摘 要：文章對(duì)航空武器的可靠性指標(biāo)體系進(jìn)行了梳理，并總結(jié)了一些常用的可靠性參數(shù)評(píng)估方法，對(duì)不同的方法進(jìn)行了分析和比較，為開(kāi)展航空武器的可靠性評(píng)估工作提供參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：航空武器；可靠性；評(píng)估

1 概述

隨著航空裝備的不斷發(fā)展，航空武器的可靠性已成為影響裝備作戰(zhàn)效能的關(guān)鍵因素之一。因此，開(kāi)展航空武器的可靠性評(píng)估工作顯得尤為重要。

航空武器的可靠性評(píng)估是指處理、分析產(chǎn)品在試飛期間收集的可靠性數(shù)據(jù)，對(duì)航空武器是否達(dá)到規(guī)定的可靠性水平進(jìn)行評(píng)估。由于試飛階段航空武器的使用環(huán)境為真實(shí)的使用環(huán)境，因此，在該階段進(jìn)行航空武器的可靠性評(píng)估更能反映產(chǎn)品的真實(shí)水平，有必要對(duì)試飛階段的航空武器可靠性評(píng)估方法展開(kāi)深入的分析和研究。

2 航空武器可靠性評(píng)估技術(shù)發(fā)展

我國(guó)早在上世紀(jì)80年代就開(kāi)始對(duì)航空武器可靠性評(píng)估方法進(jìn)行系統(tǒng)的研究。1987年發(fā)布的GJB376-1987《火工品可靠性評(píng)估方法》，對(duì)評(píng)估火工品的可靠性評(píng)估方法進(jìn)行了規(guī)范；1994年發(fā)布的GJB 1909.8-1994《裝備可靠性維修性參數(shù)選擇和指標(biāo)確定要求 火炮》、GJB 1909.9-1994《裝備可靠性維修性參數(shù)選擇和指標(biāo)確定要求 彈藥》對(duì)火炮和彈藥的可靠性指標(biāo)進(jìn)行了規(guī)范，其后于2009年修訂的GJB 1909A-2009《裝備可靠性維修性保障性要求論證》又增加了對(duì)彈道導(dǎo)彈的可靠性指標(biāo)體系的規(guī)范；在2005年發(fā)布的GJB5489.13-2005《航空機(jī)槍試驗(yàn)方法 第13部分：可靠性》規(guī)范了航空機(jī)槍的可靠性試驗(yàn)方法。

雖然幾十年來(lái)航空武器的可靠性評(píng)估技術(shù)取得了不小的發(fā)展，但是對(duì)于試飛階段航空武器的可靠性評(píng)估，目前尚未形成一套有效、合理的評(píng)估方法。

3 航空武器常用可靠性指標(biāo)體系及評(píng)估方法

3.1 航空武器分類(lèi)及常用可靠性指標(biāo)體系

航空武器按結(jié)構(gòu)分為以下幾類(lèi)：航空機(jī)炮（槍?zhuān)?、航空炸彈、航空火箭彈、空空?dǎo)彈、空地導(dǎo)彈、航空魚(yú)雷和航空水雷。此外，還可按其他標(biāo)準(zhǔn)或要求，對(duì)航空武器進(jìn)行分類(lèi)。例如，按裝填物不同，分為常規(guī)與非常規(guī)航空武器；按有無(wú)制導(dǎo)，分為制導(dǎo)與非制導(dǎo)航空武器；按彈道形式，分為彈道式、巡航式、半彈道式航空武器；按殺傷機(jī)理，分為硬殺傷和軟殺傷武器；按使用方式，分為航空射擊武器和轟炸武器。

對(duì)于航空武器的可靠性研究來(lái)說(shuō)，通常按照航空武器的結(jié)構(gòu)和使用方式對(duì)其可靠性指標(biāo)體系進(jìn)行劃分。文章參考了GJB1909A-2009《裝備可靠性維修性保障性要求論證》等相關(guān)的國(guó)軍標(biāo)和目前國(guó)內(nèi)外常用的航空武器可靠性指標(biāo)，對(duì)航空武器的可靠性指標(biāo)體系進(jìn)行了梳理，如表1所示。

由于航空武器的平均故障間隔時(shí)間、平均嚴(yán)重故障間隔時(shí)間等指標(biāo)的可靠性評(píng)估方法可采用機(jī)載航空產(chǎn)品的可靠性評(píng)估方法，文章在此不再詳述，以下僅針對(duì)目前常用的航空武器特有的可靠性指標(biāo)的評(píng)估方法進(jìn)行介紹。

3.2 故障率

3.2.1 評(píng)估方法概述

對(duì)于航空機(jī)炮（槍?zhuān)﹣?lái)說(shuō)，故障率是其重要的可靠性指標(biāo)之一。試飛階段對(duì)于故障率的外場(chǎng)評(píng)估應(yīng)當(dāng)制定航空機(jī)炮（槍?zhuān)┕收系呐袆e準(zhǔn)則和故障統(tǒng)計(jì)原則，并建立適用于外場(chǎng)的評(píng)估模型。

3.2.2 故障判定原則

航空機(jī)炮（槍?zhuān)┚唧w故障判定原則為：（1）由于被試航空機(jī)炮（槍?zhuān)┑脑蚨a(chǎn)生的故障；（2）零（部）件未達(dá)到規(guī)定壽命破損出現(xiàn)的故障；（3）因加工誤差而造成的故障；（4）因彈鏈等供彈具造成的故障；（5）在試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的炮（槍?zhuān)┕芰鸭y、自燃、炸殼、膛炸、待發(fā)時(shí)自行擊發(fā)、斷殼、卡彈、卡殼、掉彈等故障。

3.2.3 故障統(tǒng)計(jì)原則

航空機(jī)炮（槍?zhuān)┕收辖y(tǒng)計(jì)應(yīng)遵循下列原則：（1）有備份件的零（部）件未達(dá)到規(guī)定壽命破損而頻繁出現(xiàn)的相同故障，如更換零件后可以排除，記為一次故障；（2）同一類(lèi)故障現(xiàn)象未查出原因或同一類(lèi)故障現(xiàn)象是由于多種原因誘發(fā)的，均記為一次故障；（3）因同一原因引起的同類(lèi)故障，如采取措施后可以排除，記一次故障；（4）因零件已達(dá)到規(guī)定壽命未及時(shí)更換引起的故障不記；（5）因操作及裝配、調(diào)整不符合技術(shù)文件要求所引起的故障不記；（6）因維護(hù)不當(dāng)而造成的故障不記。

3.2.4 評(píng)估模型

評(píng)估期間，收集航空機(jī)炮（槍?zhuān)┑目煽啃詳?shù)據(jù)，包括試驗(yàn)中被試炮（槍?zhuān)┑纳鋸椓?、故障次?shù)及零（部）件破損情況。采用公式（1）計(jì)算故障率：

航空機(jī)炮（槍?zhuān)┑墓收下试u(píng)估結(jié)論按以下原則給出：

（1）當(dāng)故障數(shù)不為零時(shí)，按公式（2）計(jì)算故障率，與指標(biāo)值進(jìn)行比較后，給出評(píng)估結(jié)論；（2）當(dāng)故障數(shù)為零時(shí)，給出達(dá)標(biāo)結(jié)論。

3.3 航空武器的可靠度

3.3.1 概述

航空武器的可靠度是航空武器可靠性的概率度量，主要是針對(duì)航空彈藥和彈道導(dǎo)彈而言的，包括作用可靠度、發(fā)射可靠度、飛行可靠度等。

由于航空彈藥和彈道導(dǎo)彈的相關(guān)試驗(yàn)屬于成敗型試驗(yàn)，在工程上通常采用計(jì)數(shù)法和計(jì)量法進(jìn)行評(píng)定其可靠度。

3.3.2 計(jì)數(shù)法評(píng)定可靠度

當(dāng)航空武器沒(méi)有一個(gè)明顯的、特定的示性參數(shù)決定其性能時(shí)，一般應(yīng)采用計(jì)數(shù)法評(píng)定可靠度。采用技術(shù)發(fā)評(píng)定可靠度時(shí)，抽取一定的樣本進(jìn)行真實(shí)條件下的試驗(yàn)，根據(jù)抽樣試驗(yàn)數(shù)n，失效數(shù)f以及給定置信度γ，計(jì)算出航空武器的可靠度。若批量總數(shù)N>10n，可按二項(xiàng)分布計(jì)算可靠度的置信下限

式中：F-失效數(shù)；RL-可靠度；n-試驗(yàn)數(shù)；？酌-置信度。

若批量總數(shù)N≤10n，按超幾何分布計(jì)算RL：

經(jīng)過(guò)對(duì)二項(xiàng)分布可靠性置信下限統(tǒng)計(jì)表和超幾何分布可靠性置信下限統(tǒng)計(jì)表比較可知，在n一定情況下，采用后一種方法評(píng)定得到的可靠度更加保守。

3.3.3 計(jì)量法評(píng)定可靠性

當(dāng)航空武器的可靠性主要由某一性能參數(shù)決定時(shí)，并可以直接測(cè)量，可對(duì)該性能參數(shù)的觀測(cè)值作正態(tài)檢驗(yàn)，若該性能參數(shù)服從正態(tài)分布，即可用正態(tài)分布統(tǒng)計(jì)容許限計(jì)算其可靠度，即采用計(jì)量法評(píng)定航空武器的可靠性。

根據(jù)樣本統(tǒng)計(jì)值n、x、s，由給定的容許上限LU，或下限LL，按下式計(jì)算正態(tài)容許限系數(shù)KU或KL。

如要求同時(shí)滿足容許上限和下限，則分別用LU和LL計(jì)算可靠度RU和RL，然后按下式計(jì)算可靠度R：

3.3.4 兩種評(píng)定方法的對(duì)比

對(duì)上述兩種方法進(jìn)行對(duì)比分析可知，計(jì)數(shù)法運(yùn)用的原理最為明了、簡(jiǎn)單。該方法考慮了可能影響產(chǎn)品可靠性的所有因素，試驗(yàn)條件也最接近真實(shí)條件，因此采用該方法能最真實(shí)地反映出產(chǎn)品的可靠性水平。但該方法的缺點(diǎn)是需要的樣本數(shù)量太多，當(dāng)可靠性指標(biāo)較高時(shí)，所耗費(fèi)的成本和時(shí)間往往難以接受。

與計(jì)數(shù)法相比，計(jì)量法提出了一個(gè)假設(shè)，即產(chǎn)品的可靠性水平是由單一因素所確定的，其他影響產(chǎn)品可靠性水平的因素可以被忽略。但實(shí)際情況下，影響產(chǎn)品可靠性的因素很多，只是通過(guò)分析認(rèn)為這些因素的影響較小而不予考慮。因此，與計(jì)數(shù)法相比，計(jì)量法評(píng)定出的可靠性風(fēng)險(xiǎn)要大一些。

4 結(jié)束語(yǔ)

航空武器的可靠性是其重要的技術(shù)指標(biāo)之一，在試飛階段開(kāi)展航空武器的可靠性評(píng)估工作，應(yīng)當(dāng)結(jié)合試飛工作實(shí)際，盡量選取評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)較小，工程上又易于實(shí)現(xiàn)的評(píng)估方法。文章對(duì)航空武器的可靠性指標(biāo)體系進(jìn)行了梳理，總結(jié)了一些常用的參數(shù)評(píng)估方法，為型號(hào)開(kāi)展航空武器的可靠性評(píng)估工作提供參考和借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]GJB 376-1987.火工品可靠性評(píng)估方法[S].

[2]GJB 1909A-2009.裝備可靠性維修性保障性要求論證[S].

[3]GJB 5489.13-2005.航空機(jī)槍試驗(yàn)方法 第13部分：可靠性[S].

作者簡(jiǎn)介：蘇明（1986-），男，工程師，從事“五性”評(píng)估工作。

劉 萍（1989-），女，助理工程師，從事飛機(jī)改裝工作。