鱼雷RMS学术与型号工程中相关问题的探讨与澄清

孟庆玉, 蒋 涛, 杜 军



【编者按】武器装备的质量与可靠性是衡量一支军队是否“能打仗, 打胜仗”的重要因素, 由于其自身的复杂性, 一直以来都是我国军工难以彻底解决的问题之一。针对本世纪初在鱼雷可靠性、维修性与保障性(RMS)领域出现并一直延续至今的一些做法, 已逾耄耋之年的原海军工程大学孟庆玉教授作为一位从事鱼雷RMS相关工作近40年的资深专家, 认为有必要也有责任对此进行深入分析和探讨, 由此亲自撰写《鱼雷RMS学术与型号工程中相关问题的探讨与澄清》及《鱼雷战备保证期的合理制定》2篇文章, 以期作为引玉之砖, 引起业界的充分重视。孟庆玉教授自1980年起从事该方面的研究及教学工作, 先后参与《鱼雷可靠性工程基础》、《鱼雷作战效能分析》、GJB531-1988与GJB531A-1996《鱼雷通用规范》、GJBz20189-1993《鱼雷可靠性维修性参数与指标确定》等专著、国军标的编制工作, 从业期间主持完成了专题科研项目十余项, 撰写并发表学术论文30余篇。

接到投稿后, 编辑部非常重视, 先后聘请鱼雷行业来自军方、工程院所、高校、使用方等多个单位的专家对此两篇论文进行双盲同行评议。在审稿过程中, 部分专家还就文中所述内容, 在小范围内组织了讨论, 编辑部也与参与评审的部分专家就文中所述问题进行了面对面的交流。通过认真评阅, 各位专家从不同角度对文中所提观点及论述内容提出了自己的看法及意见, 其中不乏分歧意见。编辑部分别就2篇文章作者想探讨与澄清的问题, 以及来自科研和使用方一线的多位专家的审稿意见加以归纳, 试图提炼出双方对文章所述内容中分歧的焦点, 定有不到之处, 旨在倡导学术争鸣。

1.《鱼雷RMS学术与型号工程中相关问题的探讨与澄清》一文,作者对目前装备定型指标考核工作中就RMS工程出现的指标理解等概念性问题提出了自己的见解, 其主要分歧点集中在: 1) 理论上讲, 鱼雷的储存可用度或储存战备完好率是鱼雷可靠性、维修性及保障性的综合特性参数而非表征鱼雷保障性的特性参数是显而易见的,“在工程实践中将战备完好率作为综合保障的验证考核参数提出, 而并非强调是保障性参数”。综合保障工程完全不同于保障性, 其相关指标要求应从综合保障工程实施角度加以考虑, 并在原有保障性指标基础上“根据需要增补”, 但应注意其定义及概念的准确性; 2) 鱼雷RMS合同参数的选定应满足各方经全面考虑的各项要求, 并对其提出定量指标与验证考核要求, 其中储存战备完好率、储存可用度、任务成功率可否作为鱼雷RMS合同参数还是只能作为部队的使用参数和指标要求? 3) 在以往“部分鱼雷型号RMS相关定量要求中, 确实存在可靠性指标界面划分不合理、指标不协调等问题, 但是在后续型号论证中逐步改正过来了”, 而“仅仅是文字表达不严谨”; 4) 部分型号鱼雷装载可靠度合同指标与其储存可靠度和实航可靠度合同指标不协调匹配, 有意见认为:“提出储存可靠性和装载可靠性两个指标必要性本身就受质疑, 因为二者都属于非工作状态下的基本可靠性, 实际验证考核时也主要以装载可靠性指标为主, 而储存可靠性以评估为主, 并没有分开独立验证”, 这两个指标制定合理与否, 一般只存在“理论上的学术换算, 工程上指标的协调性并不受关注”。

2.《鱼雷战备保证期的合理制定》一文, 主要分歧点体现在: 1) 战备保证期是可靠性指标已无须争辨, 然而鱼雷战备保证期的概念和定义在行业内目前并未完全达成共识, 作者从理论上给出了储存战备保证期和装载战备保证期的定义和数学模型, 而当前使用方从维修保障规划角度依据经验和习惯“借用”了战备保证期的概念, “但无法给出可接受的用于换算装载战备保证期的最低可靠性值; ” 2) 针对当前研制或已交付使用的各型鱼雷“保障性要求”技术文件及教材中, 对技术保障阵地储存的1~3级战雷规定的战备保证期分别为~6(或5)年, 作者通过理论计算认为：如果各级战雷按此规定执行, 将很有可能贻误战机。对于储存战备保证期, 作者依据理论计算给出了1, 2, 3级战雷的相应值为3个月、半年、1年。“部队使用时最关心不同等级鱼雷的储存允许期限, 1级战雷在平台上装载多长时间必须更换, 以便规划维修保障任务; ” 3) “鱼雷战备保证期就是产品保修期, 对其的确定不仅与可靠性有关, 而且与产品制造和维修成本等因素密切相关, 不能简单用文中公式(1)确定;” 4) 作为部队的使用指标, 需求牵引不容忽略, 目前需要基于理论和概念, 结合部队需求, “给出解决部队所需的1, 2, 3级雷的储存使用期以及1级雷装载值班时间等的标准名词和定义, 同时解决部队用于换算装载战备保证期的最低可靠性值。”

编辑部作为沟通的桥梁, 第一时间将审稿意见反馈给作者, 经过与作者和审稿专家的反复沟通, 以及作者的认真修改, 虽仍存在一定争议, 但本着活跃学术氛围, 提倡百家争鸣的态度, 我刊决定在本期专辟“学术争鸣”栏目全文刊登这2篇文章, 希望借此使更多的科研人员能够关注文中所涉及的相关学术问题, 欢迎业内广大科研人员就所述问题展开讨论。

鱼雷RMS学术与型号工程中相关问题的探讨与澄清

孟庆玉1, 蒋 涛1, 杜 军2

(1. 海军工程大学 兵器工程学院, 湖北 武汉, 430033; 2. 海军装备部, 北京, 100841)

针对近十几年鱼雷可靠性、维修性、保障性(RMS)技术文件与教材中, 关于RMS参数之间的关系、寿命剖面的阶段划分、可靠性合同指标的定义以及可靠性合同指标的协调方面所存在的学术与工程应用现状, 依据装备可靠性基本理论和对国内外关于鱼雷可靠性的军用标准、技术资料及大量数据事实的分析论证, 指出其中存在的问题, 并通过实例论证, 提出了针对这些问题应采取的正确做法。文中研究旨在厘清鱼雷RMS学术与工程应用问题, 为鱼雷武器的研制使用提供更有力的保障。

鱼雷; 可靠性、维修性、保障性(RMS); 寿命剖面

0 引言

可靠性、维修性及保障性(reliability, maintainability and supportability, RMS)工程在鱼雷界先后被提出与广泛开展已有30多年历史。自21世纪初以来, 在鱼雷界的一些学术研究报告、已定型鱼雷的正式技术文件及相关教材中, 关于RMS参数之间的关系、寿命剖面中三大典型状态(储存、装载与实航)的划分界面、可靠性合同指标的定义以及可靠性合同指标的协调性等重要方面, 均出现了一些不符合GJB531-1988~ GJB531B-2012《鱼雷通用规范》3个版本一贯的规定与要求。对这些长期存在的问题, 鱼雷界至今尚未予以充分认识与澄清。这些问题的存在与沿续发展, 不仅直接影响鱼雷RMS工程沿着装备学术理论正确方向的发展, 也势必影响鱼雷在部队的作战与训练使用。为此, 文中依据装备可靠性基本理论、国内外关于鱼雷可靠性军用标准、技术资料及大量数据事实, 对这些观点、定义与规定内容进行充分分析与澄清。

1 有关鱼雷RMS参数的关系问题

1.1 RMS关系问题

2) 在鱼雷RMS学术与型号工程中, 保障性比可靠性、维修性更重要, 保障性是鱼雷最重要的特性追求目标。

1.2 对上述问题的分析与澄清

对于上述问题, 从以下2个方面予以考察分析, 即可建立正确的学术与工程应用观点。

首先, 分析国军标GJB451A-2005《可靠性维修性保障性术语》。该军标在其第2.5参数条款中, 对综合参数共定义了11个参数术语; 对可靠性共定义了19个参数术语; 对维修性(含测试性)共定义了18个参数术语; 而对保障系统定义了4个参数术语(第2.5参数条款中只有“保障系统”条款, 并无“保障性”条款); 并且该军标非常明确地将“可用度”和“战备完好率”归属在RMS的综合特性参数范畴内[1]。

不难看出以下2个事实:

通过以上分析, 对鱼雷可靠性、维修性及保障性之间的关系问题, 可以给出以下结论:

2) 鱼雷可靠性、维修性与保障性之间有一定的相对独立性, 各自有表征自己的特性参数, 但可靠性、维修性与保障性之间是密切相关, 相互渗透、交互影响的。其中, 可靠性对维修性和保障性的影响最大: 可靠性表征了鱼雷出现故障的项目、频度与其危害程度; 它直接决定了维修的项目、内容、工作频数及备品备件的种类和数量, 也直接影响了对维修级别与场所的要求, 对维修保障的设施、设备、工具、技术资料, 以及维修人员的数量、专业技术水平、维修保障费用等需求。总之, 鱼雷可靠性影响并决定了鱼雷的维修性与保障性, 应该树立以可靠性为中心的鱼雷维修决策思想和以可靠性为中心的鱼雷综合保障决策思想, 而不应作出以保障性为中心的决策思想。

3) 从国内外学科发展看, 装备维修工程来源于可靠性工程发展, 并在此基础上独立发展形成。保障性工程来源于维修性工程和可靠性工程发展, 而后独立发展形成。早在1995年, 著名学者北京航天航空大学杨为民教授就提出将这3个密切相关的工程学融合为一个完整的系统工程——“装备可靠性系统工程”, 对装备“三性”进行整体规划统筹研究[3]。如此, 鱼雷界亦应提出“鱼雷可靠性系统工程”这一系统工程概念, 统筹分析研究鱼雷的RMS工程问题。

以美国MK 48线导鱼雷可靠性提高对其综合保障资源需求的影响为例, 旁证上述学术观点。美国1968年开始研发MK 48-0型线导鱼雷。在研发初期, 美国海军对MK 48-0型项目制定了统一的后勤保障原则, 将其后勤保障资源规划纳入MK 48-0型鱼雷的开发研制计划之中, 要求此雷服役寿命为30年, 预算总费用20亿美元, 其中25%作为后勤保障资源建设款项。当时该雷在潜艇上搁置寿命设计为90天, 为保证该雷的正常使用与维修, 需要在国内外建设9个陆上修理工厂, 在海上建10艘供应船车间。1971年改进为MK 48-I型, 搁置寿命提高到180天。到1976年共生产了1 068条鱼雷交付美海军使用。该雷服役后, 通过改进使搁置寿命又提高到400天。为此, 美国海军决定将陆上修理厂由9个削减为5个, 10艘海上供应船车间削减为4艘, 大大节省了MK 48-I型鱼雷的后勤保障资源及使用成本。

1.3 储存战备完好率(或储存可用度)规定为鱼雷RMS合同参数问题

关于鱼雷RMS参数方面的问题, 在2017~ 2018年间XX制定的《ＸＸＸＸ研制总要求、鉴定定型试验总方案论证中的通用质量特性要求模板》中, 明确地将“战备完好率”、“储存可用度”、“任务成功率”规定为鱼雷研制总要求中的合同参数。

由于该技术文件是一个要求鱼雷界各相关单位必须按其规定贯彻执行的强制性标准模板, 因此, 讨论“战备完好率”、“储存可用度”、“任务成功率”作为鱼雷RMS合同参数是否正确合理的问题, 应该引起鱼雷界和水中兵器领域各相关单位(尤其是设计与试验单位)重视, 对于这一问题的分析探讨也十分有必要。

由装备RMS基本理论可知, 鱼雷RMS参数分为使用参数与合同参数两大类。

使用参数是部队根据平时和战时鱼雷的使用特点与要求, 所提出的一系列诸多现场使用需求的RMS参数。这些参数共同描述反映了鱼雷武器在计划使用与保障环境中的RMS要求。另外, 从广义的角度讲, 使用参数是直接与鱼雷RMS分析、作战效能和全寿命周期费用分析相关联的, 在鱼雷武器的论证、方案设计、研制生产、使用、维修及其保障资源管理、费用管理等过程中需要涉及到的一系列RMS参数。这些参数互相关联, 共同构建成一个系统完整的鱼雷RMS参数体系。

依据国军标GJB451A《可靠性维修性保障性术语》、GJB450A《装备可靠性工作通用要求》、GJB368A《装备维修通用大纲》、GJB3872《装备综合保障通用要求》及GJB531B《鱼雷通用规范》的有关规定, 紧密结合鱼雷的使命任务、作战与训练使用特点, 以及鱼雷寿命剖面中仓库储存、发射平台的装载及发射实航攻击三大典型状态的特点和对RMS的表征需求, 分析提出在研究解决鱼雷RMS工程问题时, 所需涉及到的主要使用参数与其模型, 以及使用参数间的量化关系。鱼雷RMS参数体系应包括: 与鱼雷战备完好性有关的RMS参数; 与鱼雷任务成功性有关的RMS参数; 与鱼雷使用及维修人力、保障资源、费用有关的RMS参数。对此, 笔者经过长期分析研究认为: 在当下的学术研究与工程实践条件下, 鱼雷RMS参数体系应包括不少于60个使用参数, 其中可靠性参数约20个、维修性(含测试性)参数约13个、保障性参数约13个、RMS综合参数约9个、费用参数约6个。

RMS合同参数是在鱼雷研制总要求(或合同)中, 表征订购方对鱼雷RMS定量要求的参数。合同参数定量指标是承制方进行鱼雷RMS设计、研制及试验评估的依据, 亦是定型试验时必须对鱼雷进行验证考核的定量指标。因此, 并不是RMS参数体系中的任意一个使用参数均可作为合同参数, 只有同时满足以下要求的使用参数才可选定为鱼雷RMS合同参数, 而列入型号鱼雷研制总要求中, 并对其提出定量指标与验证考核方法要求。

1) 受部队关注的, 能直接反映鱼雷寿命剖面三大典型状态RMS特征最根本的、基础性的参数;

2) 在鱼雷作战效能评估模型中出现的, 与鱼雷的储存可用性(战备完好率)、任务可信性以及维修保障资源、人力、费用直接相关联的参数;

3) 所选定参数的指标是可以直接预计分析的, 可通过鱼雷RMS设计直接赋予的;

4) 在鱼雷的设计与工程研制过程中, 对所选定参数的指标可通过RMS分析和试验, 予以直接监控的;

5) 定型(或交验)试验时, 对所选定参数的指标可通过相应的试验方法与统计模型予以验证考核; 可以从验证试验得到的可靠性统计评估值直接计算得到该状态(储存、装载、实航或飞行)下的鱼雷故障率数值。

由于在型号鱼雷定型试验时, 对每一个RMS合同参数都要逐一进行验证考核, 势必要在鱼雷的设计研制、生产与各种试验过程中投入必要的人力、物力、财力予以保证。因此, 要求列入鱼雷研制总要求中的RMS合同参数应做到“不多不少, 恰到好处”。

1)《可靠性维修性保障性总论》2.2.2节中明文指出: “可靠性参数……, 根据使用场合的不同, 可分为使用参数与合同参数两类。前者是反映装备使用要求的参数, 一般不直接用于合同……。而合同参数则是在合同或研制任务书中用以表述订购方对装备可靠性要求的, 并且是承制方研制与生产过程中能够控制的参数”。其5.1.2节又明文指出: “……, 1991年新颁布的美国国防部文件DODI5000.2就明确规定: 要以战备完好性指标来导出相应的可靠性指标。装备的战备完好性是由其R&M&S共同保证的……。”[3]

2)《可靠性设计与分析》专著中1.3.1节明文指出“使用参数反映了使用方对装备的战备完好性、任务成功、维修人力费用和保障资源费用4个方面要求。对这些使用参数的跟踪和统计, 可为装备的作战、使用、维修和新装备的论证等提供管理和决策信息。一般不能直接用于合同。合同参数是可以由承制方控制的, 用于产品设计的可靠性参数。它是由使用参数按一定规律转换而来的, 经使用和承制双方协商纳入合同的参数。”[4]

基于以上论述, 可理解以下事实: 迄今为止, 美国、英国、法国、意大利、瑞典以及俄罗斯这些主要的鱼雷生产国家中, 没有一个国家是将综合使用参数“储存战备完好率”(或储存可用度)、任务成功率作为鱼雷的合同参数提出。

2 鱼雷寿命剖面的阶段划分及可靠性合同指标定义问题

2.1 存在的问题

1) 将鱼雷在技术保障阵地转为一级战雷的时刻作为鱼雷在发射平台上装载阶段的起始时刻, 即对鱼雷装载阶段规定为“鱼雷经技术准备转为一级战雷开始到鱼雷发射或到达战备服役期卸载解除武装为止, 这段时间所经历的全部事件与环境时序的描述, 包括技术保障阵地存放、运输、吊装雷架储存、管内储存、发射前检查与参数设定”。例如, 某型反舰(潜)鱼雷、某型声自导+线导鱼雷、某型助飞鱼雷等都是这样定义和要求的。

3) 将鱼雷在舰(潜)艇上或飞机上装载阶段划入鱼雷任务剖面(实航攻击或飞行+实航阶段)中, 对鱼雷任务剖面的规定是“鱼雷经过个月的舰(潜)艇上装载进入作战程序, 从鱼雷发射前检查合格, 经过“发射预备”、“发射准备”等一系列动作, 自“管发射”口令后, 鱼雷供电转换开始, 到鱼雷发射出管, 正常航行工作到命中目标或者航行终结这段时间所经历的全部事件和环境的描述”。所经历的事件:“管发射后的供电转换、鱼雷出管入水、初始弹道、线导+制导搜索, 自导跟踪攻击、再搜索再攻击、命中毁伤目标或者航行终了”。

4) 对合同指标实航可靠度的定义与要求是“在舰(潜)艇上装载月, 经舰(潜)艇上通电检查合格后, 并按正常程序发射成功, 直至命中目标, 其规定值%, 最低可接受值%。”这里需注意的是: 由于艇上射前检查只能对制导及其相关系统进行正常与否的检查判断, 而对全雷其他系统不可能进行检查, 作出正常与否的判断; 其次, 最后要求的事件是命中目标。因此, 从统计意义上讲, 所提出的实航可靠度合同指标实际已成为

2.2 对上述问题分析与澄清

对上述问题, 可以从以下4个方面进行分析, 阐明其不妥的理由, 予以澄清纠正。

2.2.1 从学术理论上予以分析澄清

对于上述第3)、4) 这2个问题而言, 由于客观上存在以下4个事实, 即可说明其提法的不正确性:

1) 鱼雷在发射平台上装载是处于非工作状态, 鱼雷实航攻击是处于工作状态, 且二者所处环境条件完全不同, 其故障机理更是完全不同。

2) 鱼雷装载可靠性属于基本可靠性(与维修人力、保障资源及费用相关), 其故障雷的判别依据是包括轻度故障在内的一切故障; 而鱼雷实航可靠性(或飞行+实航可靠性)属于任务可靠性(与实航攻击任务成功与否相关), 其故障雷的判别依据只包括致命故障。这2个状态不仅故障机理不同, 故障判别依据不同, 而且其故障统计的范畴更是不同。

2.2.2 从国外先进鱼雷可靠性资料予以分析澄清

从20世纪80年代初收集整理的国外有关鱼雷可靠性的报道资料中发现, 美国与英国、意大利等西欧国家均对鱼雷岸上储存、舰(潜)艇装载和实航攻击三大典型状态, 分别单独提出表征其可靠性要求的定量指标, 具体归纳如下[5-8]。

Ⅰ. 储存可靠性

1) 美国军标规定鱼雷的零部件保证储存5年性能正常;

2) 美国MK 46鱼雷在储存状态下, 6年进行1次B级维修, 2次B级维修之间只进行1次A维维修(A级维修只是一种有限度的系统检验);

3) 美国MK48鱼雷武器系统的服役寿命为30年;

4) 英国规定鱼雷所有零部件寿命为6年, 6年之内从仓库提取鱼雷, 不更换零件, 立即可用。鱼雷寿命为20年;

5) 英国“鯆鱼”鱼雷储存寿命为20年;

6) 意大利A244/S鱼雷在－18℃～+45℃温度下, 在雷箱内存放2年, 只要12个月进行1次保养(指其B级维修), 鱼雷就符合本规格书; 每2年应进行1次全面保养(指其C级维修); 第4年进行1次全面校正, 更换损坏部件(指其D级维修);

7) 瑞典TP427型鱼雷的库存寿命计算值为20年, 但正常的维修还是需要的。海军仓库储存时, 每隔12±3个月进行1次年度检查, 每隔12±3年进行1次大修。

Ⅱ. 装载可靠性

1) 美国MK46鱼雷战雷(在武器系统中或在供应舰储存), 3年内可发射使用, 仍是3年执行A级维修, 6年执行B级维修;

2) 英国“虎鱼”(MK24)鱼雷在潜艇上可储存18个月(储存温度–10℃~+50℃), 在发射管内也可存放3个月, 能保持良好状态, 该雷的无故障发射概率可达80%;

3) 美国MK48鱼雷在必须运回维修车间进行修理之前可储存的周期: MK48-0型最初按90天的搁置寿命设计, 而MK48-1型鱼雷的设计方案具有180天的搁置寿命, 服役后延长到了400天;

4) 英国“鯆鱼”鱼雷从军械库领出后, 如处于特定环境下, 15个月内可使用概率为90%;

5) 意大利A244/S战雷在舰艇发射管内6个月的可靠度为95%, 白头公司推荐的维修周期是6个月; 此外, 有关文献又指出: 装在发射管内或装载在反潜飞机上的鱼雷, 时间不超过3个月的, 则进行A级维修(除更换“O”形圈外, 其他只作清洗、维护保养);

6) 瑞典规定战雷储存在舰艇或飞机上, 每隔3个月更换鱼雷, 并把换下来的鱼雷送往检修所;

7) 瑞典TP61大型鱼雷装管以后, 管内灌水, 1年内不作检修, 鱼雷可立即发射;

8) 澳大利亚的“依卡拉”火箭助飞鱼雷可在舰上保存2年。

Ⅲ. 实航可靠性

1) 美国MK 46鱼雷在完成1次合格的操演航行后, 应在1个星期内进行检修性维修, 而在第5次操演航行后, 执行初步试验规程及系统试验规程;

2) 英国“虎鱼”(MK24)发射后, 96%的鱼雷能正常航行;

3) 意大利A244/S鱼雷每次按有关规定发射后, 对鱼雷就要进行组装、测试和保养, 这样鱼雷可工作6个海上试验周期, 每个周期为6次海上试验; 每6次海上试验后, 应对鱼雷进行维修保养, 鱼雷的整个寿命至少是3个周期, 经过更换故障部件、临界部件或损坏部件后, 鱼雷仍可使用;

4) 瑞典TP427实习鱼雷操演10次应更换电池组, 操演25次进行1次大修。

除上述资料外, 20世纪80年代末和90年代初, 笔者又相继收集到意大利A244/S鱼雷和俄罗斯鱼雷亦是按岸仓库储存、舰(潜)艇装载和实航攻击三大典型状态, 分别独立给出其相应可靠性指标。

纵观笔者30余年积累的科研资料[5-11]及上文列出的国外鱼雷可靠性资料数据, 可以得出以下学术与工程应用观点: 美国、西欧以及俄罗斯均将鱼雷寿命剖面划分为岸基仓库储存、舰(潜)艇装载和实航攻击三大典型状态, 分别独立制定提出其可靠性合同参数与指标, 并且是针对这三大合同指标分别而独立地进行可靠性验证试验与统计评估, 才能得到供作战部队、技术保障阵地以及鱼雷认证与设计研制单位所需要的可靠性、维修性及保障性的基础数据, 如图1所示。

2.2.3 部队作战要求不应直接作为鱼雷可靠性合同指标

在一些型号鱼雷可靠性正式技术文件中制定的如2.1节所述的可靠性指标要求, 可以作为解释的理由无非是根据海军作战部队海战需求而提出的。尽管作为海军作战部队根据鱼雷海上作战需求, 对鱼雷研制和使用提出这样的可靠性使用指标是可理解的, 无可厚非, 但这样的制定思想与观点是不全面的, 有不妥之处。我海军从事鱼雷RMS的专业技术人员和业务管理部门应依据可靠性基本理论和国内元器件失效率实际水平、各列装鱼雷可靠性实际水平以及鱼雷可靠性设计、生产与质量管理现实水平, 进行综合论证分析, 同时将作战部队提出的可靠性作战使用要求转换为能分别反映鱼雷储存、装载、实航攻击三大典型状态可靠性要求, 设计时可直接预计分配, 研制生产时可直接监控, 定型(交验)试验时可直接验证考核且能直接给出该状态(储存或装载或实航攻击)下鱼雷故障率评估值, 合理可行的储存、装载及实航攻击可靠性合同参数的定义与指标要求, 才是正确的方法。

图1 鱼雷寿命剖面三大典型状态可靠性合同指标

显然, 上述型号工程的做法未能正确贯彻执行GJB531-1988~GJB531B-2012《鱼雷通用规范》3个版本的一贯规定, 将部队提出的作战要求直接作为可靠性合同参数的定义与指标要求是不妥当的。

2.2.4借鉴国外潜载导弹可靠性规定予以分析澄清

考虑到潜载导弹与鱼雷的作战使命、训练使用有较大的相似性, 通过对我国军事技术装备可靠性标准化技术委员会1989年3月列出的美国潜载导弹的寿命剖面及其阶段划分示意图[4, 12]分析, 进一步说明上述存在问题的不正确性。

1) 导弹在潜艇上装载阶段是不应该包括其岸基仓库或技术保障阵地储存时间段的;

2) 导弹的任务阶段是从导弹发射开始的, 即指导弹的发射与空中飞行段, 任务阶段不应包括其在潜艇上的装载时间段;

3) 美国潜载导弹是按岸基仓库储存、发射平台装载及任务阶段(发射飞行)分别单独提出可靠性定量指标的, 即岸基储存寿命、装载可靠寿命、发射可靠度和飞行可靠度。

通过以上4个方面的剖析, 可得出如下结论:

1) 美国、英、意西欧国家和俄罗斯均将鱼雷寿命剖面划分为岸基仓库(技术保障阵地)储存、舰(潜)艇装载及实航攻击三大典型状态阶段, 分别单独提出相应的可靠性合同指标。

为了纠正和避免以后再出现此类问题, 2012年发布实施的 GJB531B-2012《鱼雷通用规范》中专门给出“鱼雷寿命剖面三大典型状态阶段划分与特点”示意图(参见图2), 并在该军标的第3.8.1.3条款和第6.2.1~6.3.5条款中分别做出如下明确规定:

各阶段界面划分验收合格包装储存开始舰(潜)艇装载开始进入尚可逆转的动作进程为止进入不可逆转的发射动作进程开始末弹道导向目标或航行终结 阶段岸基仓库(或技术保障阵地储存)舰(潜)艇装载对目标实施发射攻击 鱼雷状态非工作状态非工作状态工作状态 状态与过程的时间特点长期储存(以年计), 其中包含短暂的运输(仅以小时计))和短暂的维修和保养(通电时间仅以小时计)较长期装载(以月或年计), 其中包含极短的射前检查(通电时间仅几分钟)。工作时间较短(仅以分钟或小时计)。 环境条件充氮密封包装箱内, 仓库或工房的储存条件; 短暂的运输振动舰(潜)艇海上锚泊及巡航恶劣气象条件(包括高温、低温、潮湿、霉菌及振动); 潜艇装载又分管内注水或不注水; 舰艇装载尚需承受直升机降的冲击与振动(时间以小时计)海上实航、空投或飞行的全天候气象条件以及强烈的冲击与振动。 维修特点可实施规定范围的预防性维修与修复性维修只能实施舰(潜)艇级的维护保养, 不能进行任何级别的维修不能进行维护保养及任何级别的维修; 操雷打捞回收后可送至保障部队技术阵地进行清洗、调试或规定级别维修, 并可进行多次发射。 可靠性、维修性与保障性的最终目标(指标)要求储存可靠度或平均故障间隔储存时间;储存战备保证期、平均预防维修间隔时间、备件数量等。装载可靠度: 装载战备保证期: 实航可靠度;助飞鱼雷还应增加飞行可靠度或任务可靠度。

1) 装载可靠度定义中的起始时间是“从装舰(潜)艇或飞机之日起”, 任务可靠度(实航可靠度或飞行可靠度)定义中的起始时间是“从进入射前准备不可逆转的动作进程开始”;

3 鱼雷可靠性合同指标协调性问题

3.1 存在的问题

鱼雷储存可靠性、舰(潜)艇装载可靠性及实航可靠性三大合同指标之间不协调, 彼此矛盾。下面予以具体介绍。

1) 轻型反潜声自导鱼雷规定的合同指标

2) 线导+声自导鱼雷和反舰反潜通用鱼雷规定的合同指标完全一样, 均为

3.2 计算结果与分析

为了便于计算与分析比较, 对装载可靠性与储存可靠性均取其最低可接受值进行计算与分析。

1) 轻型反潜声自导鱼雷计算

2) 线导+声自导鱼雷反舰反潜通用鱼雷计算。

即该两型鱼雷的装载故障率等于其在岸基仓库(技术保障阵地)储存故障率。

显然, 此规定的数据结果也是不合理的, 理由同上。同样, 可以用国军标GJBz108A-2006中“潜艇舱内”与“普通室内”条件下元器件非工作基本失效率的比值统计予以证实。总之, 对于这2个潜载大型鱼雷而言, 其装载可靠度合同指标不仅提法不妥, 而且指标定得太高、不合理, 与其储存可靠度和实航可靠度合同指标不协调匹配。

部队巡航使用的现场数据亦证实了上述计算与分析结论。

综上所述, 正是为了避免出现上述不妥现象, 早在1993年编制的GJBz2018《鱼雷可靠性维修性参数与指标确定要求》中, 就明确规定“在确定可靠性、维修性指标时, 应根据指标间的相关性和综合性进行均衡, 以确保各项指标互相协调而无矛盾; 订购方要求的使用可靠性、维修性在进入研制任务书和合同前, 亦必须进行相关性检查”。而且, 针对近十几年中出现的上述不正确的指标提法, 在2012年修订编制的GJB531B-2012《鱼雷通用规范》中, 又再次强调修改为如下内容: “论证制定鱼雷可靠度合同指标时, 必须根据其储存、装载、实航及飞行可靠度指标间的相关性(即各状态下全雷固有故障率间的量化规律)进行均衡, 确保各项指标相互匹配协调”。遗憾的是, 这些重要条款的规定要求, 至今没有引起相关部门的重视与贯彻执行。

4 结束语

文中依据装备可靠性基本理论, 对可靠性军用标准、技术资料以及国内外大量鱼雷数据进行理论分析, 并结合实例进行论证, 针对目前国内普遍存在于鱼雷RMS学术及工程应用中的几点问题, 逐一分析, 指出其存在的不妥之处, 并提出相应的正确做法。文章旨在厘清鱼雷RMS学术与工程应用观点, 为鱼雷武器装备的研制使用提供更可靠的保障。但文中所见毕竟是一家之言, 恐有欠全面不妥之处。希望能够抛砖引玉, 盼各方专家共同探讨。

[1] 中国人民解放军总装备部电子信息基础部. GJB451- 2005可靠性维修性保障性术语[S]. 中国人民解放军总装备部, 2005.

[2] 中国人民解放军总装备部. GJB531B-2012鱼雷通用规范[S]. 中国人民解放军总装备部, 2012.

[3] 杨为民, 阮镰. 可靠性维修性保障性总论[M]. 北京: 国防工业版社, 2001: 243-251

[4] 陈廷孝, 何国伟. 可靠性设计与分析[M]. 北京: 国防工业出版社, 1995: 7-8

[5] 孟庆玉. 海军研究报告: 美国MK46与国产×-×鱼雷可靠性水平及其维修制度分析论证[R]. 武汉: 海军工程学院科研部, 1988: 3-40

[6] 高卡, 孟庆玉. 海军研究报告: 鱼-×鱼雷后勤保障系统规划方案[R]. 武汉: 海军工程学院科研部, 1988: 1-46, 61-78.

[7] 孟庆玉, 周徐昌. 鱼雷可靠性工程基础[M]. 武汉: 海军工程学院, 1989: 282-283

[8] 孟庆玉, 周徐昌. 海军研究报告: 鱼雷可靠性指标论证方法与程序[R]. 武汉: 海军工程学院, 1992: 6-21, 36-80.

[9] 孟庆玉. 舰艇武器装备可靠性工程基础[M]. 北京: 兵器工业出版社, 1993: 282-297.

[10] 孟庆玉, 张静远. 海军科技报告.潜艇鱼雷武器系统作战效能评估模型与软件系统[R]. 武汉: 海军工程学院, 1998: 20-24.

[11] 孟庆玉, 张静远, 宋保维. 鱼雷作战效能分析[M]. 北京: 国防工业出版社, 2003: 22-38.

[12] 佚名. GJB450《装备研制与生产可靠性通用大纲》实施指南[M]. 北京: 全国军事技术装备可靠性标准委员会, 1989.

The Issues Needed to be Explored and Clarified in Torpedo RMS Academic and Engineering

MENG Qing-yu1, JIANG Tao1, DU Jun2

(1. College of Weaponry Engineering, Naval University of Engineering, Wuhan 430033, China; 2. Naval Armament Department, Beijing 100841, China)

Aiming at the issues in the technical documents and teaching materials of torpedoes’ reliability, maintenance and supportability (RMS) in the past dozen years, which concern the relationship among RMS parameters, the phase division of life profile, the definition of reliability contract specification, and the problems of academic and engineering application in coordination of the reliability contract specification, the authors analyze and demonstrate the military standards, technical data and a large number of data facts about torpedo reliability from home and abroad, point out the existing problems according to the basic theory of equipment reliability, and put forward corresponding measures to solve these problems through demonstration of examples. The purpose of this study is to clarify RMS academic and engineering application of a torpedo, and to provide a more effective support to the development and usage of torpedo weapon.

torpedo; reliability, maintenance and supportability(RMS); life profile

孟庆玉, 蒋涛, 杜军. 鱼雷RMS学术与型号工程中相关问题的探讨与澄清[J]. 水下无人系统学报, 2019, 27(1): 97-107.

TJ630.7

A

2096-3920(2019)01-0097-11

10.11993/j.issn.2096-3920.2019.01.017

2017-10-11;

2018-10-13.

孟庆玉(1937- ) , 男, 教授, 主要研究方向为鱼雷RMS工程、装备作战效能分析.

(责任编辑: 许 妍)