美國空軍正致力于研發(fā)一種新型的陸基雷達系統(tǒng)，用于在沖突地帶探測、識別和追蹤敵方飛機和導(dǎo)彈。3DELRR（三維探測遠程雷達系統(tǒng)），將取代已有30余年歷史的現(xiàn)役TPS-75系統(tǒng)。

　　3DELRR作為一種路基雷達系統(tǒng)，在發(fā)射信號后，通過反饋對空中目標進行遠程識別。指揮部通過系統(tǒng)提供的信息進行下一步行動。

　　目前，空中目標越來越難檢測，而3DELRR將幫助空軍處理一系列空中威脅，包括載人和無人駕駛飛機、雷達干擾器以及網(wǎng)絡(luò)威脅。3DELRR總工程師、高級技術(shù)權(quán)威凱文·雷介紹，“目前大多數(shù)野外雷達多使用砷化鎵檢測技術(shù)，與之不同，3DELRR將配備氮化鎵檢測技術(shù)，可提高遠程分別率以識別空中威脅。”

圖為空軍下士賈斯汀·瓦格納對空中雷達TPS-75進行定期維修檢查，該系統(tǒng)可使位于伊拉克巴拉德空中基地的空戰(zhàn)管理員檢測到伊拉克北部上方的飛機。美國空軍布蘭德利·拉爾于2007年攝于伊拉克基爾庫克空中基地

　　雷還指出，3DELRR采用有源電子掃描陣列設(shè)計，使得多光束和掃描頻率都可用于探測空中物體，防止干擾。3DELRR便于運載，可通過地面車輛、飛機、鐵路汽車和船只運輸，用于一系列遠征行動。

　　來自系統(tǒng)耐用性的挑戰(zhàn)

　　TPS-75雷達系統(tǒng)，原始預(yù)計壽命為20年，隨著使用年限增加其維修費用越來越高。目前國防采辦委員會所面臨的挑戰(zhàn)，便是尋找可使3DELRR等替代者擁有更長壽命的材質(zhì)。只有設(shè)法將防腐材料和工序應(yīng)用于設(shè)計和制造中，才能提高設(shè)備壽命，減少維修費用。

　　在早期研發(fā)階段作出這樣的決策不是一件易事。3DELRR項目辦公室成員利亞·韋斯上尉介紹說，“我們的工作對象是類似3DELRR的雷達系統(tǒng)，這是將腐蝕防護與控制措施融進設(shè)計所面臨的最大挑戰(zhàn)。盡管有數(shù)據(jù)描述不同材料在接觸時的性能，但直到系統(tǒng)建好、測試前，我們不會知道整合的材料和零件在實際環(huán)境中彼此間會發(fā)生什么樣的反應(yīng)。” 而3DELRR系統(tǒng)工程隊所能做的就是從其他項目中汲取教訓(xùn)，獲得有用的數(shù)據(jù)，從而作出預(yù)測。

　　自從研發(fā)3DELRR技術(shù)以來，該領(lǐng)域的大量研究和數(shù)據(jù)被納入3DELRR維護計劃和需求中，以確保新系統(tǒng)不僅關(guān)注于使用新技術(shù)，同時注重減少使用期限間的維護成本。雷預(yù)計，新系統(tǒng)的停機檢修時間將小于TPS-75,并且操作可用度更大。

　　3DELRR得益于有效的腐蝕防護計劃

　　由國防部腐蝕政策和監(jiān)督辦公室得知，3DELRR項目辦公室已經(jīng)開發(fā)出一種極為有效的方案用于腐蝕防護與控制。該項目除強調(diào)項目辦公室間的合作和信賴外，還成立了專家腐蝕防護咨詢隊，并且通過競爭確定最終承包商。同時，辦公室還研制出一種腐蝕準備評估工具，旨在評估最終承包商的腐蝕控制程序成熟期。

　　在開發(fā)腐蝕防護與控制（CPC）項目過程中，項目辦公室十分重視政府與承包商間的協(xié)作。該項目通過識別、減輕、阻止3DELRR腐蝕來減少系統(tǒng)停機檢修時間和維修成本。來自3DELRR團隊的一份綜述指出，CPC項目的成功取決于早期的協(xié)作、腐蝕成熟度評估過程的自動化以及持續(xù)的過程改進。

圖為空軍下士Timothy Marks和Christopher Newton對空中監(jiān)視雷達TPS-75顯示屏進行測試。美國空軍布蘭德利·拉爾于2007年攝于伊拉克基爾庫克空中基地

　　國防部腐蝕政策和監(jiān)督辦公室主任Daniel J. Dunmire如此評價該項目，“3DELRR腐蝕防護與控制計劃的堅定，為平衡新技術(shù)與長期有效的維護需求鋪平了道路。”

　　腐蝕辦公室與各項目辦公室進行商議，鼓勵他們在新系統(tǒng)的設(shè)計階段加強對腐蝕的防護與控制，以增加軍事物資的使用壽命。國防部腐蝕辦公室的政策分析師，腐蝕政策、計劃和程序WIPT（綜合產(chǎn)品組）領(lǐng)導(dǎo)人邁克爾·卡朋特認為3DELRR項目辦公室正處于一重要位置，需要努力開發(fā)出包含最佳腐蝕防護與控制程序的雷達系統(tǒng)。項目辦公室在提案申請（RFP）中明確闡明其CPC目標，并通過管理組織來執(zhí)行RFP中內(nèi)容。通過早早使需求為行業(yè)所知，項目辦公室已經(jīng)為成功獲得持久耐用的雷達系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。

　　3DELRR系統(tǒng)設(shè)計中均勻腐蝕的預(yù)防

　　腐蝕計劃開始于項目技術(shù)開發(fā)階段，包括評估與3DELRR相似的雷達的數(shù)據(jù)，如TPS-75,來確定易出現(xiàn)腐蝕問題的特殊區(qū)域。3DELRR腐蝕防護咨詢小組將廣泛參與到易腐蝕區(qū)域數(shù)據(jù)測試、分析的監(jiān)測和評估中來。同時，考慮到均勻腐蝕的預(yù)防，腐蝕防護咨詢小組計劃審查承包商的文件，以確保他們在考慮必要的設(shè)計保證新系統(tǒng)有更長的生命周期。

　　腐蝕防護與控制計劃著重于研究風(fēng)沙和降水隨時間的推移對雷達帶來的影響。刮風(fēng)沙和灰塵可腐蝕雷達表面，當其進入裸露區(qū)域和裂縫后會損害接頭、過濾器以及旋轉(zhuǎn)和裸露的零件。韋斯上尉解釋說：“由于降水、濕氣和凝露，水分在特定區(qū)域聚集，當與微粒如鹽接觸時，會形成腐蝕性溶液。”

　　計劃還建議對全體工作人員進行培訓(xùn)，確保其在清理雷達系統(tǒng)時正確使用材料以免損壞雷達表面。設(shè)計人員考慮將聚集在雷達上的水分和碎片減至最少，利用電纜使其向下運行以遠離連接器，這樣便不會有水分的聚集和流動。如果存在一些隔斷區(qū)，可以提供地點排泄，以避免產(chǎn)生不能進行清理的封閉區(qū)域。

3DELRR系統(tǒng)的非專利設(shè)計抽象圖，由空軍3DELRR項目辦公室提供

　　新的雷達系統(tǒng)可以承受在運輸和貯藏中可能遇到的工作環(huán)境和因素，其在運輸和貯藏中的漏洞在設(shè)計早期便已得到解決。根據(jù)要求，3DELRR可以通過飛機、車輛、船只和直升機進行搬運。

　　“在運輸過程中，振動和沖擊會破壞雷達的保護涂層和表面，加速腐蝕進程。”韋斯上尉解釋道。“3DELRR有住宿設(shè)施設(shè)計，這一要求也被寫進需求書中，用于解釋上述情況。在需求文件中，包含不同運輸方式下的振動和沖擊。一旦系統(tǒng)建好，CPAT（腐蝕防護咨詢小組）將對其進行觀測，以充分保證雷達零件和組件包裝時的技術(shù)規(guī)范，減少裝運時腐蝕的加重和物理破壞。”

　　承包商（挑選出的用于完成3DELRR設(shè)計和制造的廠商）所開發(fā)的系統(tǒng)必須要考慮這些方面，以確保雷達在運行時不會受到損壞。參與工程和制造開發(fā)階段的承包商將從洛克希德馬丁、雷聲公司和諾斯羅普格魯曼三個公司中選出。

　　經(jīng)美國國防部授權(quán)清除六價鉻

　　由技術(shù)規(guī)范文件和工作說明書中可知所有有關(guān)腐蝕防護的要求。在RFP中，國防部要求將新系統(tǒng)中六價鉻的用量最小化。盡管主要是在重點區(qū)域進行3DELRR系統(tǒng)腐蝕的防護與控制，仍要限制六價鉻的含量來有效保護環(huán)境以及操作工和維修人員的安全。

　　據(jù)有關(guān)項目官員介紹，3DELRR腐蝕計劃中另一個焦點話題是由技術(shù)開發(fā)階段承包商設(shè)計的環(huán)境空氣冷卻系統(tǒng)。盡管該技術(shù)優(yōu)勢明顯，但若碎屑或凝露在部件中聚集，部件易發(fā)生電偶腐蝕和微生物腐蝕。項目辦公室對空氣冷卻系統(tǒng)進行了評估，以確保其滿足防腐要求。

　　3DELRR腐蝕防護咨詢小組-重視早期合作和后續(xù)跟進

　　為有效關(guān)注3DELRR中的新技術(shù)，同時減少維護成本，項目辦公室涉足更多的規(guī)范和組織。3DELRR腐蝕計劃綜述中指出：“3DELRR腐蝕防護與控制計劃中詳細介紹了政府關(guān)于使用期限的腐蝕保護和控制策略，以確保廠商在設(shè)計和生產(chǎn)3DELRR系統(tǒng)時使腐蝕最小化，同時還要對維修人員進行技術(shù)培訓(xùn)，以完成對野外雷達系統(tǒng)的防腐工作。”

　　3DELRR腐蝕計劃由腐蝕防護咨詢小組聯(lián)合提出。該小組成員由來自國防部腐蝕委員會秘書長辦公室、空軍腐蝕防護與控制辦公室、猶他州奧格登空軍后勤中心、馬薩諸塞州空軍基地、美國海軍陸戰(zhàn)隊、MITRE公司及其他空軍項目辦公室的工程和物流專家組成。

　　在雷達開發(fā)、應(yīng)用與維護領(lǐng)域，腐蝕防護咨詢小組中的大多數(shù)成員具有超過20年的工作經(jīng)驗。專家組成員對所有的三個前期設(shè)計進行審核并向項目辦公室進行反饋，確保防腐方面的設(shè)計滿足要求。

　　從腐蝕辦公室的角度說，腐蝕專家向承包商提供信息這一過程至關(guān)重要。據(jù)韋斯上尉介紹，項目辦公室已經(jīng)開放辦公室、腐蝕防護咨詢小組及承包商間的溝通和交流，以確保每個人都能從用戶的角度理解問題。

　　由項目辦公室提供的腐蝕概述可知，在項目成熟后，基于最終設(shè)計、經(jīng)驗教訓(xùn)及腐蝕研究中的新發(fā)展，腐蝕防護咨詢小組將逐步改善腐蝕準備措施。在關(guān)鍵型設(shè)計審查完成后，小組計劃在工程和制造發(fā)展階段改善腐蝕防護與控制計劃，審核內(nèi)容包括以下部分：

　　a.環(huán)境腐蝕分析（化學(xué)、自然、倉庫和運輸）。

　　b.應(yīng)力腐蝕（裝配靜力、可變的工作應(yīng)力）。

　　c.形狀和設(shè)計分析（接縫、法蘭盤、裂縫、沉淀、凹點及集裝箱分析）。

　　d.材料兼容性分析（金屬-金屬、金屬-非金屬分析，材料的質(zhì)量檢查）。

　　e.流體力學(xué)（流體、流體中的部件、二/三相流動、固體夾雜物、脈動和振動分析）。

　　f.溫度（氧化、鱗屑和污化、熱傳導(dǎo)、露點及冷凝）。

　　g.控制（陰極保護、涂層、表面清洗、抑制劑、維修計劃及維修記錄）。

　　腐蝕防護咨詢小組定期舉行會面，開發(fā)出用于自動化評估的基礎(chǔ)材料，并在腐蝕完成后創(chuàng)建生命期基線分析文件。韋斯上尉介紹道：“3DELRR系統(tǒng)中的早期規(guī)劃，用來保證雷達系統(tǒng)滿足防腐需求，從而減少對相關(guān)資源的影響以及腐蝕維護費用。”

　　3DELRR系統(tǒng)計劃于2020年初步形成作戰(zhàn)能力，于2026年全面投入使用。（原文作者：辛西婭·格林伍德）

　　原文網(wǎng)址：http://corrdefense.nace.org/corrdefense_Spring2014/feature1.asp