基于仿真优化的甲板作业站位选择指标策略研究

针对在甲板资源配置一定的条件下,资源分配策略影响航母作战效率的问题,对甲板作业站位选择策略展开了研究。从调运时间和排队时间两项特征参数的计算模型出发,提出了一种基于站位指标的动态选择策略。该策略可根据当前作业条件动态求解适合的站位选择方案,以甲板作业时长为优化目标,利用遗传算法对最佳的站位特征参数权重进行搜索求解。通过仿真实验,以甲板作业时长为评价指标将该策略与其他常见策略进行对比分析,结果表明在该问题背景下,站位指标策略优于其他几种站位选择策略,采用所提策略可获得更佳的舰载机甲板作业时长,提升舰载机出动架次率。

基于指标关联的舰载机出动架次率预测方法

舰载机出动架次率作为衡量航母战斗力的关键指标,对航母舰载机系统的安全高效运行十分重要。建立根据实时数据预测当前出动架次率的模型,将会为航母指挥官的实时调度提供重要参考。首先,从指标原始数据出发,基于大数据关联度分析、社区发现及主成分分析法,确定指标之间的树状关系,从而建立稀疏深度神经网络。同时,为了保证更好的训练效果,选取标准化、L2正则化、Adam优化器作为神经网络的优化算法进行训练。仿真结果表明,在航母舰载机持续性出动任务下,所提方法能够实现对舰载机出动架次率的快速、准确、实时预测。

优先网络排队的舰载机出动回收能力研究

为研究舰载机的真实出动回收能力,针对舰载机出动具有优先级的特点,建立了基于多优先级多服务窗非强占优先网络排队的舰载机出动回收模型.为求解该排队模型,提出一种基于降低服务率假设的近似法,并采用均值分析法迭代计算,得到该排队系统的相关参数.给出一个算例,与仿真结果和美国海军统计值的对比验证了该近似法的精确性.通过分析各服务站的利用率和滞留飞机数,认为该排队网络制约舰载机出动回收能力的瓶颈为保障力量.

航母飞行甲板作业抗损能力分析

为了研究反舰武器攻击所引起的航母飞行甲板作业能力的下降程度,采用甲板板块(flight deck-plate,FP)对飞行甲板及其上的各航空保障资源进行建模,通过子母弹形式的反舰战斗部对飞行甲板的攻击进行仿真,得到各甲板资源及舰载机的毁伤数据。以单航母战斗群为算例,采用基于排队网络的架次率模型计算得到相应的出动回收能力下降情况,进而量化评估反舰战斗部对飞行甲板的损伤效应。通过计算不同数量战斗部攻击飞行甲板所造成的出动回收能力的降低,获得了飞行甲板作业能力对反舰武器攻击的敏感程度及抗损能力。结果表明:所建立的航母飞行甲板作业抗损能力分析模型具有较好的科学性和适用性,能够为飞行甲板的生命力设计提供技术支撑。

航母关键系统对架次率的影响研究

航母舰载机的出动架次率是衡量航母及其航空联队作战能力的基本标准,是航母重要的战技指标。本文着重探讨了航母关键系统对架次率的影响,分析了弹射装置、着舰引导系统、飞机升降机、航空弹药贮运系统的能力对舰载机出动架次率的直接影响,对比了常规动力航母和核动力航母的加速性能对架次率的间接作用。

基于闭马尔可夫排队网络的多机型舰载机出动仿真

舰载机出动架次率是衡量舰载机作战能力的关键因素之一。为获得一定条件下多机型舰载机出动架次,通过分析多机型舰载机出动回收的实际流程,考虑到舰载机机型、牵引、保障、出动回收及作业周期等多种因素的影响,建立基于闭马尔可夫排队网络的仿真模型,引入马尔可夫链状态转移概率矩阵与模型相结合,得到多机型舰载机出动架次曲线,并获得在空架次、舰载机维修队长等相关排队参数。以美海军尼米兹级航母数据为例,验证了仿真模型的有效性。模型可用于多机型舰载机出动能力的评估,及航空保障设备的配置优化分析。

基于闭排队网络的舰载机出动架次率分析

为提升舰载机出动能力,科学计算舰载机出动架次率,提出一种基于闭排队网络理论的舰载机出动架次率计算方法。将舰载机出动回收过程相关的处理阶段抽化成闭排队网络中的节点,构建了基于闭排队网络的舰载机出动架次模型,研究了具有Fork-Joint节点的闭排队网络的改进启发式平均值分析方法,并采用改进的均值分析方法对模型进行求解,应用典型案例对舰载机数量、故障检测时间、同时起降数量等因素对舰载机触动架次率的影响进行分析,给出了舰载机出动架次率与各变量之间的关系曲线。该研究结果可为提升舰载机出动能力,以及优化舰载机作战训练操作运转流程提供量化依据和决策方法。

基于闭排队网络的弹射器数量配置方法

弹射器配置数量对舰载机出动回收能力有很大影响,因此,在航母设计初期多方案论证阶段,弹射器的数量配置是必须考虑的关键问题之一。针对舰载机起飞过程的排队特点以及整个出动回收过程的闭环特点,基于排队理论建立舰载机出动回收过程的闭排队网络模型,分析弹射器数量对出动回收能力的影响,分析结果可用于支撑弹射器的数量配置设计方案。为验证模型的有效性,采用"高强度"演习中F/A-18舰载机的数据作为参数输入,结果显示模型计算分析结果与"高强度"演习结果一致。

国外航母航空保障技术发展现状

航母航空保障系统是保障舰载机在航母上安全起降和有序作业的核心,是实现舰载机高效出动回收的基础和保证,在航母各主要系统中具有突出重要的作用,是航母区别于其他大型主战水面舰艇的重要标志。通过收集整理国外相关文献,从航空保障任务规划与指挥管理技术、舰载机起飞保障技术、飞行器着舰引导技术、舰载机拦阻回收技术、舰载机驻留转运及资源保障技术、面向架次率的航空保障集成设计与验证技术6个方面概括并总结了国外航母航空保障技术的发展现状。梳理了国外部分重要航空保障装备的性能参数和工作原理,最后对国外航母航空保障技术的应用情况进行了概括总结,对未来研究方向进行了展望。