打开文本图片集

摘 要：本文介绍了WSEIAC提出的ADC效能模型评估方法，结合舰船任务特点，构建评估指标体系。示例分析表明，该方法有效、实用，可用于舰船动力系统的综合评估。

关键词：动力系统；ADC模型；指标体系

中图分类号： 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）10-0084-02

Abstract：ADC evaluation methods proposed by WSEIAC is introduced briefly.The index system is established with considering of the task characteristics of the mission of the warship. And the example analysis showed the proposed method is effective and feasible for the practical comprehensive evaluation of marine power system.

Key words：marine power system；ADC model；index system

舰船动力系统作为舰船的重要组成部分，对舰船技术性能的发挥有着重要影响。因此，全面掌握船舶动力系统的综合效能就显得十分重要。对于舰船动力系统的综合评估来说，其本质是多属性决策问题，构建一套合理的指标体系是进行科学评估的关键环节。目前，评估指标体系的构建，采用的方法主要有层次分析法、指标属性分类法、ADC效能模型法等。本文以ADC效能模型为基础，从作战使用角度对舰船动力系统效能进行分解，构建评估指标体系，为动力系统综合评估奠定基础[1]。

1 舰船动力系统概述

1.1 基本概念

舰船动力系统是指舰船推进系统，其主要功能是为舰船提供动力，保证舰船的航行、机动和安全，其性能的优劣直接影响到舰船的快速性、航速适应性、生命力、机动性、续航力、隐蔽性等一系列战技指标[2]。

1.2 系统组成

舰船动力系统包括为舰船提供推进动力所需要的设备、系统以及为其服务的有关系统，一般由下列分系统组成，如图1所示。

（1）推进系统。产生推动舰船航行所需动力的有关设备，称为主机。目前在舰船上采用的推进系统有柴油机、燃气轮机、由这些不同类型发动机组成的联合推进系统以及电力推进系统。（2）功率传递系统和推进器。功率传递系统的基本任务是将主机的功率传递给推进器，同时又将推进器产生的推力进过推力轴承传给船体，以推动舰船运动。主要包括离合器、齿轮传动装置、联轴器、轴、轴承和轴封等。（3）辅助管路系统。主要包括日用燃油系统、滑油系统、蒸汽关系、凝水和给水管系、循环水和冷却水管系、压缩空气管系和进排气管系等，以及在这些关系中包含的设备，如燃油泵、滑油泵、各种水泵、空气压缩机、起动空气瓶和鼓风机等。（4）控制和监测系统。通常包括控制系统、监测报警系统和安全系统。具体又可分解为传感、控制、比较、放大、执行和通信等系统和单元。

2 ADC效能模型

效能评估是检验武器装备质量的重要方法，它表征了武器装备在特定环境下完成任务的实际能力。其中，最常用的是ADC（Availability，Dependability，Capacity）效能模型评估方法，它是由美国工业界武器系统效能咨询委员会（WSEIAC）提出的。该方法思路清晰、操作简明，并能够较为全面地反映武器系统不同层面的战技指标在实际使用中的动态变化，因而有很好的实用性[3]。

具体定义为：系统效能是预期一个系统满足一组特定任务要求的程度的度量，是系统可用性、可靠性与固有能力的函数。

数学解析式为：

其中：A为可用性向量，代表了系统开始执行任务时所处的状态以及系统正常工作的概率；D为可靠性矩阵，代表了系统在任务开展期间，能够使用且能完成任务的能力；C为固有能力向量，代表了系统在特定状态下，完成规定任务的能力。

3 实例应用

根据ADC效能理论，舰船动力系统的效能可分解为可用性、可靠性和固有能力三部分，限于篇幅限制，本文从作战使用角度，对固有能力进行分析，选取恰当指标，构建评估指标体系[4]。

3.1 确定总体目标

对舰船动力系统来说，其评价的总体目标就是动力系统的总体性能最优，能发挥最好的状态。

3.2 分析影响要素

（1）航速适应性。航速适应性是指提供舰船在执行各种任务时所需动力和航速的性能，代表了舰船在一定主机功率下取得某个速度（是指在静水中直线航行时）的能力，最高航速、全速、巡航航速、低速和倒车航速。其中，最高航速是指主动力装置以最大功率运转时达到的速度；全速是指主动力装置以额定总功率运转时达到的速度；巡航航速是指舰船巡航时的速度；低速是指船舵能发挥操纵作用的最低速度。经分析可知，全速与最高航速的相关性较大，全速越大，最高航速也就越大。由此，通过最高航速进行评估即可。（2）机动性。舰船机动性是指动力系统功率及工况在时间上改变的特性。它是一个综合性指标，通常包括：①主机启动性能，即舰船备战备航所需的时间；②加减速性能，即由最低航速到全速、各工况之间切换的变速时间和距离；③制动性能，即由全速到停航的滑行时间和距离；④转弯性能，可通过舰船回转1周的时间和回转半径来评判。在上述指标中，指标四转弯性能不仅与动力系统相关，还与船体设计、操纵系统有关。因此，指标四不作为机动性的评估指标。（3）生命力。舰船动力系统的生命力是指舰船在战斗破损的情况下，继续维持主机工作，保证舰船航行的能力。根据影响动力系统生命力的主要因素，将动力系统生命力分解为以下几个指标：①动力装置的独立性设计，主要体现在主机及控制部位的独立布置及划分；②机械设备的抗暴性和减震措施，主要反映了动力系统所属设备的防爆抗冲击能力；③动力装置的备用设计，主要体现在推进装置工作的独立性（即柴油联合推进装置中，柴油机、燃气轮机分别单独运行的能力）、单轴运行能力（即左、右轴在锁轴、拖轴状态下的运行能力）及推进模式的独立性（如柴然联合推进装置中，“左柴右燃”，“左燃右柴”推进模式的运行能力）。（4）隐身性。舰船动力系统的隐身性是指该系统运行过程中产生的噪声、红外辐射等物理场不被敌方过早发现、跟踪和识别的性能。其中，由机械设备振动引起的水下辐射噪声，主要采用减震结构及采用噪声小的机械以及隔音设备来降低；由排气系统的高温引起的红外辐射，主要采用红外抑制设计、烟囱和排烟冷却等措施来降低，进而缩小舰船不同区域的温度差，由此降低来袭武器的识别能力。

3.3 建立层次结构

通过分析，可以看到，动力系统影响因素之间存在隶属和平行关系，可以进行合并、聚类、成组，进而形成递阶性质的层次结构。在该递阶层次结构中，最高层是总目標层，给出舰船动力系统方案评估的总体目标；中间层是准则层，给出对舰船动力系统方案进行综合评估的准则；底层是指标层，即进行舰船动力系统方案评估的具体指标。其中，下层指标比上层指标更加明确具体，它是进行上层目标评估的手段，而最底层目标就形成了可直接进行评估的指标[5]。由此，形成舰船动力系统评估指标体系，如图2所示。

4 结语

本文基于ADC效能模型分析法，结合舰船作战使命特点，分析了影响舰船动力系统效能的因素，并对影响因子进行了分类、合并、分层等处理，形成了评估指标体系，为全面掌握舰船动力系统效能奠定了基础。可以看到，ADC效能模型分析法思路清晰、考虑全面，有很好的适用性，可直接用于各类评估对象的指标体系构建。

参考文献

[1]邵开文，马运义.舰船技术与设计概论[M].北京：国防工业出版社，2014.

[2]张杰.效能评估方法[M].北京：国防工业出版社，2009.

[3]敖晨阳.水面舰艇主动力系统论证评估体系研究[D].武汉：海军工程大学，2001.

[4]李斌.舰船动力系统的综合体系评价研究[J].舰船科学技术，2015（1）：127-130.

[5]李平.舰船研制指标体系与评估方法研究[D].哈尔滨：哈尔滨工程大学，2003.