艦載機機庫調(diào)運作業(yè)路徑

楊炳恒，韓 峰，王海東，楊茂勝

(1.海軍航空工程學院 青島分院，山東 青島 266041;2.海軍駐沈陽導彈專業(yè)軍事代表室，遼寧 沈陽 110043）

艦載機機庫調(diào)運作業(yè)路徑

楊炳恒1，韓 峰2，王海東1，楊茂勝1

(1.海軍航空工程學院 青島分院，山東 青島 266041;2.海軍駐沈陽導彈專業(yè)軍事代表室，遼寧 沈陽 110043）

航母艦載機機庫調(diào)運作業(yè)空間狹窄、調(diào)運設施特殊等特點決定了航母艦載機調(diào)運作業(yè)需要合理的路線規(guī)劃，否則會造成作業(yè)環(huán)境擁塞、調(diào)運作業(yè)無序混亂。本文以俄航母艦載機機庫內(nèi)調(diào)運作業(yè)為研究原型，創(chuàng)建了艦載機調(diào)運作業(yè)交通網(wǎng)絡，通過對交通網(wǎng)絡分析，給出了2種艦載機機庫調(diào)運作業(yè)路徑選擇模型，可為不同布列下艦載機調(diào)運作業(yè)路線的規(guī)劃提供決策參考。

艦載機調(diào)運;交通網(wǎng)絡;調(diào)運作業(yè)路徑;安全因子

0 引言

機庫是航空母艦專門用來停放、維修艦載機的部位。大型攻擊型航空母艦約有一半左右的艦載機停放在機庫里，其中包括需要維修處理或暫時不需要執(zhí)行任務的飛機，而輕型航空母艦則由于飛行甲板狹窄，幾乎大部分艦載機都需要停放在機庫里。由于機庫面積有限，通常在機庫中將維護完畢的艦載機緊密排列，盡量多地裝載飛機，機庫里除了存放艦載機外，在空間有空余時，還可以存放其他作戰(zhàn)物資，如彈藥、維修設備等［1］。

在艦載機的日常維護保養(yǎng)及飛行任務實施時，艦載機都要在飛機甲板及機庫間進行頻繁的調(diào)運作業(yè)，如何在航母機庫這樣的特殊環(huán)境下，充分利用有限的調(diào)運設施資源，合理地規(guī)劃調(diào)運路線，實現(xiàn)艦載機安全、快速有序的庫內(nèi)調(diào)運是一個重要的研究課題。

外軍航母發(fā)展較早，對于航母艦載機調(diào)運作業(yè)實施有著比較成熟的經(jīng)驗。美、俄航母為了順利完成多架艦載機的調(diào)運作業(yè)，都配備了專門的調(diào)運指揮系統(tǒng)來規(guī)劃設計艦載機的調(diào)運路徑，調(diào)運小組的調(diào)運作業(yè)都要嚴格按照調(diào)運系統(tǒng)規(guī)劃的調(diào)運作業(yè)路線進行，否則可能會造成作業(yè)環(huán)境擁塞、調(diào)運作業(yè)無序。因此，如何根據(jù)艦載機的初始位置及調(diào)運站位需求規(guī)劃合理的調(diào)運路徑，直接影響著調(diào)運作業(yè)的實施［2］。下面以俄羅斯“庫茲涅佐夫”號航母艦載機機庫內(nèi)調(diào)運作業(yè)為原型，研究分析艦載機庫內(nèi)調(diào)運作業(yè)路徑的選擇。

1 艦載機調(diào)運交通網(wǎng)絡

1.1 調(diào)運設施組成

俄羅斯“庫茲涅佐夫”號航母的調(diào)運設施主要由飛機升降機、機庫大門、牽引設施、系留設施、調(diào)運指揮設施組成。由于機庫空間的影響，同美“尼米茲”級航母機庫內(nèi)艦載機調(diào)運作業(yè)不同，俄“庫茲涅佐夫”號航母艦載機在機庫內(nèi)主要依靠飛機調(diào)向轉(zhuǎn)盤完成艦載機的調(diào)向作業(yè)［3］。圖1為俄航母機庫調(diào)運設施布置示意圖。

圖1 “庫茲涅佐夫”號航母機庫Fig.1 Kuznetsov aircraft hangar

1.2 調(diào)運作業(yè)路徑

艦載機調(diào)運作業(yè)路徑是指艦載機調(diào)運實施中調(diào)運起始站位到任務所需站位的調(diào)運作業(yè)牽引經(jīng)過的路線。由于航母機庫甲板及飛行甲板狹小，艦載機調(diào)運時，作業(yè)周圍會且停有密集的艦載機及艦面保障車輛等裝備和設備，因此，如何規(guī)劃牽引行走的路線會直接影響整個調(diào)運作業(yè)任務完成的效率和安全，從而影響整個飛行準備階段的時間，進而影響艦載機任務的執(zhí)行。

1.3 調(diào)運作業(yè)交通網(wǎng)

假設在“庫茲涅佐夫”號航母1次飛行任務中需要對航母機庫的1架飛機執(zhí)行出庫操作，在規(guī)劃艦載機的調(diào)運作業(yè)路徑時，要根據(jù)艦載機的初始位置、調(diào)運任務需求、調(diào)運設施的使用統(tǒng)一考慮，此時的調(diào)運作業(yè)路徑為:機庫停機位→牽引路徑→調(diào)向轉(zhuǎn)盤→飛機升降機站位。

暫不考慮飛行甲板需求，也就是說暫不確定使用艦尾還是艦首的飛機升降機站位，考慮在庫內(nèi)調(diào)運時，調(diào)運作業(yè)周圍的環(huán)境影響(考慮避開機庫內(nèi)停放的艦載機及其他車輛裝備等），圖2中的艦載機可能有3條不同的調(diào)運作業(yè)路徑。

圖2 調(diào)運作業(yè)交通網(wǎng)Fig.2 Traffic network of handing workflow

第1條路徑L1:艦載機從Vb站位經(jīng)調(diào)運作業(yè)活動T1到Vz站位，然后從Vz站位經(jīng)調(diào)運作業(yè)活動T2到Ve站位。

第2條路徑L2:艦載機從Vb站位經(jīng)調(diào)運作業(yè)活動T3到Vz站位，然后從Vz站位經(jīng)調(diào)運作業(yè)活動T4到Ve站位。

第3條路徑L3:艦載機從Vb站位經(jīng)調(diào)運作業(yè)活動T5到Vz站位，然后從Vz站位經(jīng)調(diào)運作業(yè)活動T6到Ve站位。

1）調(diào)運作業(yè)活動T1，T3，T5包括解脫系留作業(yè)、牽引車牽引作業(yè)及系留作業(yè)。

2）調(diào)運作業(yè)活動T2，T4，T6包括轉(zhuǎn)盤調(diào)向作業(yè)、解脫系留作業(yè)、牽引車牽引作業(yè)及系留作業(yè)。

為了研究方便，把艦載機一次調(diào)運作業(yè)任務時所有可能的調(diào)運作業(yè)路徑的組合稱之為此艦載機的調(diào)運作業(yè)交通網(wǎng)［4－5］，如圖 2 所示。

2 交通網(wǎng)模型分析

2.1 調(diào)運作業(yè)路徑選擇模型

從圖2中可以看出，調(diào)運路徑的作業(yè)時間是路徑上所有作業(yè)活動所需時間的總和，考慮牽引速度及調(diào)運設施操作時間的影響，可以假定調(diào)運作業(yè)活動 T1，T3，T5，T2，T4，T6所需時間分別為 t1，t2，t3，t4，t5，t6(如圖3），則圖2中3條路徑可能的作業(yè)時間為:

注意:路徑L1及路徑L2中進入Vz站位時艦載機的角度不同，導致利用轉(zhuǎn)盤調(diào)向時所需的時間不同，因此T2及T4所需要的時間也存在較大的差異。

如果只是從作業(yè)執(zhí)行時間最優(yōu)來考慮，只要選擇L1，L2，L3中所需的作業(yè)時間最小的路徑作為實際規(guī)劃的調(diào)運路徑即可。因此，只要計算出調(diào)運作業(yè)活動 T1，T3，T5，T2，T4，T6中解脫系留作業(yè)、牽引車牽引作業(yè)、系留作業(yè)及轉(zhuǎn)盤調(diào)向操作的時間，就可以求得時間最優(yōu)的調(diào)運作業(yè)路徑。

圖3 調(diào)運作業(yè)路徑作業(yè)時間Fig.3 Operation time of handing workflow path

2.2 考慮安全因子的調(diào)運作業(yè)路徑選擇

在實際的調(diào)運作業(yè)環(huán)境中，由于機庫內(nèi)停放了大量的艦載機及車輛等裝備設備，因此艦載機在沿調(diào)運作業(yè)路徑牽引調(diào)運、利用轉(zhuǎn)盤調(diào)向等作業(yè)時，艦載機與路徑邊停放的裝備設備距離不同，從而導致該路徑調(diào)運作業(yè)的安全影響因素不同。

路徑的調(diào)運作業(yè)安全影響因素可以使用安全因子來量化，安全因子是指外界環(huán)境對調(diào)運作業(yè)的影響度，具體的量化標準在此不詳細研究，總體的量化原則為安全因子Ai的大小和外界影響程度成正比。在實際的調(diào)運作業(yè)中安全因子會影響作業(yè)活動的實施時間，因此在選擇路徑時較為理想的情況是選擇加入安全因子影響后最優(yōu)的路徑。

圖4 加入安全因子的調(diào)運作業(yè)路徑作業(yè)時間Fig.4 Operation time of handing workflow path on security factor

在圖2 中假定調(diào)運作業(yè)活動T1，T2，T3，T4，T5，T6，調(diào)運作業(yè)活動的安全因子為 a1，a2，a3，a4，a5，a6，定義受安全因子影響的作業(yè)時間為ti×ai，這樣可以得到加入安全因子后調(diào)運作業(yè)路徑的作業(yè)時間如圖4所示。此時各條路徑的作業(yè)時間近似計算為:

從中可以求得較小的作業(yè)時間的路徑作為要選擇使用的調(diào)運作業(yè)路徑。

與圖3求得的最優(yōu)路徑相比，從圖4求得的最優(yōu)路徑考慮了實際作業(yè)中作業(yè)環(huán)境對調(diào)運作業(yè)的影響，此時求得的最優(yōu)路徑更為合理。

3 結(jié)語

通過對俄羅斯“庫茲涅佐夫”號航母某次飛行任務1架艦載機出庫調(diào)運作業(yè)的交通網(wǎng)模型建立及分析，給出了以下2種計算選擇最優(yōu)機庫調(diào)運作業(yè)路徑的方法模型:

第1種，在不考慮作業(yè)時環(huán)境的安全影響，通過計算調(diào)運路徑上各作業(yè)活動時間的和，求得作業(yè)時間最小的路徑為要選擇的最優(yōu)調(diào)運作業(yè)路徑。

第2種，考慮作業(yè)時環(huán)境安全的影響度，通過加入安全因子來重新計算調(diào)運路徑上各作業(yè)活動實施時間。同樣，可求得作業(yè)時間和最小的路徑為要選擇的作業(yè)路徑。

在艦載機調(diào)運任務中，可以利用本文提出的機庫調(diào)運作業(yè)路徑選擇模型對調(diào)運作業(yè)路徑進行分析研究，從而對艦載機機庫調(diào)運作業(yè)路徑進行合理規(guī)劃，以保障艦載機機庫調(diào)運作業(yè)的安全、快速有序地實施，為制定艦載機調(diào)運保障方案提供決策支持。

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Research on aircraft hand ling work flow path

YANG Bing-heng1，HAN Feng2，WANG Hai-dong1，YANG Mao-sheng1
(1.Qingdao Branch，Naval Aeronautical Engineering Institute，Qingdao 266041，China;2.Naval Missile Customer Representative Office in Shenyang，Shenyang 110043，China）

The poor working environment， dispatching facilities， determine the specific characteristics of operational aircraft handing operation timing needs proper path，otherwise it will create congestion operating environment，handing operation disorderly chaos.In this paper，as the Russian aircraft carriers transporting operation for the research prototype，create a carrier-based aircraft handing processes traffic network model，through the transportation network analysis，given the two carrier aircraft hangar operations transporting path choice model，for column under different cloth carrier aircraft transporting operations to provide decision-making route planning.

aircraft handling;traffic network;handing workflow path;security factor

U674.771

A

1672－7649(2012）08－0141－03

10.3404/j.issn.1672－7649.2012.08.034

2011－07－18;

2011－09－19

楊炳恒(1975－），講師，從事虛擬仿真系統(tǒng)開發(fā)和艦面保障等研究。