飞行甲板航空保障系统配置对出动架次率的影响研究

发布时间：2020-05-25 19:34

【摘要】：航空保障系统作为航母区别于其它大型主战水面舰船的重要标志,是保障舰载机在航母上安全起降和有序作业的核心,在很大程度上决定了航母的作战能力。美国等海军强国建造并使用航母已近百年,在航空保障系统的设计、研制、试验和使用上积累了大量的宝贵经验和数据。相比之下,我国在航母设计与使用方面的经验较为欠缺,积累的相关数据也较少,在进行航空保障系统设计时缺乏有效的参考。因此,在设计阶段和使用过程中对飞行甲板航空保障系统配置方法进行研究显得尤为重要。飞行甲板航空保障系统配置方法研究对于提高母舰保障资源利用率、提高综合保障效率、提升舰载机出动回收能力具有重要意义。本文重点研究航母飞行甲板航空保障系统配置问题,分别采用分析论证、实例验证等手段,对影响舰载机出动架次率的一些关键因素进行了深入探讨,主要研究内容归结如下:首先,以美国最具代表性的两型核动力航母为研究对象,按照系统构成到系统功能的路线,详细介绍了两型航母航空保障系统配置,在此基础上系统总结了“福特”级航母飞行甲板航空保障系统配置较“尼米兹”级的改进之处,并论述了航空保障作业的特点。其次,将舰载机出动回收作业抽象为一个具有多种作业模式,集成多个功能,关联多个作业活动、多个系统、多个部门、多种资源,受严密逻辑关系和作业规则控制而又易受不确定性因素影响的复杂系统,采用系统分析方法对其作业流程中的各个作业活动进行分析,在此基础上论述了舰载机出动回收作业的特点,梳理了其中的逻辑关系,为仿真模型的搭建奠定基础。然后,利用AnyLogic软件,运用离散事件(Discrete Event)和基于智能体(Agent-Based)的混合建模方法,充分考虑了舰载机出动回收作业闭环、多优先级、波次出动的特点,建立了舰载机出动回收仿真模型,实现了对“尼米兹”级航母出动架次率的预报。最后,给出了舰载机出动回收排队网络保障资源配置合理性衡准,然后利用AnyLogic软件建立仿真实验(Simulation Experiment),并结合实例验证了所建仿真模型的有效性和预报结果的精确性,从而找出了舰载机出动回收排队网络的瓶颈,并在此基础上建立参数变化实验(Parameter Variation Experiment),重点研究了不同飞行甲板航空保障系统配置方案对出动架次率的影响,最终给出了合理的舰面保障系统配置方案。本研究可为航母设计人员有针对性地进行航空保障系统配置优化设计提供技术支持。
【图文】：

软件界面

第 1 章绪论及出动回收作业模型，，其中，所有保障作业所需时间都近似处理为服从负指数分布的随机数，然后通过平均值分析法（MVA, Mean Value Analysis）[10]求解，最终得到了特定作业周期和作业时间下的舰载机出动架次率解析解，给出了各航空作业服务站的利用率等参数，并且大大缩短了计算时间。美国麻省理工学院的 Mary L. Cummings 等人[11]开发了 DCAP 仿真系统，该系统考虑了舰载机、人员、飞行甲板作业区域、甲板车辆的利用率以及人员的疲劳度等影响因素，允许作战指挥官采用全自动模式、半自动模式、人工模式制定作战计划，并给出安全性和风险性评估结果。此外，该系统还能够显示航母甲板、舰载机、作业人员和甲板车辆的实时状态，该系统的主界面如图 1.1 所示[12][13][14][15]。

布置图,航空,航母,飞行甲板

空保障系统配置较“尼米兹”级的改进之处，并论述航空保障作业的特点空保障系统构成照我国国军标《舰艇及其装备术语舰船航空保障设施》（GJB 175.17-95）障设施的定义，舰载机（包括固定翼舰载机和直升机）用甲板和舱室、起飞备、助降设备、升降和转运设备、停放和系留设备、供给和保障设施以及等皆属于舰船航空保障设施的范畴。国海军定义的航母航空保障设备的范畴为：舰载机起飞与回收设备、舰面空电子测试设备、航空生命保障设备、气象设备、训练模拟装置、舰岛飞维修及任务支援设备等。文在国军标舰船航空保障设施定义基础上，参考美军航母“航空保障设备起飞、着舰引导、阻拦回收、航空弹药贮运以及舰面保障等方面，对“尼福特”级航母飞行甲板航空保障系统典型配置作具体介绍。图 2.1 和图米兹”级和“福特”级航母飞行甲板航空保障系统设备的布置图。
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：E925.671

【参考文献】