水下爆炸抗冲击标准综述
时间：2020-04-04 05:22:49 来源：千叶帆 本文已影响人
摘 要:水下爆炸抗冲击标准可以为舰船及舰载设备抗冲击试验的设计及实施提高科学的依据。搜集了国外水下爆炸抗冲击相关标准,以及依据标准建立的抗冲击试验设施和开展的抗冲击试验,分析了国外抗冲击标准的特点,对我国的抗冲击标准建立与完善有一定指导意义。
关键词:抗冲击标准 试验设施 对比分析
中图分类号:O383+.1文献标识码:Ａ文章编号:1674-098X(2012)07(a)-0230-01
1 引言
水下爆炸产生的冲击对于舰艇机械设备系统、电子系统、结构以及人体会带来很大的危害,甚至造成致命的、灾难性的后果。抗冲击性能是舰艇的核心技术指标之一,发达国家海军均把舰艇的抗冲击性能作为其生命力的核心内容、舰艇的核心技术指标,不惜投入巨资长期坚持研究和突破。抗冲击试验是舰船抗冲击理论和防护技术研究的重要手段和关键技术,而标准规范是舰艇抗冲击工作中的主要环节之一,标准来源于试验,完善的标准又用于指导试验。欧美各国都制定有完整系统的抗冲击试验标准,有效的指导抗冲击试验的顺利开展[1,2]。
2 标准现状
各发达国家均依据海军发展的战略方针建立了一系列适合本国国情的成熟的舰船水下爆炸试验方法及相应的标准规范,建立了完善的试验设施和试验场所,在此基础上开展了大量的舰载设备和舰艇抗冲击试验,达不到标准要求的必须改进设计,保证了其舰艇抗冲击能力位于世界领先地位。
2.1 抗冲击标准现状
美国是目前世界上舰艇抗冲击技术水平最高的国家。包括0902-001-5000美国海军舰船通用规范,MIL-S-901D舰用机械、设备和系统冲击试验要求,0908-LP 000-3010水面舰艇冲击设计标准等。
MIL-S-901D《舰用机械、设备和系统冲击试验要求》主要规定了舰载设备的等级、分类、级别、试验分类、冲击试验机的类别,试验夹具的设计要求、安装方法和试验程序等。并将大型浮动冲击平台也列为试验考核设施,可对重181吨设备进行考核。
DDS072-1主要规定了设备根据安装部位的分类和设计参数。对设备进行弹性设计还是弹塑性设计,要根据设备是否允许出现塑性变形来确定。
0902-001-5000美国海军舰船通用规范定义了设备等级,规定了A级设备和系统均应按MIL-S－901要求做冲击试验,基座应按动态设计分析方法来设计等。并规定:“对于战斗舰船的建造纲要,将每一种舰级中的一艘做冲击试验”
0908-LP000-3010水面舰艇冲击设计标准主要是向在结构动力学和应力分析方面受过一定教育或有经验的工程师转述海军对动力冲击分析的要求。
德国的BV043/85《冲击、缓冲和冲击安全性标准》规定了冲击安全性的一般要求,对装舰设备冲击安全性进行试验或计算验证的原则和方法,舰员的冲击防护要求等都进行了总体的规定,而对具体方法、冲击强度和次数等在其相关文件《水面舰艇设备的冲击试验》、《在浮动冲击装置中水面舰艇重型设备的冲击试验》、《水面舰艇和船舶的标准水下爆炸试验的实施》、STANAG 4488《爆炸冲击敏感度测试》、《水面舰艇设备冲击试验机试验》中进行了详细描述。
俄罗斯海军《舰用设备抗冲击和抗振动试验标准和规则》规定了舰用设备冲击负荷测定的标准和规则以及对试验结果的评定要求,还建有《舰用设备抗冲击试验标准和规则》等。
2.2 抗冲击试验设施
欧美国家在抗冲击试验方面建立了完善的标准,同时建立了完善的试验设施,可以按照标准的规定执行抗冲击试验。如美国海军“水下爆炸冲击研究与发展项目办公室”不仅拥有专门的冲击试验测试车和多达数千通道的试验测试能力,且拥有HI-TEST冲击实验室,可对重达11.3T的设备进行冲击考核试验;拥有水下爆炸冲击试验水池和近海海湾,可进行浮动平台、缩比模型和大型舱段冲击试验;拥有远海实船爆炸冲击试验场,可进行实船爆炸冲击试验;美国海军还拥有可沉潜艇测试平台用来评估潜艇及其设备。
2.3 抗冲击试验
一位美国工程师在其文献中提到:参照MIL-S-901标准,在1950年的一系列实船爆炸试验中包括对退役军舰进行设定的近距离爆炸试验,试验军舰包括小型扫雷艇,然后被试舰船尺寸不断加大,其中一次是在夏威夷对退役巡洋舰进行的近距离爆炸试验,爆炸当量为500tTNT;在1970年,对装备于“尼米兹”航母上的大型重要设备在大型浮动冲击平台上进行了抗冲击试验;2003年对安装于DDG型舰船上的探测装备按照901D标准重型设备在浮动冲击平台上进行了强冲击试验。
1993年,意大利海军和美国海军对一艘退役驱逐舰进行了全尺度水下爆炸试验;2000年美国对新研制的“海狼”级潜艇进行水下爆炸试验,爆炸药量达4536kg;2001年夏,美国海军在佛罗里达进行了DDG-81实船爆炸抗冲击试验,试验中安装了620个传感器[3]。1996年,荷兰TNO为建设“黄蜂”号扫雷舰,对一个圆柱型舰船模型进行了6次水下爆炸试验。
3 抗冲击标准特点
以美国为首的国家其抗冲击标准中对抗冲击试验的要求是强制性的。例如对重量小于181t的装舰设备必须进行冲击考核,对大于181t的设备不能进行抗冲击考核试验的进行计算考核;所有新研制舰艇的首制舰必须进行水下爆炸实船试验,全面考核舰艇上各功能系统的抗冲击能力,并进行多测点的数据测量。
标准是动态发展的。如美国的MIL-S-901标准,在指导试验的同时,经过长期的试验验证,进行了多次修订,使得标准更加完善,适用性更强。
抗冲击标准完整、系统,标准之间更具有协调性。国外已形成关于舰艇在论证、设计、建造、试验、服役等各个阶段冲击安全性设计所应遵循的规范和标准,在考核方法、试验设施、验证指标、测试仪表、试验方法、结果评判等方面都有相应的标准,各标准能相互衔接,形成完整的抗冲击标准体系。
依据标准建立了完备的试验设施,开展了全面系统的抗冲击试验。如美国抗冲击试验设施包括轻型、中型、重型冲击机,小型、中型、大型、超大型浮动冲击平台,水下爆炸试验水池,水下爆炸试验场。同时按照标准要求进行着严格、全面、系统的抗冲击试验。
4 结语
国外水下爆炸抗冲击标准比较完善,基本形成了抗冲击试验标准体系,并依据标准建立了完善的试验设施,严格按标准要求开展着装舰设备和实船抗冲击试验,其舰船的抗冲击能力处于世界先进水平。我国抗冲击标准建立应借鉴国外抗冲击标准体系建设经验,寻找与国外标准之间的差距,在编制相关标准时应注重及时性、有效性、可行性、系统性和完整性,完善抗冲击标准体系,并依据标准开展抗冲击试验,不断提高舰船生命力。
参考文献
[1]黄若波,杜俭业,王官祥.美国舰艇抗冲击标准规范研究分析［J］.舰船科学技术.2007,29(2),138～142.
[2]王贡献,褚德英,张磊等.舰船设备冲击试验机研究进展[J].振动与冲击,2007,26(2),152～158.
[3]张姝红,程素秋.舰船冲击试验仿真参数研究［J］.水雷战与舰船防护,2009,17(3),74-78.
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