彈藥包裝設計熱點分析及發展研究

時間:2022-05-12 11:02:45

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彈藥包裝設計熱點分析及發展研究

摘要:目的為了促進我國彈藥包裝設計適應武器裝備發展,推動彈藥包裝可持續創新,使彈藥包裝更好地滿足作戰保障需求。方法從地方文獻數據庫和軍方文獻數據庫分析彈藥包裝工程領域研究現狀,結合部隊調研情況,分析彈藥包裝設計研究熱點,基于五大理念開展彈藥包裝設計研究。結果我國彈藥包裝工程研究領域主要集中在包裝需求、防護設計、結構優化等方面,重點開展了彈藥投送儲運包裝設計、彈藥標準化包裝設計、彈藥包裝信息化應用、彈藥密封包裝設計、彈藥防殉爆包裝設計等內容,基于作戰理念、保障理念、整合理念、交互理念和生態理念等開展了彈藥包裝設計研究,并確定了面向作戰、以人為本、持續發展的新時期彈藥包裝設計原則。結論我國彈藥包裝工程研究應側重于防護、集裝、效益等方面,彈藥包裝設計熱點應更好體現現代戰爭需求和適應彈藥發展需要,推動彈藥包裝設計的全面發展。

關鍵詞:彈藥;包裝設計;熱點問題;新理念

進入21世紀,武器裝備發展駛入快車道,軍隊改革也如火如荼地展開,并逐步深化。彈藥包裝作為彈藥裝備的基本附件,必須伴隨裝備同步發展,也必須緊貼作戰任務滿足保障的需求,因此,我國彈藥包裝設計應始終堅持用先進的理念引領,并準確把握作戰與保障、裝備與人、現狀與未來的關系,才能推動和促進彈藥包裝的不斷創新和發展。

1彈藥包裝工程領域研究現狀分析

以CNKI、萬方、維普的期刊數據庫作為地方文獻數據來源,以中國軍事期刊論文的數據庫作為軍方文獻來源,直接以彈藥包裝為主題詞進行文獻檢索,共檢索出76篇文獻(2009—2018年),文獻數量分布情況見圖1。按照需求分析、防護設計、結構優化、測試試驗、集裝設計、信息設計、材料應用及外軍包裝區分研究等8個方向,軍內和地方文獻分布情況見圖2。從圖1、圖2中可以看出,我國彈藥包裝相關領域研究非常活躍且基本穩定,地方文獻主要集中于包裝工程及相關物流、材料、環境等領域刊物,軍內文獻主要集中于海軍裝備維修、倉儲管理與技術等軍內刊物。統計結果反映了3個特點:軍內文獻多以需求研究為主,集裝設計和結構優化為輔,反映部隊裝備領域學者作為包裝使用方的研究觀點;地方文獻則集中反映了軍地雙方的研究情況,各方向研究相對均衡,涉及包裝工程領域的方方面面;近5年彈藥包裝領域研究主要集中在防護設計、集裝設計、結構優化等3個方面,反映出隨著武器裝備的發展和裝備保障需求的變化,彈藥包裝工程研究正逐步向防護、集裝、效益等方面側重。

2彈藥包裝設計研究熱點分析

以相關文獻為基礎,結合部隊調研的情況,近期我國彈藥包裝設計主要圍繞以下幾個方面展開。2.1彈藥投送儲運包裝設計。武曉軍[1]、張衛春[2]、石紅霞[3]等對彈藥的運輸環境,尤其是面對不同投送方式條件下彈藥及彈藥包裝的力學環境響應、氣候環境變化、機械環境條件、內外結構設計等方面進行了探討和研究。未來隨著部隊跨區機動作戰、野外訓練演練的頻度增加,彈藥進行遠程投送且面臨更加惡劣、復雜的儲運環境,諸如力學、氣候激勵和人機環境影響,都成為彈藥儲運包裝設計需要重點考慮的問題。重點運用新的緩沖材料,優化結構設計,使得彈藥投送儲運包裝應該更加適應未來戰場。2.2彈藥標準化包裝設計。長期以來,我軍彈藥包裝標準化、模塊化、集裝化程度極低,如同一類型彈藥使用多種包裝形式,一個武器平臺同口徑彈藥存在幾十種包裝的案例并不少見[4]。目前,雖有一些新定型的彈藥采用集裝包裝,但并未形成相關標準和規模,大部分彈藥仍采用單體包裝,使得彈藥保障中存在諸多問題,如機械作業不便,空間利用不高等[5]。隨著我軍機械化進程不斷加快,彈藥包裝的標準化、集裝化必將成為未來發展趨勢,更加有利于保障和投送。標準化包裝設計應根據口徑系列靈活設計托盤、集裝箱或方艙等包裝形式,并建立行業標準,逐步推行到強制執行,以促進彈藥包裝發展。2.3彈藥包裝信息化應用。彈藥包裝不僅用于盛裝彈藥裝備和配套元件,還要在儲存、運輸和使用過程中為用戶及相關保障人員提供有關信息,確保儲運環境滿足安全要求,方便使用人員識別彈藥裝備,因此彈藥包裝信息及有關信息化技術的運用也成為彈藥包裝設計的重要內容。宣兆龍等[6]討論了彈藥包裝信息化的設計及應用,陳慆等[7]基于國際相關標準討論了彈藥外包裝箱標志滿足國際民用航空的運輸要求和設計。未來,我軍彈藥保障向一體化保障、多樣化保障發展,彈藥包裝反映的信息應集中體現有效信息,既要滿足儲運要求,也要滿足使用要求,還應促進信息技術、物流技術的應用。2.4彈藥密封包裝設計。通常對于彈藥來說,包裝構造了一個相對密閉的儲運環境,這一環境有效地避免或減少了外界環境對彈藥的干擾和影響,密閉環境越好,干擾影響越少。彈藥密封包裝已經成為減少長期儲存影響、降低多次運輸干擾、隔絕外界反復激勵的有效手段[8]。據不完全統計,約有4/5的彈藥有密封包裝,包裝材料多以塑料、金屬、玻璃鋼及復合材料為主,包裝形式一般采用箱[9]、筒、盒、袋。未來,彈藥密封包裝應向中、大型包裝及集裝包裝發展,包裝材料在具有防潮隔熱的基礎上,更加注重防電磁屏蔽、防靜電、阻隔有害氣氛及溫濕環境沖擊防護等方面研究與實踐。2.5彈藥防殉爆包裝設計。在現行彈藥包裝規范及常規兵器彈藥包裝定型試驗等國軍標中,均未要求彈藥包裝應具有防殉爆的功能。按照《軍語》解釋“殉爆”作為一種爆炸現象,只是在彈藥正常儲運過程中可能發生的意外事件。避免或控制措施應從彈藥自身、防護設施和儲運管理等多角度討論,如周冰等[10]從包裝的角度討論了防殉爆的技術方法和可能性。從本質上講,對于正常的彈藥和彈藥包裝而言,在設計之初不應考慮防殉爆功能。當彈藥處于不安全的狀態且需要經過一段時間儲存或運輸時,就會需要防殉爆包裝,以避免自身意外爆炸引起周圍彈藥意外作用,同時也降低外界裝藥爆炸激發自身爆炸的風險。

3基于新理念的彈藥包裝設計研究

任何包裝設計及運用都受到包裝理念的影響,設計者有什么的理念,其包裝設計就會有傾向性的主觀變化。未來我國彈藥包裝設計應堅持作戰理念、保障理念、整合理念、交互理念、生態理念,使彈藥包裝設計更好地滿足戰爭需要,更好地服務保障。3.1基于作戰理念的彈藥包裝設計。彈藥作為典型作戰裝備,是為打仗服務的,無論平時儲存時間多長,都是為了保持彈藥的技術性能并滿足作戰的需求。長期以來,我軍彈藥主要解決彈藥長期儲存的問題,以防潮包裝、防銹包裝、防震包裝為主,以減少彈藥受到潮濕環境、力學環境的影響。在面對力學防護設計時則較少考慮戰場中包裝抗沖擊、抗跌落等情況,而抗爆及阻燃等極端惡劣情況基本并沒有作為設計包裝的需求。未來,彈藥及包裝要面臨更加復雜惡劣的作戰環境,包裝設計必需基于作戰理念,充分考慮戰場環境、戰場時機、戰場機動及有關作戰需求,如以平時儲運包裝的設計思路向平戰結合的包裝設計思想(儲運發一體化)轉變必將成為未來彈藥包裝設計的主流[11]。3.2基于保障理念的彈藥包裝設計。包裝是彈藥全壽命周期內的保護措施,也是彈藥與相關彈藥保障任務建立緊密聯系的載體。如,彈藥包裝表達了彈藥的基本信息,彈藥包裝形態影響了日常作業效率,彈藥包裝決定環境防護能力等[12],因此,彈藥包裝直至使用前已經成為直觀反映彈藥裝備基本情況和決定彈藥保障的唯一載體。這一原因導致彈藥包裝在設計之初必須基于保障理念,以保障需求為牽引,全方位多角度考慮裝卸匹配問題、堆積效率問題、密封啟封問題、標志信息問題、儲運防護問題等,使得彈藥包裝在盛裝及保障彈藥的基礎上,更多地面向彈藥的使用者和保障者。3.3基于整合理念的彈藥包裝設計。從20世紀末開始,我軍彈藥包裝就開始關注彈藥標準化設計[13],但相對于外軍尤其是美軍來說,我軍對于標準化設計關注度不夠,加之受到管理體制、經營利益及裝備建設等多方面原因的影響,效果并不理想。進入21世紀,我軍常規武器裝備發展到第4代,制式裝備的通用化、標準化、系列化已經成為裝備發展的基本理念,因此,包裝作為彈藥的附屬產品,在設計之初也必須樹立起整合理念[14],即保證個性的需求前提下,最大限度地從個性化設計向通用化、標準化、系列化發展,從而減少并逐步消除差異化設計,全面滿足儲存、運輸、裝卸、管理及信息化保障等各方面需求。3.4基于交互理念的彈藥包裝設計。隨著彈藥信息化程度的逐步加快,出現越來越多的制導彈藥、靈巧彈藥等新型彈藥裝備部隊。這些彈藥在全壽命周期內需要進行周期性的不間斷監控,而對彈藥來說,一旦啟封破壞其原有的儲運微環境,相當于人為地干擾和影響了彈藥的質量變化過程,因此,一些彈藥在設計定型時,就考慮利用包裝這個載體建立能夠適時反映彈藥及其儲運微環境的“橋梁”,這就是交互理念的運用。彈藥包裝是彈藥、環境、人三者之間共同的媒介,既要滿足彈藥需求,還要監控環境,更要便于操作、管理和使用。3.5基于生態理念的彈藥包裝設計。我軍彈藥包裝材料發展經歷了木質、鐵質、塑料、復合的演化過程。客觀上,現代彈藥包裝材料中木質包裝材料占比明顯下降,而塑料[15]、復合等新型材料的應用日益增多,同時也存在2個方面的問題:過度包裝,如彈藥包裝設計不緊湊、防護能力冗余過多,多次密封包裝等;包裝再利用,木質包裝及鐵質等金屬包裝可以再利用,部分熱塑性的塑料也可再利用,但不可利用的、不可降解處理的包裝材料在應用時仍需謹慎。因為一旦設計定型,生產量大、周轉時間長,可能影響生態,所以無論任何時期,彈藥包裝都應基于生態理念,選擇經濟、綠色、可持續的包裝材料,進行適度包裝。

4新時期彈藥包裝設計原則分析

彈藥包裝的優劣取決于包裝設計,彈藥包裝的評價取決于預定的指標、功能,因此,我國彈藥包裝設計應明確設計目的、服務對象、設計方法。由此,彈藥包裝設計必須把握面向作戰、以人為本、持續發展的基本原則。1)堅持面向作戰。要以戰斗力標準作為衡量基準,無論哪種設計、無論哪類包裝,作為彈藥包裝其根本都是為彈藥服務的,都要面向戰場,因此設計者首先要考慮裝備需求、戰場環境、保障特點,只有堅持面向作戰的原則,才能較好地駕馭和運用各種設計理念,平衡各種設計與功能間的關系。2)堅持以人為本。充分認識到彈藥和彈藥包裝是物質的,彈藥包裝是滿足人的活動需求和服務于人的;在彈藥包裝設計的各階段,堅持包裝設計符合人的思維方式、行為習慣、生理能力,恰當運用各種包裝設計的技術手段不斷解決人與裝備、環境之間的矛盾問題,使彈藥包裝更好地滿足需求、服務人的活動、體現人的想法。3)堅持持續發展。準確把握信息化戰爭的發展變化和軍事需求,準確把握武器裝備發展規律和保障要求,準確把握包裝材料、包裝技術和包裝試驗的發展趨勢,堅持彈藥包裝與武器裝備、軍隊建設和包裝工程同步發展,進行彈藥包裝設計,持續向功能綜合化、標準系列化、包裝智能化等方向發展。

5結語

彈藥包裝設計,從本質上分析是以先進理念為核心,綜合運用多種設計手段和包裝技術,完成彈藥包裝的各項功能,滿足作戰和保障各種需求的過程;從實踐角度分析,也是彈藥包裝設計的研究實踐人員不斷通過嘗試,優化完善彈藥包裝的過程。先進科學的包裝設計理念必將成為彈藥包裝設計工作者的追求,也必將引領我國彈藥包裝設計的發展。

作者:姚愷 李天鵬 劉淑真 耿炳新 徐海濤