计量与国防

计量与国防

计量对国防，特别是尖端技术的重要性，尤为突出。国防尖端系统庞大复杂，涉及的科技领域广，技术难度高，要求计量的参数多、精度高、量程大、频带宽。比如，由于飞行器与地面的距离不断增大，对通信、跟踪、测轨、定位等都相应地提出了更高的要求。就卫星来说；军用通讯同步卫星距地面可达35 800km，而核爆炸检测卫星距地面则远达112 280 km，用无线电联系，就必须有大功率的发射机和高灵敏度的接收机，因而必须对大功率、低噪声、大衰减和小电压等主要参数进行相应的计量测试。这不但要研究测试方法和设备，而且要建立相应的计量标准。当前，地面设备的发射平均功率已可达几十千瓦，接收机的噪声温度已能低于15K。为提高对飞行器的控制能力，对跟踪、定位、测速等的精度要求越来越高，不仅对电子参数，而且对设备加工和伺服控制元件亦提出了更严格的要求。在连续波计量系统中，为保证测速精度达到每秒几厘米，地面频标的短期稳定度应在10^-12以上。在宇航系统中，地面设备之间的联系、地面对空间飞行器的探测、控制，都要高速的传输和处理大量数据。因此，要求传送信号的频带很宽而且精度很高。国际上通讯和广播卫星将普遍使用11GHz~14GHz、20GHz一40GHz或更高频段，不断向毫米波、亚毫米波迈进。这就必须研制新的元器件、部件以至整机，从而对计量测试亦必然提出相府的新的要求。

对国防尖端技术系统来说，工作环境比较特殊，往往要在现场进行有效的计量测试，难度较大。例如，飞行器在运输、发射、运行、回收等过程中，要经历一系列诸如振动、冲击、高温、低温、高湿、强辐射等恶劣环境。当弹头进入大气层时，要经受几千度以上的超高温；提高接收机灵敏度的关键部件一般要在液氦的超低温下工作；主发动机推力可达几十兆牛，而姿态控制发动机的推力则只有几厘牛。原子弹、氢弹等核武器的研制与爆炸威力实验，对计量都有特殊要求，必须进行动态压力、动态温度、脉冲流量，以及核辐射等一系列计量测试。

由于计量测试提供了所需的数据，保证了各部件、分系统和整个系统的可靠性；同时，还可以缩短研制周期，节约人力、物力和时间。例如，美国一航空喷气发动机公司，在研制一种新型发动机的过程中，需要进行一系列的计量测试。当计量仪器的误差为0.75σ时，需要进行200次实验，耗资2 000万美元；当仪器的测量误差减小到0.5σ时，只需要进行28次实验，耗资仅280万美元。

在1991年的海湾战争中，“爱国者”导弹之所以能够成功地拦截“飞毛腿”导弹，准确的计量测试是重要的原因之一。   

    可见，在国防建设中，计量测试是极其重要的技术基础，具有明显的技术保障作用，不仅可以节约资金；争取时间、提高作战能力，而且还能为指挥员的判断与决策提供可靠的依据。

    从上面的一些事例，已可看出，计量是科学技术进步、经济和社会发展的重要技术基础。另一方面，随着形势的发展，对计量的要求亦越来越高，特别是对准确度和可靠性的要求尤为突出，7从而激励了计量本身的发展。如今，可以毫不夸张地说，任何科学、任何部门、任何行业以至任何活动，都直接或间接地、有意或无意地需要计量。计量水平的高低，已成为衡量一个国家的科技、经济和社会发展程度的重要标志之一。