張 偉，張學成，孫旭寧，劉 釗，程躍兵，舒 鵬

（1.陸軍裝備部駐上海地區(qū)第三軍事代表室，上海 200031；2.上海機電工程研究所，上海 201109）

0 引 言

由于新裝備列裝周期長、采購費用高等因素，軍隊無法快速部署新裝備以替換全部現(xiàn)有裝備，因此裝備發(fā)展大都采用“預研一代、研制一代、裝備一代、大修一代”的模式。外部威脅環(huán)境在不斷變化，新技術的快速涌現(xiàn)以及不斷上漲的部件成本等因素，都會顯著減弱現(xiàn)役裝備在壽命周期內(nèi)的戰(zhàn)斗力。當新型裝備無法及時彌補和改善現(xiàn)存裝備體系時，戰(zhàn)斗力與適應新形勢下的作戰(zhàn)任務需求之間就會存在一定的差距。由于使用磨損、器件性能老化等因素的影響，現(xiàn)役裝備的戰(zhàn)術技術性能會處于逐漸下降的狀態(tài)，裝備大修是保持和恢復裝備完好狀態(tài)的重要手段［1］。防空導彈裝備系統(tǒng)復雜、服役周期長，充分利用先進的研究成果和技術進步產(chǎn)物來現(xiàn)代化改造現(xiàn)役裝備，能提高系統(tǒng)的作戰(zhàn)性能、可靠性和通信能力，同時也能解決器件過時和保障問題。對現(xiàn)役裝備進行改造，從而不斷提升裝備的戰(zhàn)術技術性能，是推進武器裝備發(fā)展的重要途徑［2］。

本文探討結合裝備大修時機，引入成熟、先進和適用的技術來升級改造防空導彈裝備，實施增量改進，以系統(tǒng)性地解決部隊使用中暴露的型號作戰(zhàn)使用、維護及性能等方面問題，從而提高裝備作戰(zhàn)使用效能，充分發(fā)揮平臺壽命和使用價值，滿足新形勢下一定時期內(nèi)的作戰(zhàn)需要，也是提升部隊戰(zhàn)斗力的一項有效舉措。

1 國外導彈武器裝備升級改造現(xiàn)狀

世界軍事局勢不斷變化，新型武器裝備的作戰(zhàn)需求不斷升級，然而由于經(jīng)費限制，仍需要大量沿用原有裝備。西方軍事強國十分注重將高新技術應用于現(xiàn)役裝備的現(xiàn)代化改造，德國對“豹系列”主戰(zhàn)坦克、俄羅斯對“T-72系列”主戰(zhàn)坦克先后數(shù)次改進，均取得了很好的效果，在短時間內(nèi)提高了裝備的性能。美國防部指令DoDD 5000.01規(guī)定，在做出新立項采辦項目計劃決策前，必須考慮把使用或改造現(xiàn)有武器裝備放在優(yōu)先地位［3］。美軍不斷對1990年開始服役的“三叉戟”II D5導彈（如圖1所示）及其搭載的彈頭進行升級和改造，希望它能夠繼續(xù)服役下去，未來還將用于“哥倫比亞”級戰(zhàn)略核潛艇［4］（如圖2所示）。2013~2021年，美軍投入29億美元對“愛國者”導彈武器系統(tǒng)（如圖3所示）進行現(xiàn)代化改裝，以提高系統(tǒng)作戰(zhàn)性能和可靠性，應對器件過時及維護等問題。

圖1 “三叉戟”導彈Fig.1 Trident missile

圖2 “哥倫比亞”級戰(zhàn)略核潛艇Fig.2 Columbia class strategic nuclear submarine

圖3 “愛國者”導彈Fig.3 Patriot missile

這些實踐表明，圍繞作戰(zhàn)新需求將成熟技術集成到現(xiàn)有武器平臺，這種循序漸進的升級改造方法，不僅能用較小的成本和較短的周期來滿足作戰(zhàn)需求，還能提升原有裝備的綜合作戰(zhàn)性能。

為了減緩采購經(jīng)費壓力，各軍事強國在不斷研發(fā)新型導彈的同時，還注重技術升級改進現(xiàn)役裝備，主要技術途徑包括采用驗證過的成熟技術、運用技術融合與綜合集成設計、加速植入先進的信息技術以及“系列化、模塊化、通用化”改進等方式［5］。針對戰(zhàn)術導彈武器裝備在作戰(zhàn)使用中暴露出的技戰(zhàn)術性能問題，通過運用驗證過的成熟技術漸次進行局部改進，不但能提高導彈武器整體性能水平，還可以形成系列化的改進裝備，縮短研發(fā)周期，實現(xiàn)更優(yōu)的裝備效費比。

2 防空導彈系統(tǒng)大修引入技術升級的意義

傳統(tǒng)的大修是一種以舊修舊的模式，以裝備故障修理為主要目的，僅是盡量恢復裝備的作戰(zhàn)性能和可靠性，往往存在一定的性能和質(zhì)量短板，部分已經(jīng)不適應新的戰(zhàn)場需求，嚴重制約其作戰(zhàn)效能。防空導彈裝備含有大量的升級換代較快的電子元器件，然而大修工作往往是在裝備生產(chǎn)8~10年后才開展，部分設備、分系統(tǒng)已落后，甚至許多部件早已停產(chǎn)。此外，裝備列裝后，第一個使用周期過程中會逐漸暴露出各種因設計缺陷、工藝控制等原因而產(chǎn)生的可靠性和適用性等方面的問題。如若利用大修的時機，應用新技術和高可靠性的新器件，改進或增添新單元，則可以提高現(xiàn)有裝備的性能。這種做法在電子戰(zhàn)裝備中得到廣泛應用［6］。通過嵌入新技術，從根本上提高裝備可靠性和作戰(zhàn)性能，是對大修活動的拓展和提高，也為開發(fā)系列化裝備提供了支撐。

1）提高可靠性

電子元器件是防空導彈武器系統(tǒng)的諸多關鍵技術實現(xiàn)載體。防空導彈武器系統(tǒng)研制和使用周期長達幾十年，大修甚至中修的周期無法跟上使用需求和技術發(fā)展的節(jié)奏，特別是在摩爾定律支配下，電子產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度越來越快，必然會造成保障過程中器件采購難、成本高等問題。如若不允許采購性能相近或更好的替代品，則到中修時很多器件就難以采購。隨著技術的進步和工藝實現(xiàn)條件的提高，型號研制之初受當時電子元器件和技術體制限制而采取折衷方案的部件或功能已有更優(yōu)方案可替換，當時受限制不能兼顧的系統(tǒng)和分機的可靠性問題也可運用新技術而獲得更可靠、更穩(wěn)固的實現(xiàn)途徑。地空導彈裝備部件維修系統(tǒng)維修費用估算模型仿真分析結果標明，隨著部件平均無故障工作時間（mean time between failure，MTBF）的增加，部件維修系統(tǒng)的總費用也隨之減少［7］。

在防空導彈裝備的大修過程中引入技術升級，可以根據(jù)使用過程中暴露的可靠性問題，采用新技術和高可靠性的新器件來重新設計制約可靠性的關鍵部件和單元，能有效地提高裝備的可靠性，降低維修費用。例如，無源相控陣雷達受真空電子器件制約，工作時易高壓打火，且存在工作壽命較短、發(fā)射機輸出功率不穩(wěn)定等問題。據(jù)統(tǒng)計，大約70%嚴重任務故障都是由雷達引起的，如若采用有源相控陣雷達則可以成倍地提高雷達可靠性，同時能提高目標跟蹤能力。

2）彌補能力短板

裝備的可靠性和作戰(zhàn)性能會隨著使用時間的增加而逐漸下降，在應對不斷發(fā)展的威脅目標時就顯得能力不足。西方軍事強國現(xiàn)代化改造的實踐證明，通過對現(xiàn)役裝備進行翻新和有選擇的升級，能使較早研制出來的制品保持當下所需要的水平。美軍配備長弓毫米波雷達的阿帕奇武裝直升機（如圖4所示），在實戰(zhàn)中證明其戰(zhàn)力較配備早期型號雷達的同型機有較大提升，其殺傷力提高4倍，戰(zhàn)場生存能力提高7倍。

圖4 阿帕奇直升機Fig.4 Apache helicopter

再如，采用撓性陀螺組件的車載慣性導航設備，尋北時受環(huán)境影響大、耗時長，且此間車輛需要保持靜止，不能進行其他活動，不利于快速戰(zhàn)斗展開。而新型的激光陀螺抗干擾性強，能夠?qū)崿F(xiàn)外部有振動工況下的動基座尋北，從而可以在尋北的同時進行裝備展開活動，極大地提高裝備的快速反應能力，進而為進駐快打奠定良好的基礎。

防空導彈系統(tǒng)的研制周期一般是7~10年，整個服役周期約為20年。計算機、信息處理、精確制導和新材料等技術的更新?lián)Q代卻快得多。到退役時，如果作戰(zhàn)武器系統(tǒng)發(fā)展2~4代，電子設備則可能發(fā)展4~6代。借助大修時機，選擇成熟而又先進的技術進行升級維修，能提高裝備的科技含量和現(xiàn)代化水平，使得改造后的裝備在相當長的時期內(nèi)維持一定的先進性。如圖5所示，升級維修比只能恢復而不能提高可靠性的傳統(tǒng)大修更能滿足部隊使用的新要求。

圖5 技術升級維修與傳統(tǒng)維修對性能影響示意圖Fig.5 Schematic diagram of the impact of technical upgrade repairs and conventional repairs on performance

3）支持跨越式發(fā)展

為滿足現(xiàn)代化新型防空力量發(fā)展要求，導彈裝備需要應用大量的新技術，以適應新形勢下的防空需求。在此過程中，許多技術瓶頸需要突破，客觀上需要大量的試驗驗證和一定的研制周期。在新型裝備研制過程中，可以移植部分相對成熟的先進技術模塊用于現(xiàn)役裝備的升級性改造。利用現(xiàn)役裝備分布地域廣、使用環(huán)境真實的優(yōu)勢來獲取大量的試驗數(shù)據(jù)，從而更好地驗證新技術的適用性，提前釋放新型號的研制風險，為加速裝備體系跨越式發(fā)展提供支撐。

3 防空導彈裝備大修引入技術升級的實施建議

1）加強頂層規(guī)劃

為有序推進技術升級維修在防空導彈武器中的應用，需要突破常規(guī)大修模式的制約，樹立“以新修舊”的裝備大修理念，創(chuàng)新現(xiàn)有裝備管理模式，需要做好大修技術升級的頂層規(guī)劃和管理。一是適時修訂現(xiàn)有裝備研制、保障、維修等方面的法規(guī)，打通裝備研制、生產(chǎn)和維修之間的阻隔，建立互動提升、迭代改進的機制，做好科學的計劃和經(jīng)費保障；二是做好型譜管理，裝備研制之初就要考慮全壽命周期內(nèi)逐步改進的計劃方案，做好必要的技術準備，積極貫徹武器裝備基型化、系列化、通用化，優(yōu)化整合器材系列規(guī)格，開展模塊化設計與制造的研究和應用，以利于后續(xù)維修的模塊化改進；三是提供制度保障，規(guī)范職責程序，明確技術標準和配套保障措施。

2）抓好保障管理

隨著維修體制向兩級轉(zhuǎn)變，大修工作要從被動響應裝備的大修任務，轉(zhuǎn)向“以部隊為中心的保障”的壽命技術管理。為解決不同技術狀態(tài)并存給現(xiàn)役裝備管理和保障帶來的問題，應加大信息技術的應用，如應用射頻識別等各種標識技術以及相關信息和軍事物聯(lián)網(wǎng)等先進技術，對裝備管理和物資器材進行精確保障，準確掌握在用裝備物資信息，進而實現(xiàn)在正確的地點、準確的時間向需求部隊提供數(shù)量適當?shù)难b備物資。運用傳感裝置和遠程診斷技術，快速完成信息分析與處理，對現(xiàn)役裝備進行實時保障，同時監(jiān)控現(xiàn)役裝備和改造裝備的質(zhì)量狀況，對技術升級大修的效果進行跟蹤評價。經(jīng)技術升級后的防空導彈裝備大量服役后，單靠部隊自身的技術力量，很難在各方面都滿足現(xiàn)役裝備改造后軍民融合式維修保障的新模式［8-9］。

3）合理選擇試點

由于大修范圍和程度的制約，現(xiàn)有大修經(jīng)費規(guī)劃在復雜裝備中落實較困難。為明確任務，在部隊使用中引入升級大修專項論證，將軍事任務使命與能力需求轉(zhuǎn)化為技術先進、實施可行的裝備大修工程指標。首先，綜合考慮裝備使用壽命、技術壽命、部隊需求等因素，合理選擇具有良好總體性能和較大改進潛力的裝備作為試點裝備和項目。利用大修時機，在4年左右時間內(nèi)運用成熟技術以滾動方式來系統(tǒng)性地解決現(xiàn)役裝備的質(zhì)量、保障短板，并移植先進成果，進而彌補新裝備斷代產(chǎn)生的能力空檔。其次，科學評估作戰(zhàn)、訓練、使用過程中所暴露的問題、故障類型、危害程度，以增強大修改進措施及途徑的針對性。例如，隨著作戰(zhàn)對象和環(huán)境發(fā)展變化，防空導彈武器系統(tǒng)需要增強抗雜波干擾能力、對抗復雜電磁干擾能力、識別分辨各種類型目標的能力以及尾追攻擊目標能力等，需要通過升級軟件和硬件來達到系統(tǒng)所需的能力水平。最后，在考慮經(jīng)濟承受能力的前提下，充分利用關鍵技術，確立大修需改進的關重部件。上級機關加強試點項目組織協(xié)調(diào)和監(jiān)督管理，確保項目實施進度、實施質(zhì)量和改造效果。

4）加強過程質(zhì)量管理控制

引入技術升級對防空導彈武器裝備進行大修時，應把控制裝備維修質(zhì)量、降低裝備維修成本、提升裝備維修的可靠性作為最終目標。需要重點關注勘驗階段、技術升級過程及驗收階段中的質(zhì)量管理，落實質(zhì)量管理責任制，明確相關職責，抓好落實運行，完善質(zhì)量法規(guī)建設，創(chuàng)新質(zhì)量管理手段，加強質(zhì)量管理人員培訓，確保大修過程進度受控、質(zhì)量受控。建立統(tǒng)一的外場問題數(shù)據(jù)庫，對使用問題、故障問題、成品問題等信息進行有序管理，深入發(fā)掘數(shù)據(jù)價值［10］。同時，構建高效溝通協(xié)調(diào)機制，保證信息通暢流轉(zhuǎn)。

5）實施信息化管理

防空導彈裝備大修工作是一項涉及面廣、技術升級內(nèi)容復雜、質(zhì)量要求嚴格的維修工作，其技術狀態(tài)升級落實管理的重要性不言而喻。粗獷的、基于紙質(zhì)報表和文檔的管理方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代武器裝備大修工作的要求。亟需利用數(shù)字化信息管理平臺對防空導彈裝備歷史履歷信息、技術狀態(tài)變更前后信息進行管控，并基于數(shù)字樣機、數(shù)字化協(xié)同平臺和數(shù)字化、個性化的維修方案進行武器裝備大修的數(shù)字化過程管理。這是未來發(fā)展的方向和必然選擇，不僅可以實時地反映工作狀態(tài)和遇到的問題，還可以使日常的業(yè)務工作管理流程標準化、規(guī)范化。依托工業(yè)部門信息化建設，整合現(xiàn)有的信息化建設成果，加強武器裝備大修體系內(nèi)各單位的數(shù)據(jù)融合、新建網(wǎng)絡應用與已有網(wǎng)絡應用的融合、業(yè)務管理與信息化推進的融合。

4 結束語

裝備第一壽命周期內(nèi)，受到元器件老化、戰(zhàn)場需求變化等因素影響，原本先進的性能會逐漸下降。根據(jù)未來戰(zhàn)爭需要，改進性大修模式利用防空導彈武器系統(tǒng)大修時機，將成熟技術有機移植到現(xiàn)有平臺，實施增量改進，系統(tǒng)性解決部隊使用實際中暴露的裝備質(zhì)量和保障等方面的短板，以提高裝備的作戰(zhàn)性能和可靠性。該方法能有效延長裝備壽命，實現(xiàn)新老裝備科學搭配，充分發(fā)揮防空導彈系統(tǒng)的平臺作戰(zhàn)效能，大幅度提高經(jīng)費的使用效益，同時推動防空導彈裝備迭代發(fā)展。