李鵬

艦船機(jī)電器材備件戰(zhàn)備儲備定額研究

李鵬

（海軍駐上海江南造船（集團(tuán)）有限責(zé)任公司軍事代表室 上海 201913）

艦船；機(jī)電器材；備件；戰(zhàn)備儲備

建立了以戰(zhàn)損消耗和非戰(zhàn)損消耗兩部分組成的艦船機(jī)電器材備件戰(zhàn)備儲備定額模型。提出了戰(zhàn)損消耗部分艦船機(jī)電器材備件戰(zhàn)備儲備定額的計算方法，以平時消耗為基礎(chǔ)，提出了非戰(zhàn)損消耗部分艦船機(jī)電器材備件戰(zhàn)備儲備定額的計算方法，并依此模型對兩型艦船戰(zhàn)備儲備定額進(jìn)行了計算。

0 引言

武器裝備的戰(zhàn)場修理是戰(zhàn)時技術(shù)保障的重點。在現(xiàn)代高技術(shù)條件下的戰(zhàn)爭中，戰(zhàn)時修理的地位和作用則顯得尤為重要。

戰(zhàn)時修理除了組織指揮與管理以外，戰(zhàn)時備品、備件的保障更為重要。在戰(zhàn)場條件下，由于裝備的使用條件及環(huán)境條件差，戰(zhàn)斗損傷不可避免，因而備件消耗較和平時期大幅增加，并呈現(xiàn)許多不同的特點和規(guī)律。加之作戰(zhàn)過程中更多地采用了換件修理的方法，維修工作對備件的依賴性增大。因此，合理確定戰(zhàn)場條件下的備件保障數(shù)量是一項艱巨而重要的任務(wù)。

近年來，西方發(fā)達(dá)國家在戰(zhàn)場備件保障方面開展了深入研究［1，2］，有的是結(jié)合戰(zhàn)場搶修、戰(zhàn)場損傷分析與評估進(jìn)行的研究，也有的是專門針對備件準(zhǔn)備進(jìn)行的研究。但這些模型中涉及因素眾多，許多參數(shù)需要大量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)才能得出，在缺少數(shù)據(jù)信息的情況下，該模型難以應(yīng)用。

目前，我軍在確定戰(zhàn)場備件需求時，主要采用的是經(jīng)驗的比例系數(shù)方法，該方法已難以應(yīng)對未來高技術(shù)條件下的作戰(zhàn)保障需要。所以，有必要運用科學(xué)的方法對戰(zhàn)場備件模型進(jìn)行研究和探討。

本文根據(jù)作戰(zhàn)想定，建立一個以平時消耗為基礎(chǔ)，操作性比較強、簡單而又有一定科學(xué)依據(jù)，且適應(yīng)我軍現(xiàn)有管理水平的艦船機(jī)電器材備件戰(zhàn)備儲備定額模型。

1 模型分析

將艦船在特定作戰(zhàn)背景下的備件的戰(zhàn)備儲備分為兩部分。一部分是考慮戰(zhàn)斗損傷必須儲備的備件，它與艦船的抗毀傷能力以及艦船在戰(zhàn)斗中的命中概率有關(guān)；另一部分為非戰(zhàn)損消耗所須儲備的備件，它與艦船在戰(zhàn)役中使用時間以及戰(zhàn)場環(huán)境惡劣程度有關(guān)［3］。為便于進(jìn)行計算，設(shè)定：

（1）戰(zhàn)斗損傷與非戰(zhàn)斗損傷是彼此獨立的；

（2）各種戰(zhàn)斗損傷事件的發(fā)生是相互獨立的。

1.1 戰(zhàn)損消耗儲備定額

裝備在戰(zhàn)場的任何地域和時間內(nèi)都可能受到敵方的打擊。根據(jù)以往的作戰(zhàn)統(tǒng)計，裝備戰(zhàn)斗損傷占全部損傷的比重很大。隨著裝備日益先進(jìn)，特別是高技術(shù)在軍事裝備上的應(yīng)用，這一比例還將不斷提高，作為各種設(shè)備密集的艦船平臺更是如此。戰(zhàn)斗損傷后，需要更換的零部件往往不止一個，且破壞嚴(yán)重、修復(fù)困難。此外，戰(zhàn)斗損傷還會使平時很少出現(xiàn)故障的部位受到損傷。因此，戰(zhàn)損消耗規(guī)律與自然故障有很大不同，兩者不呈線性比例關(guān)系［4］。

1.1.1 破損假設(shè)

（a）船長方向：武器中彈概率為正態(tài)分布，船高方向：武器中彈概率為均勻分布；

（b）整個船的中彈概率之和為1；

（c）敵方的攻擊為導(dǎo)彈或魚雷，其中彈后的破壞效果相等（若為炮彈，則折合為導(dǎo)彈攻擊的效果）；

（d）中彈后的破壞直徑為D；

（e）以艦船受攻擊面最大的舷側(cè)作為受威脅的模型，且假設(shè)艦船中彈全部集中在艦船的側(cè)面；

（f）若艦船的型寬B大于2倍的導(dǎo)彈破壞直徑（即B＞2D），則應(yīng)考慮艦船兩舷中彈時的設(shè)備損傷概率的區(qū)別。

1.1.2 艦船中彈概率劃分

由于只考慮艦船舷側(cè)受攻擊的情況，在船高方向武器的中彈概率為均勻分布，且船的長度遠(yuǎn)大于船的有效高度。因此我們可將整條艦船簡化成為如下的中彈概率分布：根據(jù)中彈后的破壞直徑D將艦船按長度方向分成相等的區(qū)間，各區(qū)間的概率分布為pj，pj服從正態(tài)分布規(guī)律。

式中：y=4.6（x-xm）/（xs-xl）·2；

x為艦船的肋骨號；

xs為艦船艏部的肋骨號；xl為艦船艉部的肋骨號；xm為艦船長度中心點的肋骨號。

1.1.3 艦船設(shè)備的戰(zhàn)損消耗模型

設(shè)某型設(shè)備的安裝位置為xi1~xi2（肋骨號），則該設(shè)備的損失概率為：

若該艦在戰(zhàn)役中的中彈次數(shù)（概率）為P2，第i種設(shè)備的備件戰(zhàn)損消耗儲備數(shù)量為：

該型艦戰(zhàn)損消耗儲備定額：

式中：p1i為該型艦在受到攻擊時設(shè)備的損傷概率；

p2為該型艦在戰(zhàn)役中的命中概率；

Mi為該型艦第i種設(shè)備的單價；

N1i為該型艦第i種設(shè)備在受到一次導(dǎo)彈攻擊時損失概率；

l為該型艦主要設(shè)備總數(shù)量。

1.2 非戰(zhàn)損消耗儲備定額

非戰(zhàn)損消耗包括兩部分：延長使用消耗儲備和嚴(yán)酷使用消耗儲備。

1.2.1 延長使用消耗儲備

在戰(zhàn)役活動中，由于艦船需進(jìn)行軍事行動，其使用時間將比正常情況下的使用時間相對延長，其機(jī)電設(shè)備正常磨損也與使用時間的增加成比例的增長，因此導(dǎo)致備件數(shù)量的相應(yīng)增加。這部分增加量由裝備的固有可靠性所決定。備件消耗量取決于故障率及使用時間，其規(guī)律及特點可以在裝備（或相似裝備）研制及平時使用中基本搞清。

式中：M0為該型艦?zāi)暾Ｊ褂闷鞑南模?/p>

T為戰(zhàn)役中該型艦使用時間（h）；

T0為該型艦?zāi)暾Ｊ褂脮r間（h）。

1.2.2 設(shè)備嚴(yán)酷使用消耗儲備

戰(zhàn)場中裝備的使用條件與平時有很大不同，戰(zhàn)場環(huán)境及使用條件一般較差。在緊張的作戰(zhàn)過程中，不按規(guī)程操作的現(xiàn)象時有發(fā)生，使用的差錯率明顯提高，維護(hù)保養(yǎng)也難以正常進(jìn)行，出現(xiàn)致命性故障、損壞關(guān)鍵部件的可能性比平時要大。因而，戰(zhàn)場條件下嚴(yán)酷使用是一個較為普遍的現(xiàn)象，由此導(dǎo)致備件消耗的增加必須考慮在內(nèi)。

參考國外研究結(jié)果，嚴(yán)酷使用消耗量可由延長消耗量乘以一比例系數(shù)k得出。

1.3 戰(zhàn)備儲備定額M的確定

通過以上分析，可以確定，某型艦船備件戰(zhàn)備儲備定額為：

進(jìn)一步將其簡化可得：

式中：M0為該型艦正常情況下機(jī)電設(shè)備備件年均消耗費用（萬元）；

T0為該型艦正常情況下年均使用時間（h）；

a為該型艦的戰(zhàn)損備件消耗費用；

b為和戰(zhàn)役、戰(zhàn)術(shù)背景有關(guān)的系數(shù)。

表1 艦船主要機(jī)電設(shè)備損失概率表

2 實例分析

利用以上的計算方法，對某戰(zhàn)役中我軍的A、B兩型水面戰(zhàn)斗艦船所需的機(jī)電設(shè)備戰(zhàn)備儲備定額進(jìn)行了計算分析。

2.1 戰(zhàn)損消耗儲備定額

通過戰(zhàn)役背景想定計算確定艦船在戰(zhàn)役中的中彈概率以及使用時間為：

根據(jù)A、B兩型艦船的機(jī)電設(shè)備布置圖可以確定在被命中后各機(jī)電設(shè)備的損失概率，其中幾種主要設(shè)備的中彈概率及設(shè)備單價如表1所示。

由以上計算可以確定A、B兩型艦船的戰(zhàn)損儲備定額為：

2.2 非戰(zhàn)損消耗儲備定額

通過對A、B兩型艦船正常使用情況下的調(diào)查，確定年使用時間和機(jī)電器材消耗費用分別為：

根據(jù)式（3）可以求出A、B兩型艦船的非戰(zhàn)損消耗分別為：

2.3 戰(zhàn)備儲備定額

通過以上計算，A、B兩型艦船在該戰(zhàn)役中的機(jī)電設(shè)備戰(zhàn)備儲備定額分別為：

在完成戰(zhàn)備儲備定額計算后，對于戰(zhàn)備儲備設(shè)備的購置，可以戰(zhàn)損消耗的損失概率為依據(jù)對大型設(shè)備進(jìn)行購置，滿足戰(zhàn)時對大型設(shè)備的需求。對消耗器材，以日常消耗為基準(zhǔn)，按比例進(jìn)行采購，滿足日常消耗和維護(hù)保養(yǎng)的需求。

3 結(jié)語

通過本文研究，可得出以下結(jié)論：

（1）建立的以平時消耗為基礎(chǔ)的艦船機(jī)電設(shè)備戰(zhàn)備儲備定額模型，在我軍現(xiàn)有的條件下切實可行且具有較好的可操作性，研究結(jié)果也是合理的；

（2）該方法具有通用性，根據(jù)戰(zhàn)役想定背景的不同，對其中的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，可以計算不同戰(zhàn)役背景下的備件消耗量。

［1］Combat ship design guidance through mission effectiveness analysis［J］.Naval Engineer Journal.1984，03.

［2］A system engineering approach to surface combat design issues［J］.Naval Engineer Journal.1990，03.

［3］李建平，石泉，甘茂治.裝備戰(zhàn)場搶修理論與應(yīng)用［M］.北京：兵器出版社，2000.

［4］陳學(xué)楚.裝備系統(tǒng)工程［M］.北京：國防工業(yè)出版社，1995.

Study on combat readiness ration of warship electromechanical equipment spare parts

LIPeng
（Naval Military Representative Department of Jiang nan Shipyard（Group）Co.，Ltd.，Shanghai 201913，China）

warship；electromechanical equipment；spare part；combat readiness

This paper established the combat readiness ration model of warship electromechanical equipment spare parts，which consists of combat consumption and non-combat consumption.The calculation method of the combat readiness ration for combat consumption part is presented，and the method for non-combat consumption part is also proposed based on daily consumption.Based on which，the combat readiness ration of electromechanical equipment spare parts for two types of warship are calculated.

U674.7

A

1001-9855（2011）03-0062-04

2010-09-20

李鵬（1968-），男，漢族，工程師，主要從事艦船輪機(jī)研究設(shè)計工作。