一种舰艇编队油料消耗量预测模型研究＊

林 平 乐荣剑

（海军陆战学院 广州 510430）

1 引言

油料是动力装置的主要能源，是重要的战略物资，被称为舰艇、飞机等武器装备的“血液”［1］。如果没有油料，我们的武器平台将会失去动力，各种现代化装备都不能发挥应有的作用。据有关资料显示，舰艇平时海上执勤、训练，油料消耗占物资消耗总量的70%以上，海上作战过程中油料消耗也占物资消耗总量的60%以上的需求［2，6，9］。因此，如何对舰艇编队的油料消耗量做出正确预测，是油料保障成败的关键。

2 影响舰艇编队油料消耗的因素

舰艇的油料消耗主要包括主油消耗和副油消耗，液体燃料作为舰艇各种动力装置燃烧用油，通常称为主油，而润滑油（脂）和特种液用来润滑、冷却机械设备和满足特殊要求，通常称为附油［9］。舰艇燃料用量大、消耗快，舰艇海上补给的油料多是液体燃料；舰艇附属油料用量小、消耗慢，更换时间长，一般只需在补给主油时同时补给即可。影响舰艇油料消耗的因素主要有：

1）用油装备的种类和数量：舰艇编队中的用油装备主要是主机和副机，主副机的耗油比重占到总耗油量的92%左右，另外还有部分辅机耗油以及油料的自然消耗大约占8%，共同构成舰艇的油料消耗，因此舰艇编队中主机和副机的种类和数量是影响油料消耗的主要因素；

2）用油装备的耗油标准：用油装备的耗油标准主要体现在舰艇在低速、中速和高速航行时的功率及耗油量；

3）任务持续时间：任务持续时间对舰艇油料消耗的影响主要体现在完成此项任务时，舰艇处于高速、中速、低速航行的时间；

4）战场环境：战场环境对舰艇油料消耗的影响是气温、水温和水文对油料的自然消耗，由油料的自然消耗附加系数来体现；

5）任务样式和强度：舰艇在海上执行任务主要有航渡、警戒和作战三种状态，这三种状态下舰艇处于高速、中速和低速航行的时间比例是不一样的，而任务样式和强度直接影响到舰艇处于航渡、警戒和作战三种状态的时间。

3 舰艇编队油料消耗量的预测模型

计算舰艇编队的油料消耗量就是要把影响油料消耗量的各种因素考虑在内，使其计算结果具有科学性、准确性和合理性。计算油料消耗量的方法很多，主要有：经验推算法、任务计算法、模拟计算法等。用系数标准法［3，4，8］计算舰艇编队的油料消耗就是将所有影响油料消耗的因素系数化，分别预测编队内主机和副机的油料消耗，再预测出编队总的油料消耗量。

3.1 主机的耗油量

编队中舰艇主机的油料消耗与主机的型号、数量、工况、耗油率及工作时间有关，设编队中i型主机的数量为m，某一型主机有n种工况，该型主机在t时刻的工况为j，若i型主机在j工况下的功率Pij、耗油率gij、工作时间Tij以及j工况下使用i型主机的数量Kij等条件为已知，则利用以下公式即可计算出两栖编队战斗舰艇对主油的消耗量ZZ，即：

由于舰艇主机的工况非常多，无法直接用式（1）计算出油料消耗量，因此需要结合装备的使用规律和特点进行推算。

舰艇在实际使用过程中有常用（或易保持）的高、中、低航行速度，常用高速一般为全航速或略低于最大航速，常用中速一般为经济航速或巡航航速，常用低速在经济航速与最小航速之间，舰艇编队航行速度值一般接近这些航速值正态分布，舰艇在高、中、低速航行时，主机的功率、耗油率都不相同，因此需要分别讨论舰艇处于不同状态时主机的耗油量。舰艇编队海上作战主要处于航渡、区域警戒、作战三种状态。有关资料显示，在这三种状态下舰艇编队中舰艇高、中、低航速的使用时间比例为：航渡阶段常用高、中、低航速的使用时间比约为a∶b∶c；警戒阶段常用高、中、低航速的时间比约为d∶e∶f；作战阶段，高、中、低航速的时间比约为g∶h∶l。根据舰艇航速与主机功率、耗油率的相互对应关系，可概算舰艇编队的舰艇主机主油的消耗量。

航渡状态：

警戒状态：

作战状态：

式中：ZHL、ZJL、ZZL分别为航渡状态、警戒状态、作战状态下舰艇主机消耗主油量Phij、Pmij、Plij分别为i型舰艇主机在常用高速、中速、低速时j工况时的功率；ghij、gmij、glij分别为i型舰艇主机在常用高速、中速、低速时j工况时的耗油率；Khij、Kmij、Klij分别为在常用高速、中速、低速时j工况下使用i型舰艇主机使用的数量；TH、TJ、TZ分别为舰艇编队执行某项任务时处于海上航渡和返航、警戒、高强度作战三个状态的时间。

舰艇编队主机对油料的消耗量为各状态耗油量之和ZZ：

3.2 副机的耗油量

舰艇副机，也即舰艇的电力系统设备，其工况主要有：巡航工况、作战工况和锚泊工况。其中巡航工况和锚泊工况的功率、耗油率大体相同。根据有关资料分析，舰艇在航渡状态副机工况负荷一般取巡航工况负荷和作战工况负荷的平均值，其副机使用数量取巡航工况时的使用数量，警戒状态和作战状态都按作战工况计算油料消耗量。

假设舰艇编队中k型副机的数量为m，则各阶段副机对油料的消耗量如下列公式。

航渡状态：

警戒状态：

作战状态：

式中：FHL、FJL、FZL分别为航渡状态、警戒状态、作战状态下舰艇编队副机对油料的消耗量；PX、PZ分别为k型副机在巡航工况下和在作战工况下的功率；gX、gZ分别为k型副机在巡航工况下和在作战工况下的耗油率；aHk、aJk、aZk分别为在航渡状态、警戒状态和作战状态k型副机的使用数量，由于警戒状态和作战状态都按作战工况计算油料消耗量，则aJk＝aZk；TH、TJ、TZ分别为舰艇编队执行某项任务时处于海上航渡、警戒、高强度作战三个状态的时间。

因此，舰艇编队中所有的副机对油料的消耗量为

3.3 其它油料消耗

作战舰艇的油料消耗除主机、副机外，舰艇消耗主油的装置还有辅助锅炉、空压机、消防泵、油灶、制淡水装置等辅机。但这些设备耗油率较小、通常开机使用时间较短，占舰艇主油消耗总量的比例很低（通过舰艇部队的保障经验，该值一般在8%以下），可与自然损耗共同按系数概算。

3.4 舰艇总的油料消耗

根据以上分析，舰艇编队的油料消耗主要分为三个部分，即主机、副机及辅机装置，设舰艇辅机与自然损耗附加系数为μ，则可以计算出编队中总的油料消耗：

航渡状态：

警戒状态：

作战状态：

总的油料消耗量为：

4 结语

舰艇海上作战油料消耗量预测是海上后勤保障的重要内容，准确预测油料的消耗量对于提高后勤保障效率具有重要意义。采用系数标准法预测舰艇编队的油料消耗，能将影响舰艇油料消耗的主要因素进行量化，通过调节各个影响因子来减少预测中的误差，因此预测结果比较准确，该方法对油料的预测工作有一定参考价值。

［1］刘国进.联合作战油料保障需求量和保障时间的预计模型［D］.北京：后勤指挥学院，2003.

［2］李兴明，何宏，战捷.基于数列灰预测的油料消耗量预测模型［J］.训练与科技，2005，26（1）：1－3.

［3］哈维（美）.运筹学原理与应用［M］.北京：国防工业出版社，1992：109－113.

［4］彭晓睿.军事决策分析［D］.广州：海军兵种指挥学院，2007.

［5］许等超，罗旭光，张朋柱，等.军品订货量的一种自适应模糊预测方法研究［J］.系统工程理论与实践，1999（3）.

［6］黄家亮.基于层次分析法的军队油料消耗组合预测模型［J］.后勤指挥学院学报，2009（2）.

［7］李峰.预测方法的发展及最新动态［J］.情报方法，2005（6）.

［8］李华.预测与决策［M］.西安：西安电子科技大学出版社，2005：56－59.

［9］李少鸣.军队油料勤务教程［M］.北京：解放军出版社，2003：31－32.

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