任俊鵬 嚴(yán) 平 王德石

（海軍工程大學(xué) 武漢 430033）

艦載航空炸彈保障流程安全性建模分析?

任俊鵬 嚴(yán) 平 王德石

（海軍工程大學(xué) 武漢 430033）

艦載航空炸彈的安全是航母戰(zhàn)斗力的關(guān)鍵因素之一。將航空炸彈的艦上保障流程劃分為貯存、轉(zhuǎn)運(yùn)、裝配、檢測、掛載、補(bǔ)給六大作業(yè)剖面，對(duì)每個(gè)作業(yè)剖面中影響彈藥安全的因素進(jìn)行分析，確定在航空炸彈保障流程中的主要危險(xiǎn)因素。根據(jù)層次分析原理，利用AHP法對(duì)航空炸彈的整個(gè)保障流程進(jìn)行安全性分析，利用模糊綜合評(píng)價(jià)方法，建立艦載航空炸彈保障流程的總體安全性評(píng)估模型。為提高航空炸彈的保障能力提供了一定的理論依據(jù)。

航空炸彈；保障流程；安全性

1 引言

大型艦艇的戰(zhàn)斗力不僅僅體現(xiàn)在艦船的噸位、武器系統(tǒng)和彈藥的數(shù)量上，更依賴于一套高效的作戰(zhàn)指揮和保障業(yè)務(wù)流程。作為保障業(yè)務(wù)流程的核心組成部分，彈藥的保障流程的優(yōu)劣、高效、安全與否不僅制約單個(gè)艦艇的作戰(zhàn)能力，更制約著整個(gè)編隊(duì)的作戰(zhàn)效能的發(fā)揮，關(guān)系著作戰(zhàn)任務(wù)的成敗。航空炸彈在航母上的保障流程包括彈藥的貯存、轉(zhuǎn)運(yùn)、裝配、檢測、掛載、補(bǔ)給等六大作業(yè)剖面。通過對(duì)航空炸彈在航母上保障作業(yè)流程的梳理，分析各個(gè)流程中影響彈藥安全的危險(xiǎn)因素，利用模糊數(shù)學(xué)的方法，建立航母彈藥保障流程的作業(yè)安全性評(píng)估模型，對(duì)航母彈藥保障流程進(jìn)行總體安全性評(píng)估。

2 彈藥貯存過程中的安全性

艦上彈藥的包裝形式分為兩種，一種是托盤化包裝的彈藥，一種是集裝箱式的彈藥。托盤化彈藥由于在空氣中直接暴露，在貯存、轉(zhuǎn)運(yùn)和補(bǔ)給過程中受到外界激勵(lì)作用的風(fēng)險(xiǎn)更高，而箱裝彈藥在外包裝的保護(hù)下，能夠?qū)憫?yīng)的激勵(lì)起到一定的緩沖作用。如圖1所示，航空炸彈在艦上的典型貯存狀態(tài)為“裸彈+存放架”，小型和箱裝的彈藥則使用存放柜貯存。

圖1 航空炸彈存放方式

美海軍航母、兩棲攻擊艦和快速支援艦的航空炸彈中，導(dǎo)彈采用箱裝、炸彈采用裸態(tài)托盤形式貯存。貯存艙室地板配置有矩陣型系留孔，通過系留索具和系留孔進(jìn)行系固［1］。

2.1 艦上長期貯存環(huán)境溫度分析

艦艇攜行環(huán)境中的威脅主要來自于海洋中的環(huán)境因素。溫度的變化主要對(duì)彈藥的發(fā)射藥性能產(chǎn)生影響。如果彈藥儲(chǔ)存環(huán)境長期超過30℃，發(fā)射藥的緩慢熱分解會(huì)加速，發(fā)射藥儲(chǔ)存壽命降低，同時(shí)在使用時(shí)彈藥的膛壓初速將發(fā)生變化，甚至?xí){到彈藥的射擊安全［2～4］。炸藥在正常環(huán)境下的分解速度較為緩慢，以炸藥分解一半的時(shí)間τ0.5來標(biāo)定其安全性。則有：式中K為反應(yīng)速度常數(shù)；E為活化能；R為氣體常數(shù)；A為常數(shù)，與炸藥性質(zhì)有關(guān)；T為反應(yīng)溫度（k）。

根據(jù)式（1～2），可以將其化簡為

其中A為與炸藥性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)。式（3）指出了炸藥在不同熱環(huán)境下的熱爆炸延滯期和炸藥的安定性。通過以上可以得出，彈藥在長時(shí)間的高溫貯存環(huán)境下，炸藥的熱爆炸延滯期會(huì)變短，同時(shí)也會(huì)加速炸藥的分解速度，從而影響彈藥的安全性能下的使用性能［5～9］。

2.2 艦上貯存環(huán)境的濕度分析

如果彈藥儲(chǔ)存環(huán)境相對(duì)濕度長期超過70%，發(fā)射藥可能受潮，其點(diǎn)火藥產(chǎn)生的火焰沖量不能迅速而全面的點(diǎn)燃發(fā)射藥。在相對(duì)開放的儲(chǔ)存環(huán)境中，溫度與濕度的關(guān)系是此消彼長的［10］。隨著溫度的上升，濕度則相對(duì)下降。通過對(duì)某試驗(yàn)平臺(tái)的檢測數(shù)據(jù)可得到如圖2中所示的溫濕度變化趨勢(shì)圖［11］。

對(duì)于相對(duì)密閉的空間，其溫度濕度的關(guān)系則不同。對(duì)于箱裝彈藥的密閉空間來說，其內(nèi)部的溫濕度之間存在以下關(guān)系：

圖2 溫濕度變化趨勢(shì)圖

式中U（%）為相對(duì)濕度；a（gm3）為絕對(duì)濕度；Eb（mb）為絕對(duì)溫度T（K）下的飽和水汽壓。

對(duì)于采用箱裝形式包裝的彈藥來說，其包裝箱體積不變，當(dāng)箱內(nèi)溫度下降，內(nèi)部空氣含水量超過飽和濕度，空氣中多余的水就會(huì)凝結(jié)，在彈體表面形成凝露，附在彈體的表面，加快彈體表面的氧化反應(yīng)。當(dāng)溫度下降Tx時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生凝露，則有以下露點(diǎn)公式可以計(jì)算得出：

其中α、β、λ均為參數(shù)。通過以上對(duì)艦上彈藥的貯存環(huán)境中的鹽度、溫度、濕度的分析，可以得出艦上彈藥的貯存過程中的安全性威脅主要來自艦上貯存環(huán)境的溫濕度變化對(duì)彈體和內(nèi)部炸藥的影響。

2.3 艙內(nèi)貯存環(huán)境的鹽度分析

由于海洋大氣中富含氯離子，在彈藥的貯存過程中，對(duì)彈藥艙室內(nèi)彈藥形成威脅的主要是來自通風(fēng)管道或逸散到艙室內(nèi)的高鹽度的水蒸氣對(duì)裸態(tài)彈體和彈藥包裝箱的腐蝕。通過對(duì)某型艦的相關(guān)艙室、艦面及某試驗(yàn)平臺(tái)的Cl-濃度（mg/100cm3.d）進(jìn)行檢測，結(jié)果如表1所示。

表1 不同平臺(tái)環(huán)境檢測的Cl-濃度表

通過表1的測試數(shù)據(jù)可以看出，某型艦的相關(guān)彈藥艙室的Cl-濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于海洋大氣環(huán)境的平均數(shù)值和某試驗(yàn)平臺(tái)的測試數(shù)據(jù)［10～12］。彈藥艙內(nèi)的鹽霧濃度對(duì)內(nèi)部存放的武器裝備影響較小，可以認(rèn)為彈藥在艦上的貯存狀態(tài)下，鹽霧濃度不是主要的環(huán)境影響因素；通過已經(jīng)得到的氯離子測試數(shù)據(jù)和相關(guān)艙室的濕度數(shù)據(jù)，也從另一個(gè)方面說明某型作戰(zhàn)艦船彈藥艙的密封性良好，海洋大氣中的鹽霧不容易進(jìn)入到船艙內(nèi)部。

3 彈藥轉(zhuǎn)運(yùn)過程中的安全性

3.1 彈藥在航母上的轉(zhuǎn)運(yùn)流程

彈藥在航母上的轉(zhuǎn)運(yùn)作業(yè)流程需要用到不同的起吊裝置、武器升降機(jī)、手動(dòng)推車、彈藥叉車以及大量的人力資源，轉(zhuǎn)運(yùn)作業(yè)需要通過不同甲板、不同區(qū)域的多個(gè)彈藥艙室，作業(yè)任務(wù)量較大，轉(zhuǎn)運(yùn)過程較為復(fù)雜。在航母的設(shè)計(jì)過程中為考慮彈藥的安全性問題，各國航母的彈藥艙室、裝配區(qū)和轉(zhuǎn)運(yùn)通道都靠近航母中央位置設(shè)置。以美國海軍“尼米茲”級(jí)航母為例，其彈藥艙均設(shè)置在底層甲板不同的艙室內(nèi)。對(duì)于艦面彈藥來說，其轉(zhuǎn)運(yùn)流程與航空炸彈的轉(zhuǎn)運(yùn)流程基本一致，具體可以分為以下環(huán)節(jié)：

1）管理人員向各個(gè)彈藥艙室下達(dá)彈藥需求清單；

2）各艙室勤務(wù)人員根據(jù)命令需求，將彈藥取出后，轉(zhuǎn)運(yùn)到下層彈藥升降機(jī)平臺(tái)；

3）下層彈藥升降機(jī)將彈藥運(yùn)至甲板上的彈藥裝配區(qū)，由裝配人員將彈藥分配至各裝配臺(tái)進(jìn)行裝配；

4）彈藥完成裝配后，由武器部門勤務(wù)人員通過彈藥推車或手動(dòng)叉車等工具將彈藥運(yùn)至各個(gè)戰(zhàn)位［13～17］。

3.2 彈藥艙室布局安全性分析

由于航母上彈藥儲(chǔ)存種類繁多，危險(xiǎn)性又極高，各種彈藥的相關(guān)安全技術(shù)要求不盡相同，所以航母上彈藥艙的設(shè)置也比較復(fù)雜，不僅要考慮到彈藥自身的安全性，同時(shí)還要兼顧航母的儲(chǔ)存環(huán)境以及相關(guān)戰(zhàn)位的布局。航母上彈藥艙大致可分為三大部分：艏部彈藥艙、舯部彈藥艙和艉部彈藥艙。如圖3所示。

圖3 航母軍械艙室分布示意圖

3.3 轉(zhuǎn)運(yùn)通道空間特性分析

彈藥的轉(zhuǎn)運(yùn)可分類為艙內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)和甲板轉(zhuǎn)運(yùn)。俄羅斯的庫茲涅佐夫級(jí)航母的軍械艙室與飛行甲板之間共有3條轉(zhuǎn)運(yùn)通道，分別位于艏部、舯部和艉部，艦面轉(zhuǎn)運(yùn)裝置分布如圖4所示。舯部彈藥艙室只能通過舯部轉(zhuǎn)運(yùn)通道完成轉(zhuǎn)運(yùn)，其中1個(gè)航空彈藥轉(zhuǎn)運(yùn)艙室位于舯部甲板下方，通過上、下兩層武器升降機(jī)繞開機(jī)庫空間位置，形成舯部航空彈藥艙室群與飛行甲板之間的彈藥轉(zhuǎn)運(yùn)通道。

圖4 庫茲涅佐夫級(jí)航母轉(zhuǎn)運(yùn)通道布局示意圖

航空彈藥由于儲(chǔ)存艙室位置的特殊，其在艙內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)較多，需要起吊作業(yè)多次，空間狹小，操作復(fù)雜。其他彈藥艙內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)依靠人力，由于個(gè)別彈藥重量大，經(jīng)過多層斜梯時(shí)容易發(fā)生跌落等安全事故。

3.4 轉(zhuǎn)運(yùn)過程危險(xiǎn)源分析

通過以上分析可知，在彈藥的轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，主要的威脅來自于意外跌落，意外跌落是由于人為操作不當(dāng)或大風(fēng)大浪等惡劣天氣情況下，彈藥可能由于包裝、堆放、固定不牢，從而導(dǎo)致彈藥跌落、擠壓、碰撞等意外事件發(fā)生。假設(shè)彈藥的跌落高度為H1，彈藥跌落撞擊艙底后反彈高度為H2，那么

跌落到反彈的時(shí)間為Δt，那么彈藥承受的加速度a為

撞擊跌落主要對(duì)彈藥的薄弱、敏感部位造成沖擊，可能會(huì)造成引信的解除保險(xiǎn)，甚至引起彈藥爆炸或燃燒等事故。艦上轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)過載不超過13.638m/s2，即不超過1.39g。按照現(xiàn)役彈藥的安全性設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，不至于產(chǎn)生爆炸后果。

4 彈藥的裝配及檢測過程中的安全性

艦載機(jī)掛彈前需要對(duì)航空炸彈進(jìn)行掛機(jī)前性能檢測。美海軍航母沒有設(shè)置專門的導(dǎo)彈檢測艙，而是利用便攜式設(shè)備檢測，在裝配區(qū)的轉(zhuǎn)運(yùn)車上完成導(dǎo)彈掛機(jī)前檢測工作，也可在飛行甲板臨時(shí)停放區(qū)完成彈藥掛機(jī)前檢測。在航空炸彈的裝配和檢測過程中，主要危險(xiǎn)因素來源于跌落和靜電作用。由于檢測平臺(tái)的特殊性，一般高度不會(huì)太高，根據(jù)式（6）和式（7）可知，檢測彈藥跌落所承受的加速度不大，因此，在檢測過程中的跌落不會(huì)造成引信等部件的保險(xiǎn)解鎖。

5 彈藥掛載過程中的安全性

在航空炸彈的掛載過程中，彈藥是裸態(tài)直接與艦面的高鹽霧環(huán)境接觸。主要為高濃度Cl-（氯離子）對(duì)彈藥的腐蝕作用。在彈藥的日常貯存過程中，彈藥殼體發(fā)生銹蝕大部分為電化學(xué)銹蝕。電化學(xué)銹蝕的發(fā)生基本條件是殼體金屬內(nèi)部不同電極之間存在的電勢(shì)差和不同電極之間的電解液。由于彈藥一般采用復(fù)合金屬材料，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不對(duì)稱且多種成分非均勻分布，從而造成在殼體的表面存在大量的微電極對(duì)；同時(shí)由于海洋大氣中的高濕、高鹽霧環(huán)境，極易在彈藥表面形成一層富含Cl-等電解液，在電解液的作用下，金屬的銹蝕速度比化學(xué)銹蝕的速度快很多。

鋼鐵在潮濕的空氣中的吸氧腐蝕反應(yīng)式為

正極：O2+2H2O+4e-=4OH-；

負(fù)極：2Fe-4e-=2Fe2+；

總反應(yīng)式：2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2。

二價(jià)鐵離子在空氣中不穩(wěn)定，最終被氧化變?yōu)殍F銹。鐵銹在彈藥表面不斷積累，又會(huì)在氧氣和電解液的作用下加快鋼鐵的反應(yīng)速度，即加快彈藥表面的銹蝕。通過對(duì)某型艦的相關(guān)艙室、艦面及某試驗(yàn)平臺(tái)的Cl-濃度（mg/100cm2.d）進(jìn)行檢測，結(jié)果如表1所示，由測試數(shù)據(jù)可以看出，某型艦面的Cl-濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于艙室內(nèi)的濃度，相差兩個(gè)數(shù)量級(jí)，達(dá)到了海上試驗(yàn)平臺(tái)的25.3%。

6 彈藥補(bǔ)給過程中的安全性

航母彈藥的補(bǔ)給分為港口補(bǔ)給和航行補(bǔ)給。港口補(bǔ)給主要依靠大型機(jī)械設(shè)備進(jìn)行吊裝補(bǔ)給或叉車進(jìn)行補(bǔ)給。航行補(bǔ)給包括橫向補(bǔ)給、縱向補(bǔ)給和垂直補(bǔ)給。

6.1 彈藥在補(bǔ)給過程中的力學(xué)環(huán)境

航母的活動(dòng)范圍廣，海情復(fù)雜，遇到大風(fēng)浪的機(jī)會(huì)多。一般來說，航母在風(fēng)浪中航行會(huì)產(chǎn)生6個(gè)自由度的搖蕩運(yùn)動(dòng)。對(duì)航母的航行補(bǔ)給分析，應(yīng)分別考慮橫搖、縱搖及垂蕩運(yùn)動(dòng)。

表2 某型艦各級(jí)海況下的搖擺情況

表2為某型艦船在各級(jí)海況下的搖擺情況，經(jīng)計(jì)算和分析得到，4～9級(jí)海況情況下，彈藥艙所受的最大過載范圍為0.288g～1.080g。

圖5 彈藥箱的搖擺受力分析示意圖

圖6 彈藥箱的加速度分析示意圖

如圖5所示，航母上彈藥艙內(nèi)箱裝彈藥在航行中的振蕩受力分析示意圖，將彈藥箱簡化為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行受力分析。由于運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性和即時(shí)性，其在6個(gè)自由度方向均有振蕩。假設(shè)在T1時(shí)刻，彈藥箱受到X軸方向的力為Fx，在Y軸上受到的力為Fy，在Z軸上受到的力為Fz。通過牛頓的經(jīng)典力學(xué)，對(duì)彈藥箱受到的力進(jìn)行合成，那么彈藥箱在T時(shí)刻受到的力為合力F0，通過圖中可以得出：

在三個(gè)不同方向的力的作用下，彈藥將具有不同的加速度。將彈藥簡化為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)，在某一時(shí)刻

彈藥在補(bǔ)給時(shí)不僅受到航母搖擺所致的慣性力，且在庫內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)、垂直轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)還受到庫內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備及垂直轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備的起動(dòng)及停止引起的沖擊。根據(jù)相關(guān)的振動(dòng)數(shù)據(jù)結(jié)果來看，航母在各種狀態(tài)下（停泊、航行、轉(zhuǎn)向、艦載機(jī)起飛著艦等），各艙室振動(dòng)過載應(yīng)力大部分小于0.03g，一般不會(huì)超過0.25g。航空炸彈在艦上貯存通過存放支架系留固定，存放支架已進(jìn)行了減震、隔震設(shè)計(jì)，降低了振動(dòng)對(duì)彈藥的損壞和影響。因此，短期上艦貯存應(yīng)不會(huì)造成永久性損傷。

6.2 補(bǔ)給通道空間

航空炸彈等大型彈藥均采用垂直補(bǔ)給。在航行途中，主要采用直升機(jī)進(jìn)行垂直補(bǔ)給，在港口主要借助大型機(jī)械進(jìn)行吊裝補(bǔ)給。在航母的飛行甲板平臺(tái)上設(shè)置有兩個(gè)垂直彈藥補(bǔ)給戰(zhàn)位，艏部垂直補(bǔ)給戰(zhàn)位和艉部垂直補(bǔ)給戰(zhàn)位。在執(zhí)行補(bǔ)給任務(wù)中，面臨的海況比較復(fù)雜，艦體的搖擺、風(fēng)速、風(fēng)向、補(bǔ)給人員的業(yè)務(wù)熟練度、彈藥補(bǔ)給的吊高等都是影響補(bǔ)給安全的因素。因此在彈藥的補(bǔ)給過程中，意外跌落和意外撞擊是影響彈藥安全性的主要危險(xiǎn)源。

7 彈藥保障流程作業(yè)安全性評(píng)估模型

航母等大型艦艇平臺(tái)的彈藥保障流程較為復(fù)雜，包括從岸上倉庫到艦艇平臺(tái)的運(yùn)輸、吊裝，從艦艇補(bǔ)給平臺(tái)到艦上彈藥艙室的轉(zhuǎn)運(yùn)，攜行過程中在彈藥艙室內(nèi)的貯存，從彈藥艙室內(nèi)到裝配、檢測區(qū)域的轉(zhuǎn)運(yùn)，再到武器裝備戰(zhàn)位的部署，每一個(gè)保障步驟都存在著不同的危險(xiǎn)因素，本小節(jié)以彈藥在艦上艙室內(nèi)貯存為起點(diǎn)，以彈藥補(bǔ)給為終點(diǎn)，對(duì)保障全流程中的作業(yè)安全性建模分析。

7.1 彈藥保障流程安全風(fēng)險(xiǎn)因素的確定

采用層析法原理對(duì)保障流程的安全風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)進(jìn)行歸類區(qū)分。根據(jù)APH理論，上層準(zhǔn)則層為風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，下層總指標(biāo)可以分為三大類：彈藥的本質(zhì)安全性能；保障流程的環(huán)境條件；勤務(wù)人員的綜合素質(zhì)與組織管理風(fēng)險(xiǎn)。在此三大類指標(biāo)的下層指標(biāo)全部為并列關(guān)系。

1）彈藥的本質(zhì)安全風(fēng)險(xiǎn)：

·彈藥的彈體結(jié)構(gòu)；

·彈藥的使用壽命；

·彈藥的戰(zhàn)備時(shí)間；

·傳爆藥的成分；

·主裝藥的成分；

·引信的戰(zhàn)技術(shù)性能；

·彈藥的包裝形式。

2）保障流程的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)：

·保障流程中的溫度；

·保障流程中的濕度；

·保障流程中的鹽度；

·保障流程中的力學(xué)環(huán)境；

·保障流程中的沖擊波作用；

·保障流程中的跌落沖擊；

·保障流程中的破片沖擊；

·保障流程中的補(bǔ)給空間；

·保障流程中的通道空間。

3）勤務(wù)人員的綜合素質(zhì)與組織管理風(fēng)險(xiǎn)：

·軍官的心理素質(zhì)及應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的能力；

·軍官對(duì)彈藥保障流程的熟悉程度和綜合管理水平；

·軍官對(duì)保障流程中潛在風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生可能性及產(chǎn)生后果的認(rèn)識(shí)程度及管控能力；

·艦員對(duì)彈藥保障機(jī)械裝備的使用熟練程度；·艦員的文化程度及身體素質(zhì)；

·艦員對(duì)保障流程中的操作規(guī)程及規(guī)章制度的熟悉程度；

·艦員對(duì)消防設(shè)施分布的熟悉程度；

·艦員對(duì)消防設(shè)施的使用熟練程度；

·艦上規(guī)章制度的健全性；

·日常技術(shù)教育和安全培訓(xùn)制度的健全性。

7.2 保障流程的模糊綜合評(píng)價(jià)

航母彈藥的保障流程涉及到不同彈種，不同型號(hào)，多種保障設(shè)備以及大量的勤務(wù)保障人員，流程中存在的危險(xiǎn)因素復(fù)雜多樣，部分潛在危險(xiǎn)因素不具有可預(yù)測性，對(duì)彈藥的整個(gè)保障流程進(jìn)行詳細(xì)評(píng)估難度較大。模糊綜合評(píng)價(jià)是綜合評(píng)估中經(jīng)常采用的理論。模糊評(píng)估利用模糊變換原理和引入隸屬函數(shù)，采用模糊運(yùn)算對(duì)結(jié)果進(jìn)行排序分析。論文采用模糊綜合評(píng)價(jià)對(duì)航母彈藥的保障流程的作業(yè)安全性進(jìn)行建模評(píng)估。

1）確定保障流程中各個(gè)環(huán)節(jié)的評(píng)價(jià)因素集合Ui={Ai，Bi，Ci} ，i=1，2，3，4，5，6。其中Ui為保障流程中的某一環(huán)節(jié)，Ai為該環(huán)節(jié)中彈藥本質(zhì)危險(xiǎn)因素集合，其中aijk為彈藥本質(zhì)危險(xiǎn)集合中第 j個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素，Bi為該環(huán)節(jié)中環(huán)境危險(xiǎn)因素，其中bijk為彈藥保障環(huán)境中危險(xiǎn)因素的集合中第 j個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素，Ci為該環(huán)節(jié)中勤務(wù)人員的綜合素質(zhì)與組織管理風(fēng)險(xiǎn)的危險(xiǎn)因素，其中cijk為彈藥保障勤務(wù)人員的綜合素質(zhì)與組織管理風(fēng)險(xiǎn)中第 j個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素，j為危險(xiǎn)因素的個(gè)數(shù)。

定義彈藥保障流程中的貯存環(huán)節(jié)的評(píng)價(jià)因素為U1，轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)的評(píng)價(jià)因素為U2，裝配環(huán)節(jié)的評(píng)價(jià)因素為U3，檢測環(huán)節(jié)的評(píng)價(jià)因素為U4，掛載環(huán)節(jié)的評(píng)價(jià)因素為U5，補(bǔ)給環(huán)節(jié)的評(píng)價(jià)因素為U6。彈藥保障全流程的作業(yè)安全性評(píng)價(jià)框架即建立起來。

貯存環(huán)節(jié)中彈藥的本質(zhì)安全風(fēng)險(xiǎn)因素有7個(gè)，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素有6個(gè)，勤務(wù)人員素質(zhì)與組織管理的風(fēng)險(xiǎn)有8個(gè)，如圖7所示。

圖7 貯存環(huán)節(jié)評(píng)價(jià)因素

圖8 轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)評(píng)價(jià)因素

轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)中彈藥的本質(zhì)安全風(fēng)險(xiǎn)因素有6個(gè)，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素有6個(gè)，勤務(wù)人員素質(zhì)與組織管理的風(fēng)險(xiǎn)有6個(gè)。裝配環(huán)節(jié)中彈藥的本質(zhì)安全風(fēng)險(xiǎn)因素有5個(gè)，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素有5個(gè)，勤務(wù)人員素質(zhì)與組織管理的風(fēng)險(xiǎn)有6個(gè)。

圖9 裝配環(huán)節(jié)評(píng)價(jià)因素

檢測環(huán)節(jié)中彈藥的本質(zhì)安全風(fēng)險(xiǎn)因素有6個(gè)，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素有5個(gè)，勤務(wù)人員素質(zhì)與組織管理的風(fēng)險(xiǎn)有6個(gè)。掛載環(huán)節(jié)中彈藥的本質(zhì)安全風(fēng)險(xiǎn)因素有6個(gè)，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素有5個(gè)，勤務(wù)人員素質(zhì)與組織管理的風(fēng)險(xiǎn)有7個(gè)。

圖10 檢測環(huán)節(jié)評(píng)價(jià)因素

圖11 掛載環(huán)節(jié)評(píng)價(jià)因素

補(bǔ)給環(huán)節(jié)中彈藥的本質(zhì)安全風(fēng)險(xiǎn)因素有6個(gè)，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)因素有7個(gè)，勤務(wù)人員素質(zhì)與組織管理的風(fēng)險(xiǎn)有6個(gè)。

圖12 補(bǔ)給環(huán)節(jié)評(píng)價(jià)因素

其中Vi為保障流程中的某一環(huán)節(jié)的評(píng)價(jià)結(jié)果，Vai為該環(huán)節(jié)中存在的彈藥本質(zhì)危險(xiǎn)因素的評(píng)價(jià)結(jié)果，Vbi為該保障環(huán)節(jié)中環(huán)境的危險(xiǎn)因素的評(píng)價(jià)結(jié)果，Vci為該環(huán)節(jié)中勤務(wù)人員的綜合素質(zhì)與組織管理風(fēng)險(xiǎn)的危險(xiǎn)因素的評(píng)價(jià)結(jié)果。這一評(píng)價(jià)結(jié)果集合規(guī)定了對(duì)應(yīng)某一評(píng)價(jià)因素的評(píng)價(jià)結(jié)果選擇范圍。評(píng)價(jià)結(jié)果集合既可以是定性的，也可以的量化后的分值。

3）確定隸屬度矩陣

假設(shè)對(duì)保障流程中第i個(gè)環(huán)節(jié)中第 j類風(fēng)險(xiǎn)因素中的第k個(gè)評(píng)價(jià)因素進(jìn)行單因素評(píng)價(jià)，可以得到一個(gè)模糊向量 Rk={r1，r2，r3，…，rm}，（其中m=1，2，…，n）。模糊向量 Rk反應(yīng)了第k個(gè)評(píng)價(jià)因素Ui對(duì)于評(píng)價(jià)結(jié)果Vi的反映程度，0≤rm≤1。那么進(jìn)一步對(duì)評(píng)價(jià)因素中所有元素進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，其結(jié)果是一個(gè)n行m列的矩陣，稱之為隸屬度R。顯然，該矩陣中每一行是對(duì)每一個(gè)單因素的評(píng)價(jià)結(jié)果，整個(gè)矩陣包含了評(píng)價(jià)結(jié)果集合V對(duì)于評(píng)價(jià)因素U進(jìn)行評(píng)價(jià)所獲得的全部信息。

4）確定權(quán)重向量牙W={w1，w2，w3，…，wn}

其中 wi，i=1，2，…，n ，表示因素 ui的重要程度，即在綜合評(píng)估中分配到ui的權(quán)重，滿足

7.3 保障流程總體安全性評(píng)估

考慮到保障流程環(huán)節(jié)的多樣性與復(fù)雜性，在對(duì)保障流程進(jìn)行整體評(píng)估時(shí)，應(yīng)充分考慮到彈藥保障各個(gè)環(huán)節(jié)的安全性與不同環(huán)節(jié)在整個(gè)保障流程中的安全程度。本文采用級(jí)別變量特征值公式來確定評(píng)估結(jié)果。設(shè)評(píng)估環(huán)節(jié)i的級(jí)別變量特征值為Hi，則有

由此可以得到最終評(píng)價(jià)結(jié)果B：B=WR=(b1，b2，b3，…，bn)，其中

式中t為級(jí)別變量，且1＜Hi＜C。該參數(shù)描述了t分布的整體特征，綜合了某一環(huán)節(jié)下隸屬于各個(gè)級(jí)別的相對(duì)隸屬度信息，使得評(píng)價(jià)更符合實(shí)際。

為準(zhǔn)確評(píng)估整個(gè)保障過程的安全性，設(shè)定保障環(huán)節(jié)權(quán)重集合 K=(k1，k2，…，k6)，集合 K 表示在某一彈藥的完整保障流程中，彈藥的貯存、轉(zhuǎn)運(yùn)、裝配、檢測、掛載（裝填）各個(gè)環(huán)節(jié)在整個(gè)彈藥保障流程中所占的權(quán)重。通過6.2節(jié)所建立的評(píng)估模型以及上述改進(jìn)評(píng)定結(jié)果，可以得出整個(gè)保障流程的安全度A，即

8 結(jié)語

本文以俄羅斯庫茲涅佐夫號(hào)航母為例，并借鑒美國尼米茲級(jí)航母上航空炸彈的保障流程，將航空炸彈在航母上的保障流程分為貯存、轉(zhuǎn)運(yùn)、裝配、檢測、掛載及補(bǔ)給六大作業(yè)剖面，各作業(yè)剖面中的主要環(huán)境影響因素如下：貯存環(huán)節(jié)的主要是溫度、濕度；轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)的主要是跌落和撞擊；裝配和檢測環(huán)節(jié)的主要是跌落和靜電；掛載環(huán)節(jié)中的主要是高鹽；補(bǔ)給環(huán)節(jié)的主要是高鹽環(huán)境、意外跌落和過載力學(xué)環(huán)境。

在此基礎(chǔ)上，結(jié)合航空炸彈的本質(zhì)安全性和勤務(wù)人員的綜合素質(zhì)及組織管理風(fēng)險(xiǎn)，運(yùn)用AHP層析法原理對(duì)保障流程的安全風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)進(jìn)行歸類區(qū)分，確定彈藥保障流程環(huán)節(jié)中的安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指標(biāo)，采用模糊綜合評(píng)價(jià)方法對(duì)航空炸彈保障流程建立安全性評(píng)估模型，對(duì)航空炸彈保障流程進(jìn)行總體安全性評(píng)估。

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Analysis of Safety Modelingfor the Carrier-borne Aviation Bomb Ensuring Process

REN JunpengYAN PingWANG Deshi
（Naval University of Engineering，Wuhan 430033）

The safety of carrier-borne aviation bombs is one of the key factors in aircraft carrier combat effectiveness.The carrier-borne aviation bombs ensuring process can divide to six parts：Storage，Transport，Assembly，Detection，Mount，Supply.Identify the major risk factors in the ensuring process by analyzing the factors affecting safety of aviation bomb in the every six parts.According to Analytic Hierarchy Process，analysis the aviation bomb's safety of whole ensuring process，Modeling the safety evaluation of the carrier-borne aviation bomb ensuring process by the fuzzy comprehensive evaluation method，and providing a theoretical basis for improving the aviation bomb ensuring capability.

aviation bomb，ensuring process，safety

TJ4

10.3969/j.issn.1672-9722.2017.11.006

Class Number TJ4

2017年5月11日，

2017年6月30日

任俊鵬，男，博士研究生，研究方向：兵器科學(xué)與技術(shù)，彈藥保障及毀傷技術(shù)。嚴(yán)平，男，副教授，研究方向：兵器科學(xué)與技術(shù)，彈藥保障及安全評(píng)估。王德石，男，教授，研究方向：兵器科學(xué)與技術(shù)，火炮振動(dòng)與新型彈藥設(shè)計(jì)。