薛永生，余 松

（1.海軍裝備部，北京，100071；2.航空工業(yè)洪都，江西 南昌，330024）

0 前言

在現(xiàn)代高科技戰(zhàn)爭環(huán)境下，保障已經(jīng)成為戰(zhàn)斗力的重要組成部分，是提高武器裝備作戰(zhàn)能力乃至戰(zhàn)爭勝利的重要因素。近一個世紀(jì)以來，艦載機(jī)的發(fā)展步伐從未停頓，飛機(jī)性能也隨著航空技術(shù)的進(jìn)步不斷提高，從只能執(zhí)行單一任務(wù)發(fā)展到多用途，海軍航空兵的艦載機(jī)也從單一機(jī)種發(fā)展為多機(jī)種組成的艦載機(jī)聯(lián)隊。而航母是集各類作戰(zhàn)于一體的海上活動 “機(jī)場”，搭載的飛機(jī)類型涵蓋戰(zhàn)斗機(jī)、直升機(jī)、預(yù)警機(jī)、教練機(jī)等多種類飛機(jī)，航母在實現(xiàn)遠(yuǎn)距離作戰(zhàn)的同時，其有限的空間為艦載機(jī)的保障帶來了巨大的挑戰(zhàn)，要形成航母較強(qiáng)的戰(zhàn)斗力，做好航母和艦載機(jī)的保障工作是前提條件。因此，如何緊貼任務(wù)需求和航母裝備特點，研究航母和艦載機(jī)裝備保障方式方法，形成高效的航母和艦載機(jī)裝備保障機(jī)制，已經(jīng)成為一項具有深遠(yuǎn)意義而且必須解決的重大課題[1]。在我國現(xiàn)有飛機(jī)研制體制下，不同型號設(shè)計時均各自考慮保障問題，普遍對航母空間問題考慮不足，導(dǎo)致艦上保障規(guī)模龐大。

1 國內(nèi)外航母艦載機(jī)保障現(xiàn)狀分析

1.1 國外航母保障情況

美軍航母使用經(jīng)驗豐富，航母裝備體系不斷發(fā)展，以“福特”級為例，可搭載F-35C、F/A-18G、E-2D、UCAV 無人戰(zhàn)斗機(jī)等80 余架飛機(jī)，且相比上一代“尼米茲”級航母，具備更高的艦載機(jī)出動能力（見表1）。

表1 美軍航母艦載機(jī)出動能力對比

美軍在艦載機(jī)研制過程中，高度重視綜合保障設(shè)計：

1）重視艦載機(jī)保障特性設(shè)計工作。F-35 聯(lián)合使用要求文件中規(guī)定了6 個決定項目成敗的關(guān)鍵性能指標(biāo)，有3 個與保障性有關(guān)，即出動架次率、任務(wù)可靠性和后勤保障規(guī)模。

2）建立自動化維修環(huán)境（AME）。在海軍原有信息系統(tǒng)基礎(chǔ)上建立一體化維修與后勤保障系統(tǒng)，利用機(jī)上診斷、自動識別技術(shù)、信息網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域的先進(jìn)信息技術(shù)，實現(xiàn)海軍飛機(jī)維修和后勤過程的重建和簡化。

3）建立統(tǒng)一的艦載機(jī)規(guī)范編制指南。制定了聯(lián)合軍兵種規(guī)范指南（JSSG），為美軍航空裝備、分系統(tǒng)、設(shè)備或組件要求制定和驗證提供了規(guī)范依據(jù)，為各型艦載機(jī)規(guī)范要求提供了標(biāo)準(zhǔn)化的依據(jù)（見圖1）。

圖1 聯(lián)合軍兵種規(guī)范指南（JSSG）架構(gòu)

4）其他保障相關(guān)技術(shù)。采用通用化、系列化、組合化技術(shù)，減少設(shè)備、零部件備件的種類和數(shù)量，降低保障規(guī)模。推行兩級維修體制，簡化維修機(jī)構(gòu)，提高維修效率。美國海軍從2000 年開始專門針對航空地面保障設(shè)備的采辦啟動了“PMA260”項目，對海軍航空兵已有2482 種保障設(shè)備重新進(jìn)行使用需求和效能分析，對正在執(zhí)行的124 項合同及49 項打包后的采辦項目進(jìn)行重新評估，重點解決保障設(shè)備通用化、小型化、綜合化、系列化等問題?！癙MA260”項目團(tuán)隊中成立飛機(jī)平臺、發(fā)動機(jī)、腐蝕防護(hù)、武器、電子、電氣等專業(yè)團(tuán)隊，推進(jìn)各型飛機(jī)開展RCM 分析工作，從2004年完成36 項RCM 的分析，至2007 年落實到位，為海軍航空兵每年節(jié)省1600 萬美元?！癙MA260”項目團(tuán)隊在推進(jìn)現(xiàn)有設(shè)備升級的同時，通過推進(jìn)綜合化設(shè)計減少了現(xiàn)有保障設(shè)備數(shù)量，縮減了保障規(guī)模。

1.2 國內(nèi)航母艦載機(jī)保障情況

我國航母發(fā)展尚處于起步階段，搭載的型號較為單一，在航母上有相對較為“寬松”的作業(yè)及貯存空間，保障問題尚未凸顯。隨著我國海軍實力的日益壯大，勢必將航母發(fā)展成多作戰(zhàn)模式的“活動”機(jī)場，具備遠(yuǎn)程打擊、偵查、遠(yuǎn)程保障、訓(xùn)練等聯(lián)合作戰(zhàn)能力，航母在未來搭載的機(jī)型越來越多，必須提前考慮航母有限的空間下大規(guī)模、多機(jī)種聯(lián)合保障問題，縮減艦載飛機(jī)保障規(guī)模勢在必行。

2 縮減航母保障規(guī)模的建議

2.1 準(zhǔn)確規(guī)劃航母艦載機(jī)維修工作

飛機(jī)保障的主要源頭來自維修，要縮減保障規(guī)模，最佳方案是減少飛機(jī)維修保障工作，可從以下方面著手：

一是飛機(jī)設(shè)計中考慮配置健康狀態(tài)管理系統(tǒng)（PHM），提升飛機(jī)的自主保障能力。采用PHM 設(shè)計會提升系統(tǒng)BIT 能力，根據(jù)實時故障診斷和預(yù)測結(jié)果進(jìn)行維修預(yù)測，預(yù)先安排維修計劃，就能縮短維修和供應(yīng)保障過程，減少對各種地面測試設(shè)備和維修人員的要求，實現(xiàn)診斷、維修、后勤保障的綜合化，改進(jìn)系統(tǒng)的保障性。以F-35 戰(zhàn)斗機(jī)為例，飛機(jī)包含2000 多個外場可更換部件，其中每個部件都可能發(fā)生功能故障，為解決現(xiàn)有飛機(jī)維修保障負(fù)擔(dān)過重、保障規(guī)模過大、全壽命周期保障費用過高等問題，美軍提出了一種創(chuàng)新保障方案即自主式保障方案。自助式保障系統(tǒng)是一種分布式的信息系統(tǒng)，利用預(yù)測算法測算剩余的可用壽命，在元件故障發(fā)生之前進(jìn)行消除和更換。采用自助式保障系統(tǒng)，除傳統(tǒng)維修作業(yè)外（如故障診斷、修復(fù)定期預(yù)防工作等），它還借助裝備測試性設(shè)計和先進(jìn)傳感器、計算機(jī)硬件、人工智能等各種信息技術(shù)構(gòu)建的嵌入式PHM 系統(tǒng)，并廣泛采用便攜式維修輔助設(shè)備和交互式電子技術(shù)手冊，有重點地實施裝備性能檢測和評估，根據(jù)關(guān)鍵部件性能退化狀況預(yù)測其剩余使用和儲存壽命，做出使用和維續(xù)決策。PHM 能夠顯著提高對復(fù)雜系統(tǒng)工作狀態(tài)的了解，獲得精確的故障檢測和隔離結(jié)果，并預(yù)測管理飛機(jī)系統(tǒng)的完好狀態(tài)。通過對所有系統(tǒng)故障信息的相互關(guān)聯(lián)，確認(rèn)并隔離故障，最終形成維修信息及供飛行員使用的信息，傳給地面的信息系統(tǒng)狀態(tài)記錄、調(diào)整使用計劃、生成維修工作項目，以及分析整個機(jī)群的狀況。據(jù)估計，采用這種新型保障系統(tǒng)可使F-35 戰(zhàn)斗機(jī)的維修人力減少20%-40%，后勤規(guī)模減少50%，出動架次率提高25%[2]。

二是準(zhǔn)確開展以可靠性為中心的維修分析，減少艦載飛機(jī)過度預(yù)防性維修。保障資源是由維修工作伴生的產(chǎn)物，縮減保障規(guī)模首先需在確保飛機(jī)安全的前提下盡可能減少維修工作項目，在設(shè)計中準(zhǔn)確開展以可靠性為中心的維修分析是減少飛機(jī)預(yù)防性維修工作項目的有效手段。雖然我國航空工業(yè)推廣通過開展保障性分析確定飛機(jī)的預(yù)防性維修工作項目，但目前制定的相關(guān)技術(shù)資料大部分仍然是根據(jù)工程經(jīng)驗得出的，致使“過度維修”現(xiàn)象極為普遍，維修隊伍過于龐大致使使用與保障費用消耗過多，維修工時方面較國外同類飛機(jī)高出一到兩個量級。盡管如此，因裝備關(guān)鍵部位的“欠維修”或維修差錯而導(dǎo)致的問題還屢有發(fā)生。造成上述問題的根本原因，就是在設(shè)計過程中對裝備維修保障分析不足，在飛機(jī)交付部隊后，對飛機(jī)維修情況追蹤不夠，不能及時將飛機(jī)使用過程中的問題反饋至工廠，對相關(guān)技術(shù)資料進(jìn)行修訂。美國自20 世紀(jì)70 年代開始推行在民用飛機(jī)設(shè)計中推行以可靠性為中心的維修，大幅縮減了飛機(jī)維修工作量，1974 年，美國國防部計劃在全軍推廣以可靠性為中心的維修，1986 年，美國海軍制定了MIL-STD-2173《海軍飛機(jī)、武器系統(tǒng)及保障設(shè)備的以可靠性為中心的維修》，要求其飛機(jī)開展以可靠性為中心的維修理論確定預(yù)防性維修工作項目[3]。

三是逐步提高飛機(jī)可靠性水平，降低修復(fù)性維修發(fā)生頻率。我國可靠性工程技術(shù)發(fā)展較晚，相較于其他飛機(jī)設(shè)計技術(shù)，其發(fā)展速度也相對滯后。飛機(jī)可靠性是與飛機(jī)使用成本息息相關(guān)的重要因素，我國軍用飛機(jī)歷來由工業(yè)部門根據(jù)研制經(jīng)費進(jìn)行研制，飛機(jī)可靠性水平是在漫長的服役過程中逐步體現(xiàn)出來的，不易在飛機(jī)設(shè)計定型時進(jìn)行考核，且部隊在役考核程度相對較低，由此導(dǎo)致飛機(jī)設(shè)計更多地關(guān)注飛機(jī)性能，對其可靠性能力關(guān)注度不夠。飛機(jī)可靠性水平不高直接導(dǎo)致故障頻發(fā)、修復(fù)性維修不斷。飛機(jī)修復(fù)性維修所需保障資源占飛機(jī)保障規(guī)模的比重較大，包括故障定位及修復(fù)所需保障設(shè)備、故障修復(fù)所需更換的備件、具備相對較高技術(shù)能力的維修人員等。該部分資源在航母上占用了大量的貯存空間，且由于故障發(fā)生的不可預(yù)測性，往往存在利用率不高的問題。因此，提高飛機(jī)可靠性水平是縮減航母保障規(guī)模的重要手段之一。

2.2 精準(zhǔn)預(yù)測艦載飛機(jī)保障資源

因我國航母發(fā)展較晚，前期飛機(jī)研制以陸基使用飛機(jī)為主，陸地部隊擁有足夠的空間，且部隊為飛機(jī)保障方便，提出的保障資源需求較多。現(xiàn)在航母以有限的空間搭載多種飛機(jī)遠(yuǎn)程作戰(zhàn)，出海執(zhí)行任務(wù)對飛機(jī)使用頻率相對陸基有更高的要求，飛機(jī)使用頻率增加的同時對保障資源的需求也同步增加，但其有限的貯存空間不允許有太多冗余保障資源。如何充分利用航母貯存空間以有限的保障資源保障飛機(jī)的高出勤率是亟需解決的問題，這需要縮減飛機(jī)保障規(guī)模。飛機(jī)設(shè)計完成后，其可靠性、保障性水平相對較為固定，對保障資源的預(yù)測、規(guī)劃是縮減保障規(guī)模的關(guān)鍵。在進(jìn)行航母艦載機(jī)保障資源規(guī)劃時，不能按陸基使用的保障規(guī)模進(jìn)行規(guī)劃，應(yīng)以航母出航任務(wù)為驅(qū)動，確定飛機(jī)的使用頻率，對飛機(jī)可能的預(yù)防性維修、修復(fù)性維修等維修保障工作進(jìn)行預(yù)估，根據(jù)維修工作逐項對所需保障設(shè)備、工具、備件、耗材等進(jìn)行確定，以精準(zhǔn)預(yù)測保障資源，減少非必要保障資源上艦。

2.3 專項開展保障資源通用化工作

航母艦載機(jī)保障的典型特點：一是需提供保障的機(jī)型多，有各類戰(zhàn)斗機(jī)、預(yù)警機(jī)、無人機(jī)、直升機(jī)等，以美國“福特”級為例，可搭載F-35C、F/A-18G、E-2D、UCAV 無人戰(zhàn)斗機(jī)等80 余架飛機(jī)；二是保障資源貯存空間、維修作業(yè)空間有限。由于各型艦載機(jī)技術(shù)特征差異較大，維修需求的不一致，導(dǎo)致航母需要提供大量的保障設(shè)備、設(shè)施、備件、消耗品等資源以保證艦載機(jī)得到及時維修，這些需求必然與航母有限空間矛盾。因此，不同機(jī)型共用保障資源要求各型艦載機(jī)的保障特性應(yīng)相互權(quán)衡匹配，同時各型艦載機(jī)應(yīng)在保障特性匹配的基礎(chǔ)上，開展更優(yōu)的保障特性設(shè)計，降低保障需求和保障成本。但我國艦載機(jī)研制尚未形成統(tǒng)一的保障系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范，各研制主體分立，飛機(jī)研制進(jìn)度不統(tǒng)一。為縮減保障規(guī)模，必須開展專項保障資源通用化工作。保障資源通用化工作應(yīng)基于各型飛機(jī)保障方案的保障資源要求，通過“三化”設(shè)計實現(xiàn)多機(jī)型通用化要求，提高資源的滿足率和利用率，以達(dá)到減小艦基保障規(guī)模，同時通過對艦載機(jī)保障特性設(shè)計提出反饋要求，進(jìn)一步促進(jìn)通用化水平提升。

2.4 高效收集保障數(shù)據(jù)以反饋設(shè)計

以上提到的準(zhǔn)確規(guī)劃航母艦載機(jī)維修工作、精準(zhǔn)預(yù)測艦載飛機(jī)保障資源和開展保障資源通用化工作等縮減保障規(guī)模的手段都離不開數(shù)據(jù)支撐。以備件為例，我國軍用飛機(jī)備件采購一般是按工業(yè)部門提供的備件清單采購，而工業(yè)部門制定的備件清單是根據(jù)早期設(shè)計數(shù)據(jù)制定的，因軍地信息壁壘，不能根據(jù)部隊使用情況及產(chǎn)品可靠性增長實時更新，導(dǎo)致艦上備件利用率低。而受貯存空間限制，部分需要的備件又短缺，部隊短缺的部件訂貨周期長，從而產(chǎn)生備件“備而不用、需時短缺”弊端，影響飛機(jī)使用。我國軍用飛機(jī)對飛機(jī)保障數(shù)據(jù)收集的力度較弱，且缺乏有效反饋至飛機(jī)研制單位的手段。通過收集保障數(shù)據(jù)反饋至飛機(jī)研制單位，一方面，研制單位可通過飛機(jī)使用、保障情況對維修工作進(jìn)一步精簡，以減少保障資源需求，同時可利用產(chǎn)品故障數(shù)據(jù)針對性地進(jìn)行產(chǎn)品可靠性增長，減少修復(fù)性維修頻率。利用收集的數(shù)據(jù)，研制單位還可以采用仿真建模、推演等各種手段，預(yù)測備件的實際需求，在保證飛機(jī)戰(zhàn)備完好性的前提下，較大程度縮減備件貯存規(guī)模。其他保障資源的降低同樣需要實際使用數(shù)據(jù)的支撐。

3 結(jié)語

如何縮減航母艦載飛機(jī)保障規(guī)模是提升航母作戰(zhàn)能力必須解決的問題，也是一項涉及飛機(jī)設(shè)計、維修工程規(guī)劃、保障資源設(shè)計、維修工程管理等多方面要素的綜合課題?？s減保障規(guī)模、提升航母戰(zhàn)斗力是一項長效工程，必須結(jié)合飛機(jī)實際使用情況，借鑒國外使用經(jīng)驗，通過高效的管理手段逐步進(jìn)行。最終，應(yīng)在具備相對成熟技術(shù)積累的條件下，建立統(tǒng)一的航母艦載機(jī)設(shè)計規(guī)范，自飛機(jī)設(shè)計源頭開始，以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)降低飛機(jī)保障規(guī)模。