材料和仪器仪表各系统产生的影响，分析系统性能下降的具体表现和造成这些影响的主要环境因素，并根据各系统运转特点提出提高系统高原适用性的应对措施，为提高系统效能、保证高原作业安全高效提供依据。
【关键词】 通用装备 高原 环境适应性
1 引言
环境适应性是指装备在其寿命期预计可能遇到的各种环境的作用下，能实现其所有预定功能、性能和（或）不被破坏的能力[1]。各类装备受到这些环境因素的长期作用和影响下，使用效能会产生变化，恶劣条件下还可能导致失效，影响生产生活。因此，本文就通用装备在高原严酷环境下的适应性进行研究和探讨，并提出改进装备环境适应性的建议措施，对提高装备效能具有重要意义。
2 装备高原运用环境
2.1 高原气候环境条件
气候环境条件是影响装备性能的主要环境因素，高原气候环境的主要特点是气压低、空气稀薄、含氧量低、低温期长、昼夜温差大、风沙尘大、日照时间长、紫外线强、气候干燥等。本文主要分析海拔高度、地面气温、空气湿度、风、雨、雪、沙尘、太阳辐射等因素对装备性能的影响。
2.2 高原运用环境
不同的环境严酷度对装备性能造成的影响不同，要对装备高原环境适应性进行研究，首先需要明确其在高原会遇到的环境因素，表1列举了高原自然环境参数。
3 高原环境对装备的影响分析及应对措施
为更好的分析装备环境适应性，本文按照装备组成、功能特点、使用场合和受环境影响程度不同，将通用装备分为动力、气压、液压、调温、燃烧、电气、材料、仪器仪表等8个类别，重点分析高原环境对动力、液压、电气、高分子材料和仪器仪表各系统产生的影响，并分别提高各系统高原环境适应性的建议。
3.1 高原环境对装备动力系统的影响及应对措施
动力系统是运载和起重作业中经常的部分，动力系统中的启动部件、动力部件、热交换部件是最易受外界环境影响的部分，高原环境的恶劣性会造成系统动力性能下降、稳定性降低、维护保养频率和成本增大。
高原气候环境对动力系统的影响具体表现在：（1）高原地区空气含氧量低，导致发动机的进气率降低，燃油燃烧不充分，然油消耗增加。一般海拔每增加1km，油耗增加8%左右。（2）高原地区大气压力低，水的沸点变低，吸热量变少，造成靠水介质进行冷却的动力系统热交换能力降低，发动机内温升高。（3）高原地区空气稀薄、密度低，发动机内混合气的燃烧不充分，发动机功率下降导致发动机需要长时间在高负荷情况下工作，导致热交换能力降低。相关实验表明[3]，在普通环境条件下，在海拔2.5km以下情况下，每当海拔升高1km，普通柴油发动机油耗平均增加8%左右，功率、扭矩平均下降10%左右；在海拔2.5km以上情况下，普通柴油发动机油耗平均增加4%左右，功率、扭矩下降7%左右。
高原地理环境对动力系统的影响主要表现在道路、地形等方面。在高原地区，很多地域公路条件差，低等级公路多，经常有沙石路和石阶路，而且上坡和弯道较多，坡度大，导致行驶中颠簸严重。在低温季节，还会出现车辆制动能力下降的问题，特别是在车辆轮胎涉水、涉雪以后，极易打滑。
基于上述影响因素，可采取以下措施提高动力系统高原环境适用性：（1）采用增压中柴油机，提高动力性和扭矩；（2）优化冷却系统，提高热交换能力；（3）采用性能较高的密封部件，提高系统内核密闭性；（4）及时保养、更换空气过滤部件，提高系统空气过滤能力。这些措施可以在高性价比条件下提高动力系统的动力性能、热平衡能力和稳定性，保证系统在海拔4.5km以下地区正常工作。
3.2 高原环境对装备液压系统的影响及应对措施
液压系统是装卸、搬运和重物起重作业中常见的系统。高原环境对液压系统的影响可分为直接影响和间接影响两类。高原环境对液压系统的直接影响主要表现在沙尘对系统密封性、空气稀薄对系统热平衡能力的影响等方面。在既定负荷情况下，液压系统对发动机产生的负荷是一个定值，不会因海拔高度的增加而发生很大变化[4]，但高原环境对动力系统产生的影响会间接影响液压系统与发动机之间的配合，导致液压系统整体性能下降。
基于上述影响因素，可采取以下措施提高动力系统高原环境适用性：（1）因为高原环境易导致液压系统负荷大、效率低，系统内部持续高温，应视情增加散热装置，提高系统散热性。（2）液压系统中液压油是很重要的部分，在高原环境中，应当选用稠化液压油，并且尽量保持使用同一品牌型号的液压油，以保持系统的稳定性。（3）加强维护保养，对液压油油质状态经常进行检查，对液压油箱外部和冷却器进行定期清洁，保持散热性能。（4）对液压胶管装配保护措施，采用对紫外线和高温、低温有较好抵抗性的材料作保护套，防止管线爆裂。
3.3 高原环境对装备电子系统的影响及应对措施
电子设备中电器元件多，系统复杂，性能易受高原环境影响。电子设备中有很多绝缘材料，是保证系统正常运行的基础，高原环境中低大气压和低空气密度会造成绝缘材料的外表强度降低，一般海拔高度每升高1km，绝缘材料外表强度会降低10%左右，由此引发电子器件容易产生放电现象，影响器件间的绝缘距离。另外高原地区的空气流动性差会造成系统散热性能降低，有数据显示，在海波5km的使用环境下，同等设备的散热能力会下降20%左右，会造成电子器件内部和周边温度过高，影响系统稳定性。高原环境对不间断电源的输出功率影响也很大。以供电系统为例，额定输出功率为6000伏安的不间断供电系统在海拔4000米的地区功率下降15%左右，最终额定输出功率只有5000伏安左右，按照实际使用时系统最高功率低于额定输出功率80%的要求，最终有效输出功率为4000伏安左右，在设计系统的时候，要充分考虑设备额定输出功率和有效输出功率的差额。
基于上述影响因素，可采取以下措施提高动力系统高原环境适用性：（1）采用可靠性更高的绝缘介质；（2）采用耐高温、耐低温、耐紫外线、散热性能好的开关、插件等部件，并适当提高电传输介质的容量，提高部件的耐受能力；（3）采用防尘性、密封性能好的部件，抵抗高原多沙尘的环境。
3.4 高原环境对高分子材料的影响及应对措施
橡胶和塑料属高分子材料，是常用的、受高原环境影响较大的材料。高原环境中的强紫外线照射和温差大会导致高分子材料内部化学键结构发生断裂，造成橡胶和塑料变脆、强度降低、柔韧性降低、老化加速。
基于上述影响因素，可采取以下措施提高动力系统高原环境适用性：采用工业型耐严酷环境能力强的高分子材料，要特别关注材料在抗太阳辐射、抗热性、抗寒性等方面的性能。尽量不要采用热塑性材料，而选用热固性的材料，因为其内部分子呈网状结构，密度大，受辐射的影响较小，满足高原环境极端条件下正常工作的要求。
3.5 高原环境对装备仪器仪表的影响及应对措施
仪器仪表是集成度较高的集合体，内部通常包含许多精密的电子元器件，受高原环境的影响程度与电子设备类相当。高原环境中对仪器仪表造成影响的主要有低压、高温、低温、温差、沙尘和太阳辐射等环境因素，会造成仪器仪表此量精度降低甚至失效。这些影响是很难从根源进行消除了，只能尽量降低影响程度，采用测量精度较高、材料特性好、密闭性能好的设备，提高设备稳定性。
4 结语
高原地区的自然气候和地理环境对通用装备的影响不容忽视，在高原作业时，要充分考虑这些影响给装备效能发挥、作业安全带来变化，在装备采购、运输、使用、存储和维护保养的全过程中，提早谋划，提高装备的高原环境适应性，确保生产作业安全、高效。
参考文献：
[1]于衍华.武器装备环境适应性论证[M].北京：兵器工业出版社，2007：149-173.
[2]胥泽奇，张世艳，宣卫芳.装备环境适应性评价[J].装备环境工程，2012，9（1）：54—59.
[3]刘瑞林.柴油机高原环境适应性研究[M].北京：北京理工大学出版社，2013：70—77.
[4]赵徐成，马俊伟，朱逸天，马胜勇.保障装备高原环境适应性研究[J].装备环境工程，2015，10（1）：27—31.
[5]许翔，张众杰，郑智，等.叉车液压系统高原举升性能模拟试验研究[J].军事交通学院学，2012，14（3）：45—48.
