前言
装备环境适应性工作是一项系统工程,所涉及的是装备“多种材料、多种指标、多种环境、使用寿命”之间的交互关系,也涉及全寿命期内装备环境适应性影响因素识别与分析、环境数据观测与采集、环境试验与评价方法、环境效应分析、数据挖掘与应用、环境工程管理等多学科多门类问题。
我国进入21世纪以来,随着战略重心的调整,武器装备在海洋、沙漠、高原、高寒等地区的服役种类和数量激增,材料、性能、环境、寿命交互作用复杂,环境适应性问题显著。各类关系与问题交互作用复杂,亟需通过体系化建设,探明装备材料与性能、性能与指标、指标与时间、材料与环境、环境与环境、指标与环境、性能与环境,以及它们多者之间的映射关系,从更深层次采集与挖掘装备环境适应性信息与价值。建立从电化学微尺度到介观(介于宏观与微观之间)环境因素再到宏观现象之间的关系,构建底层数据湖,利用现代信息技术,将装备环境适应性领域知识、数据、业务流程等转化为统一的知识库、模型库、数据库,把隐性知识、数据转化为显性可配置、自动化的软件执行过程,达到知识的凝聚与复用的目的。通过技术体系的解耦、分化、再封装,构建新技术体系,贯穿数据采集、数据传输、数据分析、数据决策,使装备环境工程专业从传统的理论推理(观察、抽象、数学)、试验验证(假设、试验、归纳)向仿真预计(数值模型、机理模型)、智能决策(优选、预防、维修)方向转变。
本书围绕上述主旨,同时面向高端装备数字化转型和高质量发展的需要,从理论分析、试验实践、数字化应用三个角度系统论述航空装备环境适应性问题及其解决方案。本书分为理论实践篇和数字工程篇,见表0-1。理论实践篇中,理论篇重点论述航空装备海洋大气环境损伤,阐述内在因素、外在因素、保障因素对腐蚀行为的影响,量化南海、东海、黄海等典型海域环境因素作用强度、作用时间、作用次数及所占比例;实践篇重点论述多元耦合工况环境试验与评价方法、南海大气腐蚀加速试验方法,分析典型航空结构材料在外场大气环境和内场加速环境下的腐蚀行为与机理,构建了加速试验典型当量与相关性关系。数字工程篇重点论述了典型航空材料腐蚀数据分析、建模、仿真预计、数字工程/数字孪生技术进展、仿真模型的验证及确认。
表0-1 章节涵盖内容及相互关联
本书主创团队包括张博、焦志锋、田野、王春辉、胡湘洪、王荣祥、邓俊豪、刘丽红、雷冰、龚雨荷、马庆钟、赵栩鹤、于宏飞、尚进、苏少燕、李骞、李坤兰、苏元元。本书由张博进行构思与设计,焦志锋进行审定和订正。具体分工:前言由张博撰写;第1章由尚进、焦志锋、张博撰写;第2章、第3章由焦志锋、张博、王荣祥、邓俊豪撰写;第4章由田野、张博、焦志锋、雷冰撰写。本书由马庆钟负责统稿。本书的出版是集体智慧的结晶,感谢王荣祥、刘丽红、于宏飞、李骞、龚雨荷、王春辉、胡湘洪、李长虹、赵栩鹤、李坤兰、苏少燕、苏元元等成效卓越的研究工作。
感谢编辑牛平月的悉心关照。在本书编写过程中,新技术还在不断发展之中,同时由于作者水平有限,书中难免存在不足和疏漏之处,恳请读者批评指正。
本书受到中华人民共和国工业和信息化部(MJ-2017-J-99),工业和信息化部电子第五研究所(20Z19)科研项目的资助,感谢王勇研究员、杨春晖研究员的指导。