作战飞机总体设计方案评审指标体系研究

! 引
言
、 任务能力 （ *.’’.4, 3060P.2.(&） 、 可用性 （ 0M0.20P.2.(&） 或战备 (&） 完好性 （ 46)/0(.4,02 /)01.,)’’） 、 战时生存性 （ S0/(.*) ’N/M.M0P.2.F 及平时安全性 （ 6)03)(.*) ’0J)(&） 等 @ 种属性作为备选方案 (&） 。文献 ［ !］ 对 总的评价准则 （ 4M)/022 )M02N0(.4, 3/.()/.4, ， G+U） 作战飞机给出了 B 种属性的 G+U， 分别为寿命周期费用、 作 战能力、 可靠性、 维修性、 保障性、 安全性、 生存性和适应性。 文献 ［;］ 在研究导弹武器系统评审指标体系时， 则采用先进 性、 经济性和可行性作为评价准则。 制订作战飞机总体研制方案评审指标体系时， 必须吸收 作战飞机不断发展的新思想、 新技术， 研究各指标间的相关 性， 努力做到既全面而又不重复， 同时要保证评价指标在方案 评审阶段是可以达到的。只有以此为基础制定的评审方案及 开展的顶层设计优化等研究才有可能符合实际， 做到既科学、 合理、 可信， 又可在实践中操作。我国目前在作战飞机总体设 计方案评审方面存在的主要问题有： （=） 指标体系不完善， 有
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! 作战飞机总体设计方案评审一级指标
本文选取任务能力、 可用性或战备完好性、 战时生存性、 安全性、 经济可承受性、 研制风险等 " 个属性作为作战飞机 总体设计评审的一级指标。 !"# 任务能力 它是飞机执行作战任务时达到预期目标的程度。显然 对于作战飞机而言， 其重要性是不言而喻的。执行作战任务 应覆盖作战飞机在实际作战中可能承担的任务种类和主要 作战任务， 并要注意结合各种作战环境， 只有这样， 得到的任 务能力才比较全面、 符合实战需求， 否则， 所谓高效能的武器 装备将会在实战中 “面目皆非” 。值得明确指出的是， 采用先 进技术本身不是目的， 只是提高任务能力的手段， 任务能力 强并非一定对应着技术先进， 例如对并不很先进的技术进行 综合设计优化同样可实现整体任务能力的提高。 研制任务能力强的作战飞机是设计者和用户 （军方） 共 同追求的目标， 它既是设计方案提出的出发点， 也是方案实 现的归宿。 随着空中力量在现代战争中的作用和地位日趋重要， 空 军的军事思想、 战略运用及发展建设都呈现出新的变化， 作 战飞机的作战范围已大大扩展， 为了适应高技术条件下战争 的需要， 采用了各种新技术来提高任务能力， 这些变化都对 作战飞机任务能力提高起到了 “牵引” 作用。 第三代战斗机的成功范例和第四代战斗机在研制中所 采用的诸多高新技术成果都足以证明提高任务能力的重要 性。 !"!
作战飞机总体设计方案评审指标体系研究
刘晓东， 宋笔锋
（西北工业大学飞机设计研究所，陕西 西安 >="">!）
摘 要：作战飞机总体设计方案评审是飞机研制过程的关键环节。而方案评审指标体系的制订是保证评审结
论科学合理的重要基础。针对现代作战飞机的发展， 其总体设计方案评审中需要考虑的因素也相应变化。根据作 战飞机发展的新技术、 新思想及其总体设计方案评审的特点， 提出采用任务能力、 可用性或战备完好性、 战时生存 性、 安全性、 经济可承受性及研制风险等作为评审指标， 并给出了以上指标的分解及计算方法。研究结果可为作战 飞机总体设计方案评审。总体参数权衡决策提供支持。 关键词：作战飞机； 总体设计； 指标体系 中图分类号：8!!= 7 B 文献标识码：5
87#*%$&*：KL) 34*6/)L),’.M) )M02N0(.4, J4/ 34,3)6(N02 O 6/)2.*.,0/& 1)’.-, 4J 34*P0( 0./3/0J( .’ 0, .*64/(0,( 6L0’) ., (L) 1)M)2F 46*),( 4J 0./3/0J(，0,1 (L) )’(0P2.’L*),( 4J (L) .,1)Q ’&’()* .’ 0, .*64/(0,( P0’.’ J4/ (L) )M02N0(.4,7 R03(4/’ (L0( *N’( P) 34,’.1)/)1 ., (L) 34*6/)L),’.M) )M02N0(.4, S.22 .,)M.(0P2& 3L0,-) S.(L (L) 1)M)246*),( 4J 34*P0( 0./3/0J(7 KL) *.’’.4, 3060P.2.(&，0M0.20P.2.(& 4/ 46)/0(.4,02 /)01.,)’’，S0/(.*) ’N/M.M0P.2.(&，’0J)(&，0JJ4/10P.2.(&，0,1 /.’T 0/) 6N( J4/S0/1 0’ (L) 3/.()/.0 4J 34,3)6(N02 O 6/)2.*.,0/& 1)’.-, 34*6/)L),’.M) )M02N0(.4, 4J 34*P0( 0./3/0J(7 KL), (L) ’42N(.4, 1)J.,.,- 022 )M02N0(.4, .,1)Q)’ .’ 6/)’),()17 KL) /)’N2(’ *0& /),1)/ ’4*) ’N664/( J4/ (L) 34*6/)L),’.M) )M02N0(.4, 0,1 60/0*)()/ (/01)F4JJ 0,02&’.’ 4J (L) 34*P0( 0./3/0J(7 9". :(%,#：34*P0( 0./3/0J(；34,3)6(N02 O 6/)2.*.,0/& 1)’.-,；.,1)Q ’&’()*’
飞机设计可分为 ; 个主要阶段： 方案设计、 初步设计和 详细设计。根据我国的实践， 一般将前两个阶段称为总体设 计。总体设计完成后， 飞机研制采用的主要技术、 气动布局、 结构、 系统和设备配置就基本确定了
［=， !］
。
随着航空技术和相关技术的快速发展， 使空中力量在现 代战争中的作用和地位日趋重要。与此同时， 现代作战飞机 研制投入的人力、 物力和财力都急剧增长， 研制风险也随之 加大。因此， 在作战飞机研制总体方案评审时， 必须根据作 战需求， 制订方案评审方法和标准， 综合考虑多种因素并进 行系统分析和综合权衡， 作为方案决策的主要依据， 以便从 各备选方案中选取科学、 合理的研制方案。 作为作战飞机研制过程的关键环节， 总体方案的评审一 直受到广泛重视。文献 ［=］ 中选取经济可承受性 （ 0JJ4/10P.2.F
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些指标尚未纳入指标体系； （!） 指标体系内部结构不合理， 有 重复现象。针对这种情况， 本文根据作战飞机研制、 使用特 点， 在已有研究成果的基础上提出了作战飞机总体设计方案 评审指标体系， 并给出了确定各指标的主要方法、 途径。 链等的使用及各种威胁 （火力、 电磁、 天候） 都使作战飞机完 成战斗任务所面临的困难日益严峻， 因而战时生存性越来越 受到重视。 生存性指飞机系统避开并且经受人为敌对环境的能力， 常用的概率度量为生存力 !" 。 日益重视的隐身技术是提高 飞机战时生存能力的主要措施之一， 此外它还有利于达成先 敌发现、 先敌攻击， 实施有效突防和攻击的突然性。 !"% 安全性 安全性是指飞机在飞行期间连续地保持保证飞行任务 而无飞行事故的那些系统和设备能处于工作状态的一种特 性。通常认为生存性是战时飞机损伤的主要影响因素。在 平时飞行训练中， 安全性则是飞机 “非战斗减员” 的主要因 素。由于安全性直接威胁到飞行员的生命安全， 同时， 由于 现代作战飞机日益昂贵， 因此造成的损失也可想而知， 所以 在总体设计方案评审指标中安全性也是应当考虑的一个重 要因素。 !"& 经济可承受性 当前， 这个问题日显重要。一是因为随着技术水平及复 杂程度的提高， 现代作战飞机研制、 生产、 使用维修及保障的 费用急剧增加， 二是因为在现代高技术战争中飞机使用中具 有 “高强度、 高损耗” 的特点， 为了保证战争能顺利进行和有 一定的持续能力， 经济性就成为一个关键性因素。对经济性 不仅要考虑装备购置费， 而且还要考虑使用费用、 维护费用 等， 即所谓寿命周期费用 （ #$%& ’(’#& ’)*+，,--） ， 否则就可能造 成 “买得起， 用不起” ， 甚至 “买不起， 也用不起” 的情况。有人 甚至提出， 目前军用飞机的发展 “已由性能驱动向成本驱动 转变” 。这种提法未必全面， 但也从一个侧面说明了经济性 越来越受重视。还有人认为， 军用飞机的发展和研制， 首先 就要考虑是否 “买得起” 和 “用得起” 。 ./0 研制计划将经济可 承受性作为首要条件， 就是这方面的典型代表。 可用性或战备完好性 可用性是指在任一随机时刻需要和开始执行任务时， 飞 机处于可工作或可使用状态的程度。可用度是可用性的概 率度量。 从总体上看， 提高作战飞机任务能力是增强作战效能的 基础。作为 “拳头力量” 和 “换代装备” ， 就更要力争在任务能 力上有所突破和有台阶性的提高。但是作战飞机作为一种 可循环使用的武器装备， 如果可用性不好， 再高的能力也发 挥不出来， 同样也会贻误战机， 甚至给整个作战进程带来不 利的影响。现代高技术战争的战场环境恶劣， 情况瞬息万 变， 部队的作战强度很高、 损耗大， 后勤保障困难， 对作战飞 机可用性提出了更高的要求， 因而必须予以足够重视。 !"$ 战时生存性 随着现代战争中作战飞机的作用日益突出， 作战飞机在 自身任务能力提高的同时， 它所面临的威胁也大大增加。来 自空、 天、 面 （地面及海面） 各种探测手段如空中预警机、 数据 !"’ 研制风险 研制风险主要指方案失败可能性的大小。作战飞机研 制离不开国家科技水平、 基础工业水平、 经济力量等客观因 素， 如果过分追求作战需求、 过多采用新技术， 不仅会加长研 制周期， 增加研制经费， 而且一旦其中少数新技术过不了关， 就会直接影响研制计划的成败。显然， 研制同样水平的作战 飞机， 不同国家的研制风险是不同的。 在 !1 世纪 21 年代末美国 340 计划竞争中， 竞争一方提 出的 506!! 验证机最终战胜了另一方的 506!7， 发展成现在 的 06!!， 其中一个重要原因就是 506!! 选用了比较常规的布 局； 选用较为常规布局和继 !11! 年结束的 ./0 计划竞争中， 承性较强的 8679又战胜了采用新颖布局和继承性较差的 86 也很重视技术创 7!。美国是技术和经济基础都很强的国家， 新， 它对在作战飞机研制发展中的风险性尚且如此重视， 可 见研制风险在方案选择中的重要地位。 另外， 计划研制周期在总体方案评审时也是一个重要因
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收稿日期： !""; < "= < ;"；修回日期： !""; < "> < =?。 基金项目： 全国优秀博士论文专项基金 （!"""@=） 资助课题
作者简介： 刘晓东 （=?$$ < ） ， 男， 博士后， 主要研究方向为飞机顶层设计， 可靠性及综合保障。
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