水陸兩棲飛機航空護林站的適應(yīng)性評價

胡 毅，李毓峰，馮 凱

（中國飛行試驗研究院，陜西 西安 710089）

在申請人編制的試飛要求中，某型水陸兩棲飛機明確提出要按照民航規(guī)章CCAR21.35條的要求開展功能和可靠性試飛。功能和可靠性試飛需求來源于CCAR-21-R3《民用航空產(chǎn)品和零部件合格審定規(guī)定》第二章第21.35 條中第（二）目（2）項和第（六）目（2）項[1]。主要目的是驗證航空器及其零部件和設(shè)備的功能和可靠性。

功能和可靠性試飛嚴(yán)格意義上說是在合格審定試飛之后開展的獨立的試飛階段，但基于試飛進度、效率和成本等方面的考慮，功能和可靠性試飛通常分為結(jié)合試飛和專項試飛兩部分。結(jié)合試飛主要與合格審定試飛科目相結(jié)合，按照一定的比例折算到功能和可靠性試飛總時間中，而專項試飛要求在實際運行環(huán)境中按照實際運行時的保障模式開展飛行。森林滅火作為該型飛機最典型的任務(wù)模式之一，其所處的森林環(huán)境是開展功能和可靠性試飛不可缺少的典型運行環(huán)境。為了確保功能和可靠性專項試飛的順利進行，在深入了解我國當(dāng)前航空護林場站情況的基礎(chǔ)上，結(jié)合該型飛機的特點，初步篩選出適用于開展功能和可靠性專項試飛的航空護林站（簡稱航站），可為后續(xù)開展功能和可靠性專項試飛奠定基礎(chǔ)。

1 水陸兩棲飛機航站使用要求

根據(jù)該型機的設(shè)計特點和使用限制，對航站的使用條件主要有以下幾方面的要求：

1）航站海拔。航站海拔過高，會對該型飛機造成減載效應(yīng)，滅火的效率也會大為降低。此外，由于某型水陸兩棲飛機采用的非增壓艙設(shè)計，在海拔超過某一高度時需要為機組供氧。綜合以上兩點，該型飛機執(zhí)行海拔較高地區(qū)的滅火任務(wù)效率不高。

2）航站管護區(qū)域內(nèi)最大標(biāo)高。該型飛機有最大飛行高度要求。在開展航線規(guī)劃時，要注意避讓危險高度。

3）航站管護區(qū)域內(nèi)平均海拔。該型飛機在超過某一高度需供氧。因此，為了保證巡護任務(wù)的完成，巡護區(qū)域內(nèi)平均海拔不能超過規(guī)定的高度。

4）航護期平均溫度。對于東北林區(qū)，航護期內(nèi)有可能出現(xiàn)水面結(jié)冰、注水設(shè)備結(jié)冰、投水艙門結(jié)冰的現(xiàn)象。

5）航站管護區(qū)域內(nèi)地形起伏。地形起伏太大，氣流條件復(fù)雜，會嚴(yán)重影響到某型水陸兩棲飛機的投水高度，造成投水霧化現(xiàn)象比較嚴(yán)重。

6）跑道條件。對跑道長度、寬度、PCN值以及地基都有具體的要求。

7）保障車輛。主要包括牽引車、電源車、空調(diào)車、加油車、高空作業(yè)車、除冰車、充氧車等。

8）水面保障設(shè)備。包括水面牽引設(shè)備和其他水面保障設(shè)備。

9）助航設(shè)施。具備I 類精密進近助航燈光設(shè)施。

10）通信設(shè)施。具備VHF通信、HF通信設(shè)施。

11）導(dǎo)航設(shè)施。具備VOR 地面臺、ADF 地面臺、DME地面臺、I類精密進近儀表著陸系統(tǒng)、航管詢問機等設(shè)備設(shè)施。

12）地面注水設(shè)備。是否具備地面加注水設(shè)施設(shè)備。

13）地面化滅攪拌加注設(shè)備。是否具備地面化滅攪拌加注設(shè)備，化滅藥劑主要為黏稠劑和阻燃劑，阻燃劑主要為水氯鎂石、膨潤土等。阻燃劑加注到水中可以減輕霧化現(xiàn)象，提高滅火效率。

14）航站可汲水水源基本要求。對水源的長度、寬度和深度都有具體的要求。

航站可汲水水源海拔：根據(jù)某型水陸兩棲飛機的使用限制，可汲水海拔不能超過預(yù)定的高度。

15）水源距航站距離。水源距航站距離決定了單位時間內(nèi)取水量的多少，對飛機的滅火效率有比較大的影響，直接決定了執(zhí)行滅火任務(wù)是采用地面注水還是滑行汲水的方式。

16）水源性質(zhì)?？杉乘词欠窠绾?、界湖以及自然保護區(qū)。

2 航空護林站概況

2.1 航空護林站分類

航空護林站根據(jù)其隸屬關(guān)系，可分為非全功能航站和全功能航站。非全功能航站主要依托軍用或民用機場，后勤保障依賴于機場提供，而全功能航站為航空護林單位自建林業(yè)專用機場。全功能航站又可細分為可同時滿足固定翼飛機和直升機起降的航站和僅滿足直升機起降的航站。全功能航站主要由4個系統(tǒng)組成：一是后勤保障系統(tǒng)，由辦公室、指揮室、機組宿舍、業(yè)務(wù)人員宿舍、機降隊員宿舍及工勤人員等組成。二是地勤保障系統(tǒng)，林-3型以上機場，包括500 m以上跑道、停放6架以上飛機的停機坪，消防車、電源車、驅(qū)鳥車及場務(wù)人員等。三是航行保障系統(tǒng)，包括調(diào)度指揮中心、指揮塔臺、自動氣象站、通信設(shè)備、氣象預(yù)報，空管人員等。四是航油供應(yīng)系統(tǒng)，包括航油庫、飛機加油車、運油車。有專業(yè)油料管理員、加油員等，保障飛機隨時供油。

2.2 航空護林站分布情況

我國的航空護林任務(wù)主要由南方航空護林總站和北方航空護林總站承擔(dān)。南方航空護林總站擔(dān)負著西南林區(qū)滇、川、黔、桂4 省（區(qū)）的航空護林任務(wù)。在云南的普洱、保山、麗江，四川的成都、西昌，廣西的百色分別建有6 個直屬航空護林站[2-4]。南方航空護林總站6個航空護林站都沒有專用的固定翼林業(yè)機場，全部依托于民航機場；西昌站、麗江站、成都站和保山站建有或在建直升機機場。各站點海拔相對較高，地形復(fù)雜，氣候多變，會對飛機造成減載且投水高度受到較大的影響，可汲水水源數(shù)量較多，但因地形復(fù)雜滑行汲水存在諸多不便。

北方航空護林總站主要承擔(dān)黑龍江、吉林、內(nèi)蒙古東北部分的航空護林任務(wù)，下轄嫩江站、加格達奇站、塔河站、伊春站、牡丹江站、佳木斯站（東方紅起降點）、幸福站、根河站（滿歸站）、海拉爾站、扎蘭屯站、烏蘭浩特站（五岔溝起降點）、敦化站（長白山起降點）及黑河等13 個航空護林站[5]。北方航空護林總站航空護林站點的特點是大部分為全功能航站，少數(shù)站租用軍用、民航機場。北方各航空護林站點海拔較低，不會造成飛機減載，但可汲水水源數(shù)量少且距離航站較遠。全功能航站大多具備地面加注水和化滅藥劑的設(shè)備，保障設(shè)施較為齊全，但跑道普遍較短。

本文針對南方航空護林總站直屬的普洱、保山、麗江、百色、西昌和成都以及北方航空護林總站直屬的嫩江站、加格達奇站、塔河站、伊春站、牡丹江站、佳木斯站、幸福站、根河站、海拉爾站、扎蘭屯站、烏蘭浩特站、敦化站及黑河等19 個航空護林站點開展某型水陸兩棲飛機的適應(yīng)性評價。

3 航空護林站適應(yīng)性評價

3.1 航空護林站適應(yīng)性評價指標(biāo)

為了便于對航空護林站開展適應(yīng)性評價，從某型水陸兩棲飛機的設(shè)計特點和使用要求出發(fā)，梳理出了航站適應(yīng)性評價指標(biāo)體系，并對評價指標(biāo)進行了分類。將評價指標(biāo)分為關(guān)鍵影響評價指標(biāo)和非關(guān)鍵影響評價指標(biāo)。關(guān)鍵影響評價指標(biāo)的確定主要從某型水陸兩棲飛機的使用限制出發(fā)而確定的具有一票否決能力的評價指標(biāo)，如航站的標(biāo)高、巡護區(qū)域的海拔和導(dǎo)航通信設(shè)施的完備性等評價指標(biāo)。非關(guān)鍵影響評價是指航站不具備條件但可以通過其他方式進行彌補的評價指標(biāo)，如保障車輛、注水設(shè)備等。

3.2 航空護林站適應(yīng)性評價流程

某型水陸兩棲飛機航站適應(yīng)性評價以各評價指標(biāo)的分類作為基礎(chǔ)，以關(guān)鍵影響指標(biāo)對各航站進行評判，航站的某項關(guān)鍵影響指標(biāo)達不到合格判據(jù)的要求，即將此航站棄選，對通過關(guān)鍵指標(biāo)評判的航站采取基于德爾菲法的專家評價方法進行評價。基于德爾菲法的專家評價方法可以對不同航站進行排序，把每個航站的不同名次加起來求該航站的名次總和。名次總和最低的航站，就是專家推薦的最優(yōu)的航站選擇。我們根據(jù)名次總和排序的結(jié)果確定一個合格閾值，對得分滿足合格閾值要求的航站列入備選航站，其余航站棄選。

3.3 基于德爾菲法的專家評價方法

經(jīng)關(guān)鍵評價指標(biāo)篩選后，得到一個初步的篩選結(jié)果：19個航空護林站中，12個達不到關(guān)鍵評價指標(biāo)的要求。關(guān)鍵評價指標(biāo)不達標(biāo)航站的篩選情況如表1 所示。不達標(biāo)的原因有跑道條件、航站海拔、巡護區(qū)域平均海拔，因而可以直接棄選。針對剩余的加格達奇、烏蘭浩特、牡丹江、海拉爾、保山、普洱、百色7個航站關(guān)鍵評價指標(biāo)達標(biāo)的，采用基于德爾菲法的專家評價方法予以進一步的評價。

表1 關(guān)鍵評價指標(biāo)不達標(biāo)航站列表

德爾菲法利用的是一種群體決策行為，具有反饋性、統(tǒng)計性和匿名性等特點，其本質(zhì)是在眾多專家的專業(yè)理論知識、實踐經(jīng)驗和主觀判斷能力基礎(chǔ)上建立的一種定性評價方法，適用于缺少信息數(shù)據(jù)，又較多地受到其他因素影響的信息分析與預(yù)測。德爾菲法通過多次與專家交互的循環(huán)過程，使分散的意見逐漸收斂在協(xié)調(diào)一致的結(jié)果上，能夠充分發(fā)揮信息反饋和信息控制的作用。

德爾菲法的一般流程為：

1）明確評價目標(biāo)。對評價目標(biāo)予以明確，借助專家的知識經(jīng)驗和邏輯思維能力能夠?qū)λu價的對象進行較好地評價。本文的評價對象為經(jīng)初步篩選后的7個航空護林站。

2）選聘專家。選聘的專家必須在專業(yè)領(lǐng)域有一定知名度和豐富的經(jīng)驗和理論知識，為評價提供正確客觀的結(jié)果和有意義的參考。所邀請的10名專家都是試飛院在科研試飛和綜合保障領(lǐng)域有著豐富經(jīng)驗的專家，有多個軍、民用機場的外場試飛組織與管理經(jīng)驗。

3）專家對問題進行評價。發(fā)布需要專家進行評價的問題后，可以分多輪進行評價。德爾菲法一般分4 輪進行評價，將前一輪的評價結(jié)果作為下一輪評價的參考。

4）對獲取的專家知識進行處理。以專家的初始評價意見作為基礎(chǔ)，建立專家意見集成的優(yōu)化模型，綜合考慮一致性和協(xié)調(diào)性因素，獲得具有可信度指標(biāo)的結(jié)論，達到專家意見集成的目的。本文采用一致性系數(shù)對專家評價的排序結(jié)果進行檢驗。

采用基于德爾菲法的專家評價方法對7個航空護林站的適應(yīng)性情況進行排序，經(jīng)專家綜合比較航站各方面的條件，經(jīng)過多輪評價結(jié)果的迭代，專家排序名次總和在30 以下作為備選航站。具體評價結(jié)果如表2所示。

表2 選擇最優(yōu)方案的排序名次列表

對專家排序的結(jié)果可采用一致性系數(shù)來進行檢驗。一致性系數(shù)是介于0到1之間的數(shù)值，計算出的一致性系數(shù)越接近1表示專家的意見趨向一致。一致性系數(shù)可采用下面的公式進行計算：

式中：CL為一致性系數(shù)；S為排序名次總和的方差和；Xi為專家對第i個航站評價的排序名次總和；M為邀請的專家數(shù)；N為需要評價的航站數(shù)。

經(jīng)對專家評價的排序結(jié)果進行一致化檢驗，計算出的一致化系數(shù)為0.913，說明所選擇的10名專家的評價結(jié)果比較趨向一致。

4 討論與結(jié)論

通過收集國內(nèi)19 個主要航空護林站的基本信息，結(jié)合某型水陸兩棲飛機開展功能和可靠性專項試飛的需求，提出了航站適應(yīng)性評價指標(biāo)，對評價指標(biāo)進行了分類并采用基于德爾菲法的專家評價方法確定了備選航站，主要的評價結(jié)果及建議如下：

1）北方各航空護林站及巡護區(qū)域海拔較低，全功能航站化學(xué)滅火及地面注水設(shè)施較為齊全，建議選取加格達奇站、烏蘭浩特站、海拉爾站作為某型水陸兩棲飛機開展功能和可靠性試飛的備選航站。

2）北方各航空護林站適合某型水陸兩棲飛機滑行汲水的水源點較少，適宜水源點又多為界河、界湖，在執(zhí)行滅火任務(wù)時，建議以地面注水的方式開展。

3）南方各航空護林站及巡護區(qū)域海拔普遍較高，且山高谷深，氣象條件復(fù)雜，所有6 個航站均為非全功能航站，特殊保障條件欠缺，對某型水陸兩棲飛機開展功能和可靠性試飛存在諸多不利影響，不建議選取，以降低試飛風(fēng)險。