魚雷RMS學(xué)術(shù)與型號工程中相關(guān)問題的探討與澄清

孟慶玉, 蔣 濤, 杜 軍

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【編者按】武器裝備的質(zhì)量與可靠性是衡量一支軍隊(duì)是否“能打仗, 打勝仗”的重要因素, 由于其自身的復(fù)雜性, 一直以來都是我國軍工難以徹底解決的問題之一。針對本世紀(jì)初在魚雷可靠性、維修性與保障性(RMS)領(lǐng)域出現(xiàn)并一直延續(xù)至今的一些做法, 已逾耄耋之年的原海軍工程大學(xué)孟慶玉教授作為一位從事魚雷RMS相關(guān)工作近40年的資深專家, 認(rèn)為有必要也有責(zé)任對此進(jìn)行深入分析和探討, 由此親自撰寫《魚雷RMS學(xué)術(shù)與型號工程中相關(guān)問題的探討與澄清》及《魚雷戰(zhàn)備保證期的合理制定》2篇文章, 以期作為引玉之磚, 引起業(yè)界的充分重視。孟慶玉教授自1980年起從事該方面的研究及教學(xué)工作, 先后參與《魚雷可靠性工程基礎(chǔ)》、《魚雷作戰(zhàn)效能分析》、GJB531-1988與GJB531A-1996《魚雷通用規(guī)范》、GJBz20189-1993《魚雷可靠性維修性參數(shù)與指標(biāo)確定》等專著、國軍標(biāo)的編制工作, 從業(yè)期間主持完成了專題科研項(xiàng)目十余項(xiàng), 撰寫并發(fā)表學(xué)術(shù)論文30余篇。

接到投稿后, 編輯部非常重視, 先后聘請魚雷行業(yè)來自軍方、工程院所、高校、使用方等多個單位的專家對此兩篇論文進(jìn)行雙盲同行評議。在審稿過程中, 部分專家還就文中所述內(nèi)容, 在小范圍內(nèi)組織了討論, 編輯部也與參與評審的部分專家就文中所述問題進(jìn)行了面對面的交流。通過認(rèn)真評閱, 各位專家從不同角度對文中所提觀點(diǎn)及論述內(nèi)容提出了自己的看法及意見, 其中不乏分歧意見。編輯部分別就2篇文章作者想探討與澄清的問題, 以及來自科研和使用方一線的多位專家的審稿意見加以歸納, 試圖提煉出雙方對文章所述內(nèi)容中分歧的焦點(diǎn), 定有不到之處, 旨在倡導(dǎo)學(xué)術(shù)爭鳴。

1.《魚雷RMS學(xué)術(shù)與型號工程中相關(guān)問題的探討與澄清》一文,作者對目前裝備定型指標(biāo)考核工作中就RMS工程出現(xiàn)的指標(biāo)理解等概念性問題提出了自己的見解, 其主要分歧點(diǎn)集中在: 1) 理論上講, 魚雷的儲存可用度或儲存戰(zhàn)備完好率是魚雷可靠性、維修性及保障性的綜合特性參數(shù)而非表征魚雷保障性的特性參數(shù)是顯而易見的,“在工程實(shí)踐中將戰(zhàn)備完好率作為綜合保障的驗(yàn)證考核參數(shù)提出, 而并非強(qiáng)調(diào)是保障性參數(shù)”。綜合保障工程完全不同于保障性, 其相關(guān)指標(biāo)要求應(yīng)從綜合保障工程實(shí)施角度加以考慮, 并在原有保障性指標(biāo)基礎(chǔ)上“根據(jù)需要增補(bǔ)”, 但應(yīng)注意其定義及概念的準(zhǔn)確性; 2) 魚雷RMS合同參數(shù)的選定應(yīng)滿足各方經(jīng)全面考慮的各項(xiàng)要求, 并對其提出定量指標(biāo)與驗(yàn)證考核要求, 其中儲存戰(zhàn)備完好率、儲存可用度、任務(wù)成功率可否作為魚雷RMS合同參數(shù)還是只能作為部隊(duì)的使用參數(shù)和指標(biāo)要求? 3) 在以往“部分魚雷型號RMS相關(guān)定量要求中, 確實(shí)存在可靠性指標(biāo)界面劃分不合理、指標(biāo)不協(xié)調(diào)等問題, 但是在后續(xù)型號論證中逐步改正過來了”, 而“僅僅是文字表達(dá)不嚴(yán)謹(jǐn)”; 4) 部分型號魚雷裝載可靠度合同指標(biāo)與其儲存可靠度和實(shí)航可靠度合同指標(biāo)不協(xié)調(diào)匹配, 有意見認(rèn)為:“提出儲存可靠性和裝載可靠性兩個指標(biāo)必要性本身就受質(zhì)疑, 因?yàn)槎叨紝儆诜枪ぷ鳡顟B(tài)下的基本可靠性, 實(shí)際驗(yàn)證考核時也主要以裝載可靠性指標(biāo)為主, 而儲存可靠性以評估為主, 并沒有分開獨(dú)立驗(yàn)證”, 這兩個指標(biāo)制定合理與否, 一般只存在“理論上的學(xué)術(shù)換算, 工程上指標(biāo)的協(xié)調(diào)性并不受關(guān)注”。

2.《魚雷戰(zhàn)備保證期的合理制定》一文, 主要分歧點(diǎn)體現(xiàn)在: 1) 戰(zhàn)備保證期是可靠性指標(biāo)已無須爭辨, 然而魚雷戰(zhàn)備保證期的概念和定義在行業(yè)內(nèi)目前并未完全達(dá)成共識, 作者從理論上給出了儲存戰(zhàn)備保證期和裝載戰(zhàn)備保證期的定義和數(shù)學(xué)模型, 而當(dāng)前使用方從維修保障規(guī)劃角度依據(jù)經(jīng)驗(yàn)和習(xí)慣“借用”了戰(zhàn)備保證期的概念, “但無法給出可接受的用于換算裝載戰(zhàn)備保證期的最低可靠性值; ” 2) 針對當(dāng)前研制或已交付使用的各型魚雷“保障性要求”技術(shù)文件及教材中, 對技術(shù)保障陣地儲存的1~3級戰(zhàn)雷規(guī)定的戰(zhàn)備保證期分別為~6(或5)年, 作者通過理論計(jì)算認(rèn)為：如果各級戰(zhàn)雷按此規(guī)定執(zhí)行, 將很有可能貽誤戰(zhàn)機(jī)。對于儲存戰(zhàn)備保證期, 作者依據(jù)理論計(jì)算給出了1, 2, 3級戰(zhàn)雷的相應(yīng)值為3個月、半年、1年?！安筷?duì)使用時最關(guān)心不同等級魚雷的儲存允許期限, 1級戰(zhàn)雷在平臺上裝載多長時間必須更換, 以便規(guī)劃維修保障任務(wù); ” 3) “魚雷戰(zhàn)備保證期就是產(chǎn)品保修期, 對其的確定不僅與可靠性有關(guān), 而且與產(chǎn)品制造和維修成本等因素密切相關(guān), 不能簡單用文中公式(1)確定;” 4) 作為部隊(duì)的使用指標(biāo), 需求牽引不容忽略, 目前需要基于理論和概念, 結(jié)合部隊(duì)需求, “給出解決部隊(duì)所需的1, 2, 3級雷的儲存使用期以及1級雷裝載值班時間等的標(biāo)準(zhǔn)名詞和定義, 同時解決部隊(duì)用于換算裝載戰(zhàn)備保證期的最低可靠性值。”

編輯部作為溝通的橋梁, 第一時間將審稿意見反饋給作者, 經(jīng)過與作者和審稿專家的反復(fù)溝通, 以及作者的認(rèn)真修改, 雖仍存在一定爭議, 但本著活躍學(xué)術(shù)氛圍, 提倡百家爭鳴的態(tài)度, 我刊決定在本期專辟“學(xué)術(shù)爭鳴”欄目全文刊登這2篇文章, 希望借此使更多的科研人員能夠關(guān)注文中所涉及的相關(guān)學(xué)術(shù)問題, 歡迎業(yè)內(nèi)廣大科研人員就所述問題展開討論。

魚雷RMS學(xué)術(shù)與型號工程中相關(guān)問題的探討與澄清

孟慶玉1, 蔣 濤1, 杜 軍2

(1. 海軍工程大學(xué) 兵器工程學(xué)院, 湖北 武漢, 430033; 2. 海軍裝備部, 北京, 100841)

針對近十幾年魚雷可靠性、維修性、保障性(RMS)技術(shù)文件與教材中, 關(guān)于RMS參數(shù)之間的關(guān)系、壽命剖面的階段劃分、可靠性合同指標(biāo)的定義以及可靠性合同指標(biāo)的協(xié)調(diào)方面所存在的學(xué)術(shù)與工程應(yīng)用現(xiàn)狀, 依據(jù)裝備可靠性基本理論和對國內(nèi)外關(guān)于魚雷可靠性的軍用標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)資料及大量數(shù)據(jù)事實(shí)的分析論證, 指出其中存在的問題, 并通過實(shí)例論證, 提出了針對這些問題應(yīng)采取的正確做法。文中研究旨在厘清魚雷RMS學(xué)術(shù)與工程應(yīng)用問題, 為魚雷武器的研制使用提供更有力的保障。

魚雷; 可靠性、維修性、保障性(RMS); 壽命剖面

0 引言

可靠性、維修性及保障性(reliability, maintainability and supportability, RMS)工程在魚雷界先后被提出與廣泛開展已有30多年歷史。自21世紀(jì)初以來, 在魚雷界的一些學(xué)術(shù)研究報(bào)告、已定型魚雷的正式技術(shù)文件及相關(guān)教材中, 關(guān)于RMS參數(shù)之間的關(guān)系、壽命剖面中三大典型狀態(tài)(儲存、裝載與實(shí)航)的劃分界面、可靠性合同指標(biāo)的定義以及可靠性合同指標(biāo)的協(xié)調(diào)性等重要方面, 均出現(xiàn)了一些不符合GJB531-1988~ GJB531B-2012《魚雷通用規(guī)范》3個版本一貫的規(guī)定與要求。對這些長期存在的問題, 魚雷界至今尚未予以充分認(rèn)識與澄清。這些問題的存在與沿續(xù)發(fā)展, 不僅直接影響魚雷RMS工程沿著裝備學(xué)術(shù)理論正確方向的發(fā)展, 也勢必影響魚雷在部隊(duì)的作戰(zhàn)與訓(xùn)練使用。為此, 文中依據(jù)裝備可靠性基本理論、國內(nèi)外關(guān)于魚雷可靠性軍用標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)資料及大量數(shù)據(jù)事實(shí), 對這些觀點(diǎn)、定義與規(guī)定內(nèi)容進(jìn)行充分分析與澄清。

1 有關(guān)魚雷RMS參數(shù)的關(guān)系問題

1.1 RMS關(guān)系問題

2) 在魚雷RMS學(xué)術(shù)與型號工程中, 保障性比可靠性、維修性更重要, 保障性是魚雷最重要的特性追求目標(biāo)。

1.2 對上述問題的分析與澄清

對于上述問題, 從以下2個方面予以考察分析, 即可建立正確的學(xué)術(shù)與工程應(yīng)用觀點(diǎn)。

首先, 分析國軍標(biāo)GJB451A-2005《可靠性維修性保障性術(shù)語》。該軍標(biāo)在其第2.5參數(shù)條款中, 對綜合參數(shù)共定義了11個參數(shù)術(shù)語; 對可靠性共定義了19個參數(shù)術(shù)語; 對維修性(含測試性)共定義了18個參數(shù)術(shù)語; 而對保障系統(tǒng)定義了4個參數(shù)術(shù)語(第2.5參數(shù)條款中只有“保障系統(tǒng)”條款, 并無“保障性”條款); 并且該軍標(biāo)非常明確地將“可用度”和“戰(zhàn)備完好率”歸屬在RMS的綜合特性參數(shù)范疇內(nèi)[1]。

不難看出以下2個事實(shí):

通過以上分析, 對魚雷可靠性、維修性及保障性之間的關(guān)系問題, 可以給出以下結(jié)論:

2) 魚雷可靠性、維修性與保障性之間有一定的相對獨(dú)立性, 各自有表征自己的特性參數(shù), 但可靠性、維修性與保障性之間是密切相關(guān), 相互滲透、交互影響的。其中, 可靠性對維修性和保障性的影響最大: 可靠性表征了魚雷出現(xiàn)故障的項(xiàng)目、頻度與其危害程度; 它直接決定了維修的項(xiàng)目、內(nèi)容、工作頻數(shù)及備品備件的種類和數(shù)量, 也直接影響了對維修級別與場所的要求, 對維修保障的設(shè)施、設(shè)備、工具、技術(shù)資料, 以及維修人員的數(shù)量、專業(yè)技術(shù)水平、維修保障費(fèi)用等需求。總之, 魚雷可靠性影響并決定了魚雷的維修性與保障性, 應(yīng)該樹立以可靠性為中心的魚雷維修決策思想和以可靠性為中心的魚雷綜合保障決策思想, 而不應(yīng)作出以保障性為中心的決策思想。

3) 從國內(nèi)外學(xué)科發(fā)展看, 裝備維修工程來源于可靠性工程發(fā)展, 并在此基礎(chǔ)上獨(dú)立發(fā)展形成。保障性工程來源于維修性工程和可靠性工程發(fā)展, 而后獨(dú)立發(fā)展形成。早在1995年, 著名學(xué)者北京航天航空大學(xué)楊為民教授就提出將這3個密切相關(guān)的工程學(xué)融合為一個完整的系統(tǒng)工程——“裝備可靠性系統(tǒng)工程”, 對裝備“三性”進(jìn)行整體規(guī)劃統(tǒng)籌研究[3]。如此, 魚雷界亦應(yīng)提出“魚雷可靠性系統(tǒng)工程”這一系統(tǒng)工程概念, 統(tǒng)籌分析研究魚雷的RMS工程問題。

以美國MK 48線導(dǎo)魚雷可靠性提高對其綜合保障資源需求的影響為例, 旁證上述學(xué)術(shù)觀點(diǎn)。美國1968年開始研發(fā)MK 48-0型線導(dǎo)魚雷。在研發(fā)初期, 美國海軍對MK 48-0型項(xiàng)目制定了統(tǒng)一的后勤保障原則, 將其后勤保障資源規(guī)劃納入MK 48-0型魚雷的開發(fā)研制計(jì)劃之中, 要求此雷服役壽命為30年, 預(yù)算總費(fèi)用20億美元, 其中25%作為后勤保障資源建設(shè)款項(xiàng)。當(dāng)時該雷在潛艇上擱置壽命設(shè)計(jì)為90天, 為保證該雷的正常使用與維修, 需要在國內(nèi)外建設(shè)9個陸上修理工廠, 在海上建10艘供應(yīng)船車間。1971年改進(jìn)為MK 48-I型, 擱置壽命提高到180天。到1976年共生產(chǎn)了1 068條魚雷交付美海軍使用。該雷服役后, 通過改進(jìn)使擱置壽命又提高到400天。為此, 美國海軍決定將陸上修理廠由9個削減為5個, 10艘海上供應(yīng)船車間削減為4艘, 大大節(jié)省了MK 48-I型魚雷的后勤保障資源及使用成本。

1.3 儲存戰(zhàn)備完好率(或儲存可用度)規(guī)定為魚雷RMS合同參數(shù)問題

關(guān)于魚雷RMS參數(shù)方面的問題, 在2017~ 2018年間XX制定的《ＸＸＸＸ研制總要求、鑒定定型試驗(yàn)總方案論證中的通用質(zhì)量特性要求模板》中, 明確地將“戰(zhàn)備完好率”、“儲存可用度”、“任務(wù)成功率”規(guī)定為魚雷研制總要求中的合同參數(shù)。

由于該技術(shù)文件是一個要求魚雷界各相關(guān)單位必須按其規(guī)定貫徹執(zhí)行的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)模板, 因此, 討論“戰(zhàn)備完好率”、“儲存可用度”、“任務(wù)成功率”作為魚雷RMS合同參數(shù)是否正確合理的問題, 應(yīng)該引起魚雷界和水中兵器領(lǐng)域各相關(guān)單位(尤其是設(shè)計(jì)與試驗(yàn)單位)重視, 對于這一問題的分析探討也十分有必要。

由裝備RMS基本理論可知, 魚雷RMS參數(shù)分為使用參數(shù)與合同參數(shù)兩大類。

使用參數(shù)是部隊(duì)根據(jù)平時和戰(zhàn)時魚雷的使用特點(diǎn)與要求, 所提出的一系列諸多現(xiàn)場使用需求的RMS參數(shù)。這些參數(shù)共同描述反映了魚雷武器在計(jì)劃使用與保障環(huán)境中的RMS要求。另外, 從廣義的角度講, 使用參數(shù)是直接與魚雷RMS分析、作戰(zhàn)效能和全壽命周期費(fèi)用分析相關(guān)聯(lián)的, 在魚雷武器的論證、方案設(shè)計(jì)、研制生產(chǎn)、使用、維修及其保障資源管理、費(fèi)用管理等過程中需要涉及到的一系列RMS參數(shù)。這些參數(shù)互相關(guān)聯(lián), 共同構(gòu)建成一個系統(tǒng)完整的魚雷RMS參數(shù)體系。

依據(jù)國軍標(biāo)GJB451A《可靠性維修性保障性術(shù)語》、GJB450A《裝備可靠性工作通用要求》、GJB368A《裝備維修通用大綱》、GJB3872《裝備綜合保障通用要求》及GJB531B《魚雷通用規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定, 緊密結(jié)合魚雷的使命任務(wù)、作戰(zhàn)與訓(xùn)練使用特點(diǎn), 以及魚雷壽命剖面中倉庫儲存、發(fā)射平臺的裝載及發(fā)射實(shí)航攻擊三大典型狀態(tài)的特點(diǎn)和對RMS的表征需求, 分析提出在研究解決魚雷RMS工程問題時, 所需涉及到的主要使用參數(shù)與其模型, 以及使用參數(shù)間的量化關(guān)系。魚雷RMS參數(shù)體系應(yīng)包括: 與魚雷戰(zhàn)備完好性有關(guān)的RMS參數(shù); 與魚雷任務(wù)成功性有關(guān)的RMS參數(shù); 與魚雷使用及維修人力、保障資源、費(fèi)用有關(guān)的RMS參數(shù)。對此, 筆者經(jīng)過長期分析研究認(rèn)為: 在當(dāng)下的學(xué)術(shù)研究與工程實(shí)踐條件下, 魚雷RMS參數(shù)體系應(yīng)包括不少于60個使用參數(shù), 其中可靠性參數(shù)約20個、維修性(含測試性)參數(shù)約13個、保障性參數(shù)約13個、RMS綜合參數(shù)約9個、費(fèi)用參數(shù)約6個。

RMS合同參數(shù)是在魚雷研制總要求(或合同)中, 表征訂購方對魚雷RMS定量要求的參數(shù)。合同參數(shù)定量指標(biāo)是承制方進(jìn)行魚雷RMS設(shè)計(jì)、研制及試驗(yàn)評估的依據(jù), 亦是定型試驗(yàn)時必須對魚雷進(jìn)行驗(yàn)證考核的定量指標(biāo)。因此, 并不是RMS參數(shù)體系中的任意一個使用參數(shù)均可作為合同參數(shù), 只有同時滿足以下要求的使用參數(shù)才可選定為魚雷RMS合同參數(shù), 而列入型號魚雷研制總要求中, 并對其提出定量指標(biāo)與驗(yàn)證考核方法要求。

1) 受部隊(duì)關(guān)注的, 能直接反映魚雷壽命剖面三大典型狀態(tài)RMS特征最根本的、基礎(chǔ)性的參數(shù);

2) 在魚雷作戰(zhàn)效能評估模型中出現(xiàn)的, 與魚雷的儲存可用性(戰(zhàn)備完好率)、任務(wù)可信性以及維修保障資源、人力、費(fèi)用直接相關(guān)聯(lián)的參數(shù);

3) 所選定參數(shù)的指標(biāo)是可以直接預(yù)計(jì)分析的, 可通過魚雷RMS設(shè)計(jì)直接賦予的;

4) 在魚雷的設(shè)計(jì)與工程研制過程中, 對所選定參數(shù)的指標(biāo)可通過RMS分析和試驗(yàn), 予以直接監(jiān)控的;

5) 定型(或交驗(yàn))試驗(yàn)時, 對所選定參數(shù)的指標(biāo)可通過相應(yīng)的試驗(yàn)方法與統(tǒng)計(jì)模型予以驗(yàn)證考核; 可以從驗(yàn)證試驗(yàn)得到的可靠性統(tǒng)計(jì)評估值直接計(jì)算得到該狀態(tài)(儲存、裝載、實(shí)航或飛行)下的魚雷故障率數(shù)值。

由于在型號魚雷定型試驗(yàn)時, 對每一個RMS合同參數(shù)都要逐一進(jìn)行驗(yàn)證考核, 勢必要在魚雷的設(shè)計(jì)研制、生產(chǎn)與各種試驗(yàn)過程中投入必要的人力、物力、財(cái)力予以保證。因此, 要求列入魚雷研制總要求中的RMS合同參數(shù)應(yīng)做到“不多不少, 恰到好處”。

1)《可靠性維修性保障性總論》2.2.2節(jié)中明文指出: “可靠性參數(shù)……, 根據(jù)使用場合的不同, 可分為使用參數(shù)與合同參數(shù)兩類。前者是反映裝備使用要求的參數(shù), 一般不直接用于合同……。而合同參數(shù)則是在合同或研制任務(wù)書中用以表述訂購方對裝備可靠性要求的, 并且是承制方研制與生產(chǎn)過程中能夠控制的參數(shù)”。其5.1.2節(jié)又明文指出: “……, 1991年新頒布的美國國防部文件DODI5000.2就明確規(guī)定: 要以戰(zhàn)備完好性指標(biāo)來導(dǎo)出相應(yīng)的可靠性指標(biāo)。裝備的戰(zhàn)備完好性是由其R&M&S共同保證的……?！盵3]

2)《可靠性設(shè)計(jì)與分析》專著中1.3.1節(jié)明文指出“使用參數(shù)反映了使用方對裝備的戰(zhàn)備完好性、任務(wù)成功、維修人力費(fèi)用和保障資源費(fèi)用4個方面要求。對這些使用參數(shù)的跟蹤和統(tǒng)計(jì), 可為裝備的作戰(zhàn)、使用、維修和新裝備的論證等提供管理和決策信息。一般不能直接用于合同。合同參數(shù)是可以由承制方控制的, 用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的可靠性參數(shù)。它是由使用參數(shù)按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換而來的, 經(jīng)使用和承制雙方協(xié)商納入合同的參數(shù)。”[4]

基于以上論述, 可理解以下事實(shí): 迄今為止, 美國、英國、法國、意大利、瑞典以及俄羅斯這些主要的魚雷生產(chǎn)國家中, 沒有一個國家是將綜合使用參數(shù)“儲存戰(zhàn)備完好率”(或儲存可用度)、任務(wù)成功率作為魚雷的合同參數(shù)提出。

2 魚雷壽命剖面的階段劃分及可靠性合同指標(biāo)定義問題

2.1 存在的問題

1) 將魚雷在技術(shù)保障陣地轉(zhuǎn)為一級戰(zhàn)雷的時刻作為魚雷在發(fā)射平臺上裝載階段的起始時刻, 即對魚雷裝載階段規(guī)定為“魚雷經(jīng)技術(shù)準(zhǔn)備轉(zhuǎn)為一級戰(zhàn)雷開始到魚雷發(fā)射或到達(dá)戰(zhàn)備服役期卸載解除武裝為止, 這段時間所經(jīng)歷的全部事件與環(huán)境時序的描述, 包括技術(shù)保障陣地存放、運(yùn)輸、吊裝雷架儲存、管內(nèi)儲存、發(fā)射前檢查與參數(shù)設(shè)定”。例如, 某型反艦(潛)魚雷、某型聲自導(dǎo)+線導(dǎo)魚雷、某型助飛魚雷等都是這樣定義和要求的。

3) 將魚雷在艦(潛)艇上或飛機(jī)上裝載階段劃入魚雷任務(wù)剖面(實(shí)航攻擊或飛行+實(shí)航階段)中, 對魚雷任務(wù)剖面的規(guī)定是“魚雷經(jīng)過個月的艦(潛)艇上裝載進(jìn)入作戰(zhàn)程序, 從魚雷發(fā)射前檢查合格, 經(jīng)過“發(fā)射預(yù)備”、“發(fā)射準(zhǔn)備”等一系列動作, 自“管發(fā)射”口令后, 魚雷供電轉(zhuǎn)換開始, 到魚雷發(fā)射出管, 正常航行工作到命中目標(biāo)或者航行終結(jié)這段時間所經(jīng)歷的全部事件和環(huán)境的描述”。所經(jīng)歷的事件:“管發(fā)射后的供電轉(zhuǎn)換、魚雷出管入水、初始彈道、線導(dǎo)+制導(dǎo)搜索, 自導(dǎo)跟蹤攻擊、再搜索再攻擊、命中毀傷目標(biāo)或者航行終了”。

4) 對合同指標(biāo)實(shí)航可靠度的定義與要求是“在艦(潛)艇上裝載月, 經(jīng)艦(潛)艇上通電檢查合格后, 并按正常程序發(fā)射成功, 直至命中目標(biāo), 其規(guī)定值%, 最低可接受值%。”這里需注意的是: 由于艇上射前檢查只能對制導(dǎo)及其相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行正常與否的檢查判斷, 而對全雷其他系統(tǒng)不可能進(jìn)行檢查, 作出正常與否的判斷; 其次, 最后要求的事件是命中目標(biāo)。因此, 從統(tǒng)計(jì)意義上講, 所提出的實(shí)航可靠度合同指標(biāo)實(shí)際已成為

2.2 對上述問題分析與澄清

對上述問題, 可以從以下4個方面進(jìn)行分析, 闡明其不妥的理由, 予以澄清糾正。

2.2.1 從學(xué)術(shù)理論上予以分析澄清

對于上述第3)、4) 這2個問題而言, 由于客觀上存在以下4個事實(shí), 即可說明其提法的不正確性:

1) 魚雷在發(fā)射平臺上裝載是處于非工作狀態(tài), 魚雷實(shí)航攻擊是處于工作狀態(tài), 且二者所處環(huán)境條件完全不同, 其故障機(jī)理更是完全不同。

2) 魚雷裝載可靠性屬于基本可靠性(與維修人力、保障資源及費(fèi)用相關(guān)), 其故障雷的判別依據(jù)是包括輕度故障在內(nèi)的一切故障; 而魚雷實(shí)航可靠性(或飛行+實(shí)航可靠性)屬于任務(wù)可靠性(與實(shí)航攻擊任務(wù)成功與否相關(guān)), 其故障雷的判別依據(jù)只包括致命故障。這2個狀態(tài)不僅故障機(jī)理不同, 故障判別依據(jù)不同, 而且其故障統(tǒng)計(jì)的范疇更是不同。

2.2.2 從國外先進(jìn)魚雷可靠性資料予以分析澄清

從20世紀(jì)80年代初收集整理的國外有關(guān)魚雷可靠性的報(bào)道資料中發(fā)現(xiàn), 美國與英國、意大利等西歐國家均對魚雷岸上儲存、艦(潛)艇裝載和實(shí)航攻擊三大典型狀態(tài), 分別單獨(dú)提出表征其可靠性要求的定量指標(biāo), 具體歸納如下[5-8]。

Ⅰ. 儲存可靠性

1) 美國軍標(biāo)規(guī)定魚雷的零部件保證儲存5年性能正常;

2) 美國MK 46魚雷在儲存狀態(tài)下, 6年進(jìn)行1次B級維修, 2次B級維修之間只進(jìn)行1次A維維修(A級維修只是一種有限度的系統(tǒng)檢驗(yàn));

3) 美國MK48魚雷武器系統(tǒng)的服役壽命為30年;

4) 英國規(guī)定魚雷所有零部件壽命為6年, 6年之內(nèi)從倉庫提取魚雷, 不更換零件, 立即可用。魚雷壽命為20年;

5) 英國“鯆魚”魚雷儲存壽命為20年;

6) 意大利A244/S魚雷在－18℃～+45℃溫度下, 在雷箱內(nèi)存放2年, 只要12個月進(jìn)行1次保養(yǎng)(指其B級維修), 魚雷就符合本規(guī)格書; 每2年應(yīng)進(jìn)行1次全面保養(yǎng)(指其C級維修); 第4年進(jìn)行1次全面校正, 更換損壞部件(指其D級維修);

7) 瑞典TP427型魚雷的庫存壽命計(jì)算值為20年, 但正常的維修還是需要的。海軍倉庫儲存時, 每隔12±3個月進(jìn)行1次年度檢查, 每隔12±3年進(jìn)行1次大修。

Ⅱ. 裝載可靠性

1) 美國MK46魚雷戰(zhàn)雷(在武器系統(tǒng)中或在供應(yīng)艦儲存), 3年內(nèi)可發(fā)射使用, 仍是3年執(zhí)行A級維修, 6年執(zhí)行B級維修;

2) 英國“虎魚”(MK24)魚雷在潛艇上可儲存18個月(儲存溫度–10℃~+50℃), 在發(fā)射管內(nèi)也可存放3個月, 能保持良好狀態(tài), 該雷的無故障發(fā)射概率可達(dá)80%;

3) 美國MK48魚雷在必須運(yùn)回維修車間進(jìn)行修理之前可儲存的周期: MK48-0型最初按90天的擱置壽命設(shè)計(jì), 而MK48-1型魚雷的設(shè)計(jì)方案具有180天的擱置壽命, 服役后延長到了400天;

4) 英國“鯆魚”魚雷從軍械庫領(lǐng)出后, 如處于特定環(huán)境下, 15個月內(nèi)可使用概率為90%;

5) 意大利A244/S戰(zhàn)雷在艦艇發(fā)射管內(nèi)6個月的可靠度為95%, 白頭公司推薦的維修周期是6個月; 此外, 有關(guān)文獻(xiàn)又指出: 裝在發(fā)射管內(nèi)或裝載在反潛飛機(jī)上的魚雷, 時間不超過3個月的, 則進(jìn)行A級維修(除更換“O”形圈外, 其他只作清洗、維護(hù)保養(yǎng));

6) 瑞典規(guī)定戰(zhàn)雷儲存在艦艇或飛機(jī)上, 每隔3個月更換魚雷, 并把換下來的魚雷送往檢修所;

7) 瑞典TP61大型魚雷裝管以后, 管內(nèi)灌水, 1年內(nèi)不作檢修, 魚雷可立即發(fā)射;

8) 澳大利亞的“依卡拉”火箭助飛魚雷可在艦上保存2年。

Ⅲ. 實(shí)航可靠性

1) 美國MK 46魚雷在完成1次合格的操演航行后, 應(yīng)在1個星期內(nèi)進(jìn)行檢修性維修, 而在第5次操演航行后, 執(zhí)行初步試驗(yàn)規(guī)程及系統(tǒng)試驗(yàn)規(guī)程;

2) 英國“虎魚”(MK24)發(fā)射后, 96%的魚雷能正常航行;

3) 意大利A244/S魚雷每次按有關(guān)規(guī)定發(fā)射后, 對魚雷就要進(jìn)行組裝、測試和保養(yǎng), 這樣魚雷可工作6個海上試驗(yàn)周期, 每個周期為6次海上試驗(yàn); 每6次海上試驗(yàn)后, 應(yīng)對魚雷進(jìn)行維修保養(yǎng), 魚雷的整個壽命至少是3個周期, 經(jīng)過更換故障部件、臨界部件或損壞部件后, 魚雷仍可使用;

4) 瑞典TP427實(shí)習(xí)魚雷操演10次應(yīng)更換電池組, 操演25次進(jìn)行1次大修。

除上述資料外, 20世紀(jì)80年代末和90年代初, 筆者又相繼收集到意大利A244/S魚雷和俄羅斯魚雷亦是按岸倉庫儲存、艦(潛)艇裝載和實(shí)航攻擊三大典型狀態(tài), 分別獨(dú)立給出其相應(yīng)可靠性指標(biāo)。

縱觀筆者30余年積累的科研資料[5-11]及上文列出的國外魚雷可靠性資料數(shù)據(jù), 可以得出以下學(xué)術(shù)與工程應(yīng)用觀點(diǎn): 美國、西歐以及俄羅斯均將魚雷壽命剖面劃分為岸基倉庫儲存、艦(潛)艇裝載和實(shí)航攻擊三大典型狀態(tài), 分別獨(dú)立制定提出其可靠性合同參數(shù)與指標(biāo), 并且是針對這三大合同指標(biāo)分別而獨(dú)立地進(jìn)行可靠性驗(yàn)證試驗(yàn)與統(tǒng)計(jì)評估, 才能得到供作戰(zhàn)部隊(duì)、技術(shù)保障陣地以及魚雷認(rèn)證與設(shè)計(jì)研制單位所需要的可靠性、維修性及保障性的基礎(chǔ)數(shù)據(jù), 如圖1所示。

2.2.3 部隊(duì)作戰(zhàn)要求不應(yīng)直接作為魚雷可靠性合同指標(biāo)

在一些型號魚雷可靠性正式技術(shù)文件中制定的如2.1節(jié)所述的可靠性指標(biāo)要求, 可以作為解釋的理由無非是根據(jù)海軍作戰(zhàn)部隊(duì)海戰(zhàn)需求而提出的。盡管作為海軍作戰(zhàn)部隊(duì)根據(jù)魚雷海上作戰(zhàn)需求, 對魚雷研制和使用提出這樣的可靠性使用指標(biāo)是可理解的, 無可厚非, 但這樣的制定思想與觀點(diǎn)是不全面的, 有不妥之處。我海軍從事魚雷RMS的專業(yè)技術(shù)人員和業(yè)務(wù)管理部門應(yīng)依據(jù)可靠性基本理論和國內(nèi)元器件失效率實(shí)際水平、各列裝魚雷可靠性實(shí)際水平以及魚雷可靠性設(shè)計(jì)、生產(chǎn)與質(zhì)量管理現(xiàn)實(shí)水平, 進(jìn)行綜合論證分析, 同時將作戰(zhàn)部隊(duì)提出的可靠性作戰(zhàn)使用要求轉(zhuǎn)換為能分別反映魚雷儲存、裝載、實(shí)航攻擊三大典型狀態(tài)可靠性要求, 設(shè)計(jì)時可直接預(yù)計(jì)分配, 研制生產(chǎn)時可直接監(jiān)控, 定型(交驗(yàn))試驗(yàn)時可直接驗(yàn)證考核且能直接給出該狀態(tài)(儲存或裝載或?qū)嵑焦?下魚雷故障率評估值, 合理可行的儲存、裝載及實(shí)航攻擊可靠性合同參數(shù)的定義與指標(biāo)要求, 才是正確的方法。

圖1 魚雷壽命剖面三大典型狀態(tài)可靠性合同指標(biāo)

顯然, 上述型號工程的做法未能正確貫徹執(zhí)行GJB531-1988~GJB531B-2012《魚雷通用規(guī)范》3個版本的一貫規(guī)定, 將部隊(duì)提出的作戰(zhàn)要求直接作為可靠性合同參數(shù)的定義與指標(biāo)要求是不妥當(dāng)?shù)摹?/p>

2.2.4借鑒國外潛載導(dǎo)彈可靠性規(guī)定予以分析澄清

考慮到潛載導(dǎo)彈與魚雷的作戰(zhàn)使命、訓(xùn)練使用有較大的相似性, 通過對我國軍事技術(shù)裝備可靠性標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會1989年3月列出的美國潛載導(dǎo)彈的壽命剖面及其階段劃分示意圖[4, 12]分析, 進(jìn)一步說明上述存在問題的不正確性。

1) 導(dǎo)彈在潛艇上裝載階段是不應(yīng)該包括其岸基倉庫或技術(shù)保障陣地儲存時間段的;

2) 導(dǎo)彈的任務(wù)階段是從導(dǎo)彈發(fā)射開始的, 即指導(dǎo)彈的發(fā)射與空中飛行段, 任務(wù)階段不應(yīng)包括其在潛艇上的裝載時間段;

3) 美國潛載導(dǎo)彈是按岸基倉庫儲存、發(fā)射平臺裝載及任務(wù)階段(發(fā)射飛行)分別單獨(dú)提出可靠性定量指標(biāo)的, 即岸基儲存壽命、裝載可靠壽命、發(fā)射可靠度和飛行可靠度。

通過以上4個方面的剖析, 可得出如下結(jié)論:

1) 美國、英、意西歐國家和俄羅斯均將魚雷壽命剖面劃分為岸基倉庫(技術(shù)保障陣地)儲存、艦(潛)艇裝載及實(shí)航攻擊三大典型狀態(tài)階段, 分別單獨(dú)提出相應(yīng)的可靠性合同指標(biāo)。

為了糾正和避免以后再出現(xiàn)此類問題, 2012年發(fā)布實(shí)施的 GJB531B-2012《魚雷通用規(guī)范》中專門給出“魚雷壽命剖面三大典型狀態(tài)階段劃分與特點(diǎn)”示意圖(參見圖2), 并在該軍標(biāo)的第3.8.1.3條款和第6.2.1~6.3.5條款中分別做出如下明確規(guī)定:

各階段界面劃分驗(yàn)收合格包裝儲存開始艦(潛)艇裝載開始進(jìn)入尚可逆轉(zhuǎn)的動作進(jìn)程為止進(jìn)入不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)射動作進(jìn)程開始末彈道導(dǎo)向目標(biāo)或航行終結(jié) 階段岸基倉庫(或技術(shù)保障陣地儲存)艦(潛)艇裝載對目標(biāo)實(shí)施發(fā)射攻擊 魚雷狀態(tài)非工作狀態(tài)非工作狀態(tài)工作狀態(tài) 狀態(tài)與過程的時間特點(diǎn)長期儲存(以年計(jì)), 其中包含短暫的運(yùn)輸(僅以小時計(jì)))和短暫的維修和保養(yǎng)(通電時間僅以小時計(jì))較長期裝載(以月或年計(jì)), 其中包含極短的射前檢查(通電時間僅幾分鐘)。工作時間較短(僅以分鐘或小時計(jì))。 環(huán)境條件充氮密封包裝箱內(nèi), 倉庫或工房的儲存條件; 短暫的運(yùn)輸振動艦(潛)艇海上錨泊及巡航惡劣氣象條件(包括高溫、低溫、潮濕、霉菌及振動); 潛艇裝載又分管內(nèi)注水或不注水; 艦艇裝載尚需承受直升機(jī)降的沖擊與振動(時間以小時計(jì))海上實(shí)航、空投或飛行的全天候氣象條件以及強(qiáng)烈的沖擊與振動。 維修特點(diǎn)可實(shí)施規(guī)定范圍的預(yù)防性維修與修復(fù)性維修只能實(shí)施艦(潛)艇級的維護(hù)保養(yǎng), 不能進(jìn)行任何級別的維修不能進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)及任何級別的維修; 操雷打撈回收后可送至保障部隊(duì)技術(shù)陣地進(jìn)行清洗、調(diào)試或規(guī)定級別維修, 并可進(jìn)行多次發(fā)射。 可靠性、維修性與保障性的最終目標(biāo)(指標(biāo))要求儲存可靠度或平均故障間隔儲存時間;儲存戰(zhàn)備保證期、平均預(yù)防維修間隔時間、備件數(shù)量等。裝載可靠度: 裝載戰(zhàn)備保證期: 實(shí)航可靠度;助飛魚雷還應(yīng)增加飛行可靠度或任務(wù)可靠度。

1) 裝載可靠度定義中的起始時間是“從裝艦(潛)艇或飛機(jī)之日起”, 任務(wù)可靠度(實(shí)航可靠度或飛行可靠度)定義中的起始時間是“從進(jìn)入射前準(zhǔn)備不可逆轉(zhuǎn)的動作進(jìn)程開始”;

3 魚雷可靠性合同指標(biāo)協(xié)調(diào)性問題

3.1 存在的問題

魚雷儲存可靠性、艦(潛)艇裝載可靠性及實(shí)航可靠性三大合同指標(biāo)之間不協(xié)調(diào), 彼此矛盾。下面予以具體介紹。

1) 輕型反潛聲自導(dǎo)魚雷規(guī)定的合同指標(biāo)

2) 線導(dǎo)+聲自導(dǎo)魚雷和反艦反潛通用魚雷規(guī)定的合同指標(biāo)完全一樣, 均為

3.2 計(jì)算結(jié)果與分析

為了便于計(jì)算與分析比較, 對裝載可靠性與儲存可靠性均取其最低可接受值進(jìn)行計(jì)算與分析。

1) 輕型反潛聲自導(dǎo)魚雷計(jì)算

2) 線導(dǎo)+聲自導(dǎo)魚雷反艦反潛通用魚雷計(jì)算。

即該兩型魚雷的裝載故障率等于其在岸基倉庫(技術(shù)保障陣地)儲存故障率。

顯然, 此規(guī)定的數(shù)據(jù)結(jié)果也是不合理的, 理由同上。同樣, 可以用國軍標(biāo)GJBz108A-2006中“潛艇艙內(nèi)”與“普通室內(nèi)”條件下元器件非工作基本失效率的比值統(tǒng)計(jì)予以證實(shí)?？傊? 對于這2個潛載大型魚雷而言, 其裝載可靠度合同指標(biāo)不僅提法不妥, 而且指標(biāo)定得太高、不合理, 與其儲存可靠度和實(shí)航可靠度合同指標(biāo)不協(xié)調(diào)匹配。

部隊(duì)巡航使用的現(xiàn)場數(shù)據(jù)亦證實(shí)了上述計(jì)算與分析結(jié)論。

綜上所述, 正是為了避免出現(xiàn)上述不妥現(xiàn)象, 早在1993年編制的GJBz2018《魚雷可靠性維修性參數(shù)與指標(biāo)確定要求》中, 就明確規(guī)定“在確定可靠性、維修性指標(biāo)時, 應(yīng)根據(jù)指標(biāo)間的相關(guān)性和綜合性進(jìn)行均衡, 以確保各項(xiàng)指標(biāo)互相協(xié)調(diào)而無矛盾; 訂購方要求的使用可靠性、維修性在進(jìn)入研制任務(wù)書和合同前, 亦必須進(jìn)行相關(guān)性檢查”。而且, 針對近十幾年中出現(xiàn)的上述不正確的指標(biāo)提法, 在2012年修訂編制的GJB531B-2012《魚雷通用規(guī)范》中, 又再次強(qiáng)調(diào)修改為如下內(nèi)容: “論證制定魚雷可靠度合同指標(biāo)時, 必須根據(jù)其儲存、裝載、實(shí)航及飛行可靠度指標(biāo)間的相關(guān)性(即各狀態(tài)下全雷固有故障率間的量化規(guī)律)進(jìn)行均衡, 確保各項(xiàng)指標(biāo)相互匹配協(xié)調(diào)”。遺憾的是, 這些重要條款的規(guī)定要求, 至今沒有引起相關(guān)部門的重視與貫徹執(zhí)行。

4 結(jié)束語

文中依據(jù)裝備可靠性基本理論, 對可靠性軍用標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)資料以及國內(nèi)外大量魚雷數(shù)據(jù)進(jìn)行理論分析, 并結(jié)合實(shí)例進(jìn)行論證, 針對目前國內(nèi)普遍存在于魚雷RMS學(xué)術(shù)及工程應(yīng)用中的幾點(diǎn)問題, 逐一分析, 指出其存在的不妥之處, 并提出相應(yīng)的正確做法。文章旨在厘清魚雷RMS學(xué)術(shù)與工程應(yīng)用觀點(diǎn), 為魚雷武器裝備的研制使用提供更可靠的保障。但文中所見畢竟是一家之言, 恐有欠全面不妥之處。希望能夠拋磚引玉, 盼各方專家共同探討。

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The Issues Needed to be Explored and Clarified in Torpedo RMS Academic and Engineering

MENG Qing-yu1, JIANG Tao1, DU Jun2

(1. College of Weaponry Engineering, Naval University of Engineering, Wuhan 430033, China; 2. Naval Armament Department, Beijing 100841, China)

Aiming at the issues in the technical documents and teaching materials of torpedoes’ reliability, maintenance and supportability (RMS) in the past dozen years, which concern the relationship among RMS parameters, the phase division of life profile, the definition of reliability contract specification, and the problems of academic and engineering application in coordination of the reliability contract specification, the authors analyze and demonstrate the military standards, technical data and a large number of data facts about torpedo reliability from home and abroad, point out the existing problems according to the basic theory of equipment reliability, and put forward corresponding measures to solve these problems through demonstration of examples. The purpose of this study is to clarify RMS academic and engineering application of a torpedo, and to provide a more effective support to the development and usage of torpedo weapon.

torpedo; reliability, maintenance and supportability(RMS); life profile

孟慶玉, 蔣濤, 杜軍. 魚雷RMS學(xué)術(shù)與型號工程中相關(guān)問題的探討與澄清[J]. 水下無人系統(tǒng)學(xué)報(bào), 2019, 27(1): 97-107.

TJ630.7

A

2096-3920(2019)01-0097-11

10.11993/j.issn.2096-3920.2019.01.017

2017-10-11;

2018-10-13.

孟慶玉(1937- ) , 男, 教授, 主要研究方向?yàn)轸~雷RMS工程、裝備作戰(zhàn)效能分析.

(責(zé)任編輯: 許 妍)