机械工程技术对武器发展的推动作用

黄丹

【摘要】武器装备历来是兵家重视发展的，纵观历史几千年，武器装备经历了石器、金属兵器、火器到现在的高科技武器。应该说武器一直在发展，但是最快的发展阶段应该是在十五世纪以来。为什么？这主要是因为机械工程技术的迅速发展与成熟！本文就从机械设计，工程材料，柔性装配，机电一体化几个方面来谈谈机械工程技术对武器发展的推动作用。

【关键词】机械，工程，发展，武器

中图分类号：Ｇ71文献标识码：Ａ文章编号：ISSN1004-1621（2014）05-010-02

1、机械设计与武器发展

在古代兵器主要以一些简单的工具和模型来生产武器，像长矛，金属刀具，剑等。这些都是结构简单的工具。一直到公元1500年前后都没有太大的发展。究其原因，可能是缺少系统的机械设计的理念，在这种情况下，他们难以制作出相应的图纸使其生产出来。

现在一般认为，设计是根据市场需求，对技术系统、零部件、工艺方法等进行计划和决策的过程。从市场需求出发，通过构思、计划和决策，确定机械产品的功能、原理方案、技术参数和结构等，并把设想变为现实，这样一种技术实践活动的过程，就是机械设计。有了这样系统的理论后，我们可以根据需要来设计相应的产品符合我们的要求。所以十五世纪以来，机械科学，动力科学，热能源的研究更加推动了设计的发展。我们根据经验，实验，模型等设计方法便可以是各学科交叉在一起。所以古代的兵器基本上是"单学科产物"，比如说箭就是纯粹的利用力学，火炮便是纯粹的热力学（它们得靠人力投射出去）。但是机械设计的发展使得我们制作更复杂的武器。最主要的成就便是枪械的出现，它们改变了传统的方式，他运用力学原理，热学原理，机械构造，化学工业等来设计，实现了科技的融合！这个时候才能称得上是真正的机械化部队的出现。尤其是发展到现在计算机辅助设计，模块化设计的成熟更加使得武器装备更加趋于复杂化，精确化，威力强大化。

2、工程材料与武器发展

从历史可以看出，在社会发展中，材料一直以来都占据着很重要的地位，为人所重视。从石器时代开始，它们的工具材料基本只有木材和石料，这些材料使用效率低，生产也极为不方便。而到了春秋战国时期以后，随着冶炼业的兴起，相应的金属材料出现。金属制造技术得到发展，生产了金属刀具，剑，矛，矢等，这些东西的出现不论是对于农业生产还是对于战争都是一个巨大的转折。到后来的火药等化学材料的研究和应用。这些都说明了材料对于武器装备的重要影响！

而现代发展的工程材料在这方面的应用就更显其地位。工程材料应用以前，我们基本上都是使用单一的材料，没有去想过通过一定手段去改进其性能，这就使得相应的功能无法实现比方说枪管的研究，以前的材料无法承受高温高压，温度骤变等条件，使得枪管的寿命和可用性不高。而枪管作为枪械的最主要的部分，无疑是一大主要障碍。但是我们通过工程材料便可以解决该问题，我们可以根据特定条件来研制特定的材料，使得材料的性能得到大的提升。例如：碳素钢的强度、硬度都提高，塑性、韧性和可焊性降低，这就是工程材料的典型例子。正是这样，我们可以根据需求降低某些性质，增强某些性质来达到目的。我们的95式步枪便是一个好例子。95使用了工程塑料有效减轻了武器的负荷等等。而现在兴起的复合材料，纳米材料更是大的突破。通过使用复合材料特种陶瓷，金属陶瓷我们大大提高了其耐热性，这样便可以用在特殊工具上。大大提高其性能。所以说材料对于武器的发展、更新换代有着不可替代的作用

3、柔性装配和武器发展。

现代武器装备趋于复杂化，科技化。有些武器型号比较大，这对于装配的要求也越来越高了。而传统的装配是在执行装配工艺过程中，由一个或一组工人在一个工作地点完成一个组、部件或整机装配工艺过程中的一部分工作。明显对于复杂和庞大的结构，传统的装配模式不能再满足要求，这就要求我们探索更加先进的装配方式。进过人们的探索实践，柔性装配的技术出现并迅速发展。

柔性装配是指建立在计算机数字信息处理平台上的融合飞机的全数字量协调体系，应用计算机信息技术、数字控制技术，采用各种数控装配工具，实现自动化夹持、制孔、铆接和无缝校准对接，完成组件、部件和机身的装配连接等的综合性系统工程。他通过对现代高科技技术的运用，有以下特点：柔性装配技术能适应产品部件品种规格、批量、装配工艺、场地和时间的变化要求，在有限的场地内快速完成装配任务，达到优质、高效、低成本、节省时间。

对于大型武器的研制，像坦克、舰艇、甚至以后的航母。数字化柔性装配技术能够克服传统工业制造（模线-样板法）模拟量协调体系下装配工装应用单一、制造周期长、制造费用高、协调需要大量实物工装等缺点。通过柔性装配法的使用，我们可以缩短武器装备的装配时间、提高装配精度、减小装备的生产成本。这无疑对于武器这种高费用行业来说，是一个绝好的机遇。只不过现在我们国家的柔性装配技术尚处于初级阶段，需要学习和发展。另一方面，我们通过与自动化制孔设备、数控钻铆机或自动铆接设备和工业机器人等自动化设备的集成，可以组成数字化柔性装配系统。这对于实现生产自动化和更小误差化有很大的意义。所以柔性装配对于我国的武器进一步发展有着重大的意义。是武器装备发展的趋势。

4、机电一体化与武器发展

机电一体化是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而成系统的总称。机电一体化的概念的提出和完善彻底改变了机械的制造模式。使得武器研发的思路发生了很大的变化。机械电气化主要有两方面特点，一是电气化，改变了传统的体力方式；另一方面是智能化，通过微电子技术的使用，实现了装备操作自动化，无人化，像自动瞄准系统，无人机的研制等等。

机电一体化以前，武器装备的研制全部是以人为主体，而机电一体化之后我们可以实现智能化，实现自动化。比如我们以前的炮弹必须人为的瞄准，这就使得精确性不高，炮弹的震慑力不强，而机电一体化之后，随着人工智能技术的迅速发展并在精确制导武器上的成功应用，使精确制导武器将不仅具有自动攻击目标，还具有逻辑判断、推理和识别能力，成为世界上智能化程度最高的武器装备。

以前战争中对于信息的采集程度不高，而在机电一体化后，我们开始寻求新的方法，先后出现了C3I，C3IS,C4IS,到现在的C4ISR，指挥信息系统的运用是我们武器装备发展的又一节点，自此后武器系统的一体化能力显著增强、攻防能力呈现配套和兼备的发展趋势。

总结：通过以上叙述，我们能够看出来，武器装备的发展与机械工程技术的发展有着密不可分的联系。武器装备的更新换代以工程技术的发展为基础。战争的突然性和破坏力增大的特点更为显著，人力、物力消耗增加，战场情况变化急剧，部队的机动性提高，致使各种筑城工事、各种技术兵器与机械车辆掩体、道路桥梁、渡口码头等构筑任务十分繁重、紧迫。由于战争的这些特点，所以机械工程技术对于武器装备，技术改进发挥着极为重大的意义。所以我们说机械工程技术的发展对武器发展的推动作用重大。