■ 孫法亮 代永朝 郭孝歡/空軍工程大學(xué)航空機(jī)務(wù)士官學(xué)校

0 引言

飛機(jī)戰(zhàn)傷搶修性（AСR, aircraft combat resilience）也稱為“飛機(jī)戰(zhàn)斗恢復(fù)力[1]”，是指能夠保證戰(zhàn)傷飛機(jī)修理人員在戰(zhàn)爭環(huán)境中，在規(guī)定的時間內(nèi)將受戰(zhàn)傷的飛機(jī)修復(fù)到規(guī)定狀態(tài)的一種設(shè)計特性。戰(zhàn)傷搶修性是除可靠性、維修性、安全性之外的軍用飛機(jī)的另一種新特性，它體現(xiàn)了為戰(zhàn)傷飛機(jī)搶修并能夠恢復(fù)使用功能的能力大小[2]。

1973年的中東戰(zhàn)爭是飛機(jī)戰(zhàn)傷搶修研究的分水嶺。在這次戰(zhàn)爭中，以色列空軍的戰(zhàn)傷搶修發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，因此，引起了世界各國對飛機(jī)戰(zhàn)傷搶修的重視，并相繼開展了大量的研究。我國長期處于和平時期，飛機(jī)戰(zhàn)傷搶修研究工作起步相對較晚，但通過努力也取得了一定的成果和進(jìn)步[3]。提高軍用飛機(jī)戰(zhàn)傷搶修能力，從根源上是在飛機(jī)設(shè)計時，將軍用飛機(jī)搶修性與可靠性、維修性、安全性一樣作為飛機(jī)的固有特性，實(shí)現(xiàn)軍機(jī)搶修性的定量設(shè)計。前期，已有一些學(xué)者已經(jīng)構(gòu)建了能夠評價搶修性設(shè)計優(yōu)劣的定量參數(shù)[4]，但若要將其運(yùn)用到飛機(jī)設(shè)計中，還需探索如何將這些定量參數(shù)指標(biāo)分配到軍機(jī)各功能層次，從而直接指導(dǎo)飛機(jī)設(shè)計工作，目前國內(nèi)的這項(xiàng)工作還基本屬于空白。為此，本文通過對比搶修性和一般維修性的關(guān)系，初步探索軍機(jī)搶修性分配方法，有利于進(jìn)一步促進(jìn)搶修性的工程應(yīng)用能力開發(fā)。

1 軍機(jī)搶修性分配概述

1.1 搶修性與維修性

2005年，我國在對飛機(jī)戰(zhàn)斗恢復(fù)力的概念及其內(nèi)涵研究的基礎(chǔ)上，提出了飛機(jī)搶修性的概念[4]，即“在預(yù)定的戰(zhàn)場條件下和預(yù)定的時限內(nèi)，戰(zhàn)傷飛機(jī)經(jīng)搶修能恢復(fù)到執(zhí)行某種任務(wù)狀態(tài)的能力”。因此，軍機(jī)搶修性實(shí)質(zhì)是針對戰(zhàn)場條件提出的一種特殊的維修性，搶修性與一般維修性既有區(qū)別，又有明顯的聯(lián)系，其聯(lián)系具體表現(xiàn)如下。

1） 搶修性和維修性都是有關(guān)武器裝備維修或搶修的設(shè)計特性，都要求維修能迅速、方便、有效。

2） 作為裝備的設(shè)計特性，搶修性和維修性都是通過設(shè)計賦予裝備容易修理的特性，它們有許多共同的要求，如可達(dá)性、互換性、防差錯、標(biāo)志等，實(shí)現(xiàn)這些要求，既有利于一般維修，也便于搶修，二者是一致的。

3） 搶修性和維修性都對裝備保障產(chǎn)生影響，是裝備綜合后勤保障決策的重要考慮因素。

正是有了這些聯(lián)系，目前相對比較成熟的維修性理論和工程體系可以在對軍機(jī)搶修性分配及其他相關(guān)研究時提供較好的參考和借鑒。但在借鑒過程中，更要關(guān)注搶修性與一般維修性的區(qū)別。

1） 維修性通常針對的是裝備的自然故障，搶修性則針對的是裝備的戰(zhàn)場損傷。

2） 維修性主要影響裝備的戰(zhàn)備完好性，搶修性則主要影響裝備的戰(zhàn)場損傷再生能力，是裝備持續(xù)戰(zhàn)斗力的重要因素。

3） 維修性研究的一般是平時的標(biāo)準(zhǔn)維修，搶修性更加強(qiáng)調(diào)應(yīng)急搶修措施的運(yùn)用。

只有把握好維修性與搶修性的聯(lián)系和區(qū)別，才能在開展軍機(jī)搶修性分配等研究時，借鑒維修性分配的同時做到融會貫通和因地制宜。

1.2 軍機(jī)搶修性分配的概念

借鑒維修性分配的概念[5，6]，對軍機(jī)搶修性分配的概念定義為：軍機(jī)搶修性分配是指，將軍機(jī)搶修性指標(biāo)分配給軍機(jī)各個功能層次的各戰(zhàn)傷可搶修單元，為飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計人員提供搶修性設(shè)計指標(biāo)，以保證飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計最終符合規(guī)定的搶修性要求。

1.3 軍機(jī)搶修性分配流程

在軍機(jī)搶修性分配之前，首先要明確分配的搶修性指標(biāo)，分析軍機(jī)搶修性分配相關(guān)要素，明確搶修方式與搶修級別，對軍機(jī)進(jìn)行功能層次分析，確定分配算法模型等。結(jié)合軍機(jī)搶修性分配概念與維修性分配流程，分析搶修性與維修性約束條件的差異，制定軍機(jī)搶修性分配流程框圖，如圖1所示。

2 軍機(jī)搶修性分配條件確定

2.1 軍機(jī)搶修性分配指標(biāo)的確定

在進(jìn)行搶修性指標(biāo)前期論證研究時，已確定的指標(biāo)包括飛機(jī)平均搶修時間Tart、飛機(jī)結(jié)構(gòu)平均搶修時間Tsrt、飛機(jī)最大搶修時間Tmart等。因?yàn)轱w機(jī)結(jié)構(gòu)搶修工作量占整機(jī)搶修的90%以上[4]，所以該搶修性參數(shù)是衡量飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計是否易于搶修的一個重要指標(biāo)。因此，本文主要選取飛機(jī)結(jié)構(gòu)平均搶修時間Tsrt指標(biāo)，探索其分配方法。

圖1 軍機(jī)搶修性分配流程框圖

飛機(jī)結(jié)構(gòu)平均搶修時間Tsrt是指“在預(yù)定的作戰(zhàn)條件下和預(yù)定的作戰(zhàn)時間內(nèi)，完成可搶修飛機(jī)結(jié)構(gòu)損傷的搶修所需實(shí)際時間的平均值”。當(dāng)可搶修飛機(jī)有N個可搶修結(jié)構(gòu)件戰(zhàn)傷時，可利用每個結(jié)構(gòu)件在預(yù)定的作戰(zhàn)條件下和預(yù)定的作戰(zhàn)時間內(nèi)的戰(zhàn)傷率及其搶修時間計算Tsrt，即

式中，N為軍機(jī)可搶修結(jié)構(gòu)件的數(shù)量；λgi為第i個結(jié)構(gòu)件的戰(zhàn)傷率；Tgti為第i個結(jié)構(gòu)件的搶修時間。

2.2 軍機(jī)搶修性分配要素的確定

軍機(jī)搶修性分配要素是指在確定飛機(jī)結(jié)構(gòu)平均搶修時間之后，在對搶修性指標(biāo)分配之前應(yīng)確定搶修方式、搶修級別及搶修工作流程等。

1） 搶修方式

修復(fù)方式不同，修復(fù)活動的組成環(huán)節(jié)就大不相同，直接影響參數(shù)的分配與預(yù)計。對于飛機(jī)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)傷而言，主要采用應(yīng)急修復(fù)方式，常用的方法為更換修理（包括替代和拼修等）和原件修復(fù)。從現(xiàn)役飛機(jī)來看，飛機(jī)的機(jī)體結(jié)構(gòu)可更換的部件較少，即使是可更換的部件，由于受到備件供應(yīng)的制約，通常也需要對損傷構(gòu)件進(jìn)行原位修復(fù)。因此，飛機(jī)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)傷搶修方式主要為原件修復(fù)。

2） 搶修級別

依據(jù)最新的相關(guān)規(guī)定，飛機(jī)戰(zhàn)傷采用兩級搶修，即基層級和基地級。搶修級別不同，修理的深度也不同，采用的搶修方法和保障條件差異也很大。根據(jù)飛機(jī)戰(zhàn)傷搶修規(guī)定，評估后可搶修的戰(zhàn)傷飛機(jī)，首先由基層級優(yōu)先搶修。對于基層級無能力修復(fù)的損傷，則由基地級支援修復(fù)。結(jié)構(gòu)戰(zhàn)傷平均修復(fù)時間（SDMТТR）參數(shù)的分配與預(yù)計應(yīng)以基層級為對象展開研究。

3）搶修工作流程

搶修工作流程分析的目的是確定從接收戰(zhàn)傷飛機(jī)開始到完成飛機(jī)結(jié)構(gòu)損傷修復(fù)為止的工作環(huán)節(jié)及其相互關(guān)系。由于飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料不同、損傷的部位不同，使相同環(huán)節(jié)的修理用時也不相同，所以修理環(huán)節(jié)及其用時對參數(shù)的分配影響很大?；鶎蛹墦屝薰ぷ鞯囊话懔鞒倘鐖D2所示。

2.3 軍機(jī)結(jié)構(gòu)功能層次的確定

軍機(jī)結(jié)構(gòu)功能層次分析是指在確定飛機(jī)結(jié)構(gòu)平均搶修時間指標(biāo)分配之后，對軍機(jī)結(jié)構(gòu)層次進(jìn)行劃分與分解，目的是找出指標(biāo)分配的最終落腳點(diǎn)，對于軍機(jī)結(jié)構(gòu)的基層級搶修來說，就是應(yīng)找出戰(zhàn)傷可搶修單元——戰(zhàn)傷可搶修結(jié)構(gòu)件。依據(jù)現(xiàn)代飛機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計特點(diǎn)，參考國軍標(biāo)GJB 368B《裝備維修性工作通用要求》和GJB 3897-99《飛機(jī)戰(zhàn)傷評估與修理技術(shù)手冊編制要求》的有關(guān)規(guī)定，將飛機(jī)結(jié)構(gòu)功能層次劃分為四層，最高為結(jié)構(gòu)層，最低為構(gòu)件層，如圖3所示。在飛機(jī)的五類結(jié)構(gòu)件中，只有部分結(jié)構(gòu)件的損傷是可以搶修的，因此必須從部件到艙段確定出基層級可搶修的構(gòu)件，以及構(gòu)件的損傷類型和修復(fù)措施。

圖2 基層級搶修工作流程圖

圖3 飛機(jī)機(jī)體層次劃分示意圖

3 軍機(jī)搶修性分配模型

3.1 基于戰(zhàn)傷率的分配模型

基于戰(zhàn)傷率的分配思路為：構(gòu)成機(jī)體結(jié)構(gòu)的可搶修構(gòu)件數(shù)量越多、面積越大，越容易被擊傷，戰(zhàn)傷率越高。因此，在確定飛機(jī)結(jié)構(gòu)平均搶修時間Tsrt分配值之后，相應(yīng)構(gòu)件分配的可搶修構(gòu)件平均搶修時間TGti值越少；反之，戰(zhàn)傷率越低，分配的TGti值越多。此種分配方法既考慮了飛機(jī)可搶修結(jié)構(gòu)件的數(shù)量，又考慮了結(jié)構(gòu)件的戰(zhàn)傷概率，適用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計和工程研制階段飛機(jī)結(jié)構(gòu)平均搶修時間Tsrt的指標(biāo)分配。可搶修結(jié)構(gòu)件平均搶修時間TGti計算公式為：

式中，TGti為第i個構(gòu)件的平均搶修時間；Tsrt為已知的飛機(jī)結(jié)構(gòu)修時間分配值；nG為可搶修構(gòu)件的種類數(shù)；QGi為第i個可搶修構(gòu)件的數(shù)量；λGi為第i個可搶修構(gòu)件的戰(zhàn)傷率。

3.2 基于戰(zhàn)傷率和飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計特征的加權(quán)分配模型

基于戰(zhàn)傷率和飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計特征的加權(quán)分配法的基本思路是：在將飛機(jī)結(jié)構(gòu)平均搶修時間Tsrt指標(biāo)分配至可搶修構(gòu)件時，除了考慮飛機(jī)構(gòu)件的戰(zhàn)傷率以外，還要考慮原位修理的難易程度，并將飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計特征對修理產(chǎn)生的影響因素轉(zhuǎn)換為搶修性加權(quán)因子，然后按照設(shè)計特性的加權(quán)因子進(jìn)行分配。

表1 可搶修構(gòu)件的搶修性加權(quán)因子參考值

可搶修構(gòu)件平均搶修時間TGti值的分配與構(gòu)件的戰(zhàn)傷率、構(gòu)件的種類數(shù)、每個構(gòu)件的數(shù)量、搶修性加權(quán)因子以及飛機(jī)結(jié)構(gòu)平均搶修時間參數(shù)的分配值有關(guān)，各可搶修構(gòu)件平均搶修時間TGti值計算公式為：

式中，TGti為第i個可搶修構(gòu)件的平均搶修時間；Tsrt為已知的飛機(jī)結(jié)構(gòu)平均搶修時間分配值；KGi為第i個構(gòu)件的搶修性加權(quán)因子；nG為可搶修構(gòu)件的種類數(shù)；QGi為第i個構(gòu)件的數(shù)量；λGi為第i個構(gòu)件的戰(zhàn)傷率。

經(jīng)分析，對于構(gòu)件的可修理損傷通常采用原位補(bǔ)強(qiáng)的方法修理，初步確立影響構(gòu)件補(bǔ)強(qiáng)修理的因素主要有構(gòu)件的材料、結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)類型和修理的可達(dá)性等，初步建立的可搶修構(gòu)件的搶修性加權(quán)因子參考值見表1。

第i個構(gòu)件的搶修性加權(quán)因子KGi的計算方式為：

式中，KGi為第i個構(gòu)件的搶修性加權(quán)因子；Kij為第i個構(gòu)件的第j個因子項(xiàng)的加權(quán)因子值；mG為構(gòu)件加權(quán)因子項(xiàng)數(shù)。

4 結(jié)束語

軍用飛機(jī)搶修性屬于飛機(jī)的一種固有設(shè)計特性，在前期構(gòu)建搶修性定量指標(biāo)之后，只有將這些搶修性指標(biāo)分配給軍機(jī)各功能層次，才能有效指導(dǎo)軍機(jī)搶修性設(shè)計，實(shí)現(xiàn)搶修性的工程應(yīng)用價值。本文通過分析搶修性與一般維修性的聯(lián)系與區(qū)別，借鑒一般維修性分配理論和工程體系，對搶修性定量指標(biāo)分配方法進(jìn)行研究和探索，并選取飛機(jī)結(jié)構(gòu)平均搶修時間作為定量指標(biāo)，初步提出了分配概念和流程，確定了分配條件，構(gòu)建了分配算法模型。對軍機(jī)搶修性定量指標(biāo)分配工作有一定的借鑒意義，對軍機(jī)搶修性設(shè)計和深化研究起到了一定的促進(jìn)作用。但在分配方法確定以后，如何開展驗(yàn)證，以及后續(xù)的搶修性指標(biāo)預(yù)計工作，本文未加研究，有待進(jìn)一步探討。

[1]Stalcup B J.Тhe need for combat resilience[J]. Processing Annual R& M Symposium, 1986∶489-493.

[2]Hess D H. Modeling aircraft combat damage repair[J].Aerospace America,1992∶5-9.

[3]侯滿義，李曙林.一種軍用飛機(jī)戰(zhàn)傷搶修性評價體系[J].航空維修與工程，2006（2）：27-29.

[4]張建華.飛機(jī)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)傷搶修[M].北京：國防工業(yè)出版社，2007.

[5]國防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會.GJB 451A-2005.可靠性維修性保障性術(shù)語[S].

[6]呂川.維修性設(shè)計分析與驗(yàn)證[M].北京：國防工業(yè)出版社，2012.