舰载战斗机及直升机综合保障新技术现状和发展趋势
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3
1.1
基于性能保障模式的实施 美国海军航空兵武器系统部成立了F/A一
18E/F项目办公室,确立了将F/A一18E/F舰载机 的费用降低20%的总目标,评估了用于达到和保持 战备完好性主要目标的备选总体保障方案,并特别 指出保障方案要满足基层级、中继级和基地级的三
F/A一18E/F“超级大黄蜂”战斗机是美国现役 的主要舰载机种,于1999年交付给美国海军。F/A
摘要系统研究了美国海军F/A一18E/F舰载机、F一35C舰载机以及H一60系列舰载直升机的综合保障 特点,综合分析了国外新一代舰载机综合保障的发展趋势。 关键词舰载机;综合保障;发展趋势 中图分类号:V267 文献标识码:A
The Status and Development Trend of the New Integrated Support Technology for the Shipboard Fighter and Helicopter
Health and
Management,PHM)系统、高度自动化的综合
修方法的变化不会降低飞机的战备完好性。维修决 策不仅要考虑技术和综合保障问题,还要考虑费用
权衡问题。 1.2基于性能保障实施后的效益 经统计,实施新的基于性能的保障策略后,F/
保障信息系统、无需中问级维修保障体制、更加紧凑
有效的自动测试设备(ATE)。这些新的设计理念都 符合美国海军对F一35C舰载机提出的更快捷、更 便宜、更简单的综合保障要求。 F一35C的综合保障提出了6个关键性能参数
内容,减少海军军用航空维修基地的工作量,尽量将 维修项目转移到地方的原始设备制造商(OEM)进 行。这些设备制造商能针对使用中出现的问题,有 效地改善设备设计以提供性能,克服过时淘汰的技 术问题,减少生产费用。另一方面,海军必须确保维
虽然美国海军F一35C舰载机的综合保障系统 尚未付诸实施,但是其基于航母的综合保障有关概 念却有了革命性的变化。这些概念包括:前所未有 的机载在线的故障预测与状态管理(Prognostics
换等内容。中继级维修要求投资少,达到低费用利
收稿日期:2014—03—07 作者简介:胡水才(1976一),男,江西乐平人,本科,工程师,主要研究方向:直升机质量控制
万方数据
・68・
直升机技术
总第179期
用现有的海军设备制造商的能力。基地级维修包括
舰载机“综合战备完好性保障协作组”(FIRST),见 图1。波音公司负责提供飞机的全面保障,包括供 应链保障、可靠性改进、过时淘汰管理、舰载机中队
Abstract
The characteristics of the integrated support technology for US Navy F/A——1 8 E/F ship・-
were
board aircraft,F一35 C shipboard aircraft and H一60 shipboard helicopters development trend of the integrated support technology for the foreign craft
出动准备时间,F一35C舰载机的再次出动准备时间
以分钟为计算单位。舰载机的机载在线故障预测与
状态管理系统的能力对于决定飞机的再次出动准备 时间将是至关重要的,这套系统可以在飞机着舰之
前将故障数据传送到航空母舰上。另一个重要参数
就是出动架次率,目前,美国海军对F一35C舰载机 要求每次飞行持续2小时的前提下每天能出动3个 架次以上。 2.1保障性设计特点 提高可靠性是降低全寿命费用的最有效的途 径。F一35C舰载机采用的方法有两个:一是可靠性
设计改进;二是基于可靠性的综合保障和触发式的 维修活动管理。基于可靠性的保障方法强调将可靠 性设计到系统,以降低外场维修保障基础设施的规
的维修保障响应。F一35C舰载机保障系统方案如
图2所示。
维修,猎图
・用户帮助界面
地面蛙腻绒
保障刍霭鼢 瞧≯毋副崩
・备件供应链管理
・持续性保障T程 ・技术状态管理 ・作战任务间隔 ・技术数据 ・要求的训练内容 基地供应 粜障系统f}1一t2
万方数据
2014年第2期
胡水才,曹雷,林斌,等:舰载战斗机及直升机综合保障新技术现状和发展趋势
‘69・
(Key Performance Parameter,KPP),其中之一即再次
模,减少保障设备。 在制定F一35C舰载机型号规范的过程中,对 可靠性和维修性提出了具体要求,在工程研制阶段 普遍采用了虚拟现实技术对系统能力进行验证,特 别是对人机界面、维修人员(完成90%的维修保养 和武器装填工作)、武器装填和日常飞行勤务、舰面 加油能力(在发动机和其它散热系统正常工作的情 况下能同时在舰面对飞机进行加油)等方面的 验证。 2.2自主式保障 自主式保障是从自主式神经系统援引过来的, 目标是设计一种先导式而非反应式的综合保障系 统,以最大程度地预测故障并自主启动和触发正确
为提高海军舰队反潜攻击能力,实现舰载航空
维修。预先维修是针对可能引起设备产生故障的 “故障根源”而采取的维修与管理活动,包括对故障
根源的监测和排除。预先维修是防止材料退化和并
发性退化的第一道防线,其主要目的是发现和纠正 任何可能导致设备故障的操作和运行情况,并从根 本上避免故障的发生。预先维修的有效实施,能保 证机械设备和系统最高的可靠性和最长的使用寿
HU Shuicail,CAO Lei2,LIN Binl,XU Lul (1.Navy Aviatic Representative Office
2.Navy in
Jingdezhen,Jingdezhen 333000,China;
Aviatic
Representative Office in Shenyang,Shenyang 1 10000,China)
总第179期 2014年第2期
直
升
机
技
术
TotaJ No.2
No.179 2014
HELICOPTER
TECHNIQUE
文章编号:1673—1220(2014)02-067-05
舰载战斗机及直升机综合保障新Hale Waihona Puke Baidu术现状和发展趋势
胡水才1,曹 雷2,林 斌1,徐 路1
(1.海军驻景德镇地区航空军事代表室,江西景德镇333000;2.海军驻沈阳地区航空军事代表室,辽宁沈阳110000)
A一18E/F舰载机采用三级维修策略:基层级维修
为舰基,限于对飞机部件和子系统的维修;中继级维 修有舰基和岸基两种方式,充分运用测试设备和保
大大减少,有效地降低全寿命周期费用。
2
障人员进行零组件级系统的维修;基地级维修为岸
基,负责飞机的全面维修。
F一35C舰载机保障性设计特点和
自主式保障㈡‘4
o
为了节约费用,美国海军考虑减少中继级维修
的可靠性、维修性、保障性设计,如白维修(自检测、 自修复)设计,嵌入式智能状态监控设计,无线接口 设计等。 图4是E一维修的结构示意图,其中的管理工
的前提下,运用最好的商业准则降低总费用,优化整 个保障过程。
厨
保障设备 ・设汁和维修管理 保障工程 ・呵锥性T‘程 ・维修性管理 ・启动状态维修
圃蠹剽J:..报/tff 匿
・快速反应解决机队保障问题 综合保障 ・综合后勤保障计划 ・rI动化数据库、_}{_|户报告
信息系统 ・FIRST管理信息系统 ・刖户保障人员 ・与挂j关政府部『】f言息交流
was new
studied,and the
generation shipboard air—
analyzed. shipboard aircraft;integrated support technology;development trend
Key words
1
F/A一18E/F舰载机的基于性能 保障‘1
区反潜的主力,从2006年开始取代老式的SH一60B
和SH一60F直升机。MH一60S则成为攻击水面舰 艇、战斗搜索与救援、支援海军特种战、建制反水雷 任务的主力,从2002年开始取代老式的HH一60H、 CH一46D、HH—lN和H一3直升机p1。
以及利用便携式设备测量获得。基于状态的维修的 目的是只有出现预定的明显征兆时才进行维修,而 不进行反应性(运行到故障出现)维修或预防性(定 期)维修,采用基于状态的维修,能够减少虚警和不 必要的维修,提高战备完好性和任务可靠性。 E一维修按其基本内容可划分如下: 1)基于E特征的维修作业:基于信息化或数字 化的各种维修作业,如:状态监控或健康管理,故障 (损伤)预测、自修复(系统重构、冗余),远程维修作 业(卫星通信、无人机的远程测控、诊断与维修),维 修作业辅助(便携式维修辅助设备、交互式电子技
幽
关保 于障 性决 能策 与实 费时 用分 的析
.■眵】
信息技术
陌零
卜目 睫薯粪差冒
岂
LM
囤毒
行员训练系统j’。’
据吃氯彝维羡矗j 据龟麓彝熙
图2
F一35C舰载机保障系统方案
F一35C舰载机自主式保障系统的设计要素包 括:高可靠度易于维修的飞机平台,一体化的飞行员
和维修保障训练系统,具有快速响应能力的保障基
术手册(IETM))等; 2)基于E特征的维修管理:基于信息化或数字 化的维修管理活动,如:维修规划信息化,维修资源
在H一60系列舰载直升机的维修保障工作中, 美国海军充分利用信息技术,借助各种信息平台,实 现维修资源的优化管理与共享,提供维修技术的远
程通信支援,以实现维修保障的各种目标,即E一维
修(电子维修)。E一维修不是简单的传统维修加网 络,更不是电子资产的维修,而是维修目标、原理、方 案、组织管理、方法手段等一系列的变革旧j。 1)维修目标的变化:实现3R维修(正确的时 间、位置,实施正确的维修)的精确维修,达到优质、 高效和低耗; 2)维修原理的变革:从传统的事前维修(预防
命,从根本上避免故障的发生,大幅度提高维修保障 的及时性、有效性和经济性。基于状态的维修是一 种以对设备状态的实时或接近实时的评估为基础的 维修,这些状态信息通过嵌入式传感器或外部测试,
反潜力量现代化,美国海军提出了“直升机作战概 念(NHCO)”,目的是将现有舰载直升机作战力量的
类别、型号和系列从6种减至2种:MH一60R和MH 一60S。MH一60R作为美国海军舰载浅水区和深水
建立、技术资料和保障设备管理。该公司以基于性
在美国维修基地、原始设备制造商或国内工业部门
进行的超出中继级维修能力的系统和零部件的 维修。
美国海军航空兵武器系统部与波音公司签订合 同,该公司成为F/A—18E/F舰载机基于性能保障 的承包商,并于1999年7月联合成立F/A—18E/F
能的保障合同为基础,在满足机群战备完好性要求
图1
F/A一18E/F舰载机FIRST保障网络
F/A一18E/F舰载机是第一个采用基于性能保 障模式的武器装备,其目的是提高效率,增强政府与 工业部门的协作,加强美国主力舰载机的保障。F/
A—18E/F舰载机每年在综合保障费用方面节约了 7400万美元。其中,由于尽量地减少了中继级维修
工作内容,中继级保障设备大为减少,节约费用约 6350万美元,占总节约费用的86%。可见,若能取 消中继级维修,采用两级维修体制,维修保障费用将
础设施和自主式保障信息系统。各要素之间可实现 快速的数据交换,能够在全球范围内为部队提供直
接保障,从而提高战备完好性,降低保障费用。图3
为F一35C舰载机自主式保障系统各要素及其之间 的相互关系。
图3
F一35C舰载机保障系统各要素及相互之间的关系
万方数据
・70・
直升机技术
总第179期
3
H一60系列舰载直升机E一维修技 术应用
一18E/F舰载机的保障模式与以往不同,它采用了 基于性能保障(Performance
Based
Logistics,PBL)模
级维修体制要求。基层级维修包括进行广泛的机内
测试,达到快速的再次出动能力,保持El常的再次出 动能力,进行日常的再次出动检查,发动机拆卸和更
式,利用综合保障供应链和政府/企业合作关系,通 过购买性能来提高飞机系统的战备完好性,从“购 买装备”转到“购买战斗力”。
性维修)和事后维修(修复性维修)向预先维修和基 于状态的维修(CBM)转变;
规划(MRPlI),维修组织网络化等; 3)基于E特征的维修保障:基于信息化或数字 化的维修支援活动,如:在线、多媒体维修理论培训 与虚拟操作训练,全资可视化物资供应,远程技术保 障等; 4)利于E特征实现的装备设计:考虑E一维修
1.1
基于性能保障模式的实施 美国海军航空兵武器系统部成立了F/A一
18E/F项目办公室,确立了将F/A一18E/F舰载机 的费用降低20%的总目标,评估了用于达到和保持 战备完好性主要目标的备选总体保障方案,并特别 指出保障方案要满足基层级、中继级和基地级的三
F/A一18E/F“超级大黄蜂”战斗机是美国现役 的主要舰载机种,于1999年交付给美国海军。F/A
摘要系统研究了美国海军F/A一18E/F舰载机、F一35C舰载机以及H一60系列舰载直升机的综合保障 特点,综合分析了国外新一代舰载机综合保障的发展趋势。 关键词舰载机;综合保障;发展趋势 中图分类号:V267 文献标识码:A
The Status and Development Trend of the New Integrated Support Technology for the Shipboard Fighter and Helicopter
Health and
Management,PHM)系统、高度自动化的综合
修方法的变化不会降低飞机的战备完好性。维修决 策不仅要考虑技术和综合保障问题,还要考虑费用
权衡问题。 1.2基于性能保障实施后的效益 经统计,实施新的基于性能的保障策略后,F/
保障信息系统、无需中问级维修保障体制、更加紧凑
有效的自动测试设备(ATE)。这些新的设计理念都 符合美国海军对F一35C舰载机提出的更快捷、更 便宜、更简单的综合保障要求。 F一35C的综合保障提出了6个关键性能参数
内容,减少海军军用航空维修基地的工作量,尽量将 维修项目转移到地方的原始设备制造商(OEM)进 行。这些设备制造商能针对使用中出现的问题,有 效地改善设备设计以提供性能,克服过时淘汰的技 术问题,减少生产费用。另一方面,海军必须确保维
虽然美国海军F一35C舰载机的综合保障系统 尚未付诸实施,但是其基于航母的综合保障有关概 念却有了革命性的变化。这些概念包括:前所未有 的机载在线的故障预测与状态管理(Prognostics
换等内容。中继级维修要求投资少,达到低费用利
收稿日期:2014—03—07 作者简介:胡水才(1976一),男,江西乐平人,本科,工程师,主要研究方向:直升机质量控制
万方数据
・68・
直升机技术
总第179期
用现有的海军设备制造商的能力。基地级维修包括
舰载机“综合战备完好性保障协作组”(FIRST),见 图1。波音公司负责提供飞机的全面保障,包括供 应链保障、可靠性改进、过时淘汰管理、舰载机中队
Abstract
The characteristics of the integrated support technology for US Navy F/A——1 8 E/F ship・-
were
board aircraft,F一35 C shipboard aircraft and H一60 shipboard helicopters development trend of the integrated support technology for the foreign craft
出动准备时间,F一35C舰载机的再次出动准备时间
以分钟为计算单位。舰载机的机载在线故障预测与
状态管理系统的能力对于决定飞机的再次出动准备 时间将是至关重要的,这套系统可以在飞机着舰之
前将故障数据传送到航空母舰上。另一个重要参数
就是出动架次率,目前,美国海军对F一35C舰载机 要求每次飞行持续2小时的前提下每天能出动3个 架次以上。 2.1保障性设计特点 提高可靠性是降低全寿命费用的最有效的途 径。F一35C舰载机采用的方法有两个:一是可靠性
设计改进;二是基于可靠性的综合保障和触发式的 维修活动管理。基于可靠性的保障方法强调将可靠 性设计到系统,以降低外场维修保障基础设施的规
的维修保障响应。F一35C舰载机保障系统方案如
图2所示。
维修,猎图
・用户帮助界面
地面蛙腻绒
保障刍霭鼢 瞧≯毋副崩
・备件供应链管理
・持续性保障T程 ・技术状态管理 ・作战任务间隔 ・技术数据 ・要求的训练内容 基地供应 粜障系统f}1一t2
万方数据
2014年第2期
胡水才,曹雷,林斌,等:舰载战斗机及直升机综合保障新技术现状和发展趋势
‘69・
(Key Performance Parameter,KPP),其中之一即再次
模,减少保障设备。 在制定F一35C舰载机型号规范的过程中,对 可靠性和维修性提出了具体要求,在工程研制阶段 普遍采用了虚拟现实技术对系统能力进行验证,特 别是对人机界面、维修人员(完成90%的维修保养 和武器装填工作)、武器装填和日常飞行勤务、舰面 加油能力(在发动机和其它散热系统正常工作的情 况下能同时在舰面对飞机进行加油)等方面的 验证。 2.2自主式保障 自主式保障是从自主式神经系统援引过来的, 目标是设计一种先导式而非反应式的综合保障系 统,以最大程度地预测故障并自主启动和触发正确
为提高海军舰队反潜攻击能力,实现舰载航空
维修。预先维修是针对可能引起设备产生故障的 “故障根源”而采取的维修与管理活动,包括对故障
根源的监测和排除。预先维修是防止材料退化和并
发性退化的第一道防线,其主要目的是发现和纠正 任何可能导致设备故障的操作和运行情况,并从根 本上避免故障的发生。预先维修的有效实施,能保 证机械设备和系统最高的可靠性和最长的使用寿
HU Shuicail,CAO Lei2,LIN Binl,XU Lul (1.Navy Aviatic Representative Office
2.Navy in
Jingdezhen,Jingdezhen 333000,China;
Aviatic
Representative Office in Shenyang,Shenyang 1 10000,China)
总第179期 2014年第2期
直
升
机
技
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TotaJ No.2
No.179 2014
HELICOPTER
TECHNIQUE
文章编号:1673—1220(2014)02-067-05
舰载战斗机及直升机综合保障新Hale Waihona Puke Baidu术现状和发展趋势
胡水才1,曹 雷2,林 斌1,徐 路1
(1.海军驻景德镇地区航空军事代表室,江西景德镇333000;2.海军驻沈阳地区航空军事代表室,辽宁沈阳110000)
A一18E/F舰载机采用三级维修策略:基层级维修
为舰基,限于对飞机部件和子系统的维修;中继级维 修有舰基和岸基两种方式,充分运用测试设备和保
大大减少,有效地降低全寿命周期费用。
2
障人员进行零组件级系统的维修;基地级维修为岸
基,负责飞机的全面维修。
F一35C舰载机保障性设计特点和
自主式保障㈡‘4
o
为了节约费用,美国海军考虑减少中继级维修
的可靠性、维修性、保障性设计,如白维修(自检测、 自修复)设计,嵌入式智能状态监控设计,无线接口 设计等。 图4是E一维修的结构示意图,其中的管理工
的前提下,运用最好的商业准则降低总费用,优化整 个保障过程。
厨
保障设备 ・设汁和维修管理 保障工程 ・呵锥性T‘程 ・维修性管理 ・启动状态维修
圃蠹剽J:..报/tff 匿
・快速反应解决机队保障问题 综合保障 ・综合后勤保障计划 ・rI动化数据库、_}{_|户报告
信息系统 ・FIRST管理信息系统 ・刖户保障人员 ・与挂j关政府部『】f言息交流
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generation shipboard air—
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Key words
1
F/A一18E/F舰载机的基于性能 保障‘1
区反潜的主力,从2006年开始取代老式的SH一60B
和SH一60F直升机。MH一60S则成为攻击水面舰 艇、战斗搜索与救援、支援海军特种战、建制反水雷 任务的主力,从2002年开始取代老式的HH一60H、 CH一46D、HH—lN和H一3直升机p1。
以及利用便携式设备测量获得。基于状态的维修的 目的是只有出现预定的明显征兆时才进行维修,而 不进行反应性(运行到故障出现)维修或预防性(定 期)维修,采用基于状态的维修,能够减少虚警和不 必要的维修,提高战备完好性和任务可靠性。 E一维修按其基本内容可划分如下: 1)基于E特征的维修作业:基于信息化或数字 化的各种维修作业,如:状态监控或健康管理,故障 (损伤)预测、自修复(系统重构、冗余),远程维修作 业(卫星通信、无人机的远程测控、诊断与维修),维 修作业辅助(便携式维修辅助设备、交互式电子技
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关保 于障 性决 能策 与实 费时 用分 的析
.■眵】
信息技术
陌零
卜目 睫薯粪差冒
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囤毒
行员训练系统j’。’
据吃氯彝维羡矗j 据龟麓彝熙
图2
F一35C舰载机保障系统方案
F一35C舰载机自主式保障系统的设计要素包 括:高可靠度易于维修的飞机平台,一体化的飞行员
和维修保障训练系统,具有快速响应能力的保障基
术手册(IETM))等; 2)基于E特征的维修管理:基于信息化或数字 化的维修管理活动,如:维修规划信息化,维修资源
在H一60系列舰载直升机的维修保障工作中, 美国海军充分利用信息技术,借助各种信息平台,实 现维修资源的优化管理与共享,提供维修技术的远
程通信支援,以实现维修保障的各种目标,即E一维
修(电子维修)。E一维修不是简单的传统维修加网 络,更不是电子资产的维修,而是维修目标、原理、方 案、组织管理、方法手段等一系列的变革旧j。 1)维修目标的变化:实现3R维修(正确的时 间、位置,实施正确的维修)的精确维修,达到优质、 高效和低耗; 2)维修原理的变革:从传统的事前维修(预防
命,从根本上避免故障的发生,大幅度提高维修保障 的及时性、有效性和经济性。基于状态的维修是一 种以对设备状态的实时或接近实时的评估为基础的 维修,这些状态信息通过嵌入式传感器或外部测试,
反潜力量现代化,美国海军提出了“直升机作战概 念(NHCO)”,目的是将现有舰载直升机作战力量的
类别、型号和系列从6种减至2种:MH一60R和MH 一60S。MH一60R作为美国海军舰载浅水区和深水
建立、技术资料和保障设备管理。该公司以基于性
在美国维修基地、原始设备制造商或国内工业部门
进行的超出中继级维修能力的系统和零部件的 维修。
美国海军航空兵武器系统部与波音公司签订合 同,该公司成为F/A—18E/F舰载机基于性能保障 的承包商,并于1999年7月联合成立F/A—18E/F
能的保障合同为基础,在满足机群战备完好性要求
图1
F/A一18E/F舰载机FIRST保障网络
F/A一18E/F舰载机是第一个采用基于性能保 障模式的武器装备,其目的是提高效率,增强政府与 工业部门的协作,加强美国主力舰载机的保障。F/
A—18E/F舰载机每年在综合保障费用方面节约了 7400万美元。其中,由于尽量地减少了中继级维修
工作内容,中继级保障设备大为减少,节约费用约 6350万美元,占总节约费用的86%。可见,若能取 消中继级维修,采用两级维修体制,维修保障费用将
础设施和自主式保障信息系统。各要素之间可实现 快速的数据交换,能够在全球范围内为部队提供直
接保障,从而提高战备完好性,降低保障费用。图3
为F一35C舰载机自主式保障系统各要素及其之间 的相互关系。
图3
F一35C舰载机保障系统各要素及相互之间的关系
万方数据
・70・
直升机技术
总第179期
3
H一60系列舰载直升机E一维修技 术应用
一18E/F舰载机的保障模式与以往不同,它采用了 基于性能保障(Performance
Based
Logistics,PBL)模
级维修体制要求。基层级维修包括进行广泛的机内
测试,达到快速的再次出动能力,保持El常的再次出 动能力,进行日常的再次出动检查,发动机拆卸和更
式,利用综合保障供应链和政府/企业合作关系,通 过购买性能来提高飞机系统的战备完好性,从“购 买装备”转到“购买战斗力”。
性维修)和事后维修(修复性维修)向预先维修和基 于状态的维修(CBM)转变;
规划(MRPlI),维修组织网络化等; 3)基于E特征的维修保障:基于信息化或数字 化的维修支援活动,如:在线、多媒体维修理论培训 与虚拟操作训练,全资可视化物资供应,远程技术保 障等; 4)利于E特征实现的装备设计:考虑E一维修