崔 軍，黃克雷

(裝甲兵工程學院 兵器工程系，北京 100072)

維修性指產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，按規(guī)定的程序和方法進行維修時保持或恢復其規(guī)定狀態(tài)的能力，他是1 種由設計賦予的使裝備維修簡便、迅速、經(jīng)濟的固有屬性［1］，也就是說，產(chǎn)品經(jīng)過設計與研制、生產(chǎn)出來后，維修性也就決定了。然而，任何產(chǎn)品在研制初期，其維修性與性能參數(shù)都不可能立即達到所規(guī)定的指標，必須通過反復改進，才能使維修性與其他性能不斷提高，直到滿足要求。也就是說，維修性不是一成不變的，他應根據(jù)裝備維修實際需求的變化而不斷提高，從而在反復試驗-改進-再試驗的過程中實現(xiàn)維修性增長［2］。在某基型裝備的基礎上，經(jīng)過改進研制，獲得性能更好的新裝備的過程中，必然會通過一系列改進措施，以及采用新設計、新方法與新技術(shù)，實現(xiàn)裝備的維修性增長。本文就是針對某新型改進型主戰(zhàn)坦克，全面地進行維修性增長分析。

1 采用高新技術(shù)實現(xiàn)維修性增長

某新型改進型主戰(zhàn)坦克通過整車優(yōu)化、人—機—環(huán)優(yōu)化等技術(shù)提高了總體的維修性和可靠性。

在整車優(yōu)化技術(shù)方面，炮塔體采用全焊接結(jié)構(gòu)，與基型坦克相比，內(nèi)部空間加大，尾部、兩側(cè)和后屏蔽及外部披掛部分，采用可快速拆卸的結(jié)構(gòu)形式，炮塔后部(尾艙、背箱和屏蔽)結(jié)構(gòu)進行了調(diào)整設計，使后部空間利用率更高、外形更加美觀的同時提高了維修性。另外，自動裝彈機的控制方式采用新研制的微機數(shù)字控制，具有雙向選彈功能，裝彈速度和可靠性都有所提高。第三，改進型的火控系統(tǒng)是瞄準制導合一的自動跟蹤式火控系統(tǒng)，采用獵—殲式控制模式，車長依靠具有夜視功能的獨立穩(wěn)定周視瞄準鏡進行周視觀察和搜索，具備有多目標搜索、位置記憶、目標威脅等級判斷等功能，為炮長指示目標，并可實現(xiàn)超越射擊。炮長觀瞄系統(tǒng)具備瞄導合一功能，內(nèi)置CCD 攝像頭，可實現(xiàn)目標自動跟蹤，在反應時間、跟蹤精度、數(shù)字化、可檢測性等方面有了較大的提高，可檢測性的提高就意味著維修性實現(xiàn)了增長。

在人-機-環(huán)優(yōu)化方面，貫徹以人為本的設計理念，通過先進的計算機設計手段，建立駕駛室、戰(zhàn)斗室和動力室三維模型，以檢查部件之間有無干涉。由于炮塔內(nèi)部空間增高，重新設計了駕駛員座椅，如圖1 所示，將原來的130 mm高的椅面，提高到350 mm 左右，強化乘員操縱方便性和舒適性，提高了乘員的可持續(xù)作戰(zhàn)能力。

圖1 駕駛員座椅改變

2 整體空間結(jié)構(gòu)變化促進維修性增長

傳統(tǒng)上一直將結(jié)構(gòu)緊湊視為設計上的優(yōu)點，但是在某些情況下，往往因為其結(jié)構(gòu)緊湊而帶來可維修性不好的問題，既可達性較差。主要表現(xiàn)在:由于空間的約束造成不便觀察、不易接近、維修活動輔助勞動較多(系指為開辟通道而需拆除的那些妨礙維修對象的鄰近零部件)。如:野戰(zhàn)條件下，更換火炮身管，需安裝鉸鏈，鉸鏈安裝時間1 h;拆下座圈固定螺栓幾十個，用時20 min;切斷電路旋轉(zhuǎn)連接器、擰下駐退機和復進機螺帽、吊炮塔翻轉(zhuǎn)至一定高度并填加墊木、鋪設軌道和安裝小車等，用時0.5 h 等等，在這些輔助勞動完成之后，才能接觸到維修對象。并且由于空間的限制，維修人員的工作姿態(tài)或蹲或跪，再加上拆卸工具專業(yè)性差，效力發(fā)揮受限等。

為此，改進型主戰(zhàn)坦克在論證與研制中重視了可靠性、可用性、可維修性和耐久性問題，顛覆了傳統(tǒng)的車身低矮的設計理念，根據(jù)需要，將整車外形加寬、加高，質(zhì)量加重。戰(zhàn)斗室和動力倉容積(體積)加大，保證了部件車內(nèi)拆裝擁有足夠的空間，也使乘員工作環(huán)境得到改善，維修通道寬敞，維修可達性好，從而間接提高了部件乃至整車的維修性。

實踐證明，這樣的空間變化確實提高了維修性，基型坦克由于空間約束，各部件之間擁擠不堪，根本沒有拆裝這些部件的操作空間，甚至沒有維修通道，使部隊用戶在使用或維修保障方面苦不堪言，用戶和部隊修理單位反映極其強烈。但加大空間后，這方面的問題大大減少?？臻g加大后，改進型坦克與基型坦克上裝部分的維修性數(shù)據(jù)對比列于表1。

表1 某改進型坦克與基型坦克改造前后(上裝部分)維修性對比表

某新型改進型主戰(zhàn)坦克通過整車優(yōu)化、人-機-環(huán)優(yōu)化等技術(shù)提高了總體的維修性和可靠性。

3 重要功能部件結(jié)構(gòu)變化促進維修性增長

在改進研制的過程中，通過重新設計或改進某些重要的功能部件，使其維修性大大增長是最有效的方式之一［3］。某改進型坦克在武器系統(tǒng)機構(gòu)結(jié)構(gòu)方面進行了大量的改進，很好地提高了其維修性，包括火炮身管、抽氣裝置、炮尾、炮閂、擊發(fā)結(jié)構(gòu)等等，下面主要從身管、抽氣裝置方面進行維修性增長分析。

1)火炮身管維修性增長分析

從結(jié)構(gòu)上講，基型坦克的身管為非前抽結(jié)構(gòu)，在戰(zhàn)場條件下進行身管更換的話，難度很大，對吊裝炮塔的吊具要求很高，一般要求16 t 以上的吊車，并且更換身管時間長(8 h以上)，人力資源8 人。如果從有效搶修時間方面考慮，可以認為在戰(zhàn)場條件下幾乎不可能完成身管更換。而在改進研制的過程中，從結(jié)構(gòu)上實現(xiàn)身管前抽、使之具備快速更換功能，具體來說，在使用修理工程車及專用工具條件下，1 次更換身管時間不超過2 h，這樣的搶修時間完全可以滿足營、連規(guī)模戰(zhàn)斗對維修保障的需求。因此，通過結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化設計，在保證精度前提下，改進型坦克的火炮身管維修性增長實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍，這是通過維修性設計來實現(xiàn)的，是設計和制造賦予的固有屬性，是裝備優(yōu)生的結(jié)果。改進型與基型坦克維修性對比指標列于表2。

2)火炮抽氣裝置維修性增長

眾所周知，在平時，無論是使用分隊還是修理分隊，火炮抽氣裝置的維護保養(yǎng)(在使用分隊，每年2 次的裝備換季保養(yǎng)，射擊訓練前后的火炮啟封或封存，抽氣裝置是必須涉及的工作內(nèi)容)或維修次數(shù)(各維修級別在火炮維修時，抽氣裝置的檢修是必不可缺的內(nèi)容)有時甚至超過了炮閂系統(tǒng)。因此，提高抽氣裝置的勤務性能和維修性，對于發(fā)揮武器效能和提高維修效益，具有重要的意義。

表2 某改進型坦克與基型坦克的火炮身管維修性對比

而在戰(zhàn)時，由于抽氣裝置裸露在外，受到彈丸直接攻擊或彈片間接攻擊的幾率非常高，同時，他又是整個車輛防護最為薄弱的地方(貯氣筒壁厚僅幾毫米)，因此戰(zhàn)損幾率很高，為了快速搶修的需要，容易拆卸，便于更換，將會直接影響車輛戰(zhàn)斗力的恢復時間。

改進型坦克將抽氣裝置的原雙排6 噴孔結(jié)構(gòu)，改為單排8 噴孔并沿身管軸向后移400 mm，這使得發(fā)射時在貯氣室內(nèi)建立了更高的工作壓力，達到了更好的噴吹效果;另外，在貯器筒兩端利用雙瓣形固定環(huán)上下固定，使之更加容易拆卸，維修性得到了提高，與改進前相比，拆卸時間縮短了3 min 左右。改進前、后的結(jié)構(gòu)分別如圖2、圖3 所示。

圖2 改進前圓環(huán)形固定環(huán)

圖3 改進后抽氣裝置雙瓣固定環(huán)

因此，通過結(jié)構(gòu)改進，在提高抽氣裝置效率的基礎上，還進一步提高了維修性。

4 重要功能部件結(jié)構(gòu)布局促進維修性增長

以自動校炮裝置為例，對功能部件結(jié)構(gòu)布局的變化如何促進維修性增長進行分析。

一般來說，如果沒有安裝自動校炮裝置，那么校正好的火炮，射擊1 發(fā)以后，就會產(chǎn)生零位走動，走動量是隨機的，其值一般不超過0.3mil;如果安裝了車內(nèi)自動校炮裝置，發(fā)射之后，就不會出現(xiàn)零位走動帶來的精度影響，能提高射擊精度。而從維修性方面考慮，炮口反射鏡為永固型裝置，采用熱裝配安裝，其優(yōu)越性在于:一旦炮口反射鏡在火炮上裝配、調(diào)校好后，嚴禁使用單位隨意拆卸，這就沒有給用戶增加維修負擔，使維修性沒有產(chǎn)生負增長。

5 自動裝彈機各部件改造和升級促進維修性增長

自動裝彈機的采用是某型主戰(zhàn)坦克性能提高的一個重要表現(xiàn)，大大提高了該坦克的武器威力和性能。因此，每次主戰(zhàn)坦克的改進或更新?lián)Q代，都會對自動裝彈機進行改造和升級，以提高其可靠性，使其功能更強大，維修保障更加便捷［4-5］。下面主要從主控盒、彈種識別裝置對維修性增長進行分析。

1)主控盒維修性增長分析

從基型到最終的改進型主戰(zhàn)坦克，自動裝彈機的主控盒進行了3 次改進升級，每次都能提高其可維修性。

基型主戰(zhàn)坦克自動裝彈機的主控盒內(nèi)部主要由不同功率的繼電器組成，這些繼電器按照一定的邏輯串聯(lián)在一起，完成整個裝彈過程的控制。這種主控盒內(nèi)部組成簡單，抗干擾能力強，但結(jié)構(gòu)復雜，需要對裝彈機非常熟悉的維修人員才能修理，可維修性非常不好，裝彈機一旦不工作，維修人員很難快速定位。

第1 次改進是將原來的繼電器控制，變?yōu)閱纹瑱C控制，整個控制過程由程序?qū)崿F(xiàn)。由于采用單片機作為控制器，該主控盒除了能夠控制裝彈機完成自動裝彈外，還能夠進行在線自檢。在整個操作使用過程中，如果哪個開關(guān)或者按鈕狀態(tài)不正常，都會實時檢測出來，并將故障點信息實時輸出到顯示部件，大大縮短了故障定位時間，提高了維修效率。在結(jié)構(gòu)組成上，采用輸入、控制、輸出相分離的模塊化設計，并采用可插拔結(jié)構(gòu)，為其自身的修理和更換提供了便利。

第2 次改進是在選彈控制上進行了改動，由原來的單向旋轉(zhuǎn)輸彈，變?yōu)殡p向就近原則選彈;除了有在線自檢功能外，還增加了應急控制功能，用于當單片機死機或失效時，進行各部件的應急工作。這一功能的增加也為單片機控制模塊以及執(zhí)行電機的檢測，提供了方法。以往進行故障定位時，外部開關(guān)和按鈕可以由單片機進行檢測報警，但當執(zhí)行電機出故障時，需要進行多次的故障分析利用排除法，才能最終確定是單片機的問題還是執(zhí)行電機的問題，故障定位比較麻煩。當增加了應急控制功能以后，這一問題就變得很容易解決。例如自動裝彈機無法工作，可通過應急控制開關(guān)，進行單步控制，如果執(zhí)行電機不工作，說明是執(zhí)行電機的故障;如果執(zhí)行電機能夠工作，則說明是單片機控制部分的故障。此外其還增加了彈底報警功能，當彈底殼沒有收集到框架的彈底殼收集器中時會報警，以防止彈底殼掉入車底，操作人員又沒有注意到，而造成輸彈機損壞的事故發(fā)生。

第3 次改進是在主控盒內(nèi)部增加總線接口，故障代碼以及火控計算機的控制指令都通過總線進行傳輸，信息的檢測和提取更加方便。采用了1553B 總線和MIC 總線的雙總線形式，保證1 條總線失效的情況下，另1 條總線仍保證正?？刂婆c信息交互。這2 條總線都具有差錯控制措施和特有的方式命令，只要總線控制器可靠地工作，任何1 個遠程模塊的故障都不會造成整個系統(tǒng)的癱瘓。外部插座也由原來的大插頭，變成了小型的快速插頭，使得以前很難下手插拔的插頭更容易安裝和插拔，且連接更為可靠，如果真是需要插拔插頭進行信號測量的話，目前采用的小型快速插頭要比以前采用的插頭方便得多，使得安裝測試更加便捷，也就促進了維修性增長。

2)彈種識別裝置維修性增長分析

從基型到最終的改進型主戰(zhàn)坦克，自動裝彈機的彈種識別裝置進行了2 次改進升級，每次也都能大大提高其可維修性。

基型坦克自動裝彈機的彈種識別裝置為電阻式滑塊結(jié)構(gòu)，便于安裝調(diào)試，但精度差，容易造成輸彈機閉鎖銷的沖擊，加速輸彈機閉鎖銷的疲勞，且結(jié)構(gòu)組成較復雜。

第1 次改進是采用光電編碼式光電傳感器結(jié)構(gòu)，精度非常高，但安裝調(diào)試不便，一旦拆下或更換新的，需要配以專門的安裝工具，才能安裝到位，否則裝彈機將出現(xiàn)輸彈機無法停車的故障。

第2 次改進就是仍采用光電編碼形式，但在結(jié)構(gòu)上有所改進，在與出彈口正對的位置增加了1 個調(diào)節(jié)窗，碼盤和旋轉(zhuǎn)架之間用定位銷進行調(diào)校。安裝時只需用定位銷將二者定好位，當旋轉(zhuǎn)齒輪與輸彈機的旋轉(zhuǎn)齒輪嚙合好之后，通過調(diào)節(jié)窗取出定位銷即可。相比之下既提高了控制精度，又降低了安裝難度，維修保障效率大大提高。

6 結(jié)束語

裝備的維修性必然隨著每次改進或升級換代而得到提高與增長，未來主戰(zhàn)坦克將采取更多的措施與方法，進一步促進維修性增長。對于武器系統(tǒng)，希望火炮身管的一次更換不超過1.5 h;戰(zhàn)斗室內(nèi)各個系統(tǒng)完全采用模塊化設計，更換任意部件或組件的維修作業(yè)時間不超過30 min;所有控制部件具有功能擴展接口和測試接口，等等。論文中某些技術(shù)與方法的分析希望對未來主戰(zhàn)坦克維修性增長的實現(xiàn)提供借鑒。

［1］曹艷華，郭金茂，徐達.現(xiàn)役裝甲裝備維修性增長措施研究［J］.質(zhì)量與可靠性，2007 (2):26-30.

［2］廖武.維修性增長指標分配方案的決策與優(yōu)選［J］.電光與控制，2010，17(10):84-89.

［3］廖武，陳云翔.維修性增長趨勢檢驗研究［J］.火力與指揮控制，2009(9):118-121.

［4］盧皓，劉全勝，邵思杰，等.某新型坦克武器系統(tǒng)訓練模擬器使用成績評定方法［J］.四川兵工學報，2011(10):122-124.

［5］張振山，李培富，黃晶晶，等.模糊Petri 網(wǎng)在坦克自動裝彈機故障檢測中的應用［J］.四川兵工學報，2011(9):7-9.