缩减航母舰载机保障规模的几点思考

薛永生，余 松

（1.海军装备部，北京，100071；2.航空工业洪都，江西 南昌，330024）

0 前言

在现代高科技战争环境下，保障已经成为战斗力的重要组成部分，是提高武器装备作战能力乃至战争胜利的重要因素。近一个世纪以来，舰载机的发展步伐从未停顿，飞机性能也随着航空技术的进步不断提高，从只能执行单一任务发展到多用途，海军航空兵的舰载机也从单一机种发展为多机种组成的舰载机联队。而航母是集各类作战于一体的海上活动 “机场”，搭载的飞机类型涵盖战斗机、直升机、预警机、教练机等多种类飞机，航母在实现远距离作战的同时，其有限的空间为舰载机的保障带来了巨大的挑战，要形成航母较强的战斗力，做好航母和舰载机的保障工作是前提条件。因此，如何紧贴任务需求和航母装备特点，研究航母和舰载机装备保障方式方法，形成高效的航母和舰载机装备保障机制，已经成为一项具有深远意义而且必须解决的重大课题[1]。在我国现有飞机研制体制下，不同型号设计时均各自考虑保障问题，普遍对航母空间问题考虑不足，导致舰上保障规模庞大。

1 国内外航母舰载机保障现状分析

1.1 国外航母保障情况

美军航母使用经验丰富，航母装备体系不断发展，以“福特”级为例，可搭载F-35C、F/A-18G、E-2D、UCAV 无人战斗机等80 余架飞机，且相比上一代“尼米兹”级航母，具备更高的舰载机出动能力（见表1）。

表1 美军航母舰载机出动能力对比

美军在舰载机研制过程中，高度重视综合保障设计：

1）重视舰载机保障特性设计工作。F-35 联合使用要求文件中规定了6 个决定项目成败的关键性能指标，有3 个与保障性有关，即出动架次率、任务可靠性和后勤保障规模。

2）建立自动化维修环境（AME）。在海军原有信息系统基础上建立一体化维修与后勤保障系统，利用机上诊断、自动识别技术、信息网络、数据库和数据通信领域的先进信息技术，实现海军飞机维修和后勤过程的重建和简化。

3）建立统一的舰载机规范编制指南。制定了联合军兵种规范指南（JSSG），为美军航空装备、分系统、设备或组件要求制定和验证提供了规范依据，为各型舰载机规范要求提供了标准化的依据（见图1）。

图1 联合军兵种规范指南（JSSG）架构

4）其他保障相关技术。采用通用化、系列化、组合化技术，减少设备、零部件备件的种类和数量，降低保障规模。推行两级维修体制，简化维修机构，提高维修效率。美国海军从2000 年开始专门针对航空地面保障设备的采办启动了“PMA260”项目，对海军航空兵已有2482 种保障设备重新进行使用需求和效能分析，对正在执行的124 项合同及49 项打包后的采办项目进行重新评估，重点解决保障设备通用化、小型化、综合化、系列化等问题。“PMA260”项目团队中成立飞机平台、发动机、腐蚀防护、武器、电子、电气等专业团队，推进各型飞机开展RCM 分析工作，从2004年完成36 项RCM 的分析，至2007 年落实到位，为海军航空兵每年节省1600 万美元。“PMA260”项目团队在推进现有设备升级的同时，通过推进综合化设计减少了现有保障设备数量，缩减了保障规模。

1.2 国内航母舰载机保障情况

我国航母发展尚处于起步阶段，搭载的型号较为单一，在航母上有相对较为“宽松”的作业及贮存空间，保障问题尚未凸显。随着我国海军实力的日益壮大，势必将航母发展成多作战模式的“活动”机场，具备远程打击、侦查、远程保障、训练等联合作战能力，航母在未来搭载的机型越来越多，必须提前考虑航母有限的空间下大规模、多机种联合保障问题，缩减舰载飞机保障规模势在必行。

2 缩减航母保障规模的建议

2.1 准确规划航母舰载机维修工作

飞机保障的主要源头来自维修，要缩减保障规模，最佳方案是减少飞机维修保障工作，可从以下方面着手：

一是飞机设计中考虑配置健康状态管理系统（PHM），提升飞机的自主保障能力。采用PHM 设计会提升系统BIT 能力，根据实时故障诊断和预测结果进行维修预测，预先安排维修计划，就能缩短维修和供应保障过程，减少对各种地面测试设备和维修人员的要求，实现诊断、维修、后勤保障的综合化，改进系统的保障性。以F-35 战斗机为例，飞机包含2000 多个外场可更换部件，其中每个部件都可能发生功能故障，为解决现有飞机维修保障负担过重、保障规模过大、全寿命周期保障费用过高等问题，美军提出了一种创新保障方案即自主式保障方案。自助式保障系统是一种分布式的信息系统，利用预测算法测算剩余的可用寿命，在元件故障发生之前进行消除和更换。采用自助式保障系统，除传统维修作业外（如故障诊断、修复定期预防工作等），它还借助装备测试性设计和先进传感器、计算机硬件、人工智能等各种信息技术构建的嵌入式PHM 系统，并广泛采用便携式维修辅助设备和交互式电子技术手册，有重点地实施装备性能检测和评估，根据关键部件性能退化状况预测其剩余使用和储存寿命，做出使用和维续决策。PHM 能够显著提高对复杂系统工作状态的了解，获得精确的故障检测和隔离结果，并预测管理飞机系统的完好状态。通过对所有系统故障信息的相互关联，确认并隔离故障，最终形成维修信息及供飞行员使用的信息，传给地面的信息系统状态记录、调整使用计划、生成维修工作项目，以及分析整个机群的状况。据估计，采用这种新型保障系统可使F-35 战斗机的维修人力减少20%-40%，后勤规模减少50%，出动架次率提高25%[2]。

二是准确开展以可靠性为中心的维修分析，减少舰载飞机过度预防性维修。保障资源是由维修工作伴生的产物，缩减保障规模首先需在确保飞机安全的前提下尽可能减少维修工作项目，在设计中准确开展以可靠性为中心的维修分析是减少飞机预防性维修工作项目的有效手段。虽然我国航空工业推广通过开展保障性分析确定飞机的预防性维修工作项目，但目前制定的相关技术资料大部分仍然是根据工程经验得出的，致使“过度维修”现象极为普遍，维修队伍过于庞大致使使用与保障费用消耗过多，维修工时方面较国外同类飞机高出一到两个量级。尽管如此，因装备关键部位的“欠维修”或维修差错而导致的问题还屡有发生。造成上述问题的根本原因，就是在设计过程中对装备维修保障分析不足，在飞机交付部队后，对飞机维修情况追踪不够，不能及时将飞机使用过程中的问题反馈至工厂，对相关技术资料进行修订。美国自20 世纪70 年代开始推行在民用飞机设计中推行以可靠性为中心的维修，大幅缩减了飞机维修工作量，1974 年，美国国防部计划在全军推广以可靠性为中心的维修，1986 年，美国海军制定了MIL-STD-2173《海军飞机、武器系统及保障设备的以可靠性为中心的维修》，要求其飞机开展以可靠性为中心的维修理论确定预防性维修工作项目[3]。

三是逐步提高飞机可靠性水平，降低修复性维修发生频率。我国可靠性工程技术发展较晚，相较于其他飞机设计技术，其发展速度也相对滞后。飞机可靠性是与飞机使用成本息息相关的重要因素，我国军用飞机历来由工业部门根据研制经费进行研制，飞机可靠性水平是在漫长的服役过程中逐步体现出来的，不易在飞机设计定型时进行考核，且部队在役考核程度相对较低，由此导致飞机设计更多地关注飞机性能，对其可靠性能力关注度不够。飞机可靠性水平不高直接导致故障频发、修复性维修不断。飞机修复性维修所需保障资源占飞机保障规模的比重较大，包括故障定位及修复所需保障设备、故障修复所需更换的备件、具备相对较高技术能力的维修人员等。该部分资源在航母上占用了大量的贮存空间，且由于故障发生的不可预测性，往往存在利用率不高的问题。因此，提高飞机可靠性水平是缩减航母保障规模的重要手段之一。

2.2 精准预测舰载飞机保障资源

因我国航母发展较晚，前期飞机研制以陆基使用飞机为主，陆地部队拥有足够的空间，且部队为飞机保障方便，提出的保障资源需求较多。现在航母以有限的空间搭载多种飞机远程作战，出海执行任务对飞机使用频率相对陆基有更高的要求，飞机使用频率增加的同时对保障资源的需求也同步增加，但其有限的贮存空间不允许有太多冗余保障资源。如何充分利用航母贮存空间以有限的保障资源保障飞机的高出勤率是亟需解决的问题，这需要缩减飞机保障规模。飞机设计完成后，其可靠性、保障性水平相对较为固定，对保障资源的预测、规划是缩减保障规模的关键。在进行航母舰载机保障资源规划时，不能按陆基使用的保障规模进行规划，应以航母出航任务为驱动，确定飞机的使用频率，对飞机可能的预防性维修、修复性维修等维修保障工作进行预估，根据维修工作逐项对所需保障设备、工具、备件、耗材等进行确定，以精准预测保障资源，减少非必要保障资源上舰。

2.3 专项开展保障资源通用化工作

航母舰载机保障的典型特点：一是需提供保障的机型多，有各类战斗机、预警机、无人机、直升机等，以美国“福特”级为例，可搭载F-35C、F/A-18G、E-2D、UCAV 无人战斗机等80 余架飞机；二是保障资源贮存空间、维修作业空间有限。由于各型舰载机技术特征差异较大，维修需求的不一致，导致航母需要提供大量的保障设备、设施、备件、消耗品等资源以保证舰载机得到及时维修，这些需求必然与航母有限空间矛盾。因此，不同机型共用保障资源要求各型舰载机的保障特性应相互权衡匹配，同时各型舰载机应在保障特性匹配的基础上，开展更优的保障特性设计，降低保障需求和保障成本。但我国舰载机研制尚未形成统一的保障系统设计规范，各研制主体分立，飞机研制进度不统一。为缩减保障规模，必须开展专项保障资源通用化工作。保障资源通用化工作应基于各型飞机保障方案的保障资源要求，通过“三化”设计实现多机型通用化要求，提高资源的满足率和利用率，以达到减小舰基保障规模，同时通过对舰载机保障特性设计提出反馈要求，进一步促进通用化水平提升。

2.4 高效收集保障数据以反馈设计

以上提到的准确规划航母舰载机维修工作、精准预测舰载飞机保障资源和开展保障资源通用化工作等缩减保障规模的手段都离不开数据支撑。以备件为例，我国军用飞机备件采购一般是按工业部门提供的备件清单采购，而工业部门制定的备件清单是根据早期设计数据制定的，因军地信息壁垒，不能根据部队使用情况及产品可靠性增长实时更新，导致舰上备件利用率低。而受贮存空间限制，部分需要的备件又短缺，部队短缺的部件订货周期长，从而产生备件“备而不用、需时短缺”弊端，影响飞机使用。我国军用飞机对飞机保障数据收集的力度较弱，且缺乏有效反馈至飞机研制单位的手段。通过收集保障数据反馈至飞机研制单位，一方面，研制单位可通过飞机使用、保障情况对维修工作进一步精简，以减少保障资源需求，同时可利用产品故障数据针对性地进行产品可靠性增长，减少修复性维修频率。利用收集的数据，研制单位还可以采用仿真建模、推演等各种手段，预测备件的实际需求，在保证飞机战备完好性的前提下，较大程度缩减备件贮存规模。其他保障资源的降低同样需要实际使用数据的支撑。

3 结语

如何缩减航母舰载飞机保障规模是提升航母作战能力必须解决的问题，也是一项涉及飞机设计、维修工程规划、保障资源设计、维修工程管理等多方面要素的综合课题。缩减保障规模、提升航母战斗力是一项长效工程，必须结合飞机实际使用情况，借鉴国外使用经验，通过高效的管理手段逐步进行。最终，应在具备相对成熟技术积累的条件下，建立统一的航母舰载机设计规范，自飞机设计源头开始，以统一的标准降低飞机保障规模。