基于新技术的装备维修保障应用研究

发表时间:2021/7/12   来源:《科学与技术》2021年3月第8期   作者:高雷 李金胜
[导读] 为了适应新时代新使命新任务,满足现代化军事保障需求,
        高雷  李金胜
        天津武警后勤学院  300300
        摘要:为了适应新时代新使命新任务,满足现代化军事保障需求,引入新技术改变传统的装备维修保障模式难以满足实际的问题,对新技术不断提升装备维修保障能力进行了研究。简述新技术的优势,分析国内外运用新技术在装备维修领域的应用现状,同时提出了制约新技术发展的关键问题,为新技术的更好运用于未来军事装备维修保障提供了思路。
        关键词:新技术;装备维修保障;军事装备;保障能力
        随着新技术的迅猛发展,几场信息化局部战争的爆发来看,新技术的地位和作用逐渐在军事装备维修保障领域凸显了出来。军事装备在任何时期都充当着重要的角色,我们在使用过程中都会出现不同程度的损坏,如果这些装备没能及时有效地进行修理,装备的性能和完好率将大大降低,将会影响部队战斗力的生成,尤其是信息化条件下联合作战,对装备维修保障要求更高。信息化联合作战战场环境更加复杂、保障任务更加艰巨、保障需求更加多样,维修保障面临很大的挑战,依靠传统的维修保障模式已经难以满足现代作战维修保障需求。必须利用新技术的优势来改善传统保障模式出现的不适应。
        一、新技术原理与优势
        (一)基于虚拟现实技术的远程维修系统
        基于卫星通信及虚拟现实技术的远程维修保障系统由远程保障中心系统、北斗卫星通信系统、现场维修保障系统组成。其工作原理是系统以保障中心服务器为站点,便携式终端和车载终端作为移动端。当装备出现故障时,迅速与保障中心建立通信链路,通过单兵通信系统将现场情况实时传输到中心,专家根据情况在服务器上找到相应的3D模型,人员通过模型的实时仿真拆卸及维修进行排除故障。
        技术优势:一是专家不需要到现场,既简单又方便;二是可靠性、准确性高;三是节约时间。
        (二)3D打印技术
        3D打印技术是指通过持续的物理层叠加,逐层增加材料来生成三维实体的技术,与传统的去除材料加工技术不同,因此又称为添加制造(Additive Manufacturing,AM)。3D打印技术综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多方面的前沿技术知识,具有很高的科技含量。目前,比较常见的3D打印技术主要有激光选区烧结(SLS)、激光选区熔融(SLM)、熔融沉积成型(FDM)和立体光固化(SLA)等。
        3D打印技术与传统保障模式相比,具有以下突出优势:一是针对不同的零部件设计,3D打印都可以直接打印出来,满足不同的需求,无需组装和囤积;二是设计空间无限,零技能制造,破除传统保障模式制造困难和维修周期长的问题;三是可实施精准快速保障,为战时装备维修保障节省人力、物力、时间和成本。四是材料利用率高,加工更符合环保。
        二、新技术在装备维修保障中的应用
        (一)新技术在装备损坏检测中的应用
        远程支援技术是近年来武器装备维修保障领域发展十分迅速的技术,发达国家和技术较为落后的国家都在积极发展远程支援系统。信息化条件下联合作战,装备维修保障不单要解决硬件上的损伤问题,还要攻克软件上的技术难关。因此,如何快速找到损坏部位使其恢复性能是非常关键的,应用远程支援技术,专家组可以帮助前方人员对损坏装备进行诊断、维修,加快受损装备的维修过程,提高维修保障效率。例如在伊拉克战争中,美军士兵对于简单的装备损坏,可以利用智能工具按照操作说明自行检测、诊断和的修理。当遇到难以诊断或修复的故障装备,可借助远程维修系统向远方的专家组请教,通过专家指导实现远程维修。

据美国空军公共事务网站透漏,在2020年5月8日,希尔空军基地空军寿命周期管理中心的工程小组通过远程操作,成功修复了一架在战斗中受损的A-10“疣猪”攻击机。
        (二)新技术在受损装备维修中的应用
        根据Wohlers Associates发布的2013年度报告显示,拥有3D打印设备最多的国家是美国、日本、德国和中国,这四个国家拥有的3D打印设备占全球3D打印设备的比例分别是38%、9.7%、9.4%、和8.7%,军事领域和航空领域占到将近17.22%。美国曾利用3D打印技术修复在战场受损的直升机发动机叶片、M1艾布拉姆斯主战坦克的燃气涡轮以及AV-8鹞式战机的鼻锥受损部位、美国海军水下作战中心已经利用3D打印技术进行老旧零件与工装的维修;2015年,德国制造商InssTek为韩国空军完成了两台F-15K战机上发动机护罩与空气密封件的修复工作;我国海军利用3D打印技术在2015年对意外损伤战舰的传动齿轮进行了快速修复;2016年,以色列空军维修单位为了快速恢复退役战斗机的相关功能,利用3D打印技术生产替换掉损坏的部件。
        三、技术难点及发展趋势
        (一)技术难点
        1.远程维修系统
        远程维修系统改进远程信息资源状况、提高信息处理能力;加强网络防护、确保通信网络安全;进一步夯实软硬件开发、维修工具与系统同步发展;解决知识表达难题。
        2.3D打印技术
        一是材料研发,研发出既打印性能好又胜于传统材料性能的通用型可相互替代的优质材料,提高提高3D打印技术的通用性;二是提升速率,通过改变其运动机构、轨迹、材料熔融或凝固速度及软件来加快速度;三是质量和精度,对于质量方面问题,可以让其顺其路径防止损坏零件。在精度上可以研究与打印效率相匹配的高分辨率打印技术。可以将增减材料技术相结合,进行表面处理增加其光滑度。
        (二)发展趋势
        1.远程支援维修系统一是建立实现全方位的网络通信安全体系;二是建立标准化、通用化的知识管理系统。
        2.3D打印技术的发展一是要满足现代作战中装备维修保障零部件的多样性需求,增强实用性、兼容性、通用性材料的研发。二是与传统制造技术相结合,提高打印技术的速度、精度以及效率。三是打印系统向小型化、集成化方向发展,适应复杂环境下快速进行精确维修。
        四、结束语
        在部队不断深入信息化建设的背景下,新技术不断加入维修保障领域,将有效应对未来信息化战争中对装备维修保障的需求,对受损装备快速诊断、抢修具有重要意义,为我军提高信息化作战能力,保证战时装备完好性提供重要支撑,具有较高的军事价值。战争形态在不断变化,装备也在不断更新中,只有不断发展新技术,攻克技术难点,才能更好地提高装备维修保障水平。
参考文献:
        [1]陈建平,张乐,陈敬贤,李苏杭.基于虚拟现实技术的武器装备远程维修保障系统研究[J].数字技术与应用,2020(3):175-178.
         [2] 郭继周,吴集,邓启文.3D打印技术对装备维修保障的影响与对策[J].装备学院学报,2016,27(2):22-25.
        [3] 訾飞跃,李坡,张志雄.3D打印技术与装备快速维修保障[J].兵器材料科学与工程,2018,41(4):106-110.
        [4] 陈方杰,王成,康辰龙,张永锋,张郑.基于3D打印技术的装备维修保障应用研究[J].科技与创新,2020(22):153-155.
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