一种鱼雷武器服役期间实航可靠度评定方法

谢 勇, 苑秉成, 马 军



一种鱼雷武器服役期间实航可靠度评定方法

谢 勇1, 苑秉成1, 马 军2

(1. 海军工程大学 兵器工程系, 湖北 武汉, 430033; 2. 中国人民解放军92815部队, 浙江 宁波, 315717)

针对鱼雷武器服役期间实航可靠度评估存在子样少, 不利于做出准确评估这一实际情况, 在分析鱼雷年度实航数据的基础上, 提出了一种把不同批次鱼雷与不同服役年限实航数据综合起来进行评估的方法。通过对不同批次与不同服役年限鱼雷实航信息进行母体检验, 合理的扩大了实航样本量, 提高了评估精度与可信度。实例计算表明该方法简单实用, 满足工程实际需要。

鱼雷; 实航可靠度; 母体检验

0 引言

鱼雷是一种能在水下自动航行、自动控制、自动寻找与跟踪、命中目标时能自动爆炸的攻击性兵器[1-2], 其实航可靠性反映了 其在规定实航条件和规定的工作时间内完成规定工作的能力[3]。在鱼雷武器服役期间, 年度实航可靠度是衡量鱼雷质量水平的重要指标。作为一种长期贮存[4]、一次(作为战雷)或有限次(作为操雷)[5]使用的武器系统, 鱼雷在部队服役期间要分别受到振动、冲击、加速度、高温、低温、高湿、拆装与通电检测等人为和环境因素的影响[6], 会引起功能故障或性能参数退化, 从而使鱼雷在作战或训练时出现故障, 降低了实航可靠度, 消弱部队战斗力。因此, 要使鱼雷武器发挥应有的作战效能, 不仅要求它具有较好的贮存可靠度与装载可靠度, 还要求它具有较高的实航可靠度。分析鱼雷武器服役期间的实航可靠度有利于掌握鱼雷武器装备的质量水平, 分析其质量随服役时间的变化规律, 便于充分使用好鱼雷武器, 为指挥员作战决策提供依据。

在对部队鱼雷武器服役期间的实航可靠度进行准确评估时, 常常需要大量的实航信息。而鱼雷在服役期间实航样本常常来自于不同生产批次与不同服役年限, 因此, 在评估鱼雷实航可靠度时通常需面对2个问题: 1) 单一批次鱼雷每年实航的子样较少; 2) 某些年度总实航子样(包括不同批次鱼雷在同一年度的实航子样)较少。由于实航样本量不足, 从而为准确评估鱼雷服役期间的实航可靠度带来了困难[7]。针对这些问题, 本文提出应科学合理地将不同批次与不同服役年限内的实航数据进行综合利用, 首先根据鱼雷交验信息对装备部队的各批次鱼雷进行同母体检验, 将属于同一母体的各批次作为一个总体, 而后对不同年限的实航数据进行一致性判别, 无显著差异的年度实航数据则进行累加, 从而增加子样数量。最后根据经典评估法与贝叶斯评估方法对累加数据进行实航可靠度计算, 得出实航可靠度随服役时间的变化规律。

1 鱼雷实航信息

对于成败型的鱼雷实航存在2种结果: “成功”与“失败”[8], 分别用“”和“”表示鱼雷实航的成功与失败。鱼雷每次实航成功, 表示鱼雷从发射前自检至命中目标的全过程均完成了规定的功能, 任何一环节出现故障, 认为鱼雷实航失败[9]。

鱼雷在部队服役期间因训练、试验、演习与考核需要, 每一年度通常会有一定数量的转级检测合格的鱼雷进行实航。根据实航时间的先后, 鱼雷使用部队都会对实航信息进行记录。其中, 对于某一年度某批次鱼雷总的实航信息称之为该批次的年度实航信息, 其数据表达式如下

基于上述分析, 本文采用2×2列联表方法来检查各批次鱼雷是否可以视为同一母体, 以及各年度实航数据是否存在显著差异, 以便确定各年度实航可靠度是否出现了显著蜕化。

2 不同批次鱼雷母体检验

表1 鱼雷交验信息参数列联表

由表1中数据易得统计量为[10]

3 不同年度实航信息母体检验

表2 鱼雷实航信息参数列联表

4 鱼雷实航可靠度计算

假设不同批次鱼雷在同一年限内实航信息经过融合累加, 而后相邻年度之间的同母体实航信息再进行融合, 得到某年度实航信息或某些相邻年度的总实航信息, 记为

1) 由极大似然估计法可得实航可靠度的经典点估计为[15]

实航可靠度的贝叶斯法点估计为

5 实例分析计算

表3 三批次鱼雷交验信息表

表4 三批次鱼雷年度实航信息表

5.1 同母体批次实航信息融合

表5 二批次鱼雷交验信息列联表

表6 鱼雷年度实航信息表

5.2 鱼雷年度实航信息融合

所以第1年与第2年无显著差异, 可视为同一母体。将第1年与第2年实航数据累加, 与第3年比较, Fisher检测的概率为

所以第1年、第2年与第3年实航数据可作为同一母体。将第1年、第2年与第3年实航数据累加, 与第4年比较, Fisher检测的概率为

则可认为前3年的实航信息与第4年实航信息无显著差异, 可视为同一母体统一处理[21]。

5.3 鱼雷实航可靠度计算

表7 鱼雷实航可靠度数值表

从上述计算结果可得出的结论是, 该部队鱼雷在服役前4年内, 实航可靠度无明显下降, 实航可靠度可达46.8%以上。

6 结束语

本文针对已服役鱼雷实航可靠度评估问题, 通过各批次鱼雷的交验信息, 对各批次鱼雷进行母体检验, 将同母体鱼雷相同服役年限的实航信息进行融合。再根据Fisher精确检验, 确定鱼雷在哪些相邻服役年限的实航数据可以进行累加。解决了鱼雷服役期间实航子样较少, 为准确评估鱼雷实航可靠度带来困难的问题。实例计算表明,本文介绍的方法有效实用, 能够满足鱼雷武器服役期间实航可靠度计算的工程实际需要, 具有较好的推广价值。

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An Assessment Method of Sea Trial Reliability for Torpedo in Commission

XIE Yong1, YUAN Bing-cheng1, MA Jun2

(1. Department of Weaponry Engineering, Naval Engineering University, Wuhan 430033, China; 2. 92815thUnit, The People′s Liberation Army of China, Ningbo 315717, China)

The existing assessment of torpedo working reliability in sea trial is not accurate because of insufficient sample, an assessment method by combing the sea trial data of different batches of torpedoes with different service life is presented through analyzing annual torpedo sea trial data. Through the population inspection, the sample size is rationally expanded, and the information for reliability assessment is increased. Thus, the precision of reliability assessment is improved. The example shows that the proposed method is convenient for engineering application.

torpedo; sea trial reliability; population inspection

TJ630.6; TB114.3

A

1673-1948(2013)04-0250-05

2012-11-30;

2012-12-20.

部级国防科技预先研究课题资助(51327020105, 51304010206).

谢 勇(1985-), 男, 在读博士, 研究方向为鱼雷定型与可靠性评估.

(责任编辑: 陈 曦)