任俊鵬 嚴 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 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、裝配、檢測、掛載、補給六大作業(yè)剖面，對每個作業(yè)剖面中影響彈藥安全的因素進行分析，確定在航空炸彈保障流程中的主要危險因素。根據(jù)層次分析原理，利用AHP法對航空炸彈的整個保障流程進行安全性分析，利用模糊綜合評價方法，建立艦載航空炸彈保障流程的總體安全性評估模型。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艦艇的作戰(zhàn)能力，更制約著整個編隊的作戰(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、裝配、檢測、掛載、補給等六大作業(yè)剖面。通過對航空炸彈在航母上保障作業(yè)流程的梳理，分析各個流程中影響彈藥安全的危險因素，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)安全性評估模型，對航母彈藥保障流程進行總體安全性評估。

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)運和補給過程中受到外界激勵作用的風(fēng)險更高，而箱裝彈藥在外包裝的保護下，能夠?qū)憫?yīng)的激勵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。溫度的變化主要對彈藥的發(fā)射藥性能產(chǎn)生影響。如果彈藥儲存環(huán)境長期超過30℃，發(fā)射藥的緩慢熱分解會加速，發(fā)射藥儲存壽命降低，同時在使用時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間τ0.5來標定其安全性。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，彈藥在長時間的高溫貯存環(huán)境下，炸藥的熱爆炸延滯期會變短，同時也會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

如果彈藥儲存環(huán)境相對濕度長期超過70%，發(fā)射藥可能受潮，其點火藥產(chǎn)生的火焰沖量不能迅速而全面的點燃發(fā)射藥。在相對開放的儲存環(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，濕度則相對下降。通過對某試驗平臺的檢測數(shù)據(jù)可得到如圖2中所示的溫濕度變化趨勢圖［11］。

對于相對密閉的空間，其溫度濕度的關(guān)系則不同。對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 溫濕度變化趨勢圖

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

對于采用箱裝形式包裝的彈藥來說，其包裝箱體積不變，當箱內(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)。當溫度下降Tx時，將會產(chǎn)生凝露，則有以下露點公式可以計算得出：

其中α、β、λ均為參數(shù)。通過以上對艦上彈藥的貯存環(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裸態(tài)彈體和彈藥包裝箱的腐蝕。通過對某型艦的相關(guān)艙室、艦面及某試驗平臺的Cl-濃度（mg/100cm3.d）進行檢測，結(jié)果如表1所示。

表1 不同平臺環(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-濃度遠遠低于海洋大氣環(huán)境的平均數(shù)值和某試驗平臺的測試數(shù)據(jù)［10～12］。彈藥艙內(nèi)的鹽霧濃度對內(nèi)部存放的武器裝備影響較小，可以認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入到船艙內(nèi)部。

3 彈藥轉(zhuǎn)運過程中的安全性

3.1 彈藥在航母上的轉(zhuǎn)運流程

彈藥在航母上的轉(zhuǎn)運作業(yè)流程需要用到不同的起吊裝置、武器升降機、手動推車、彈藥叉車以及大量的人力資源，轉(zhuǎn)運作業(yè)需要通過不同甲板、不同區(qū)域的多個彈藥艙室，作業(yè)任務(wù)量較大，轉(zhuǎn)運過程較為復(fù)雜。在航母的設(shè)計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)運通道都靠近航母中央位置設(shè)置。以美國海軍“尼米茲”級航母為例，其彈藥艙均設(shè)置在底層甲板不同的艙室內(nèi)。對于艦面彈藥來說，其轉(zhuǎn)運流程與航空炸彈的轉(zhuǎn)運流程基本一致，具體可以分為以下環(huán)節(jié)：

1）管理人員向各個彈藥艙室下達彈藥需求清單；

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

3）下層彈藥升降機將彈藥運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進行裝配；

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叉車等工具將彈藥運至各個戰(zhàn)位［13～17］。

3.2 彈藥艙室布局安全性分析

由于航母上彈藥儲存種類繁多，危險性又極高，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，同時還要兼顧航母的儲存環(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)運通道空間特性分析

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

圖4 庫茲涅佐夫級航母轉(zhuǎn)運通道布局示意圖

航空彈藥由于儲存艙室位置的特殊，其在艙內(nèi)轉(zhuǎn)運環(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)運依靠人力，由于個別彈藥重量大，經(jīng)過多層斜梯時容易發(fā)生跌落等安全事故。

3.4 轉(zhuǎn)運過程危險源分析

通過以上分析可知，在彈藥的轉(zhuǎn)運過程中，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

跌落到反彈的時間為Δt，那么彈藥承受的加速度a為

撞擊跌落主要對彈藥的薄弱、敏感部位造成沖擊，可能會造成引信的解除保險，甚至引起彈藥爆炸或燃燒等事故。艦上轉(zhuǎn)運環(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)計標準，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

艦載機掛彈前需要對航空炸彈進行掛機前性能檢測。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)運車上完成導(dǎo)彈掛機前檢測工作，也可在飛行甲板臨時停放區(qū)完成彈藥掛機前檢測。在航空炸彈的裝配和檢測過程中，主要危險因素來源于跌落和靜電作用。由于檢測平臺的特殊性，一般高度不會太高，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造成引信等部件的保險解鎖。

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；同時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-；

負極：2Fe-4e-=2Fe2+；

總反應(yīng)式：2Fe+O2+2H2O=2Fe（OH）2。

二價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。通過對某型艦的相關(guān)艙室、艦面及某試驗平臺的Cl-濃度（mg/100cm2.d）進行檢測，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-濃度遠遠高于艙室內(nèi)的濃度，相差兩個數(shù)量級，達到了海上試驗平臺的25.3%。

6 彈藥補給過程中的安全性

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

6.1 彈藥在補給過程中的力學(xué)環(huán)境

航母的活動范圍廣，海情復(fù)雜，遇到大風(fēng)浪的機會多。一般來說，航母在風(fēng)浪中航行會產(chǎn)生6個自由度的搖蕩運動。對航母的航行補給分析，應(yīng)分別考慮橫搖、縱搖及垂蕩運動。

表2 某型艦各級海況下的搖擺情況

表2為某型艦船在各級海況下的搖擺情況，經(jīng)計算和分析得到，4～9級海況情況下，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質(zhì)點，對其進行受力分析。由于運動的復(fù)雜性和即時性，其在6個自由度方向均有振蕩。假設(shè)在T1時刻，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)，對彈藥箱受到的力進行合成，那么彈藥箱在T時刻受到的力為合力F0，通過圖中可以得出：

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

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

6.2 補給通道空間

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

7 彈藥保障流程作業(yè)安全性評估模型

航母等大型艦艇平臺的彈藥保障流程較為復(fù)雜，包括從岸上倉庫到艦艇平臺的運輸、吊裝，從艦艇補給平臺到艦上彈藥艙室的轉(zhuǎn)運，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，再到武器裝備戰(zhàn)位的部署，每一個保障步驟都存在著不同的危險因素，本小節(jié)以彈藥在艦上艙室內(nèi)貯存為起點，以彈藥補給為終點，對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)險因素的確定

采用層析法原理對保障流程的安全風(fēng)險指標進行歸類區(qū)分。根據(jù)APH理論，上層準則層為風(fēng)險等級，下層總指標可以分為三大類：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。在此三大類指標的下層指標全部為并列關(guān)系。

1）彈藥的本質(zhì)安全風(fēng)險：

·彈藥的彈體結(jié)構(gòu)；

·彈藥的使用壽命；

·彈藥的戰(zhàn)備時間；

·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：

·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：

·軍官的心理素質(zhì)及應(yīng)對突發(fā)事件的能力；

·軍官對彈藥保障流程的熟悉程度和綜合管理水平；

·軍官對保障流程中潛在風(fēng)險發(fā)生可能性及產(chǎn)生后果的認識程度及管控能力；

·艦員對彈藥保障機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；

·艦員對消防設(shè)施分布的熟悉程度；

·艦員對消防設(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價

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

1）確定保障流程中各個環(huán)節(jié)的評價因素集合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)危險因素集合，其中aijk為彈藥本質(zhì)危險集合中第 j個風(fēng)險因素，Bi為該環(huán)節(jié)中環(huán)境危險因素，其中bijk為彈藥保障環(huán)境中危險因素的集合中第 j個風(fēng)險因素，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)險的危險因素，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)險中第 j個風(fēng)險因素，j為危險因素的個數(shù)。

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

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

圖7 貯存環(huán)節(jié)評價因素

圖8 轉(zhuǎn)運環(huán)節(jié)評價因素

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

圖9 裝配環(huán)節(jié)評價因素

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

圖10 檢測環(huán)節(jié)評價因素

圖11 掛載環(huán)節(jié)評價因素

補給環(huán)節(jié)中彈藥的本質(zhì)安全風(fēng)險因素有6個，環(huán)境風(fēng)險因素有7個，勤務(wù)人員素質(zhì)與組織管理的風(fēng)險有6個。

圖12 補給環(huán)節(jié)評價因素

其中Vi為保障流程中的某一環(huán)節(jié)的評價結(jié)果，Vai為該環(huán)節(jié)中存在的彈藥本質(zhì)危險因素的評價結(jié)果，Vbi為該保障環(huán)節(jié)中環(huán)境的危險因素的評價結(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)險的危險因素的評價結(jié)果。這一評價結(jié)果集合規(guī)定了對應(yīng)某一評價因素的評價結(jié)果選擇范圍。評價結(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)對保障流程中第i個環(huán)節(jié)中第 j類風(fēng)險因素中的第k個評價因素進行單因素評價，可以得到一個模糊向量 Rk={r1，r2，r3，…，rm}，（其中m=1，2，…，n）。模糊向量 Rk反應(yīng)了第k個評價因素Ui對于評價結(jié)果Vi的反映程度，0≤rm≤1。那么進一步對評價因素中所有元素進行綜合評價，其結(jié)果是一個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每一個單因素的評價結(jié)果，整個矩陣包含了評價結(jié)果集合V對于評價因素U進行評價所獲得的全部信息。

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，即在綜合評估中分配到ui的權(quán)重，滿足

7.3 保障流程總體安全性評估

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

由此可以得到最終評價結(jié)果B：B=WR=(b1，b2，b3，…，bn)，其中

式中t為級別變量，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)下隸屬于各個級別的相對隸屬度信息，使得評價更符合實際。

為準確評估整個保障過程的安全性，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、裝配、檢測、掛載（裝填）各個環(huán)節(jié)在整個彈藥保障流程中所占的權(quán)重。通過6.2節(jié)所建立的評估模型以及上述改進評定結(jié)果，可以得出整個保障流程的安全度A，即

8 結(jié)語

本文以俄羅斯庫茲涅佐夫號航母為例，并借鑒美國尼米茲級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、裝配、檢測、掛載及補給六大作業(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，運用AHP層析法原理對保障流程的安全風(fēng)險指標進行歸類區(qū)分，確定彈藥保障流程環(huán)節(jié)中的安全風(fēng)險評估指標，采用模糊綜合評價方法對航空炸彈保障流程建立安全性評估模型，對航空炸彈保障流程進行總體安全性評估。

［1］李翔，陳小慶，孟令濤，等.艦船搖擺對艦載垂直熱發(fā)射導(dǎo)彈出筒影響分析［J］.導(dǎo)彈與航天運載技術(shù)，2014（5）：19-21.LI Xiang，CHEN Xiaoqing，MENG Lingtao，et al.Analysis on the Effect of Ship Swaying Motion on Ship-borne Vertically Launched Missile in Launching Process［J］.Missile and Space Vehicles，2014（5）：19-21.

［2］張亞坤.戰(zhàn)斗部熱易損性影響因素的研究［D］.太原：中北大學(xué)，2014，35-37.ZHANG Yakun.Study on Thermal Vulnerability Factors of Warheads［D］.Taiyuan：University of North，2014，35-37.

［3］陳仁杰，華保祥，劉懷文.熱流道板的熱平衡及溫度場的有限元分析［J］.機械設(shè)計與制造，2009（3）：21-23.CHEN Renjie，HUA Baoxiang，LIU Huaiwen.Thermal balance and finite element analysis of temperature field for hot runner plate［J］.Machinery Design&Manufacture，2009（3）：21-23.

［4］陳在學(xué).火、炸藥及其粉塵環(huán)境用電氣設(shè)備的防爆［J］.電氣防爆，1999，20-24.CHEN Zaixue.Fire，Explosives andDust Environment with explosion-proof EectricalEquipment［J］.Electric Explosion Protection，1999，20-24.

［5］于新杰.納米CuO分散性對推進劑燃燒性能的影響［D］.南京：南京理工大學(xué)，2011，12-14.YU Xinjie.Influence of Nano-CuODispersibility on the Combustion of Solid Propellant［D］.Nanjing：Nanjing University of Science and Technology，2011，12-14.

［6］姜波，崔亮，齊杏林.彈藥保溫試驗現(xiàn)狀及存在問題［J］.強度與環(huán)境，2010（4）：53-57.JIANG Bo，CUI Liang，QI Xinglin.Current situation and problems of heat preservation testing of ammunition［J］.Structure&Environment Engineering，2010（4）：53-57.

［7］李強.橋梁大體積混凝土結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力及其敏感性因素分析［D］.西安：長安大學(xué)，2008.LI Qiang.Analysis on Temperature Stress of Massive Bridge Concrete and Its Sensitive Factors［D］.Xi'an：Chang'an University，2008.

［8］唐其環(huán)，李軍念，代紅.萬寧濱海與西沙群島大氣腐蝕性對比研究［J］.裝備環(huán)境工程，2010（4）：1-4.TANG Qihuan，LI Junnian，DAI Hong.Contrast Research on Corrosivity of Wanning Seaside and Xisha Islands Atmosphere［J］.Equipment Environmental Engineering，2010（4）：1-4.

［9］楊萬均，肖敏，張燕，等.艦面電子設(shè)備機柜防護失效分析與對策研究［J］.裝備環(huán)境工程，2012（4）：83-87.YANG Wanjun，XIAO Min，ZHANG Yan，et al.Failure Analysis and Countermeasure Study of Protection for Warship Electronic Equipment Cabinet［J］.Equipment Environmental Engineering，2012（4）：83-87.

［10］史文強，李彥慶，陳練.航母的航空彈藥貯運作業(yè)解析［J］.艦船科學(xué)技術(shù)，2013（5）：136-141.SHI Wenqiang，LI Yanqing，CHEN Lian.Analysis for the ordnance handling process aboard aircraft carrier［J］.Ship Science and Technology，2013（5）：136-141.

［11］史文強，李彥慶，陳練.航空母艦飛行甲板作業(yè)及彈藥轉(zhuǎn)運系統(tǒng)分析［J］.中國艦船研究，2012（5）：10-14.SHI Wenqiang，LI Yanqing，CHEN Lian.Flight Deck Operations and Ordnance Handling Aboard Aircraft Carrier［J］.Chinese Journal of Ship Research，2012（5）：10-14.

［12］武晶.艦船補給物資調(diào)運仿真研究［D］.哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)，2010.WU Jing.Simulation Research of Supply Dispatching on Warship［D］.Harbin：Harbin Engineering University，2010.

［13］邵曼華.新型多功能補給船總體性能研究［D］.天津：天津大學(xué)，2003.SHAO Manhua.The Whole Research of New multi-function Replenishment Ship Performance［D］.Tianjin：Tian Jin University，2003.

［14］周彬，安振濤，秦翔宇，等.跌落條件下箱裝彈藥關(guān)鍵部件沖擊加速度的數(shù)值模擬［J］.工業(yè)安全與環(huán)保，2009（9）：51-52.ZHOU Bin，AN Zhentao，QIN Xiangyui，et al.Numerical Simulation of Impact Acceleration on the Key Parts of Packing Ammunition on Condition of Dropping［J］.Industrial Safety and Environmental Protection，2009（9）：51-52.

［15］王志偉.考慮艦面縱搖的艦載機彈射起飛動力學(xué)分析［D］.南京：南京航空航天大學(xué)，2013.WANG Zhiwei.Dynamics analysis on carrier-based aircraft take-off considering carrier pitching［D］.Nanjing：Nanjing University of Aeronautics&Astronautics，2013.

［16］成英.公路運輸爆炸品風(fēng)險性評價研究［D］.西安：長安大學(xué)，2008.CHENG Ying.Study on Risk Assessment Explosives in Highway Transportation［D］.Xi'an：Chang'an University，2008.

［17］秦翔宇，安振濤，郭文暉.庫存彈藥事故人誤危險性分析與評估模型研究［J］.中國安全科學(xué)學(xué)報，2009（8）：134-136.QIN Xiangyu，AN Zhentao，GUO Wenhui.Research on Human Error and Assessment Model of Stock Ammunition Accidents［J］.China Safety Science Journal，2009（8）：134-136.

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)，彈藥保障及安全評估。王德石，男，教授，研究方向：兵器科學(xué)與技術(shù)，火炮振動與新型彈藥設(shè)計。