基于技术升级推动防空导弹装备大修工作的思考

张 伟，张学成，孙旭宁，刘 钊，程跃兵，舒 鹏

（1.陆军装备部驻上海地区第三军事代表室，上海 200031；
2.上海机电工程研究所，上海 201109）

由于新装备列装周期长、采购费用高等因素，军队无法快速部署新装备以替换全部现有装备，因此装备发展大都采用“预研一代、研制一代、装备一代、大修一代”的模式。外部威胁环境在不断变化，新技术的快速涌现以及不断上涨的部件成本等因素，都会显著减弱现役装备在寿命周期内的战斗力。当新型装备无法及时弥补和改善现存装备体系时，战斗力与适应新形势下的作战任务需求之间就会存在一定的差距。由于使用磨损、器件性能老化等因素的影响，现役装备的战术技术性能会处于逐渐下降的状态，装备大修是保持和恢复装备完好状态的重要手段［1］。防空导弹装备系统复杂、服役周期长，充分利用先进的研究成果和技术进步产物来现代化改造现役装备，能提高系统的作战性能、可靠性和通信能力，同时也能解决器件过时和保障问题。对现役装备进行改造，从而不断提升装备的战术技术性能，是推进武器装备发展的重要途径［2］。

本文探讨结合装备大修时机，引入成熟、先进和适用的技术来升级改造防空导弹装备，实施增量改进，以系统性地解决部队使用中暴露的型号作战使用、维护及性能等方面问题，从而提高装备作战使用效能，充分发挥平台寿命和使用价值，满足新形势下一定时期内的作战需要，也是提升部队战斗力的一项有效举措。

世界军事局势不断变化，新型武器装备的作战需求不断升级，然而由于经费限制，仍需要大量沿用原有装备。西方军事强国十分注重将高新技术应用于现役装备的现代化改造，德国对“豹系列”主战坦克、俄罗斯对“T-72系列”主战坦克先后数次改进，均取得了很好的效果，在短时间内提高了装备的性能。美国防部指令DoDD 5000.01规定，在做出新立项采办项目计划决策前，必须考虑把使用或改造现有武器装备放在优先地位［3］。美军不断对1990年开始服役的“三叉戟”II D5导弹（如图1所示）及其搭载的弹头进行升级和改造，希望它能够继续服役下去，未来还将用于“哥伦比亚”级战略核潜艇［4］（如图2所示）。2013~2021年，美军投入29亿美元对“爱国者”导弹武器系统（如图3所示）进行现代化改装，以提高系统作战性能和可靠性，应对器件过时及维护等问题。

图1 “三叉戟”导弹Fig.1 Trident missile

图2 “哥伦比亚”级战略核潜艇Fig.2 Columbia class strategic nuclear submarine

图3 “爱国者”导弹Fig.3 Patriot missile

这些实践表明，围绕作战新需求将成熟技术集成到现有武器平台，这种循序渐进的升级改造方法，不仅能用较小的成本和较短的周期来满足作战需求，还能提升原有装备的综合作战性能。

为了减缓采购经费压力，各军事强国在不断研发新型导弹的同时，还注重技术升级改进现役装备，主要技术途径包括采用验证过的成熟技术、运用技术融合与综合集成设计、加速植入先进的信息技术以及“系列化、模块化、通用化”改进等方式［5］。针对战术导弹武器装备在作战使用中暴露出的技战术性能问题，通过运用验证过的成熟技术渐次进行局部改进，不但能提高导弹武器整体性能水平，还可以形成系列化的改进装备，缩短研发周期，实现更优的装备效费比。

传统的大修是一种以旧修旧的模式，以装备故障修理为主要目的，仅是尽量恢复装备的作战性能和可靠性，往往存在一定的性能和质量短板，部分已经不适应新的战场需求，严重制约其作战效能。防空导弹装备含有大量的升级换代较快的电子元器件，然而大修工作往往是在装备生产8~10年后才开展，部分设备、分系统已落后，甚至许多部件早已停产。此外，装备列装后，第一个使用周期过程中会逐渐暴露出各种因设计缺陷、工艺控制等原因而产生的可靠性和适用性等方面的问题。如若利用大修的时机，应用新技术和高可靠性的新器件，改进或增添新单元，则可以提高现有装备的性能。这种做法在电子战装备中得到广泛应用［6］。通过嵌入新技术，从根本上提高装备可靠性和作战性能，是对大修活动的拓展和提高，也为开发系列化装备提供了支撑。

1）提高可靠性

电子元器件是防空导弹武器系统的诸多关键技术实现载体。防空导弹武器系统研制和使用周期长达几十年，大修甚至中修的周期无法跟上使用需求和技术发展的节奏，特别是在摩尔定律支配下，电子产品更新换代的速度越来越快，必然会造成保障过程中器件采购难、成本高等问题。如若不允许采购性能相近或更好的替代品，则到中修时很多器件就难以采购。随着技术的进步和工艺实现条件的提高，型号研制之初受当时电子元器件和技术体制限制而采取折衷方案的部件或功能已有更优方案可替换，当时受限制不能兼顾的系统和分机的可靠性问题也可运用新技术而获得更可靠、更稳固的实现途径。地空导弹装备部件维修系统维修费用估算模型仿真分析结果标明，随着部件平均无故障工作时间（mean time between failure，MTBF）的增加，部件维修系统的总费用也随之减少［7］。

在防空导弹装备的大修过程中引入技术升级，可以根据使用过程中暴露的可靠性问题，采用新技术和高可靠性的新器件来重新设计制约可靠性的关键部件和单元，能有效地提高装备的可靠性，降低维修费用。例如，无源相控阵雷达受真空电子器件制约，工作时易高压打火，且存在工作寿命较短、发射机输出功率不稳定等问题。据统计，大约70%严重任务故障都是由雷达引起的，如若采用有源相控阵雷达则可以成倍地提高雷达可靠性，同时能提高目标跟踪能力。

2）弥补能力短板

装备的可靠性和作战性能会随着使用时间的增加而逐渐下降，在应对不断发展的威胁目标时就显得能力不足。西方军事强国现代化改造的实践证明，通过对现役装备进行翻新和有选择的升级，能使较早研制出来的制品保持当下所需要的水平。美军配备长弓毫米波雷达的阿帕奇武装直升机（如图4所示），在实战中证明其战力较配备早期型号雷达的同型机有较大提升，其杀伤力提高4倍，战场生存能力提高7倍。

图4 阿帕奇直升机Fig.4 Apache helicopter

再如，采用挠性陀螺组件的车载惯性导航设备，寻北时受环境影响大、耗时长，且此间车辆需要保持静止，不能进行其他活动，不利于快速战斗展开。而新型的激光陀螺抗干扰性强，能够实现外部有振动工况下的动基座寻北，从而可以在寻北的同时进行装备展开活动，极大地提高装备的快速反应能力，进而为进驻快打奠定良好的基础。

防空导弹系统的研制周期一般是7~10年，整个服役周期约为20年。计算机、信息处理、精确制导和新材料等技术的更新换代却快得多。到退役时，如果作战武器系统发展2~4代，电子设备则可能发展4~6代。借助大修时机，选择成熟而又先进的技术进行升级维修，能提高装备的科技含量和现代化水平，使得改造后的装备在相当长的时期内维持一定的先进性。如图5所示，升级维修比只能恢复而不能提高可靠性的传统大修更能满足部队使用的新要求。

图5 技术升级维修与传统维修对性能影响示意图Fig.5 Schematic diagram of the impact of technical upgrade repairs and conventional repairs on performance

3）支持跨越式发展

为满足现代化新型防空力量发展要求，导弹装备需要应用大量的新技术，以适应新形势下的防空需求。在此过程中，许多技术瓶颈需要突破，客观上需要大量的试验验证和一定的研制周期。在新型装备研制过程中，可以移植部分相对成熟的先进技术模块用于现役装备的升级性改造。利用现役装备分布地域广、使用环境真实的优势来获取大量的试验数据，从而更好地验证新技术的适用性，提前释放新型号的研制风险，为加速装备体系跨越式发展提供支撑。

1）加强顶层规划

为有序推进技术升级维修在防空导弹武器中的应用，需要突破常规大修模式的制约，树立“以新修旧”的装备大修理念，创新现有装备管理模式，需要做好大修技术升级的顶层规划和管理。一是适时修订现有装备研制、保障、维修等方面的法规，打通装备研制、生产和维修之间的阻隔，建立互动提升、迭代改进的机制，做好科学的计划和经费保障；
二是做好型谱管理，装备研制之初就要考虑全寿命周期内逐步改进的计划方案，做好必要的技术准备，积极贯彻武器装备基型化、系列化、通用化，优化整合器材系列规格，开展模块化设计与制造的研究和应用，以利于后续维修的模块化改进；
三是提供制度保障，规范职责程序，明确技术标准和配套保障措施。

2）抓好保障管理

随着维修体制向两级转变，大修工作要从被动响应装备的大修任务，转向“以部队为中心的保障”的寿命技术管理。为解决不同技术状态并存给现役装备管理和保障带来的问题，应加大信息技术的应用，如应用射频识别等各种标识技术以及相关信息和军事物联网等先进技术，对装备管理和物资器材进行精确保障，准确掌握在用装备物资信息，进而实现在正确的地点、准确的时间向需求部队提供数量适当的装备物资。运用传感装置和远程诊断技术，快速完成信息分析与处理，对现役装备进行实时保障，同时监控现役装备和改造装备的质量状况，对技术升级大修的效果进行跟踪评价。经技术升级后的防空导弹装备大量服役后，单靠部队自身的技术力量，很难在各方面都满足现役装备改造后军民融合式维修保障的新模式［8-9］。

3）合理选择试点

由于大修范围和程度的制约，现有大修经费规划在复杂装备中落实较困难。为明确任务，在部队使用中引入升级大修专项论证，将军事任务使命与能力需求转化为技术先进、实施可行的装备大修工程指标。首先，综合考虑装备使用寿命、技术寿命、部队需求等因素，合理选择具有良好总体性能和较大改进潜力的装备作为试点装备和项目。利用大修时机，在4年左右时间内运用成熟技术以滚动方式来系统性地解决现役装备的质量、保障短板，并移植先进成果，进而弥补新装备断代产生的能力空档。其次，科学评估作战、训练、使用过程中所暴露的问题、故障类型、危害程度，以增强大修改进措施及途径的针对性。例如，随着作战对象和环境发展变化，防空导弹武器系统需要增强抗杂波干扰能力、对抗复杂电磁干扰能力、识别分辨各种类型目标的能力以及尾追攻击目标能力等，需要通过升级软件和硬件来达到系统所需的能力水平。最后，在考虑经济承受能力的前提下，充分利用关键技术，确立大修需改进的关重部件。上级机关加强试点项目组织协调和监督管理，确保项目实施进度、实施质量和改造效果。

4）加强过程质量管理控制

引入技术升级对防空导弹武器装备进行大修时，应把控制装备维修质量、降低装备维修成本、提升装备维修的可靠性作为最终目标。需要重点关注勘验阶段、技术升级过程及验收阶段中的质量管理，落实质量管理责任制，明确相关职责，抓好落实运行，完善质量法规建设，创新质量管理手段，加强质量管理人员培训，确保大修过程进度受控、质量受控。建立统一的外场问题数据库，对使用问题、故障问题、成品问题等信息进行有序管理，深入发掘数据价值［10］。同时，构建高效沟通协调机制，保证信息通畅流转。

5）实施信息化管理

防空导弹装备大修工作是一项涉及面广、技术升级内容复杂、质量要求严格的维修工作，其技术状态升级落实管理的重要性不言而喻。粗犷的、基于纸质报表和文档的管理方式已经不能满足现代武器装备大修工作的要求。亟需利用数字化信息管理平台对防空导弹装备历史履历信息、技术状态变更前后信息进行管控，并基于数字样机、数字化协同平台和数字化、个性化的维修方案进行武器装备大修的数字化过程管理。这是未来发展的方向和必然选择，不仅可以实时地反映工作状态和遇到的问题，还可以使日常的业务工作管理流程标准化、规范化。依托工业部门信息化建设，整合现有的信息化建设成果，加强武器装备大修体系内各单位的数据融合、新建网络应用与已有网络应用的融合、业务管理与信息化推进的融合。

装备第一寿命周期内，受到元器件老化、战场需求变化等因素影响，原本先进的性能会逐渐下降。根据未来战争需要，改进性大修模式利用防空导弹武器系统大修时机，将成熟技术有机移植到现有平台，实施增量改进，系统性解决部队使用实际中暴露的装备质量和保障等方面的短板，以提高装备的作战性能和可靠性。该方法能有效延长装备寿命，实现新老装备科学搭配，充分发挥防空导弹系统的平台作战效能，大幅度提高经费的使用效益，同时推动防空导弹装备迭代发展。

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