使实验室建设能够在技术进行创新。

但在合作过程中并不是一帆风顺的。民用企业和院校，并不能一开始就适应军品严格的设计和生产过程管理，习惯于民用市场自由、较松散的管理方法。当我方提出，消声风洞的设计要按照方案设计、技术设计、施工设计3个军船设计过程进行时，合作方并不理解，而且在最初设计过程中也未能严格按照不同阶段设计要求进行。主要原因在于：(1)严格的设计和生产管理过程，带来了成本的增加，压缩了其利润空间；(2)合作单位并非舰船设计单位，在对方案设计等设计过程的理解不深入，执行逐渐深入的多阶段设计过程经验不足。这些问题，经过双方多次交流、协商，逐步得到双方的认可。在以上合作模式下，军民双方各司其职，各取所需，保证了消声风洞实验室建设能够稳步推进。

2.3 取得的成果和经验

由于我校现有的情况，完全依靠我方独立完成消声风洞实验室建设存在很多困难，军民融合建设模式，为我校消声风洞实验室建设提供了一条可行之路。民用企业和院校在声学材料、风洞设计和建造等方面的技术可以直接应用于我校的消声风洞，而且质量和成本控制具有很好的优势，能够节省实验室建设的经费；民品设计具有很好的灵活性，能够根据我方要求及时进行修改和完善，效率比较高；以项目团队的方式承担消声风洞实验室的建设，并明确牵头单位为责任单位(如北京科奥克声学技术有限公司)，为我方分担了部分技术风险和管理成本；地方企业灵活的协调机制，保证了团队运行的效率。

合作单位在消声风洞实验室建设过程中也受益匪浅，主要有：(1)分享了我方在消声风洞设计、研究、应用等方面的技术积累，提高了自身的技术实力；(2)以难度较高的项目为切入点，能够逐步提升企业和院校在消声风洞方面的研究水平和创新能力，有利于企业的跨越式发展；(3)军品良好的质量信誉为民用企业提供了很好的广告效应和潜在的经济利益。

2.4 存在的问题和建议

消声风洞实验室建设在探索军民融合发展的过程中也存在一些问题。对于我校而言，现有的一些制度缺乏灵活性，对军民融合发展形成了一定的阻力，造成了一些不必要的成本上升。我方受制于编制规模和教员考核评价机制，在实验室军民融合发展中存在人员投入不足的问题。合作单位对军品管理制度的理解和认识还缺乏深度，制度执行中存在反复和不到位的地方，特别是还没有实验室建设方面可以直接遵循的质量管理方法。另外，合作中存在时间和技术衔接不到位的地方，造成了不必要的时间成本和经济成本。建议有关单位能够开展军队院校实验室军民融合发展相关制度问题的研究，尽快出台相关规章制度，就合作方式、双方责任、成果共享等问题形成明确的意见。

3 结束语

为适应新时期军事斗争准备的需要，我校结合自身情况，采用军民融合发展方式，建设了消声风洞实验室，探索了军民融合发展在军队院校实验室建设中的实现形式。由消声风洞实验室的建设经验可见，在军民融合发展的大背景下，军队院校实验室的建设发展，需要军民双方有共同的利益前提和合作基础，并在实践中摸索良好的合作模式，以达到双赢的效果。但军民融合合作的过程中也会存在一些问题和困难，需要不断解决和克服，建议进一步开展如下研究：(1)改革军队院校实验室建设和管理相关制度适应军民融合式发展需要的问题；(2)军队院校实验室在军民融合式发展中合作模式研究。总之，军民融合发展，将对军队院校实验室建设产生巨大的推动作用。

[1] Duits-Nederlandse Windtunnels. DNW Annual Report 2001[R]. 2001.

[2] Duits-Nederlandse Windtunnels. DNW Annual Report 2004[R]. 2004.

[3] J. Mathew, C. Bahr, B. Carroll.Design, Fabrication, and Characterization of an Anechoic Wind Tunnel Facility[A]. 26th AIAA Aeroacoustics Conference: 1-8[C]. Monterey, California. 2005.

[4] J. Mathew, C. Bahr, M. Sheplak, et al. Characterization of an Anechoic Wind Tunnel Facility[A]. Proceedings of 2005 ASME:1-5[C]. Orlando, Florida. 2005.

[5] 谷嘉锦.声学风洞的设计[J].空气动力学学报,1997,15(3):311-319.

[6] 高勇卫,乔志德.NF-3风洞螺旋桨实验段的声学改造[J].流体力学实验与测量,2003,17(3):27-30.

[7] 张春宇.产业组织视角的军民融合及其规制研究[D].长沙:国防科技大学,2009.

[8] 王朕,肖支才,秦亮.面向部队装备的军校专业实验室军民融合共建模式研究[J].实验技术与管理,2017(34):158-162．

Exploration of Civil-military Integration in the Construction of Military Academy's Laboratory

Fang Bin, Zhou Qidou, Li Hanqin

Naval University of Engineering, Wuhan, 430033, China

Exploration has been done in constructing of the military academy’s laboratory which named anechoic tunnel by integrating of the military and civil sectors. It can be found that common interest and cooperate foundation are needed when the military academy’s laboratory is constructing in the form of civil-military integration, and the appropriate cooperate mode should be explored in order to achieve winwin situation. There exist some problems such as faultiness in system, staff shortage when we promote integrated military and civilian development of military academy's laboratory construction.

civil-military integration development; construction of laboratory; anechoic tunnel

方斌，博士，副教授。