战斗机系统作战效能分析

Vo1．33．No．1 January，2008 火 力 与指 挥 控 制 Fire Control and Command ControJ 第 33卷 第 1期 2008年 1月 文章编号 ：1002—0640(2008)O1—0126—04 战斗机系统作战效能 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 裴 云，王 斌 (中国人民解放军 95972部队，甘肃 酒泉 735018) 摘 要：为分析和评估多功能战斗机系统作战效能，依据美国工业界武器系统效能咨询委员会给出的模型思路和 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ， 对战机系统作战效能进行了分析和评估建模。建立了系统可用度，可信度模型框图，给出了系统可用度，可信性，系统能力和 作战效能计算公式，详细估算和讨论了系统可靠性、维修性、保障性和系统性能参数对战机系统可用度、任务可信性和效能的 影 响。 关键词；战斗机，可用度，可信性，系统能力，作战效能 中图分类号 ：V271．4 文献标识码：A Analysis of the Fighter Airplane System ’S Combat Efficiency PEI Yun，W ANG Bin (Unit 95972 of P L A，Jiuquan，735018，China) Abstract：In order to analyses and asses the combat efficiency of all—purpose fighter airplane，according to the given model thinking and method of the weapon system effectiveness industry advisory committee ， the combat efficiency of fighter airplane system is analyzed and the assessed model is built．This article builds the model of the availability block diagram ，and dependability block diagram of fighter airplane system． And shows the availality block diagram ，and clependabilyty block diagram of fighter airplane system． And shows the availably and dependability of fighter airplane system’s ability。and the count formula of combat，efficiency is given too．It also discussed detailediy the effete that．the weapon syste／n’S availibity，maintainability supportability affect the fighter airplane system’S dependability availibity and combat efficiency． Key words：fighter airplane，availability，depenolabity system’S ability，combat efficiency 士 口 多功能战斗机系统 由先进的载机平 台、综合航 电系统、空战武器系统、空面攻击武器系统和综合保 障设备组成。主要作战使命是执行多任务剖面的空 对空作战或中远程空面攻击作战，使用中远程空空 导弹和空面精确制导武器攻击目标。其突出的特点 是武器种类多、航程远、载弹量和威力大，攻防兼备， 具有较高的作战适用性和效能。为定量分析和评估 武器系统在给定条件下，完成规定任务的程度，本文 收稿日期：2006—06—15 修回臼期：2006—08—18 作者简介：裴 云(1963一 )，男，青海乐都人 ，高级工程 师，主要 研 究方 向：航 空武 器 系统试 验鉴 定 工 作 。 依据美国工业界武器系统效能咨询委员会给出的模 型思路和方法 ]，对战斗机系统的作战效能进行了 分析和评估建模 。 战斗机系统作战效能 1．1 系统可用度 任务准备阶段系统可用度框图如下页图 1所 示 Ⅲ。 单元 1—14的可用度a 为： n 一 I BFI 可 (1) 式 中，7 、 ．，l、MDTI为单元 1—14的平均 故障间隔时间、平均维修时间_2]、保障延误时间。 维普资讯 http://www.cqvip.com 裴 云，等：战斗机系统作战效能分析 (总第 33—0127) ·127· l r{重 妻蠢 蔓 褰雾 蔷剖磷 广 ∑ ∑ ] (卜L —r ,i ／ 式中， 。为任～空战武器通道的可用度，取决 于武器通道的平均故障问隔时间 肋，平均维修时 问 。和保障延误时问MD7 。。 。 一 I B FD (4) 个空面武器通道 中至少 S( 一1，⋯ ， ：)个通 道可用的概率为 ： 2 一 ∑ 。][ 1一 m2--t] (5) 式中， 为任～空面武器通道的可用度，取决 于通道的平均故障问隔时问 ， ，平均维修时间 ， 和保障延误时间MD7 。 — — !竺 —— “m T BFm+ MCrm M D7 m 则战机系统 的可用度 为 ： ． f · 。· 执行空面攻击任务 l · 执行空战任务 2 系统可信度 战机系统任务时问 包括：地面任务准备时问 ，导航和准备攻击阶段时问 。及攻击阶段时问 丁 3。 系统综合任务可靠度框图如图 2所示，设各单 元的任务可靠度为R ( )( 一1，⋯，20)。 单元 2．4组成的目标探测子系统任务可靠度 有源 l 13 14 一3 5 6 千~扰v-广 褥 = 11 箔条l 弹r一 == ；12 红外l 干扰f 机红I 外弹I 图2 系统综合任务可靠框图 为 ： R5—1一[1一R：( )][1一R ( )] (8) 单元 8．9组成的告警子系统任务可靠度为： R 一1一[1一R ( ’)][1一R。( )] (9) 单元 10．11．12组成 的干扰子系统任务可靠度 为 ： R，一1一[1一R 。( )][1一R ( )][1～R ：(7 )] (10) 空战武器系统任务可靠度 R 为 r个通道中至 少 ( 一1，⋯，r)个可靠工作的概率，即 R 一∑ ][R ．(1一R。)一] 1 、2 RD—R15( )·R16( )·R (7’) (11) 空面武器系统任务可靠度R 为 个通道中至 少 。 一一1，⋯，s)个可靠工作 的概率 ，即 RM一∑ [R ．(卜R )⋯] 2 、Z ／ R 一R1R( )·R1。( )·R。。( ) (12) 则战机系统任务可信度 D 为： D1l— R1(7 )·R ( )·R3( ’)·R 5( )·R6( )· R ( )·R ( )·R，( )·R 3( )·R14( )· R ( )·RM(7 ) (13) 执行空空作战任务时可取 RM( )一1。 系统作战能力 C 用战机系统对空 中和地／海 面 目标 的毁伤概率 作为系统能力量度 。 ]。 3．1 空对空作战能力 C C1 1一Ez—P ( )][1一 P ( )]E1一 (m)] 攻击单目标 P ( ) 中远距攻击疏散型多 目标 P ( ) 中远距攻击密集型群 目标 (14) 0_) ＼ ＼ O 7 维普资讯 http://www.cqvip.com ·128·(总第 33--0128) 火力 与 指 挥 控 制 2008年 第 1期 式中，户 ( )为战机系统齐射或连射 枚中远 距空空导弹攻击单 目标的毁伤概率；户，( )为战机 系统齐射或连射 枚近距导弹攻击单目标的命中 毁伤概率；P ( )为战机航炮武器系统对单个 目标 的命中毁伤概率；户 ( )为战机系统在多目标攻击 状态下，选择 枚 中远程空空导弹边瞄准、边发射、 边制导攻击 个目标的作战能力；户 ( )为战机系 统齐射或连射 枚中远距空空导弹攻击密集型群 目标的作战能力。 3．2 空对面作战能力 战机系统执行空面攻击任务时主要使用常规炸 弹、航炮、火箭及空面制导武器(空地导弹、反辐射导 弹、激光或电视制导炸弹等)，其对固定或运动目标 的毁伤概率为： T r C 一户 ( )一户 ·户z·户。·户 ·[1一 l上(1-pop] (15) 式中， 为一次齐射或连射的武器数；P。 为第 枚武器的杀伤概率；P 为远距导航概率；P。为发现 识别 目标的概率；P。为截获跟踪 目标的概率；P 为 战机系统瞄准成功概率。 4 战斗机系统作战效能及生存概率 战斗机系统在任务过程中视为不可修复系统， 则战斗机系统效能为L1]：’ E=A1·D11·C1·P1o (16) 式中，P 。为战斗机系统任务过程中遭敌多次拦 截的生存概率。 5 战机系统效能E的估算 5．1 估算条件 设有甲、乙两种战斗机，携带 4枚中程空空导弹 和 4枚中程空地导弹执行作战任务，任务时间 为 2h，其载机平台，航电火控分系统，空空及空地导弹 分系统的可靠性、维修性及有关性能参数(假设)见 下 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 。依据本文及参考文献[3，4]的方法和公式，对 甲、乙两种战斗机的 、D c 和效能 E进行估 算，估算只考虑战斗机系统的固有可用度和固有效 能，不考虑行政和保障延误时间的影响，也不考虑战 场对抗环境对战斗机可信度和生存概率的影响。 (1)载 机 平 台 的平 均故 障 间 隔 飞行 小 时 MFHBF，外场级平均修复时间 ，任务成功概率 MCSP及折算的平均故障间隔时间MTBF见表 1。 (2)航电火控分系统主要单元平均故障间隔时 间MTBF及外场级平均修复时间 盯 见表 2。 表 1 载机平台的可靠性参数 战斗机甲(h) 战斗机乙(h) 序号 名称 一 一 M TBF M eT． M TBF M cri 1 雷达 180 0．5 2 通讯、导航、识别 100 1．0 3 光 电雷 达 250 0．5 4 火控计算机 900 0．7 5 显控 150 0．8 6 外挂管理 450 0．8 7 惯导 900 0．7 8 大气机 1 000 0．5 9 自卫 电子对抗系统 150 0．5 1O 战术数据链 500 0．5 (3)空空 及空地导弹通道 MTBF、 、MCSP 见表 3。 表 3 导弹通道可靠性参数 (4)战机系统能力有关参数(战机甲、乙均相同) a．空对空单 目标攻击 单枚导弹对目标的命中毁伤概率 P。一0．8，载 8 O 4 6 4 5 O O O 1 1 1 1 1 1 l l 1 印 m ∞ 姗 蜘 ∞ 维普资讯 http://www.cqvip.com 裴 云，等：战斗机系统作战效能分析 (总第 33--0129) ·129· 机远距导航概率 P 一0．99，机载探测设备发现、识 别和截获跟踪目标的概率 P。·Ps·P 一0．90，火控 系统瞄准成功概率 P 一0．85，任务中至少 3个空空 导弹通道可靠工作，RM一1，生存概率 P o一1。 b．空对空攻击疏散型三 目标 对 3个目标的发现、识别和截获跟踪概率分别 为 Pz，P3，P4—0．95，0．9，0．85，P1—0．99，P 5— 0．85，单枚导弹对单个目标的命 中毁伤概率 P。一 0．8，RM一1，P 。一1，任务 中 3个导弹通道可靠工 作 。 C．空对空攻击密集编队三目标 机载探测设备对群目标的 Pz·P。·P 一0．90， P 一0．99，P 一0．85，独立发射的单枚空空导弹对 3 个 目标中任一个 目标的命中毁伤概率 P。一0．333， R 一1，P 。一1，任务中3个导弹通道可靠工作。 d．空对地攻击单 目标 单枚导弹对 目标命中毁伤概率 P。一0．8，P。· P ·P4—0．9，P】一0．99，P5—0．90，P10—1，考虑空 空导弹分系统的任务可靠性 如 ，任务中至少 3个空 地导弹通道可靠工作。 5．2 估算结果 (1)战机及各分系统的的可靠性、维修性参数和 任务成功概率见表 4。 表 4 战机及分系统可靠性参数估算结果 5．5 13．6 3．92 180 173 2．26 1．36 2．0 1 1 0．89 0．89 0．8 0．84 0．84 注：①运行比取 1．4；②战机系统包括载机平台和航电火控分系统；③设战机系统所有产品的故障分布服从指数分布。 (2)可用度 、可信度j[) 、系统能力c 及系统固 乙。 有效能E见表5(表 5略)。 (3)完成任务所需战机数量 已知单架战机系统执行空空或空地攻击任务的 效能为 E，要求执行某项任务的作战效能为 E ，则 所需出动的战机数量 m 由下式计算[5]。 mp) ) 例如，战机系统执行攻击某地面 目标的任务 ，要 求对其毁伤概率达到 0．9，即 E 一0．9，且 E一0．49 或 0．304 则 一 兰 所以，完成攻击任务 ，需出动甲机 4架或乙机 7 架。由此可见，甲、乙机虽然系统能力相同，但由于甲 机可靠性高、维护性好，因而其效能相对较高，完成 任务所需战机的数量少于乙机 。 6 结 论 (1)虽然航电火控和导弹武器分系统可靠性较 高，但由于飞机系统可靠性、维护性参数值相对较 低，导致战机系统的固有可用度和效能降低。 (2)战机甲的可靠性与维护性优于战机乙，因而 在系统能力相同的条件下，战机甲的效能高于战机 (3)机载导弹武器分系统通道多，载弹量大，既 可提高系统的任务可靠度，也可提高系统打击威力 和作战能力，使战机系统的作战效能得到提升。 (4)本算例中，战机系统发射 3枚导弹攻击单 目 标的效益最高，而空对空三目标攻击中，发射 3枚导 弹命中毁伤 2个目标的效能最高。 (5)战机系统实际的作战效能将低于系统固有 效能(理想条件)，战场对抗环境将降低系统任务可 信度和系统能力 c ，并对战机生存概率产生较大影 响。如果战机系统作战适用性不好，自卫对抗能力不 强 ，这些因素就会成为影 响和制约战机作 战效能的 “短板”和“瓶颈”，使战机系统的作战效能大打折扣。 参考文献 ： [1] 李廷杰．导弹武器系统的效能及其分析[M]．北京 ： 国防工业出版社，2000． E23 甘茂治．维修性 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 与验证[M]．北京：国防工业出 版社 ，1995，8：47—54． [3] 裴 云，任晓东．空空中远程导弹武器系统作战效能 计算[J]．电光与控制，2004，11(2)：21—25． E43 裴 云．中程空地导弹武器系统作战效能评估[J]． 系统工程 与电子技术 ，2004，26(10)：1435—1438． E53 张恒喜．现代飞机效费分析[M]．北京：航空工业出 版社 ，2001． 7 8 。{ ％ 虬 0 卯 7 7 7 7 _二 L ∞ 4 2 2 趴 “ ” 文 道 道 台 控 统 通 通 平 火 系 弹 弹 机 电 机 导 导 载 航 战 空 地 空 空 维普资讯 http://www.cqvip.com