舰载机机库调运作业路径

杨炳恒，韩 峰，王海东，杨茂胜

(1.海军航空工程学院 青岛分院，山东 青岛 266041;2.海军驻沈阳导弹专业军事代表室，辽宁 沈阳 110043）

舰载机机库调运作业路径

杨炳恒1，韩 峰2，王海东1，杨茂胜1

(1.海军航空工程学院 青岛分院，山东 青岛 266041;2.海军驻沈阳导弹专业军事代表室，辽宁 沈阳 110043）

航母舰载机机库调运作业空间狭窄、调运设施特殊等特点决定了航母舰载机调运作业需要合理的路线规划，否则会造成作业环境拥塞、调运作业无序混乱。本文以俄航母舰载机机库内调运作业为研究原型，创建了舰载机调运作业交通网络，通过对交通网络分析，给出了2种舰载机机库调运作业路径选择模型，可为不同布列下舰载机调运作业路线的规划提供决策参考。

舰载机调运;交通网络;调运作业路径;安全因子

0 引言

机库是航空母舰专门用来停放、维修舰载机的部位。大型攻击型航空母舰约有一半左右的舰载机停放在机库里，其中包括需要维修处理或暂时不需要执行任务的飞机，而轻型航空母舰则由于飞行甲板狭窄，几乎大部分舰载机都需要停放在机库里。由于机库面积有限，通常在机库中将维护完毕的舰载机紧密排列，尽量多地装载飞机，机库里除了存放舰载机外，在空间有空余时，还可以存放其他作战物资，如弹药、维修设备等［1］。

在舰载机的日常维护保养及飞行任务实施时，舰载机都要在飞机甲板及机库间进行频繁的调运作业，如何在航母机库这样的特殊环境下，充分利用有限的调运设施资源，合理地规划调运路线，实现舰载机安全、快速有序的库内调运是一个重要的研究课题。

外军航母发展较早，对于航母舰载机调运作业实施有着比较成熟的经验。美、俄航母为了顺利完成多架舰载机的调运作业，都配备了专门的调运指挥系统来规划设计舰载机的调运路径，调运小组的调运作业都要严格按照调运系统规划的调运作业路线进行，否则可能会造成作业环境拥塞、调运作业无序。因此，如何根据舰载机的初始位置及调运站位需求规划合理的调运路径，直接影响着调运作业的实施［2］。下面以俄罗斯“库兹涅佐夫”号航母舰载机机库内调运作业为原型，研究分析舰载机库内调运作业路径的选择。

1 舰载机调运交通网络

1.1 调运设施组成

俄罗斯“库兹涅佐夫”号航母的调运设施主要由飞机升降机、机库大门、牵引设施、系留设施、调运指挥设施组成。由于机库空间的影响，同美“尼米兹”级航母机库内舰载机调运作业不同，俄“库兹涅佐夫”号航母舰载机在机库内主要依靠飞机调向转盘完成舰载机的调向作业［3］。图1为俄航母机库调运设施布置示意图。

图1 “库兹涅佐夫”号航母机库Fig.1 Kuznetsov aircraft hangar

1.2 调运作业路径

舰载机调运作业路径是指舰载机调运实施中调运起始站位到任务所需站位的调运作业牵引经过的路线。由于航母机库甲板及飞行甲板狭小，舰载机调运时，作业周围会且停有密集的舰载机及舰面保障车辆等装备和设备，因此，如何规划牵引行走的路线会直接影响整个调运作业任务完成的效率和安全，从而影响整个飞行准备阶段的时间，进而影响舰载机任务的执行。

1.3 调运作业交通网

假设在“库兹涅佐夫”号航母1次飞行任务中需要对航母机库的1架飞机执行出库操作，在规划舰载机的调运作业路径时，要根据舰载机的初始位置、调运任务需求、调运设施的使用统一考虑，此时的调运作业路径为:机库停机位→牵引路径→调向转盘→飞机升降机站位。

暂不考虑飞行甲板需求，也就是说暂不确定使用舰尾还是舰首的飞机升降机站位，考虑在库内调运时，调运作业周围的环境影响(考虑避开机库内停放的舰载机及其他车辆装备等），图2中的舰载机可能有3条不同的调运作业路径。

图2 调运作业交通网Fig.2 Traffic network of handing workflow

第1条路径L1:舰载机从Vb站位经调运作业活动T1到Vz站位，然后从Vz站位经调运作业活动T2到Ve站位。

第2条路径L2:舰载机从Vb站位经调运作业活动T3到Vz站位，然后从Vz站位经调运作业活动T4到Ve站位。

第3条路径L3:舰载机从Vb站位经调运作业活动T5到Vz站位，然后从Vz站位经调运作业活动T6到Ve站位。

1）调运作业活动T1，T3，T5包括解脱系留作业、牵引车牵引作业及系留作业。

2）调运作业活动T2，T4，T6包括转盘调向作业、解脱系留作业、牵引车牵引作业及系留作业。

为了研究方便，把舰载机一次调运作业任务时所有可能的调运作业路径的组合称之为此舰载机的调运作业交通网［4－5］，如图 2 所示。

2 交通网模型分析

2.1 调运作业路径选择模型

从图2中可以看出，调运路径的作业时间是路径上所有作业活动所需时间的总和，考虑牵引速度及调运设施操作时间的影响，可以假定调运作业活动 T1，T3，T5，T2，T4，T6所需时间分别为 t1，t2，t3，t4，t5，t6(如图3），则图2中3条路径可能的作业时间为:

注意:路径L1及路径L2中进入Vz站位时舰载机的角度不同，导致利用转盘调向时所需的时间不同，因此T2及T4所需要的时间也存在较大的差异。

如果只是从作业执行时间最优来考虑，只要选择L1，L2，L3中所需的作业时间最小的路径作为实际规划的调运路径即可。因此，只要计算出调运作业活动 T1，T3，T5，T2，T4，T6中解脱系留作业、牵引车牵引作业、系留作业及转盘调向操作的时间，就可以求得时间最优的调运作业路径。

图3 调运作业路径作业时间Fig.3 Operation time of handing workflow path

2.2 考虑安全因子的调运作业路径选择

在实际的调运作业环境中，由于机库内停放了大量的舰载机及车辆等装备设备，因此舰载机在沿调运作业路径牵引调运、利用转盘调向等作业时，舰载机与路径边停放的装备设备距离不同，从而导致该路径调运作业的安全影响因素不同。

路径的调运作业安全影响因素可以使用安全因子来量化，安全因子是指外界环境对调运作业的影响度，具体的量化标准在此不详细研究，总体的量化原则为安全因子Ai的大小和外界影响程度成正比。在实际的调运作业中安全因子会影响作业活动的实施时间，因此在选择路径时较为理想的情况是选择加入安全因子影响后最优的路径。

图4 加入安全因子的调运作业路径作业时间Fig.4 Operation time of handing workflow path on security factor

在图2 中假定调运作业活动T1，T2，T3，T4，T5，T6，调运作业活动的安全因子为 a1，a2，a3，a4，a5，a6，定义受安全因子影响的作业时间为ti×ai，这样可以得到加入安全因子后调运作业路径的作业时间如图4所示。此时各条路径的作业时间近似计算为:

从中可以求得较小的作业时间的路径作为要选择使用的调运作业路径。

与图3求得的最优路径相比，从图4求得的最优路径考虑了实际作业中作业环境对调运作业的影响，此时求得的最优路径更为合理。

3 结语

通过对俄罗斯“库兹涅佐夫”号航母某次飞行任务1架舰载机出库调运作业的交通网模型建立及分析，给出了以下2种计算选择最优机库调运作业路径的方法模型:

第1种，在不考虑作业时环境的安全影响，通过计算调运路径上各作业活动时间的和，求得作业时间最小的路径为要选择的最优调运作业路径。

第2种，考虑作业时环境安全的影响度，通过加入安全因子来重新计算调运路径上各作业活动实施时间。同样，可求得作业时间和最小的路径为要选择的作业路径。

在舰载机调运任务中，可以利用本文提出的机库调运作业路径选择模型对调运作业路径进行分析研究，从而对舰载机机库调运作业路径进行合理规划，以保障舰载机机库调运作业的安全、快速有序地实施，为制定舰载机调运保障方案提供决策支持。

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Research on aircraft hand ling work flow path

YANG Bing-heng1，HAN Feng2，WANG Hai-dong1，YANG Mao-sheng1
(1.Qingdao Branch，Naval Aeronautical Engineering Institute，Qingdao 266041，China;2.Naval Missile Customer Representative Office in Shenyang，Shenyang 110043，China）

The poor working environment， dispatching facilities， determine the specific characteristics of operational aircraft handing operation timing needs proper path，otherwise it will create congestion operating environment，handing operation disorderly chaos.In this paper，as the Russian aircraft carriers transporting operation for the research prototype，create a carrier-based aircraft handing processes traffic network model，through the transportation network analysis，given the two carrier aircraft hangar operations transporting path choice model，for column under different cloth carrier aircraft transporting operations to provide decision-making route planning.

aircraft handling;traffic network;handing workflow path;security factor

U674.771

A

1672－7649(2012）08－0141－03

10.3404/j.issn.1672－7649.2012.08.034

2011－07－18;

2011－09－19

杨炳恒(1975－），讲师，从事虚拟仿真系统开发和舰面保障等研究。