縮減航母艦載機保障規(guī)模的幾點思考

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

在現代高科技戰(zhàn)爭環(huán)境下，保障已經成為戰(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。近一個世紀以來，艦載機的發(fā)展步伐從未停頓，飛機性能也隨著航空技術的進步不斷提高，從只能執(zhí)行單一任務發(fā)展到多用途，海軍航空兵的艦載機也從單一機種發(fā)展為多機種組成的艦載機聯(lián)隊。而航母是集各類作戰(zhàn)于一體的海上活動 “機場”，搭載的飛機類型涵蓋戰(zhàn)斗機、直升機、預警機、教練機等多種類飛機，航母在實現遠距離作戰(zhàn)的同時，其有限的空間為艦載機的保障帶來了巨大的挑戰(zhàn)，要形成航母較強的戰(zhàn)斗力，做好航母和艦載機的保障工作是前提條件。因此，如何緊貼任務需求和航母裝備特點，研究航母和艦載機裝備保障方式方法，形成高效的航母和艦載機裝備保障機制，已經成為一項具有深遠意義而且必須解決的重大課題[1]。在我國現有飛機研制體制下，不同型號設計時均各自考慮保障問題，普遍對航母空間問題考慮不足，導致艦上保障規(guī)模龐大。

1 國內外航母艦載機保障現狀分析

1.1 國外航母保障情況

美軍航母使用經驗豐富，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)斗機等80 余架飛機，且相比上一代“尼米茲”級航母，具備更高的艦載機出動能力（見表1）。

表1 美軍航母艦載機出動能力對比

美軍在艦載機研制過程中，高度重視綜合保障設計：

1）重視艦載機保障特性設計工作。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鍵性能指標，有3 個與保障性有關，即出動架次率、任務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)基礎上建立一體化維修與后勤保障系統(tǒng)，利用機上診斷、自動識別技術、信息網絡、數據庫和數據通信領域的先進信息技術，實現海軍飛機維修和后勤過程的重建和簡化。

3）建立統(tǒng)一的艦載機規(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)、設備或組件要求制定和驗證提供了規(guī)范依據，為各型艦載機規(guī)范要求提供了標準化的依據（見圖1）。

圖1 聯(lián)合軍兵種規(guī)范指南（JSSG）架構

4）其他保障相關技術。采用通用化、系列化、組合化技術，減少設備、零部件備件的種類和數量，降低保障規(guī)模。推行兩級維修體制，簡化維修機構，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備的采辦啟動了“PMA260”項目，對海軍航空兵已有2482 種保障設備重新進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行重新評估，重點解決保障設備通用化、小型化、綜合化、系列化等問題?！癙MA260”項目團隊中成立飛機平臺、發(fā)動機、腐蝕防護、武器、電子、電氣等專業(yè)團隊，推進各型飛機開展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”項目團隊在推進現有設備升級的同時，通過推進綜合化設計減少了現有保障設備數量，縮減了保障規(guī)模。

1.2 國內航母艦載機保障情況

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”機場，具備遠程打擊、偵查、遠程保障、訓練等聯(lián)合作戰(zhàn)能力，航母在未來搭載的機型越來越多，必須提前考慮航母有限的空間下大規(guī)模、多機種聯(lián)合保障問題，縮減艦載飛機保障規(guī)模勢在必行。

2 縮減航母保障規(guī)模的建議

2.1 準確規(guī)劃航母艦載機維修工作

飛機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維修保障工作，可從以下方面著手：

一是飛機設計中考慮配置健康狀態(tài)管理系統(tǒng)（PHM），提升飛機的自主保障能力。采用PHM 設計會提升系統(tǒng)BIT 能力，根據實時故障診斷和預測結果進行維修預測，預先安排維修計劃，就能縮短維修和供應保障過程，減少對各種地面測試設備和維修人員的要求，實現診斷、維修、后勤保障的綜合化，改進系統(tǒng)的保障性。以F-35 戰(zhàn)斗機為例，飛機包含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，為解決現有飛機維修保障負擔過重、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)，利用預測算法測算剩余的可用壽命，在元件故障發(fā)生之前進行消除和更換。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、修復定期預防工作等），它還借助裝備測試性設計和先進傳感器、計算機硬件、人工智能等各種信息技術構建的嵌入式PHM 系統(tǒng)，并廣泛采用便攜式維修輔助設備和交互式電子技術手冊，有重點地實施裝備性能檢測和評估，根據關鍵部件性能退化狀況預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果，并預測管理飛機系統(tǒng)的完好狀態(tài)。通過對所有系統(tǒng)故障信息的相互關聯(lián)，確認并隔離故障，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、調整使用計劃、生成維修工作項目，以及分析整個機群的狀況。據估計，采用這種新型保障系統(tǒng)可使F-35 戰(zhàn)斗機的維修人力減少20%-40%，后勤規(guī)模減少50%，出動架次率提高25%[2]。

二是準確開展以可靠性為中心的維修分析，減少艦載飛機過度預防性維修。保障資源是由維修工作伴生的產物，縮減保障規(guī)模首先需在確保飛機安全的前提下盡可能減少維修工作項目，在設計中準確開展以可靠性為中心的維修分析是減少飛機預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的預防性維修工作項目，但目前制定的相關技術資料大部分仍然是根據工程經驗得出的，致使“過度維修”現象極為普遍，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高出一到兩個量級。盡管如此，因裝備關鍵部位的“欠維修”或維修差錯而導致的問題還屢有發(fā)生。造成上述問題的根本原因，就是在設計過程中對裝備維修保障分析不足，在飛機交付部隊后，對飛機維修情況追蹤不夠，不能及時將飛機使用過程中的問題反饋至工廠，對相關技術資料進行修訂。美國自20 世紀70 年代開始推行在民用飛機設計中推行以可靠性為中心的維修，大幅縮減了飛機維修工作量，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、武器系統(tǒng)及保障設備的以可靠性為中心的維修》，要求其飛機開展以可靠性為中心的維修理論確定預防性維修工作項目[3]。

三是逐步提高飛機可靠性水平，降低修復性維修發(fā)生頻率。我國可靠性工程技術發(fā)展較晚，相較于其他飛機設計技術，其發(fā)展速度也相對滯后。飛機可靠性是與飛機使用成本息息相關的重要因素，我國軍用飛機歷來由工業(yè)部門根據研制經費進行研制，飛機可靠性水平是在漫長的服役過程中逐步體現出來的，不易在飛機設計定型時進行考核，且部隊在役考核程度相對較低，由此導致飛機設計更多地關注飛機性能，對其可靠性能力關注度不夠。飛機可靠性水平不高直接導致故障頻發(fā)、修復性維修不斷。飛機修復性維修所需保障資源占飛機保障規(guī)模的比重較大，包括故障定位及修復所需保障設備、故障修復所需更換的備件、具備相對較高技術能力的維修人員等。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)生的不可預測性，往往存在利用率不高的問題。因此，提高飛機可靠性水平是縮減航母保障規(guī)模的重要手段之一。

2.2 精準預測艦載飛機保障資源

因我國航母發(fā)展較晚，前期飛機研制以陸基使用飛機為主，陸地部隊擁有足夠的空間，且部隊為飛機保障方便，提出的保障資源需求較多?，F在航母以有限的空間搭載多種飛機遠程作戰(zhàn)，出海執(zhí)行任務對飛機使用頻率相對陸基有更高的要求，飛機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的高出勤率是亟需解決的問題，這需要縮減飛機保障規(guī)模。飛機設計完成后，其可靠性、保障性水平相對較為固定，對保障資源的預測、規(guī)劃是縮減保障規(guī)模的關鍵。在進行航母艦載機保障資源規(guī)劃時，不能按陸基使用的保障規(guī)模進行規(guī)劃，應以航母出航任務為驅動，確定飛機的使用頻率，對飛機可能的預防性維修、修復性維修等維修保障工作進行預估，根據維修工作逐項對所需保障設備、工具、備件、耗材等進行確定，以精準預測保障資源，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

航母艦載機保障的典型特點：一是需提供保障的機型多，有各類戰(zhàn)斗機、預警機、無人機、直升機等，以美國“福特”級為例，可搭載F-35C、F/A-18G、E-2D、UCAV 無人戰(zhàn)斗機等80 余架飛機；二是保障資源貯存空間、維修作業(yè)空間有限。由于各型艦載機技術特征差異較大，維修需求的不一致，導致航母需要提供大量的保障設備、設施、備件、消耗品等資源以保證艦載機得到及時維修，這些需求必然與航母有限空間矛盾。因此，不同機型共用保障資源要求各型艦載機的保障特性應相互權衡匹配，同時各型艦載機應在保障特性匹配的基礎上，開展更優(yōu)的保障特性設計，降低保障需求和保障成本。但我國艦載機研制尚未形成統(tǒng)一的保障系統(tǒng)設計規(guī)范，各研制主體分立，飛機研制進度不統(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基于各型飛機保障方案的保障資源要求，通過“三化”設計實現多機型通用化要求，提高資源的滿足率和利用率，以達到減小艦基保障規(guī)模，同時通過對艦載機保障特性設計提出反饋要求，進一步促進通用化水平提升。

2.4 高效收集保障數據以反饋設計

以上提到的準確規(guī)劃航母艦載機維修工作、精準預測艦載飛機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據支撐。以備件為例，我國軍用飛機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早期設計數據制定的，因軍地信息壁壘，不能根據部隊使用情況及產品可靠性增長實時更新，導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，從而產生備件“備而不用、需時短缺”弊端，影響飛機使用。我國軍用飛機對飛機保障數據收集的力度較弱，且缺乏有效反饋至飛機研制單位的手段。通過收集保障數據反饋至飛機研制單位，一方面，研制單位可通過飛機使用、保障情況對維修工作進一步精簡，以減少保障資源需求，同時可利用產品故障數據針對性地進行產品可靠性增長，減少修復性維修頻率。利用收集的數據，研制單位還可以采用仿真建模、推演等各種手段，預測備件的實際需求，在保證飛機戰(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據的支撐。

3 結語

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