舰船机电器材备件战备储备定额研究
2011-04-03李鹏
李鹏
舰船机电器材备件战备储备定额研究
李鹏
（海军驻上海江南造船（集团）有限责任公司军事代表室 上海 201913）
舰船；机电器材；备件；战备储备
建立了以战损消耗和非战损消耗两部分组成的舰船机电器材备件战备储备定额模型。提出了战损消耗部分舰船机电器材备件战备储备定额的计算方法，以平时消耗为基础，提出了非战损消耗部分舰船机电器材备件战备储备定额的计算方法，并依此模型对两型舰船战备储备定额进行了计算。
0 引言
武器装备的战场修理是战时技术保障的重点。在现代高技术条件下的战争中，战时修理的地位和作用则显得尤为重要。
战时修理除了组织指挥与管理以外，战时备品、备件的保障更为重要。在战场条件下，由于装备的使用条件及环境条件差，战斗损伤不可避免，因而备件消耗较和平时期大幅增加，并呈现许多不同的特点和规律。加之作战过程中更多地采用了换件修理的方法，维修工作对备件的依赖性增大。因此，合理确定战场条件下的备件保障数量是一项艰巨而重要的任务。
近年来，西方发达国家在战场备件保障方面开展了深入研究［1，2］，有的是结合战场抢修、战场损伤分析与评估进行的研究，也有的是专门针对备件准备进行的研究。但这些模型中涉及因素众多，许多参数需要大量的统计数据才能得出，在缺少数据信息的情况下，该模型难以应用。
目前，我军在确定战场备件需求时，主要采用的是经验的比例系数方法，该方法已难以应对未来高技术条件下的作战保障需要。所以，有必要运用科学的方法对战场备件模型进行研究和探讨。
本文根据作战想定，建立一个以平时消耗为基础，操作性比较强、简单而又有一定科学依据，且适应我军现有管理水平的舰船机电器材备件战备储备定额模型。
1 模型分析
将舰船在特定作战背景下的备件的战备储备分为两部分。一部分是考虑战斗损伤必须储备的备件，它与舰船的抗毁伤能力以及舰船在战斗中的命中概率有关；另一部分为非战损消耗所须储备的备件，它与舰船在战役中使用时间以及战场环境恶劣程度有关［3］。为便于进行计算，设定：
（1）战斗损伤与非战斗损伤是彼此独立的；
（2）各种战斗损伤事件的发生是相互独立的。
1.1 战损消耗储备定额
装备在战场的任何地域和时间内都可能受到敌方的打击。根据以往的作战统计，装备战斗损伤占全部损伤的比重很大。随着装备日益先进，特别是高技术在军事装备上的应用，这一比例还将不断提高，作为各种设备密集的舰船平台更是如此。战斗损伤后，需要更换的零部件往往不止一个，且破坏严重、修复困难。此外，战斗损伤还会使平时很少出现故障的部位受到损伤。因此，战损消耗规律与自然故障有很大不同，两者不呈线性比例关系［4］。
1.1.1 破损假设
（a）船长方向：武器中弹概率为正态分布，船高方向：武器中弹概率为均匀分布；
（b）整个船的中弹概率之和为1；
（c）敌方的攻击为导弹或鱼雷，其中弹后的破坏效果相等（若为炮弹，则折合为导弹攻击的效果）；
（d）中弹后的破坏直径为D；
（e）以舰船受攻击面最大的舷侧作为受威胁的模型，且假设舰船中弹全部集中在舰船的侧面；
（f）若舰船的型宽B大于2倍的导弹破坏直径（即B＞2D），则应考虑舰船两舷中弹时的设备损伤概率的区别。
1.1.2 舰船中弹概率划分
由于只考虑舰船舷侧受攻击的情况，在船高方向武器的中弹概率为均匀分布，且船的长度远大于船的有效高度。因此我们可将整条舰船简化成为如下的中弹概率分布：根据中弹后的破坏直径D将舰船按长度方向分成相等的区间，各区间的概率分布为pj，pj服从正态分布规律。
式中：y=4.6（x-xm）/（xs-xl）·2；
x为舰船的肋骨号；
xs为舰船艏部的肋骨号；xl为舰船艉部的肋骨号；xm为舰船长度中心点的肋骨号。
1.1.3 舰船设备的战损消耗模型
设某型设备的安装位置为xi1~xi2（肋骨号），则该设备的损失概率为：
若该舰在战役中的中弹次数（概率）为P2，第i种设备的备件战损消耗储备数量为：
该型舰战损消耗储备定额：
式中：p1i为该型舰在受到攻击时设备的损伤概率；
p2为该型舰在战役中的命中概率；
Mi为该型舰第i种设备的单价；
N1i为该型舰第i种设备在受到一次导弹攻击时损失概率；
l为该型舰主要设备总数量。
1.2 非战损消耗储备定额
非战损消耗包括两部分：延长使用消耗储备和严酷使用消耗储备。
1.2.1 延长使用消耗储备
在战役活动中，由于舰船需进行军事行动，其使用时间将比正常情况下的使用时间相对延长，其机电设备正常磨损也与使用时间的增加成比例的增长，因此导致备件数量的相应增加。这部分增加量由装备的固有可靠性所决定。备件消耗量取决于故障率及使用时间，其规律及特点可以在装备（或相似装备）研制及平时使用中基本搞清。
式中：M0为该型舰年正常使用器材消耗；
T为战役中该型舰使用时间（h）；
T0为该型舰年正常使用时间（h）。
1.2.2 设备严酷使用消耗储备
战场中装备的使用条件与平时有很大不同，战场环境及使用条件一般较差。在紧张的作战过程中，不按规程操作的现象时有发生，使用的差错率明显提高，维护保养也难以正常进行，出现致命性故障、损坏关键部件的可能性比平时要大。因而，战场条件下严酷使用是一个较为普遍的现象，由此导致备件消耗的增加必须考虑在内。
参考国外研究结果，严酷使用消耗量可由延长消耗量乘以一比例系数k得出。
1.3 战备储备定额M的确定
通过以上分析，可以确定，某型舰船备件战备储备定额为：
进一步将其简化可得：
式中：M0为该型舰正常情况下机电设备备件年均消耗费用（万元）；
T0为该型舰正常情况下年均使用时间（h）；
a为该型舰的战损备件消耗费用；
b为和战役、战术背景有关的系数。
表1 舰船主要机电设备损失概率表
2 实例分析
利用以上的计算方法，对某战役中我军的A、B两型水面战斗舰船所需的机电设备战备储备定额进行了计算分析。
2.1 战损消耗储备定额
通过战役背景想定计算确定舰船在战役中的中弹概率以及使用时间为：
根据A、B两型舰船的机电设备布置图可以确定在被命中后各机电设备的损失概率，其中几种主要设备的中弹概率及设备单价如表1所示。
由以上计算可以确定A、B两型舰船的战损储备定额为：
2.2 非战损消耗储备定额
通过对A、B两型舰船正常使用情况下的调查，确定年使用时间和机电器材消耗费用分别为：
根据式（3）可以求出A、B两型舰船的非战损消耗分别为：
2.3 战备储备定额
通过以上计算，A、B两型舰船在该战役中的机电设备战备储备定额分别为：
在完成战备储备定额计算后，对于战备储备设备的购置，可以战损消耗的损失概率为依据对大型设备进行购置，满足战时对大型设备的需求。对消耗器材，以日常消耗为基准，按比例进行采购，满足日常消耗和维护保养的需求。
3 结语
通过本文研究，可得出以下结论：
（1）建立的以平时消耗为基础的舰船机电设备战备储备定额模型，在我军现有的条件下切实可行且具有较好的可操作性，研究结果也是合理的；
（2）该方法具有通用性，根据战役想定背景的不同，对其中的参数进行调整，可以计算不同战役背景下的备件消耗量。
［1］Combat ship design guidance through mission effectiveness analysis［J］.Naval Engineer Journal.1984，03.
［2］A system engineering approach to surface combat design issues［J］.Naval Engineer Journal.1990，03.
［3］李建平，石泉，甘茂治.装备战场抢修理论与应用［M］.北京：兵器出版社，2000.
［4］陈学楚.装备系统工程［M］.北京：国防工业出版社，1995.
Study on combat readiness ration of warship electromechanical equipment spare parts
LIPeng
（Naval Military Representative Department of Jiang nan Shipyard（Group）Co.，Ltd.，Shanghai 201913，China）
warship；electromechanical equipment；spare part；combat readiness
This paper established the combat readiness ration model of warship electromechanical equipment spare parts，which consists of combat consumption and non-combat consumption.The calculation method of the combat readiness ration for combat consumption part is presented，and the method for non-combat consumption part is also proposed based on daily consumption.Based on which，the combat readiness ration of electromechanical equipment spare parts for two types of warship are calculated.
U674.7
A
1001-9855（2011）03-0062-04
2010-09-20
李鹏（1968-），男，汉族，工程师，主要从事舰船轮机研究设计工作。
