舰载直升机携行航材需求预测

韩 玉，张作刚

（海军航空工程学院青岛校区，青岛 266041）

舰载直升机携行航材需求预测

韩 玉，张作刚

（海军航空工程学院青岛校区，青岛 266041）

阐述了舰载直升机携行航材面临的问题，根据舰载直升机海上维修保障需求，简要分析了舰载直升机机携行航材需求规律，明确舰载直升机携行航材研究目的，提出对应的携行航材建模与计算方法。

携行航材；舰载直升机；需求预测；精确保障

引言

舰载直升机是海军舰艇部队战斗力的重要组成部分，但是在海洋“高温、高湿、高盐雾”和舰船上“振动、电磁”环境的影响下，以及舰载直升机在海上驻舰持续时间长，飞行强度大，使得舰载直升机故障率大增；而由于舰载直升机故障后主要依靠换件修复，因此使得舰载直升机携行航材消耗的品种和数量也大大增加，所以航材保障成了制约舰载直升机战斗力生成和保持的重要因素。

舰载直升机要保持执行任务的能力，在很大程度上要依赖携行航材的保障，但是现有的航材储备和保障水平不能完全满足任务需要，主要表现在以下三个方面：

1）航材供需矛盾突出

执行任务的部队驻舰训练强度加大，航材需求增加；执行任务直升机故障规律难以准确掌握，但因远洋航材保障困难，为确保万无一失，携行航材数量宁多勿少，造成航材供需矛盾比较突出。

2）航材储备不完善

目前，航材储备是在陆基和近海保障航材消耗经验的基础上确立的，缺乏远洋执行任务航材保障需求分析，任务准备过程中需要紧急筹措的航材种类比较多，而单项航材的数量很少，这导致单次订购数量少，筹措难度大，而且紧急筹措航材费用高，军事经济效益不佳。

3）舰船存储保管条件有限

由于舰船上舱室的空间有限而且存储条件比较简陋，大量航材携行上舰，无法满足航材的存储需求，不利于航材保管。大量闲置的航材不但占据了舰船上有限的空间不便于其它工作的开展，同时也造成了航材资源的浪费。

因此对舰载直升机携行航材进行合理预测，有利于掌握航材的消耗规律，有利于合理利用航材保障经费，为制定航材携行计划提供依据，为航材保障工作提高效益，有效解决舰船上航材储备空间较小和航材保障任务较重之间的矛盾，实现舰载直升机携行航材的高效、精确保障。

1 航材携行标准优化方法

舰载直升机航材携行标准，是指确定数量的舰载直升机执行规定时间的远洋作战训练任务所需携行的航材配套数量。但是，由于直升机在舰船上的使用空间较陆地上有很大的限制，搭载直升机的舰船保障条件，在很大程度上决定了航材的保障模式。携行航材标准优化的目的在于平衡航材的需求和供应之间的矛盾，既要满足舰载直升机维修对航材的需求同时也要减少携行上舰的航材品种和数量，确定合理的航材 数量。

舰载直升机在舰船上的维修分为预防性维修和修复性维修。预防性维修的主要内容是：舰载直升机应完成50飞行小时、100飞行小时、7天、6个月的周期性检查；修复性维修的主要内容是：舰载直升机应在完成故障排除、发动机更换、LRU更换、部分LRU的故障检测和修复、SRU故障件更换、机件的简单修复，实现原位和少部分故障件的离位检修工作。根据上述情况，携行航材标准优化方法的整体流程图如图1所示，基本思路如下：

1）结合舰载直升机执行任务的实际情况和各方面的专家经验，将舰载直升机上的装备或分系统分解为单一的航材可更换基本单元，将每一个单元作为一个整体来处理，能够维修的单元就是舰船上的可更换基本单元，以确定所需的航材品种。

2）使用计量的方法来分析每一种航材的历史需求，并根据历史需求做出未来一段时间内的需求预测。难点在于统计的数据大部分都是小样本的数据，有的数据只有一个或者没有，这种情形是由于航材寿命时间较长，在有限的使用时间内很少产生消耗需求。统计时要做到可更换基本单元和航材备件之间一一对应的关系，并制定对应的航材清单。

3）将预测的各种航材的需求量和实际消耗数量作比较，以评估预测状况是否合理并依据实际情况进行修正，并结合执行任务的实际情况排除不需要携行的航材，确定航材携行的品种。

在进行定量确定携行航材需求量时，对于历史需求数据信息充足的航材，用拟合的方法预测其需求。对于历史数据缺乏的航材，根据分类，用同类航材的相关数据作为参考，扩展数据信息后预测需求。比如舰载直升机执行任务期间的航材消耗和陆基上的航材之间的比率就可做一个简单的定性的比较，来估计航材的大致的需求量。携行航材品种确定后，可根据确定的品种来确定每个品种的航材具体携行数量。

图1 携行航材标准优化方法流程图

4）以满足携行航材保障率为目标，最终确定携行的航材品种和数量，达到以最合理的携行航材数量保障最大的军事效益，也就是保障舰载直升机的执行任务的能力完好。携行航材保障率是指在规定维修级别及规定时间周期内提出携行航材需求时，能提供的航材数与需求的航材数之比。

2 携行航材数量的建模与计算方法

携行航材的寿命分布类型主要有指数分布、正态分布、威布尔分布。具体的分布情况如表1。

2.1 指数分布型携行航材预测模型

按照航材分类，该模型可用于具有恒定故障率的携行航材的预测。通常情况下，具有恒定故障率的航材属于指数寿命型，如大部分电子元件、电阻、电容、电路板插件和集成电路等。航材的需求量为:

该式中U为航材备件保障率；j为递增变量，从0开始逐一递增至某一s值使得上式右边的值大于等于U；s为航材备件需求数量；n为航材装机数量；λ为航材故障率；t为航材预计累积工作时数（根据不同分别处理：对不可修复航材，t取航材更新周期内累积任务工作时数；对可修复航材，t取航材的平均修复时数）。

2.2 正态分布型携行航材预测模型

按照航材分类，该模型可用于机械类携行航材的预测，典型的有部件托架、操纵钢索、定位弹簧、锁骨支臂、减速器、半导体器件、硅晶体管等。

表1 携行航材的寿命分布情况

航材的需求量为:

该式中S为所需航材数；uU为正态分布分位数；E为已知正态寿命件的均值；t为保障时间（若为磨损寿命，t取工作时数，若为腐蚀、老化寿命，t取日历时数）；σ为标准差。

uU可从GB 4086.1统计分布数值表正态分布中查出，常用的正态分布分位数表见表2。

2.3 威布尔分布型携行航材预测模型

按照航材分类，该模型可用于于机电类携行航材的预测，典型的有断路器（单向、三相）、电动舵机、起动发动机、电动机（交流、直流）、转换开关、柱塞式液压泵、活门（单向、增压、限流）、继电器等。

已知某航材寿命分布为三个参数威布尔分布：

该式中L=M·N（M为舰载机数量，N为航材装机数量）；m，2σ分别为F(t)对应的均值和方差；U为航材备件保障率；μ为航材修复率（μ= 0表明航材不可修）。

综上所述，对上述三类携行航材数量的预测均为理想情况，由于舰载直升机执行任务期间的特殊性，受其所处海洋环境复杂多变的因素制约，对航材的存储和消耗会产生不确定的影响，以致航材实际携行数量与预测结果会存在偏差，例如燃油增压泵、信/数处理单元、转速表、拉杆开关、环形卡箍、传感器、电磁活门等，经统计分析，其发生故障的次数较陆基相比有明显增多，因此还需积极开展海洋环境因素对航材的可靠性影响的深入研究，总结航材故障和航材消耗的规律特点，并对预测结果进行修正，提高携行航材预测的精度。

表2 常用的正态分布分位数表

3 结论

本文阐述了舰载直升机携行保障中存在的问题，深入分析了携行航材标准的优化方法，通过建立指数分布、正态分布和威布尔分布的航材数量预测模型，对如何科学合理的预测舰载直升机机携行航材的品种和数量进行了初步探索，对于提高舰载直升机携行航材保障效率，实现舰载直升机携行航材的精确保障，具有一定的参考价值。

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Study on Demand Prediction of Carried Aviation Materials for Ship-borne Helicopters

HAN Yu, ZHANG Zuo-gang
(Naval Aeronautical Engineering Institute Qingdao Branch, Qingdao 266041)

This paper discusses the problems of carried aviation materials for ship-borne helicopters face. According to maritime maintenance support requirement for ship-borne helicopter, it briefly analyzes the demand law of the carried aviation materials for ship-borne helicopter, clarifies the objective to research the materials, and puts forward corresponding modeling and calculation method of the materials.

carried aviation materials; ship-borne helicopter; demand prediction; precise support

E239.3

A

1004-7204（2017）02-0041-04

韩玉（1980-），男（汉），山东即墨，讲师，硕士，研究方向为装备、器材勤务技术；

张作刚（1961-），男（汉），山东高密，教授，硕士，研究方向为装备、器材勤务技术。