初/中級(jí)訓(xùn)練階段教練機(jī)裝備方案選擇研究

王新虎，陳柏松，張 軍，李良峰

（1.空軍航空大學(xué)，吉林 長(zhǎng)春130000；2.空軍裝備研究院總體所測(cè)評(píng)中心，北京100000；3.95655 部隊(duì)57 分隊(duì)，四川 成都610000）

初/中級(jí)訓(xùn)練階段的教練機(jī)裝備在整個(gè)飛行員培訓(xùn)環(huán)節(jié)中起著基礎(chǔ)性的重要作用， 它承擔(dān)了飛行員的篩選、 初級(jí)駕駛訓(xùn)練以及基礎(chǔ)駕駛訓(xùn)練等重要內(nèi)容，其裝備使用時(shí)間長(zhǎng)、強(qiáng)度大，對(duì)飛行學(xué)員的淘汰率， 訓(xùn)練成本， 以及飛行員駕駛習(xí)慣的形成至關(guān)重要。 教練機(jī)方案的選擇是一個(gè)復(fù)雜的決策過(guò)程，傳統(tǒng)的決策方法在量化反映出需求與裝備的關(guān)系方面略有不足，因此，本文利用質(zhì)量功能展開(kāi)法以需求牽引的特點(diǎn)， 對(duì)目前常見(jiàn)的初/中級(jí)教練機(jī)裝備發(fā)展方案進(jìn)行量化分析比較， 為初/中級(jí)教練機(jī)裝備發(fā)展方案決策提供了一種新思路。

1 基于QFD 模型的初/ 中級(jí)教練機(jī)裝備方案決策方法

1.1 質(zhì)量功能展開(kāi)（QFD）一般模型

質(zhì)量功能展開(kāi)(QFD)是一種立足于在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中最大限度滿足顧客需求的系統(tǒng)化用戶驅(qū)動(dòng)式質(zhì)量保證與改進(jìn)方法，其重點(diǎn)及起點(diǎn)是顧客需求的確定，關(guān)鍵是QFD 質(zhì)量屋的建立，標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量屋如圖1 所示。

圖1 QFD 標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量屋

WHATS 是指項(xiàng)目在相應(yīng)級(jí)別上的目標(biāo)集；WHYS 是目標(biāo)集所對(duì)應(yīng)的權(quán)重集， 反映了用戶對(duì)于各目標(biāo)集的關(guān)注程度或各目標(biāo)的競(jìng)爭(zhēng)性；HOWS 是指能用于達(dá)到相應(yīng)目標(biāo)的方案集， 在逐步進(jìn)行的QFD 過(guò)程中， 上一層的方法集往往是下一層的目標(biāo)集；HOW MUCHES 是指對(duì)應(yīng)方法集的評(píng)價(jià)因子集；解的相關(guān)性是描述對(duì)應(yīng)方法集之間的相關(guān)性。

1.2 基于QFD 的初/中級(jí)教練機(jī)裝備方案決策實(shí)施步驟

基于QFD 初/中級(jí)教練機(jī)裝備方案決策是以飛行員培養(yǎng)訓(xùn)練需求為基礎(chǔ)的，因此，本文從確定訓(xùn)練需求出發(fā)，按照以下步驟來(lái)實(shí)施發(fā)展方案的選擇：

1）確定訓(xùn)練需求。 通過(guò)分析現(xiàn)階段飛行員初/中級(jí)訓(xùn)練的特點(diǎn)， 以及引入新型高級(jí)教練機(jī)后初/中級(jí)訓(xùn)練所存在的突出矛盾，提出初/中級(jí)訓(xùn)練需求。再利用兩兩比較法構(gòu)建訓(xùn)練需求判斷矩陣， 得出訓(xùn)練需求的權(quán)重。

2）提出滿足訓(xùn)練需求的教練機(jī)裝備能力指標(biāo)。

3）構(gòu)建關(guān)系矩陣，計(jì)算裝備能力指標(biāo)的相對(duì)權(quán)重。 關(guān)系矩陣是描述訓(xùn)練需求與裝備能力指標(biāo)之間的相關(guān)程度。 其描述方法如表1 所示。

4）提出方案，計(jì)算方案的能力指標(biāo)值，經(jīng)過(guò)比較分析得出結(jié)果。

2 基于QFD 模型的初/ 中級(jí)教練機(jī)裝備方案決策模型的實(shí)現(xiàn)

2.1 初/中級(jí)訓(xùn)練需求及裝備能力指標(biāo)的確定

本文通過(guò)分析， 將初/中級(jí)訓(xùn)練的需求定位在以下四點(diǎn)：降低訓(xùn)練費(fèi)用，提高訓(xùn)練效能， 縮短訓(xùn)練周期以及合適的淘汰率。 確定需求之后則須確定需求的相對(duì)權(quán)重， 本文采用的是兩兩比較法， 利用標(biāo)度法確定的需求比較矩陣， 利用方根法計(jì)算出權(quán)重值W1=(0.2098 0.5255 0.1579 0.1069)，如表2 所示。

表1 關(guān)系矩陣元素的描述方法

表2 需求權(quán)重計(jì)算

目前世界教練機(jī)體系正向著減少機(jī)型、 注重銜接、突出效益的方向發(fā)展，初/中級(jí)訓(xùn)練階段注重基本駕駛技術(shù)培訓(xùn)，對(duì)于裝備的要求在于經(jīng)濟(jì)適用，性能良好。據(jù)此，本文提出了初/中級(jí)教練機(jī)裝備的五項(xiàng)能力屬性指標(biāo)：經(jīng)濟(jì)性、機(jī)型轉(zhuǎn)換層次、銜接性、訓(xùn)練能力及技能遷移能力。

1）經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)主要是指裝備的訓(xùn)練使用費(fèi)用，由教練機(jī)的全壽命周期費(fèi)用與使用壽命的比值（每小時(shí)周期費(fèi)用）與其飛行時(shí)間的乘積來(lái)決定的。

2）機(jī)型轉(zhuǎn)換層次是指飛行學(xué)員在初/中級(jí)訓(xùn)練階段所駕駛的飛機(jī)機(jī)型的數(shù)量。

3) 銜接性指標(biāo)主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：（1）入門(mén)臺(tái)階， 主要由承擔(dān)篩選任務(wù)的教練機(jī)的著陸速度差決定；（2）機(jī)型間的臺(tái)階差，主要由初/中級(jí)教練機(jī)裝備機(jī)型間的著陸速度、最大平飛速度與爬升率差決定；（3）與高級(jí)教練機(jī)的臺(tái)階差，主要由承擔(dān)中級(jí)訓(xùn)練任務(wù)的教練機(jī)與高級(jí)教練機(jī)之間的著陸速度、 最大平飛速度與爬升率差決定。

4）訓(xùn)練能力主要反映在承擔(dān)中級(jí)訓(xùn)練任務(wù)教練機(jī)的飛行性能上，主要是由教練機(jī)的最大平飛速度、最小機(jī)動(dòng)速度、升限、航時(shí)、穩(wěn)定盤(pán)旋角速度與爬升率等關(guān)鍵性能指標(biāo)決定的。

5）技能遷移能力是指要滿足向新型高級(jí)教練機(jī)遷移駕駛技能的要求， 主要與承擔(dān)中級(jí)訓(xùn)練任務(wù)教練機(jī)與高級(jí)教練機(jī)的操作感覺(jué)的相似程度相關(guān)，集中體現(xiàn)在兩型教練機(jī)的操縱系統(tǒng)， 以及發(fā)動(dòng)機(jī)配置與座艙布局的差別上。

2.2 方案屬性權(quán)重計(jì)算的QFD 模型

將訓(xùn)練需求與能力指標(biāo)放入QFD 質(zhì)量屋， 請(qǐng)專(zhuān)家確定五種能力指標(biāo)滿足需求的強(qiáng)弱程度， 構(gòu)建出關(guān)系矩陣，求出其相對(duì)權(quán)重W2，QFD 模型見(jiàn)表3。

由表3可知， 初/中級(jí)訓(xùn)練教練機(jī)裝備的五點(diǎn)能力指標(biāo)的相對(duì)權(quán)重向量W2分別為0.0880、0.1739、0.2138、0.2719 和0.2524。

表3 方案決策QFD 模型

3 初/ 中教練機(jī)裝備方案決策

3.1 分析對(duì)比方案概述

根據(jù)目前教練機(jī)裝備的發(fā)展趨勢(shì)， 以及國(guó)內(nèi)目前的教練機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀， 提出以下兩種裝備發(fā)展備選方案：

1) 采購(gòu)?fù)ㄓ煤Y選教練機(jī)， 發(fā)展新型的渦槳初/中級(jí)教練機(jī)，參照美空軍的初/中級(jí)訓(xùn)練的搭配模式，將篩選階段從廣義的初級(jí)訓(xùn)練中剝離， 由專(zhuān)用篩選教練機(jī)承擔(dān)篩選任務(wù)， 將初級(jí)與中級(jí)訓(xùn)練任務(wù)交由新型渦槳教練機(jī)承擔(dān)。

2) 由初教六與教八改型進(jìn)行搭配。 本文所指的教八改型主要指將教八的操縱系統(tǒng)升級(jí)為模擬電傳操縱系統(tǒng)， 座艙布局升級(jí)為一平兩下帶部分傳統(tǒng)儀表，使其滿足新高教的訓(xùn)練需求。 參照文獻(xiàn)[2]提出的訓(xùn)練體制搭配方式由初教六擔(dān)任初級(jí) （含篩選），由教八改型承擔(dān)中級(jí)訓(xùn)練任務(wù)。

3.2 初/中級(jí)教練機(jī)裝備備選方案能力屬性值計(jì)算

根據(jù)文章2.1 節(jié)的論述，裝備的能力指標(biāo)是與裝備的固有性能相關(guān)的， 表4 為能力指標(biāo)與裝備性能的關(guān)系（因某些原因具體數(shù)據(jù)未列出）。

由表4 可以看出， 除了經(jīng)濟(jì)性與機(jī)型轉(zhuǎn)換層次是單屬性指標(biāo)可以直接得到外， 其他均為多屬性指標(biāo)，本文利用AHP 分析法來(lái)計(jì)算（表5）。

將表4 中的各項(xiàng)性能指標(biāo)以方案2 為標(biāo)準(zhǔn)，轉(zhuǎn)化為極大型指標(biāo)后， 利用表5 中的權(quán)重值進(jìn)行加權(quán)計(jì)算就可以求得各個(gè)屬性的大小，結(jié)果如表6 所示。

表4 能力指標(biāo)與裝備性能關(guān)系

表5 能力屬性的相關(guān)性能指標(biāo)權(quán)重計(jì)算

?

表6 方案的能力屬性值

3.3 初/中級(jí)教練機(jī)裝備多方案量化對(duì)比計(jì)算

將裝備的方案能力屬性值與裝備方案放入表7，進(jìn)行加權(quán)計(jì)算后，得到了方案的能力屬性總值，求出兩種方案量化對(duì)比值分別為0.9100，1。

由表7 兩種方案的計(jì)算結(jié)果， 可以看出發(fā)展新型的渦槳初/中級(jí)教練機(jī)這一方案雖然在經(jīng)濟(jì)性和內(nèi)部銜接性上有優(yōu)勢(shì)， 但由于整體與新高教的臺(tái)階較大，飛行訓(xùn)練性能也不如方案2，所以綜合來(lái)看還是稍遜于改進(jìn)現(xiàn)有裝備這一方案。

表7 裝備方案比較

4 結(jié)語(yǔ)

從系統(tǒng)的觀點(diǎn)來(lái)看，QFD 是一個(gè)具有輸入、過(guò)程、輸出的復(fù)雜系統(tǒng)。本文利用QFD 方法對(duì)教練機(jī)方案選擇進(jìn)行決策分析，從飛行員培養(yǎng)的需求出發(fā)，能更準(zhǔn)確地反映初/中級(jí)訓(xùn)練的需求， 使裝備的指標(biāo)與需求構(gòu)成合適的映射關(guān)系， 使得決策分析的結(jié)果更科學(xué)。整個(gè)決策過(guò)程簡(jiǎn)單易懂，不會(huì)遇到AHP 方法中因逆序問(wèn)題而出現(xiàn)的復(fù)雜計(jì)算， 為教練機(jī)裝備決策提供了一個(gè)新的思路。 在此基礎(chǔ)之上，可以深入研究考慮更多的屬性指標(biāo)，將決策進(jìn)一步細(xì)化，以獲得更精確的分析結(jié)果。

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