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舰船电子技术8篇

时间:2023-10-24 10:35:18

舰船电子技术

舰船电子技术篇1

关键词:21世纪;舰船;自动化技术;最新发展

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.10.194

1 舰船自动化发展历史

早在20世纪七十年代舰船的自动化技术就开始萌芽了,最初只是为了达到节约人力物力的目的。最初舰船的自动化设备相对而言也比较简单,只是包括轮机自动化、导航自动化、无人值班机舱、惯性导航、自动操控仪、GPS无线电导航、自动装卸吊机、自动绞缆机、航行信号、气笛以及报警设备等。

到了九十年代以后,海洋运输提出了绿色安全的要求,这一要求使得舰船自动化技术不得不进一步提高与创新。为减缓温室效应,国际海事组织还对舰船环保节能、高效航运提出了相应的要求。另外,目前世界上有较多的海盗,安全航运地问题得到了高度重视,因此舰船设备必须要有很好的安全措施,一来可以很好防止舰船事故发生,二来能对舰船故障进行远程监控以及快速高地修复。由此可见,生产一批船岸一体化的安全航行自动化设备尤为重要,这也是当务之急。

2 舰船自动化技术的发展方向

传统的舰船自动化设备完好率不高,因此舰船自动化发展的方向就是安全可靠。当代的舰船自动化技g采用了功能强大的电子控制模块,通过对电脑进行轻微二次编程设置,使得大量的自动化设备可以在同一个模块上运转。当模块上的某一个自动化设备出现了故障,只需更换相应的模块,再将自动化设备的电脑设置传输过去,就可以完成对自动化设备的管理和维修。此舰船自动化设备的完好率高达90%。

3 AutoNet和PCC200的三项创新技术

3.1 AutoNet信息平台

AutoNet是可以提供船岸信息一体化的平台,其具有容量大、数据广、成本低的优点。其具体的运转过程为:在一条由有线或无线充当介质的以太网上链接船岸上的所有服务器以及电脑,然后在每一个节点上都安装有数据库芯片和平台工作软件包。这样做的目的是使每个节点的数据库可以作为全平台的数据,以实现对舰船的监控与管理。将其运用于防止海盗、安全航运领域,起到了极大的作用。

分布数据库信息平台是在此基础上进一步优化改进得到的,此技术采用了芯片DRP2000,并将此芯片作为每个节点的材料,有着使用简单、快捷高效的优点。另外,此技术又可以分为三项,包括高速响应实时监控、控制管理一体化以及信息平台,根据具体的环境选取最合适的技术会取得事半功倍的效果。

AutoNet信息平台有两个独立的以太网,两个以太网之间又相互连通。如果出现报文丢失、报错或者断网线的情况,因AutoNet信息平特的结构,上述情况对可靠性也不会产生影响,平台系统如图1所示。

3.2 PCC200控制器

PCC200控制器是一种全功能的可进行二次编程的控制器,其可以解决舰船自动化设备完好率不高的问题。此PLC技术最终的自动化设备只有一种,这有利于操作人员的管理和维护,加之该程序可以进行二次编程,这就使得船员可以根据实际需要对原程序进行改动,使自动化设备有更强大的功能。另外,改动后的程序也会存储在中心电脑上,船员再次维修时只需要从中心电脑上设置就可以实现。以PLC技术为基础的PCC200全功能通用的控制器有着以下特点:

(1)编程逻辑图有着与、或、非三种逻辑关系,且多个逻辑图之间还可以通过引入中间变量来实现混合逻辑,此功能可以运用在绝大多数的辅机控制中。

(2)对于延时器编程,可以设置不同的状态,包括常关、常开和延时,只需要在表格中写上要进行的状态即可。

(3)要设定模拟量的多少以及模拟量与逻辑编程之间的关系,只需要在逻辑图上写上数据库号即可。

(4)如果输入端子需要用可编程放大器接传感器时,要采用万能采集编程。

4 将AutoNet及PCC200运用于舰船与海洋工程的实例

某大型舰采用船岸一体化系统,在2000年以后新造的20艘军舰都运用了AutoNet及PCC200技术。全国绝大多数救捞局的船只,其监控系统都运用了AutoNet及PCC200技术,其中一些民船运用PCC200技术对电力系统进行监控。同样,某大型舰辅助系统也采用了AutoNet及PCC200技术,并且加入了不同的指令对上百个设备进行同时控制,极大的实现了自动化,且稳定性好。

上海救捞局“自航八锚精密定位工程船”全船采用AutoNet 及PCC 整船配套技术,包括机舱及甲板机械。

5 结语

通过以上成功的案例,说明AutoNet及PCC200技术在舰船及海洋工程中得到了广泛的应用。可见,AutoNet及PCC200可以解决舰船信息平台存在问题,抵御网络病毒、设计安全可靠、且成本较低。将这些技术加以优化创新,可以更好地实现绿色安全环保航运,可以提高海洋工程新任务。将这些技术进行推广创新,舰船自动化技术将会打造出更广阔的天地。

舰船电子技术篇2

舰艇总体制造能力方面

由于日本发展资本主义较早,在一战前就拥有了良好的工业基础,到1919年,其造船工业总产量已经位居世界第三,仅次于当时的英国和美国;到二战爆发时,日本已拥有大中型船厂60多家,船台140余座,从业员工高达40多万人,具有建造包括航空母舰、战列舰和大型远洋潜艇在内的各类军用舰艇的能力,年产舰艇可达300余艘。日本在二战中遭受重创,其造船工业规模极度萎缩,军用舰艇的建造也一度停滞;但由于战前日本具有坚实的工业基础,加之美国的扶植,日本造船业又迅速发展起来,仅1971年日本的商船的下水量竟达1199.2万总吨位,约占世界总下水量的50%之多。近半个世纪以来日本造船工业产量长期稳居世界首位,直至近年来才被韩国超越。五十年代初,日本还仅能建造一些轻型舰艇和军辅舰,但五十年代末就可以自行设计建造2500吨级的驱逐舰。时至今日,日本已能设计建造除航空母舰和核潜艇以外的所有种类的作战舰艇,而且其性能之先进为世界所公认。其中典型代表是“亲潮”级常规潜艇和“金刚”级驱逐舰,而“金刚”级驱逐舰是世界上最大的驱逐舰,其排水量可达9485吨。日本的造舰速度相当快,据统计,1982年至1991年的短短9年间,日本建成服役的舰艇中仅驱逐舰就有4级23艘之多。而且,这些驱逐舰的建造周期平均不足3年,其中最短的仅27个月。这样的造舰速度令人咋舌,即便美国也不过如此。能具有如此之高的造舰效率,除得益于雄厚的造船工业基础外,与采用成熟的技术和先进的生产管理体制也是密不可分的。另外,在建造现代水面舰艇必备的先进机械加工设备方面,日本的技术力量也相当雄厚,有些大型精密机床设备甚至比美国的还好。

韩国的工业结构比较合理,但重工业基础不如日本,造船工业的历史也短得多。韩国的钢铁产量居世界第六位,机械工业发达,使造船工业具有高度的自给能力,有利于降低生产成本,再凭借政府的一系列优惠政策,其造船工业近年来的发展势头十分迅猛。1999年,韩国造船企业共收到订单1271万吨,首次超过日本成为世界第一造船大国。韩国造船工业利用政府补贴以倾销的价格接受造船订单,并以一些类型的高技术附加值船舶推出韩国造船的优势项目。韩国的军事工业基础比较薄弱,虽然自七十年代以来,在美国的军事援助和自身经济发展的双重推动下有了长足的进展,但整体水平仍不是很高,对外依赖性强,基本上处在许可证生产、合作生产向自行研制生产过渡的阶段。为韩国海军建造军用舰艇的主要有大宇重工、现代重工、韩国造船工程公司和韩国塔科马造船厂等造船企业,其中现代重工的蔚山造船厂是世界上最大的造船厂(曾建造了世界上约15%的集装箱船)。该厂主要生产护卫舰等轻型水面舰艇,近年来也开始建造驱逐舰。在此之前,驱逐舰的建造工作一直被大宇重工的玉浦造船厂包揽,同时大宇重工还是惟一建造过潜艇的韩国造船企业。目前,韩国可以自行设计建造驱逐舰、护卫舰、常规潜艇和一些种类的大型军输船及轻型舰艇,但国产化率很低,其中潜艇多为技术转让建造,两型驱逐舰的舰载装备和传感器几乎全为舶来品。韩国海军还制订了KDX-3级大型驱逐舰和两栖攻击航母的建造计划。

舰载装备配套能力方面

在舰艇制造业中,各类舰载装备配套能力占有极为重要的地位,也最能反映一个国家舰艇工业的整体水平。首先,舰载装备配套立足国内,可以有效降低成本,进而可降低舰艇的采购价格,节省国防经费,方便海军大批量装备;其次,国产装备的后勤保障比较可靠,一旦在使用中出现问题,可以更快更好地得到解决,保证了舰艇的战斗力;再次,在战争条件下,舰载装备立足国内可以使舰艇具备规模生产的能力,能最大限度地满足海军需要。反之,若舰载装备对外依赖性强,不仅舰艇建造成本高昂、后勤保障不便,而且当一些条件受到限制时,舰艇生产能力会受到制约,使海军在出现战损时难以得到及时补充。

舰艇动力配套能力 日本在二战前就拥有了完善的舰艇动力配套体系,拥有了雄厚的舰艇动力研发基础。目前,日本舰艇的主机大多为本土制造,其中,能独立研制开发的品种包括舰用锅炉、汽轮机,舰用柴油机和潜用柴油机等,主要由三菱重工、石川岛播磨重工、川崎重工和日立造船等几家大公司生产。虽然日本是世界上为数不多的具有独立研制燃气轮机能力的国家之一,但在大功率舰用燃气轮机方面的能力尚有欠缺,目前此类燃气轮机主要依靠技术转让,由川崎重工和石川岛播磨重工两家公司进行生产。产品包括“奥林普斯”、“斯贝”、LM2500等一些西方国家开发的系列成熟产品,国产化率较高,产量也有保证。实际实际上八十年代以后日本建造的驱逐舰已经全部采用了全燃动力的推进形式。日本还具有生产舰用核动力装置的能力,若不是一些政治因素的限制,日本可能早已建造出核潜艇,因为在八十年代,由川崎重工研制的核反应堆成功装备了核动力商船“陆奥”号。除此之外,日本还在研制开发一些新型动力技术,如磁流体推进技术,并成功建造了“大和”号磁流体推进试验船。

由于起步较晚,韩国的舰艇动力工业尚在发展阶段。在舰用主机方面,目前基本不具备自研能力。韩国海军的驱护舰艇大多采用柴燃交替动力形式,主机通常选用LM2500燃气轮机和MTU956TB82系列柴油机,这两种主机,前者依赖美国进口,后者可以由双龙公司与德国公司以合作经营的方式在国内生产。与燃气轮机动力配套的舰用调距螺旋桨,韩国也是与英国的维克斯公司和罗尔斯・罗伊斯公司合作,采用技术转让的方式进行生产。

舰载武器配套能力 长期以来,日本的舰载武器主要依赖进口,自身研发能力有限。日本主力作战舰艇的舰载武器虽然先进,但绝大部分均来自国外,如“鱼叉”、“标准”等导弹武器主要来自美国;舰炮主要来自美国和意大利,部分为合作生产。而国产武器,如SSM-1B反舰导弹和68式反潜鱼雷等仅占在役舰载装备的很小部分。究其原因,主要有如下两个方面:日本作为一个经济大国,为谋求军事大国地位不惜在军备采购上投入重金;其次,美国所奉行的战略又往往使日本能比美国的其他盟国优先获得更加先进的武器,如“宙斯盾”舰载防空系统和“标准”SM-3反导导弹。

韩国的舰载武器也主要依赖进口,其海军装备的舰载导弹武器主要来自美国和法国,鱼雷主要来自美国和德国,舰炮则分别来自意大利、美国、荷兰、瑞士等国。之所以如此,排除韩国自身军事工业基础薄弱、自研能力低下等硬性因素外,装备量小而导致自研武器成本高昂应该也是个中原因之一。但无论如何,过度依赖国外则未免被动,实际上,韩国也正努力试图改变目前这种状况。前不久,韩国海军成功试射了首枚自行研制的反舰导弹,该型导弹射程达150千米,将用于装备韩国新一代驱护舰艇。

舰载电子设备配套能力

舰船电子技术篇3

英文名称:Ship Electronic Engineering

主管单位:中国船舶重工集团公司

主办单位:中船重工集团第七0九研究所;中国造船工程学会电子技术学术委员会

出版周期:月刊

出版地址:湖北省武汉市

种:中文

本:大16开

国际刊号:1672-9730

国内刊号:42-1427/U

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发行范围:国内外统一发行

创刊时间:1981

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舰船电子技术篇4

舰船装备的质量是一个国家科学技术和经济实力的集中体现,直接关系到舰艇部队战斗力的生成和持续作战的能力,在现代化条件下,特别是高技术条件下的战争中,舰船装备的质量问题关系到海战的胜负,有时甚至影响到国家的兴亡。因此,舰船装备的质量问题理应成为我们关注的重大问题。

目前人们所探讨的质量问题及其管理,一般多集中于舰船装备全寿命周期中的某一个阶段的某一个具体问题,如设计阶段或建造阶段的某一类质量管理问题。而对于将舰船装备的质量问题和质量管理作为一个整体,从全寿命期的角度来看待这一问题,缺乏系统和全面的分析。针对目前的研究现状,本文探讨从舰船全寿命期管理要求出发,从全面质量管理的角度,研究舰船寿命期中各阶段的质量,以及全寿命期质量管理一体化的问题。

2.舰船装备全寿命期及其质量问题

舰船全寿命期总的来说可以分为研制建造阶段、使用与保障和退役阶段。其中研制建造阶段又包括论证、研制(系统设备)和设计(舰船总体)、建造、试验试航这几个阶段,系统设备研制包括原理样机、工程样机、系统联调等;舰船总体设计包括方案设计、技术设计、施工设计和生产设计等;使用和保障阶段的活动大致包括训练、作战使用、日常维护和计划修理等。如图1所示。

舰船装备质量,是指舰船装备所具有的一组固有特性满足明确的、隐含的或必须履行的需求和期望的程度。这一组固有的特性包括作战性能、可靠性、维修性、保障性、安全性、可生产性、经济性、环境适应性等。而质量管理指的是为保证舰船质量,在影响其特性的论证、设计、研制、生产、使用、保障等环节上,对形成、发挥、保持、恢复舰船质量等所有过程和因素进行计划、组织、指挥、协调和控制的活动。

舰船装备寿命期组成复杂,过程相对而言也较为漫长。根据以上定义,在舰船装备的整个寿命期中,每一个阶段都存在质量和对应的管理间题,而且随着时间的流逝,质量就成为时间的函数。在每一个阶段中,质量的含义、组成和管理重点都不一样,即有Q=/(0,当时间取z定为某一定值^时,舰船装备的质量Q将具有不同的含义和不同的分量,可表达为

在(1)式中,对于不同U值的种类和含义也不同。要逐个确定Q=1(0的要素和结构,必须进行更详细的分析。

分析可知,在舰船寿命期的论证、研制(系统设备)和设计(舰船总体)、建造、试验试航、使用和保障、退役等各个阶段,质量问题都涉及到质量管理两个方面的内容。

(1) 舰船装备全寿命期各阶段质量的定义,即什么是本阶段的质量,对此需逐个进行定义,如论证质量、研制质量、建造质量等概念。

(2) 舰船装备全寿命期各阶段质量的管理,即如何做好本阶段的质量管理工作。这里要考虑的问题是,对于每一阶段的质量管理活动,都涉及到全面质量管理(TQM)及其应用。全面质量管理是围绕质量问题而展开的一种管理途径和管理体系,可以归纳为以下4个方面:全员参与、全过程管理、全面的方法和全面的质量观。

3.全寿命各阶段的质量管理

如前所述,舰船全寿命期组成复杂,在其全寿命期的每一阶段中的质量问题,实际都包括本阶段质量的定义和本阶段质量管理的方式。这里以舰船建造阶段为例,对舰船全寿命期各阶段的质量管理问题进行探讨。

3.1阶段质量的定义

以建造阶段为例,建造阶段的质量可以称为建造质量。舰船建造质量可以直观上理解为做好舰船建造工作,或圆满完成舰船建造工作,或完成高水平的舰船建造工作等。相应地,舰船建造质量可以形式化地定义为在规定的时间、规定的条件下,实现了舰船装备的建造意图和要求的程度。

舰船全寿命期的其他阶段如论证、设计、试验、使用等质量的定义与此类似。

3.1 阶段质量的管理

如前所述,做好舰船建造阶段的全面质量管理包括以下几个方面。

(1)全员参与。舰船建造的相关单位包括建造厂家、用户代表以及相关设备厂所等。全员参与意味着这些单位的人员全体参与质量管理活动,包括管理层、机关工作人员和技术人员、一线人员等,他们共同构成了一个整体,而不仅仅只是技术人员和一线人员。如图2所示。

(2)全过程管理。对于一般的民用产品,全过程管理意味着在市场调研、产品选型、研究、设计、原料采购、制造、检验、储运、销售、安装、使用和维修等各个环节中都把好质量关。对于舰船装备而言,全过程管理要求就是即使只处于建造阶段也要从舰船全寿命期的角度考虑质量问题,即为论证一设计一研制一建造一使用一退役的一体化。

要做好上述全寿命期质量管理一体化工作,本文认为有两项工作是必不可少的。其一是全寿命各阶段人员参与的一体化。由于舰船全寿命期各阶段组成了一个完整的整体,所以在舰船建造阶段的人员参与就不能仅仅只包括舰船建造和相关单位的人员(见图2),而是应将舰船装备论证、设计、研制、试验、使用、维护、维修等单位的人员都包括进来,共同参与和了解舰船的建造工作。当然其他阶段人员的参与可以是多种形式的,但决不是可有可无的,或视他们的意见处于次要位置,这里可以仿照美军CAIV的形式,将他们的参与和意见视为一种独立变量。只有这样,才能真正实现舰船装备的全寿命质量管理。如图3所示。

简言之,论证、设计、研制、试验试航、使用和保障部门参与并了解舰船建造过程。舰船全寿命期其他阶段的一体化参与形式与此类似。

其二是舰船设计以及建模、仿真环境的一体化。这项工作要求我们从舰船论证阶段开始,经过设计、建造、试验试航,直至舰船交付,到舰船的使用、维护、维修,直至舰船退役的整个全寿命期过程中,借助于过程协同技术的思路和方法,采用完全相同或高度兼容的建模与仿真环境和设计软件。

在这样的环境支持下,从论证阶段开始启动所需要的建模与仿真活动,并采用预定的CAD设计手段,形成论证深度的电子样船,在向设计阶段交接时,除现有常规的纸版文件外,应同时交接全套与设计单位完全兼容的论证深度的电子样船数据库。设计阶段在前述电子样船的基础上,继续采用同样的CAD设计环境,深化并逐步形成舰船初步设计、技术设计、施工设计深度的电子样船,真正实现螺旋式设计过程,设计向建造阶段交接时,除现有常规的纸版文件外,应同时交接全套与建造单位完全兼容的施工设计电子样船数据库。建造阶段在此基础上,采用同样的CAD设计环境,形成舰船生产设计深度的电子样船,并由此形成B()M清单,形成指导舰船建造的各种文件,建造向试验、使用部门交接时,除现有常规的纸版文件外,应同时交接全套与使用部门完全兼容的、达到使用和保障要求的电子样船数据库。在使用和保障阶段,在接收到的建造、试验试航活动提交的纸版和电子版资料的基础上,可以进行必要的应用开发活动,并建立相关制度负责向其所有上游活动(单位)以质量协同管理信息系统[5的形式反馈相关信息和意见。该一体化过程(简图)如图4所示。

分析可知,实现了立足于全寿命期的舰船设计以及建模、仿真环境的一体化,可以实现以下多重目的。打破部门壁垒,实现全寿命期各阶段资源的真正共享;大幅减少各阶段衔接的工作量,避免目前各阶段衔接中所存在的各种问题;便于各阶段人员参与的一体化;为实现全寿命期各阶段的并行工程工作提供了一个统一的基础和环境,利于并行工程工作的真正开展。而实现了以t目的,就有可能从根本上提高和改进舰船全寿命期的质量管理水平。

(3) 全面的方法。全面的方法主要包括各类管理方法(模式)以及统计方法等。

各类管理方法是常规的质量管理领域,目前这类研究成果较多,做法也较为成熟和规范。如建立质量管理体系、实行二级验收体制、从点控制到过程控制、加强合同监管等。

在用于质量管理的统计方法㈤中,对于舰船总体建造而言,较为适合的方法有排列图法、因果分析(鱼刺图)法、对策表法等;对于较大批量生产的舰载系统设备乃至零部件而言,较为适合的方法有统计分析法、直方图法、工序能力指数以及控制图法等。

(4) 全面的质量观。全面的质量观包括工序质量、产品质量、工作质量以及服务质量。

在舰船建造过程中抓好工序质量和产品质量是目前的常规做法,也是目前较为成熟的质量管理领域,本文不再赘述。

抓好工作质量和服务质量则是人们往往易于忽视的领域。如建造阶段与前一个阶段(研制和设计)的交接;与后一个阶段的交接(试验试航与交船),包括保障资源的交接等;建造阶段的相关人员要积极参与舰船论证、设计和研制活动,探讨在舰船论证、设计研制活动中,主动发挥作用的各种形式;主动为用户(舰艇部队)考虑,积极参与舰船装备的保障和维修等。

3.全寿命期质量一体化管理的技术支撑

要实现以上设想,尤其是实现全寿命各阶段人员参与的一体化和舰船设计、建模、仿真环境的一体化,就必须在技术手段上予以必要的保障。例如借鉴美军SBA的思想,实现舰船装备全寿命期仿真化管理,为全员、全过程、全面方法、全面质量观提供必要的物质基础。

美国海军SBA技术指导思想的实质,就是图4所示的通过建模与仿真技术实现对舰船装备全寿命期的一体化设计与仿真,其组成包括分布式协同建模与仿真环境(见图5)、一体化产品与过程小组(IPT)、舰船专业设计与分析工具、相关分析和评估构件等。在舰船论证、研制和设计阶段的主要工作包括:(1)根据对作战需求等的论证结果形成初步方案;(2)仿真建模和设计方案的三维实现;(3)设计方案的协同改进与优化;(4)设计方案的综合评估与方案选取等。建造、试验和使用等后续阶段的工作包括研制、设计方案的接力式深化开发和相关信息反馈等。

在美国国防部建模与仿真主计划《DoD5000.59—P》中,突出强调了建模与仿真技术对装备全寿命期质量管理的作用。认为通过建模与仿真技术建立的虚拟产品模型嵌人到一体化综合环境中,可以支持装备全寿命周期各个阶段的管理,加强设计人员、承制方及试验人员之间的信息共享,实现节省采办时间、资源和减少风险,进而全面提高装备系统的全寿命期质量。

本文认为,采用这种一体化模式及其软硬件支撑,就能真正实现以设计为中心的舰船研制和全寿命质量管理模式,同时可以打破部门壁垒,实现上游(前一阶段)成果在下游(下一阶段)被完全利用,以及对应的质量信息反馈等。在充分利用现有信息技术成果的基础上,实现舰船装备全寿命过程:论证一设计一建造一试验试航一使用与支援的质量管理一体化。目前,在某国的新型舰船的研制和全寿命管理中,均采用了这种方式,取得了良好效果。实践表明,这是一种技术上可行的先进的质量管理模式,具有较好的借鉴作用,值得引起我们的充分重视。

舰船电子技术篇5

德国海军423型“欧斯特”级电子侦察船长约83.5米,宽约14.6米,吃水4.2米,排水量3200吨,属于中型电子侦察船;其动力系统包括2台Deutz-MWM SBV 16M628柴油机,2台电动机(用于低速行驶);航速20节,续航力500海里/15节;舰员编制42,其中情报人员38A。该型舰现役3艘,包括1988年7月30日开始服役的A50;1988年11月10日服役的A52;以及1989年10月5日服役的A53。

“欧斯特”级的主要电子任务设备

“欧斯特”级电子侦察船装备的主要电子设备包括被动声呐、传感系统,电子干扰系统、光学观察设备、升级型激光通信终端设备等。另外,它还装备有各种频段无线电接收机、雷达接收机、终端解调和记录设备、信号分析仪器、接收天线等,能接收并记录无线电通信、雷达和武器控制系统等电子设备所发射的电磁波信号,查明电子设备的技术参数和战术性能,获取对方无线电通信、雷达配系、导弹发射甚至飞机起飞、舰艇出港等军事情报。

STN Atlas Elektronik AISYS被动声呐。该系统主要用于侦听水下声学信号,负责为德海军司令部提供反潜战支持。在侦察驻泊点海域的敌潜艇时,“欧斯特”级电子侦察船的主要行动是发现潜艇驶离(进入)基地及其展开的航线;查明潜艇战斗训练海域,其组织保障情况、通信设备和无线电技术设备的组织使用情况;测量并记录潜艇的物理场。为此,要使用电子侦察船的雷达和光学观察设备;用于发现潜艇及其保障舰船无线电技术设备工作的无线电技术侦察设备。发现敌潜艇后,随船的电子系统就能对其进行分析判断:与数据库中的声波进行比对,符合哪个国家的哪型潜艇的声波特征,并将分析判断的结果传递给岸基情报部门和其他作战相关单位。对其进行可靠的识别,直至识别出其名称。为此,要使用包括光学设备在内的所有电子侦察设备。

ELINT/COMINT传感系统。该系统可按收、分析并定位雷达信号,覆盖范围360度;具备高截获概率,方位角测定精度高。同时还可接收超高频、甚高频和高频信号,快速搜索和锁定机载、舰载或地面目标信号。“欧斯特”级电子侦察船装备的ELINT/COMINT传感系统等先进传感器,电子侦察的信息源可能是超长波、长波、中波、短波和超短波无线电通信设备,无线电中继和对流层通信设备,雷达设备,无线电导航、无线电遥控和遥测设备,正在工作的声呐和水声通信设备,激光测距仪和通信设备,侦察目标的物理场;可采集敌电子设备各参数的标准值及辐射特征;侦察敌战斗舰艇直射波的卫星通信设备;侦察敌特高频和超高频工作的电子设备;侦察其武器控制设备和系统,包括测定武器自导系统的性能;查明敌电子设备使用的原则和规则以及在不同行动中的工作方式;查明并测定敌舰艇物理场特征;获取敌海军舰艇和潜艇的技术样本等等。

电子干扰系统。该系统采用电波扰乱敌方电子设备和系统,使其丧失或降低效能。削弱或破坏敌方使用各种电子设备和系统遂行战场侦察、作战指挥、通信联络和兵器控制与制导的能力,为隐蔽己方企图和提高己方飞机、舰艇的生存能力创造有利条件。德国海军可通过绵密的情报搜集,探测出特定区域内信号情报发射源,掌握区域内各个发射源的位置、动向、信号特征、数据链等,这对深入了解对手军事部署情况极其关键,一旦电子信号位移或通信量突然改变,德军能预知将有重要事情发生。

“欧斯特”级的战术应用

“欧斯特”级电子侦察船既可用于战术侦察,又可用于战略侦察。其中战术电子侦察是指在战役、战斗前夕及战斗过程中,在战区附近或深入战区,搜索、截获敌方电磁辐射信号,实时确定辐射源的特征参数、方向或位置,判明辐射源的平台、威胁程度和性能。而战略电子侦察是指在对敌战略层次的目标进行侦察,这一过程一般是长期性的,以备战时需要。

无论战术侦察,还是战略侦察,“欧斯特”级电子侦察船的侦察过程大致相似。抵达指定海域后,即开始搜索目标,主要行动包括:一是与侦察目标建立侦察接触;二是在指定海域范围内发现侦察目标并查明其编成和位置;三是确定侦察目标通过指定侦察海域的可能性。在指定地带实施侦察前,通常要对侦察目标进行搜索。搜索地带可以是敌可能的运动扇面、狭窄航道,也可以是驻泊点和演习海域的通道。在指定海域发现目标,要确定其可能的航行地带或扇面;使用舰上各种电子侦察设备查明情况,弄清其兵力编成和运动参数。电子侦察船艇可以在其垂直或平行航向上作蛇形机动,直至与侦察对象建立可靠的侦察接触。随后,电子侦察船可对目标进行观察(跟踪)并伴随航行一段时间,跟踪时间长短根据目标的航速及其使用电子设备的性质而定。在目标驶出电子侦察船艇侦察范围后,即与其脱离接触。

“欧斯特”级电子侦察船在侦察相对固定的目标时,通常采用阵位侦察法。如对敌通信线路、电视广播频道实施电子侦察;在前沿驻泊点对敌兵力实施侦察;实施水声侦察等。在与舰队其他兵力共同执行侦察任务时,德国海军都要给电子侦察船艇明确其在整个侦察系统中的具体作用和地位、担负的主要任务及完成任务的方式方法。在这种情况下,电子侦察船艇通常用作舰队电子侦察定位系统中的机动无线电定向站及浮动无线电队,在统一的信息集中收集和处理系统中,负责对敌舰艇编队内部通信实施无线电侦察。

德国海军的电子侦察中心负责计划和组织电子侦察船艇的海上侦察活动,还负责检查侦察船艇是否保持规定的战备等级;侦察船艇的活动是否符合国家的现行规则、公约和协议;对电子侦察船艇进入外国水域和港口的组织、舰员在岸上的行为、与港口管理方进行联络的方式是否合理等。电子侦察船的搜索海域的范围及其地理位置也由电子侦察中心划定。电子侦察船根据侦察目标的性质、侦察海域的范围,确定完成任务的能力及其搜索类型(随机搜索或规律性搜索)和机动方式。

“欧斯特”级的实战案例

德国海军在组织实施对抗演习中,都动用“欧斯特”级电子侦察船。根据演习规模和特点,演习双方各自派一艘至几艘电子侦察船,获取演习对方信息。有时,“欧斯特”级电子侦察船也会用于试验。2009年11月,德国海军通过“欧卡尔”号电子侦察船模拟在作战条件下使用激光通信终端验证设备,与舰船和海军武器、海军技术和研究中心一起实施了一系列试验和测量活动,包括侦察到在海岸外20多千米内航行的舰船和潜艇,并向岸上总部实时传送光电传感器数据,或者传送在较长时间内搜集到的数据编成的情报文件。据德媒体报道,2013年8月德国海军的“欧斯特”级电子侦察船“欧卡尔”号还停靠在叙利亚沿海,一直通过无线电截听叙利亚交战双方通讯情况,并得到重要情报,获知叙利亚军队指挥部一直请求总统府批准,使用化学武器对反对派实施攻击,但都遭到拒绝。

“欧斯特”级的舰载武器

“欧斯特”级电子侦察船所带武器系统不多,只有2套便携式“毒刺”防空导弹发射装置。一套“毒刺”导弹系统由发射装置组件和一枚导弹、一个控制手柄、一部敌我识别询问机和一个“氩气体电池冷却器单元”组成。“毒刺”导弹的弹径为70毫米,弹长1.52米,弹重为10.1千克,整个系统重15.7千克。其最大作战半径为5.6千米,最大射高为4.8千米,最大飞行速度2.2马赫。其战斗部为爆炸破片式,重1千克,单发毁伤概率为75%。采用全向红外导引头,工作波长为4.1~4.4微米。这种导引头具有较高灵敏度,能感受到金属表面红外辐射信号,因此不但能跟踪飞机排出的热气流,尾追敌机,也能根据飞机表面辐射的红外信号,对敌机进行迎头攻击。然而,“毒刺”导弹系统终归是防空轻武器,所能提供的自卫能力十分有限。

“欧斯特”级如何保证安全

“欧斯特”级电子侦察船航行速度慢、武器装备少,在海上执行任务时,其生存能力会受到严重威胁。对于“欧斯特”级电子侦察船来说,平时可以单独自由侦察;而一到战时,就必须随同作战舰艇一起来完成海军作战任务,由他舰提供安全防护。除了由他舰提供安全防护外,对“欧斯特”级电子侦察船而言,其在战场环境下保证自身安全也有其他一些做法,即可以通过灵活多变的战术机动和伪装隐蔽减少被发现的可能性,而且可以运用适当的对抗措施和防护加固来降低敌方电子侦察船之杀伤效果。比如,为了防止敌空间侦察卫星、空中预警和侦察飞机的侦察或水下声探测器材的侦测,电子侦察船应采取各种伪装、隐身技术,可以伪装成拖网渔船、海洋调查船、科学考察船或商船来执行任务,使敌方难以发现或察觉。当被敌发现后,电子侦察船受到敌雷达照射和电子干扰以及导弹或火炮攻击时,可采取各种电子对抗措施、火力抗击和规避手段以提高电子侦察船的生存能力。另一方面,过高的生存能力要求也是不适宜的,那样不但会使装备的成本大大增加,而且还会降低其作战效能。“欧斯特”级电子侦察船在这方面配置比较适宜,有一定的生存能力和作战效能,又控制了造价和维护费用。

舰船电子技术篇6

舰船装备综合保障的特点决定了工程的实施既需要高强度的技术活动,又要开展具有高度系统性、综合性和复杂性的管理工作,两者紧密结合在一起,不可分割。技术活动为规划、决策、组织、领导、控制等管理活动提供依据,管理则为各项技术活动满足目标需求、符合质量标准、规范数据接口、实现效益最大化等提供保证。因此,对舰船装备综合保障工程实施管理,是舰船装备综合保障的内在要求,也是提高战备完好性和降低全寿期费用的有效手段。综合分析舰船装备综合保障工程和工程管理理论[5,6],舰船装备综合保障工程管理内涵为:在可承受的寿命周期费用下,以实现舰船装备系统的战备完好性、任务成功性和持续作战能力,满足平时战备和战时使用要求为目的,规划、管理保障性设计,构建综合保障组织体系,建立并有效利用技术资料和标准法规体系、物资资源体系、核心技术体系等保障资源,对工程进行决策、计划、组织、监督、指挥、协调与控制活动。

2舰船装备综合保障工程管理的特点

舰船装备是结构复杂、体系庞大、技术密集的武器装备,由此决定了舰船装备综合保障工程管理具有以下几个特点。

2.1管理持续时间长,贯穿舰船装备全寿期

舰船装备综合保障工程管理贯穿于舰船装备系统的全寿期。在舰船装备的论证、设计和建造阶段,规划、组织、监督舰船装备“五性”设计,实现“高可靠、好保障”的目的,并同步开展其保障系统的规划、设计和建设管理工作,为舰船装备“两成两力”奠定坚实基础;在舰船装备列装之后,通过不断完善和运用其保障体系,采用科学决策方法,组织协调开展保障工作,以便尽快形成和长久地保持舰船装备的战斗力,并适时组织好改换装工作,使舰船装备在其寿命周期内始终保持理想的技术状态;在舰船装备退役报废时,组织全面整理分析保障信息,从而实现舰船装备的全寿命保障,并对其保障资源进行再设计和利用。

2.2管理对象多元化,涵盖舰船装备全系统

舰船装备综合保障工程涉及的舰船装备种类繁多、新老舰型并存、国产与引进装备并存,舰载设备复杂,涵盖舰船装备全系统。由此,给舰船装备综合保障工程管理带来了其他工程管理领域难以遇到的复杂问题。一是管理对象的多元化,决定了组织体系的多样化。如对于国产装备,在国内有其设计、建造单位,技术资料齐全、备品备件充足,便于开展全寿期的综合保障工程,而对于引进装备,为避免其保障受制于人,必须依托国内力量组建技术责任单位体系,承担引进装备的综合保障工程管理职责。二是装备系统的全覆盖,决定了管理须分类决策。舰船装备不同的子系统,其通用化程度、技术含量、使用频率和保障风险不同,须按照交易成本理论和核心保障能力要求,对保障进行分类决策,从全寿命合同保障、军地联合保障和军内自主保障三种样式中选择其一。

2.3管理实施难度大,跨越作战空间全维度

海军作战空间的多维、宽广,决定了综合保障工程管理实施难度大。未来海军作战将是近岸战场、近海战场和局部远海战场同时存在、互为依托的全方位作战。为了保障舰艇部队的作战行动,舰船装备综合保障必须具有能同时在多个方向展开、对多种类型装备遂行保障的能力,只有这样,才能保证海军舰艇部队实施大纵深、全方位作战的需要。一般来说,舰艇部队距离本土或海外基地越远,综合保障的线就越长,参战的舰船装备种类越复杂,综合保障的点也就越多,作战的海区越宽广,综合保障的面也就越宽,涉及的组织、领导、协调等管理工作也就越复杂。所有这些特点都给舰船装备综合保障工程管理的实施带来了明显的制约和困难,增大了其计划、控制、协调和协同工作的复杂性,加大了工程管理难度。

2.4管理综合程度高,涉及装备技术全领域

舰船装备是高技术集成体,其先进性是一个国家科学技术实力、工业水平和综合国力的象征。现代舰船装备的综合保障,也已不再局限于机械、化工、电子、核能等传统技术领域,其内涵和外延都已经大大扩展,它不仅包括对装备“硬件”的保障,还包括对装备“软件”的保障,其技术面已覆盖到了微电子技术、电子计算机、网络技术、电子对抗技术、隐身技术、光电子技术、航天技术、人工智能技术、新型材料技术、制导技术和定向能技术等众多的新技术领域,并且这些技术相互作用、相互制约,综合一体。对这样综合性强、技术复合度高的工程实施管理,必须考虑不同领域技术的协调性和差异性,使得管理本身也具有高度综合性特征。一是组织结构须满足综合性要求,减少层级,节约各专业之间的协调成本;二是数据接口须满足综合性要求,统一规范,满足各专业之间数据交流需要;三是决策方法需满足综合性要求,灵活多样,体现各专业不同的特点。

2.5管理环境压力大,面向平时战时全因素

舰船装备综合保障工程管理并非真空中的管理,必须面对平时、战时所有内外环境因素,所承受压力之大是其他工程管理所难以想象的。平时,海洋气候湿润、空气盐雾大、腐蚀性强,舰船装备的自然磨损和腐蚀严重;海洋气象多变、台风频繁、涌浪不断,舰船装备极易损坏或发生装备事故;舰船装备空间狭小、人员密集、高温、高湿、高噪音的工作环境等内部条件,使得平时的维护、保养和修理环境十分恶劣。战时,大量高新技术武器的应用,使舰船装备遭受“硬”“软”两方面损伤,损伤机理更为复杂;作战强度的大幅度提高,使得舰船装备的战损率也将大幅提高,维修保障的频度和强度急剧增大,如英阿马岛海战,真正交战不到40天,英军就战损舰船17艘,战损率为15%,阿军战损舰船11艘,战损率高达65%;现代战争已经很难清晰地界定前方和后方、作战区域和非作战区域,给保障系统自身安全带来极大挑战。所有这些,都使得舰船装备综合保障工程管理所面对的内外环境极为恶劣。

3舰船装备综合保障工程管理的主要内容

舰船装备综合保障工程管理贯穿于舰船装备系统的整个寿命周期,总体而言,主要包括以下几部分内容。

3.1舰船装备全寿命保障顶层规划

规划、计划是各项工程管理的首要职能,它确定了工程实施的目标与方向,为工程的组织、控制等活动提供依据。因此要实现装备综合保障工程的最优化,首先必须做好顶层规划。装备的全寿命保障规划,是指在装备论证、设计和建造阶段,按照装备全寿命保障的要求和工作内容,根据装备的特点和使命任务,以装备保障需求为牵引,以形成装备全系统、全寿命保障能力为目标,针对综合保障工程的全面细致顶层规划,其内容包括装备的基本情况、保障需求、保障工作的原则和指导思想、保障工作组织模式、保障条件建设、保障工作的组织实施与质量管理、装备的改换装、经费需求等各个方面,并对保障过程中可能遇到的重大问题进行分析并提出解决方案。舰船装备的全寿命保障规划通常由海军装备指挥机关组织编制,或由其委托单位(如装备设计单位、装备建造单位或者装备保障总体技术责任单位)编制,并在经过评审、报批后正式实施,作为有关各方开展保障体系建设和装备保障工作的依据。科学、完善的装备全寿命保障规划是舰船装备综合保障工程管理的首要环节,是搞好装备保障工作的重要基础和前提,越来越受到有关方面的高度重视。经过多年的探索和实践,目前已经形成了一整套制定装备全寿命保障规划的程序和方法,在舰船装备保障工程中发挥着重要作用。

3.2舰船装备“五性”设计及评估改进

舰船装备的可靠性、维修性、测试性、安全性、保障性“五性”是与综合保障密切相关的系统设计特性,也有文献将“五性”归为广义保障性[6]。舰船装备“五性”设计解决的是装备“高可靠、好保障”的问题,在综合保障工程中具有重要作用,对“五性”设计进行科学规范的管理,是综合保障工程管理的重要内容。对舰船装备“五性”设计及其试验评估的管理主要体现在以下方面。

1)确定需求、分解目标。在装备型号论证中,从任务需求出发,提出执行任务的能力要求,确定舰船装备“五性”设计目标,并将目标通过分解、分配、预计等系统分析工作,转换到较低的产品约定层次。

2)建立指标、合同管理。将舰船装备系统“五性”设计目标转换为设计参数指标,经过评审后,形成不同层次产品、不同类型的“五性”技术规范,纳入合同有关文件之中。

3)组织实施、过程控制。设计单位将舰船装备“五性”技术规范中确定的设计特性要求,在舰船装备设计中予以实现,并进行过程控制,使装备设计得易于和便于保障,且对保障资源需求最少。

4)试验验证、实效评估。进行舰船装备系统“五性”的试验、评价,验证新研制装备是否达到“五性”技术规范中规定的要求,判明偏离预定要求的原因,确定纠正缺陷的方法。

5)信息反馈、改进提高。在舰船装备使用阶段,收集并分析关于舰船装备“五性”的数据资料,研究保障的效果,对舰船装备使用与保障状况进行评价与分析,并将信息反馈至设计单位,以实现改进和提高。舰船装备系统的评估将向新一轮舰船装备研制提供信息反馈,并使以上五大步骤形成闭环,这就是“螺旋式上升”[7]在工程管理中的直接体现。

3.3“四位一体”的装备综合保障系统建设

舰船装备保障系统主要由资源要素和管理要素组成。资源要素是构成舰船装备保障系统的物质和技术基础,包括物质资源体系、核心技术体系;而管理要素是使保障资源发挥应有功能的必要条件,包括组织体系、标准规范体系,由此构成了“四位一体”的装备综合保障系统[1]。保障系统中的管理要素建设是综合保障工程管理的主要内容之一。只有建立健全了管理各要素,才能对综合保障这一复杂工程展开有效管理。

3.3.1组织体系各保障资源要达到真正的有机组合的目标,只有通过有效的管理,要实施管理就必须具备拥有规定职责和权限的机构,在这里可称为组织机构,然后把保障资源置于组织机构的指挥、计划、组织、协调和控制之下,这就是保障资源的有机组合。目前,海军舰船装备综合保障组织体系包括行政指挥线和技术指挥线。行政指挥线由海军现有各层级装备机关构成,技术指挥线由舰船装备综合保障总技术责任单位、分技术责任单位、技术支撑单位和承修单位等组织构成。

3.3.2标准规范体系一般情况下,诸多的保障资源是置于多个机构的指挥、控制之下的,或同一类保障资源实施多层次管理,即分属于各级保障机构,因此还必须制定并实施一系列的规章制度,保证各级、各类保障机构的协调与配合,明确各级各类人员的职责,才能使保障系统高效运行,这就是保障资源管理的有机组合。此外,由于舰船装备综合保障技术复杂,涉及专业众多,所以在工程实施过程中,存在大量的接口,包括数据接口、工作接口、组织接口等几个方面,要做好接口管理工作,就必须建立接口标准和规范,并将其落实到工程实施的每个环节,才能保证舰船装备综合保障工程的顺利进行。

3.4舰船装备综合保障信息管理

在以信息技术为核心的新军事变革迅猛发展和海型建设不断深入的大背景下,海军舰船装备保障能力的提升对保障系统信息化建设水平的依赖越来越大,这要求在舰船装备综合保障工程中高度重视装备保障信息的管理和应用,可以说,如果没有保障性信息的支持,装备综合保障工程就不可能取得成效。舰船装备保障性信息包括论证、研制、生产、使用、维修阶段的信息,数据量大且格式不一,要对如此纷繁复杂的数据信息进行管理,其要求可以归纳为以下几点。

1)注重系统顶层设计。顶层设计就是要对整个保障信息系统的总体结构框架进行规划,保证系统的先进性、合理性、可行性和可持续发展,避免建设过程中出现重大反复或者失误。

2)注重基础条件建设。为适应综合保障工程的需要,要配备必要的技术设备,建设适用的网络,开发配套数据库和分析软件,研究信息处理、传输、应用方法等。

3)注重标准化管理。标准化是资源共享的前提和提高信息质量的重要保证。要从系统的应用出发,在系统指标体系、文件格式、数据接口、分类编码、交换格式、名词术语等方面进行标准化管理。

4)注重常态化信息搜集。“搜”集与“收”集,虽一字之差,但体现的是对信息的两种截然不同的态度,前者是主动的,是有目的性的,而后者是被动的,是盲目的。常态化的信息搜集工作是信息系统得以持续发挥作用的基础。

5)注重信息有效利用。信息只有被利用才有价值,要建立信息有效利用机制,确保信息在规定范围内的、共享、传递、加工等。

6)注重信息安全管理。舰船装备保障信息包含大量军事秘密,必须切实加强信息安全管控,才能让信息系统成为战斗力的倍增器,而非相反。

4舰船装备综合保障工程管理方法

在舰船装备综合保障工程管理过程中,需将定量的方法(如系统工程的运筹学和数学分析法)与定性的方法(如经济学、管理学分析方法)相结合,在规划、决策、流程等层面实现有效的控制和管理[8]。

4.1基于小子样的保障需求预测方法

当前,舰船装备维修保障思想正由传统的事后维修、定时维修思想向基于状态的维修思想发展。基于状态的维修,就必须准确掌握装备的技术状态,并预测其发展趋势,从而优化确定包括维修时机、范围、工装、方法、人员、备品备件、技术资料等在内的保障需求,确保最优的维修质量,获得最佳的维修效益。美军已对其新研制的F-35战斗机实施基于状态的维修,据美军估计,维修人力可减少20%~40%,保障规模缩小50%,出动架次率提高25%,保障费用减少50%以上。由此可见,根据装备的技术状态预测保障需求,对于提高维修保障效益具有重要意义。对保障需求的预测,首先是对舰船装备技术状态的预测。一般而言,对装备技术状态的预测是以装备当前的使用状态为起点,根据已知的结构特性、功能参数、服役条件及运行历史(包括运行记录和以往故障及修复的记录),对未来任务段内可能出现的故障进行预报、分析和判断,确定故障发生的时机和故障的性质、原因及部位,从而确定保障需求,合理地制定维修计划,实现及时有效的维修,保证训练和作战任务的顺利完成[9]。从传统的预测原理出发,基于数理统计、时间序列和神经网络的故障预测方法需要大量数据来建立统计模型或训练神经网络。但对于舰船装备这样复杂的大系统而言,不太可能对其做成批的试验,也无法得到关于重要设备故障的大量数据,传统的预测方法显然不再适用,而需要采用小子样预测方法(工程实践中,一般认为样本容量n小于30为小样本)。在小子样条件下,对装备技术状态的预测,通常采用支持向量机方法(supportvectorma-chine,SVM)。SVM是基于统计学原理提出的一种机器学习方法[10],它是建立在统计学理论VC维理论和结构风险最小原理基础上的,综合考虑了样本误差和模型的复杂度,以及实际风险的两个决定因素,即经验风险和置信范围,有效地解决了复杂性与推广能力之间的矛盾。SVM应用于预测的两大优势在于:一是小样本学习;二是学习能力强。因此,SVM能够在小样本情况下,最大限度地发掘数据中隐含的分类知识,对未来的故障信息进行状态预测,提高系统的整体预测性能。

4.2半结构化的决策方法

针对各种保障问题做出决策是舰船装备综合保障工程管理活动中的一项核心内容,它贯穿于保障工程的始终。决策问题的范围很广,对于能用明确的语言(数学的或逻辑学的、形式的或非形式的、定量的或定性的)给予说明或描述的决策问题,称为结构化决策;对于完全不能用明确的语言给予说明或描述的决策问题,称为非结构化决策;半结构化决策则是介于这两者之间,其特点是决策过程和决策方法有一定规律可以遵循,但又不能完全确定,即局部可以结构化,而不能全部结构化[11]。在舰船装备保障过程中,既存在着可予以量化的部分,如修理设施数量、保障人员数量、技术资料数量等,也存在着诸多无法量化的部分,如人员能力素质、工厂修理水平、机关管理能力、突发故障类型、战时损伤程度等。同时在决策过程中,还会出现许多不确定因素,如引进装备在未形成国内保障能力之前,修理工装和备品备件的引进强烈依赖于国际形势;在大型舰船长达数十年的实际使用寿命中,某些舰载装备的生产线甚至整个工厂都有可能关闭,造成保障资源不足。由此可见,舰船装备保障所涉及的决策问题是典型的半结构化决策过程。对于舰船装备保障这一涉及面广、影响因素多的半结构化决策问题,采用得最多的是群决策方法,也就是专家会议法[11],即通过召开有一定数量的专家参加的会议对决策方案的选择作出共同判断。专家会议可以使专家之间相互交流信息、相互启发思路,集思广益,产生“思维共振”,有可能在较短时间内得到富有成效的决策成果。因此,在时间和其他条件允许的情况下,应尽可能运用专家会议法进行决策活动。例如,在舰船装备综合保障的各个阶段均应形成多个方案并召开评审会,由机关、部队、研究院所、工厂等各单位专家形成评审组,由方案提出者各自陈述方案的特点,由评审专家从中筛选出合理的方案。为使得专家会议法作出的决策尽可能客观和科学,还需要做到以下三点:一是在会议中将背景情况、相关信息真实地公布出来,使专家掌握真实全面的信息,决不能隐瞒任何影响决策的信息;二是选择的专家必须来源多元化,并具备作出决策所需的知识背景、能力素质和责任心;三是绝不可在会议上作诱导式发言。只有做到始终坚持充分发挥集体智慧,不偏不倚、科学决策,才能保证舰船装备综合保障工程朝着正确的方向发展,避免由于决策失误而造成重大损失。

4.3综合保障流程的迭代优化与再造

工程大多投资巨大、影响深远,因而对工程的管理更需要规范的流程作为保证。合理高效的流程对于舰船装备综合保障工程而言,更是必不可少的,工程实施的各个环节都有其固定流程,文献[12]给出了综合保障工程中的多个流程图。就宏观而言,舰船装备综合保障工程的实施也须遵循流程,如图1所示。舰船装备综合保障工程活动主要包括舰船装备保障性要求确定、舰船装备保障性分析与设计、舰船装备保障系统设计、舰船装备保障系统的建立和维护、舰船装备使用保障和维修保障、舰船装备综合保障管理等活动。舰船装备综合保障过程是在不断迭代和优化的过程中。从大的循环来看,通过对装备保障活动(舰船装备使用保障、维修保障、保障性及保障系统的试验评价等)实践进行评价和总结,不断调整舰船装备综合保障分析输入,从而实现装备综合保障的优化;从小的循环来看,通过装备使用保障和维修保障实践,不断改进保障系统,实现保障系统的优化建设。舰船装备综合保障是一个发展着的动态过程,与海军战略和科技发展紧密相关。随着海军装备跨越式发展和信息技术迅猛发展,装备综合保障传统工作方式和业务流程受到了巨大的冲击[13]:一方面,信息技术的运用缩短了时间和空间的距离,加快了信息传递的速度和精度,扩大了业务范围的覆盖面和信息的交换量,必然带来保障流程变更的内在需求;另一方面,新军事变革和海军战略转型使得舰船装备综合保障的任务发生了变化,需要改进流程来适应这种变化。当现有流程不符合现代装备保障需求、无法满足保障目标时,就需要考虑保障流程再造问题。舰船装备综合保障流程再造应以提高综合保障能力、实时保障能力、精确保障能力、远海保障能力为目标,以建立组织领导机构、梳理现有流程、分析存在问题、建立新的流程、对再造后的流程进行评估、组织实施为程序。

5结语

舰船电子技术篇7

关键词:航路 测量 GPS

中图分类号:P204 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2013)02(b)-0076-01

在水面舰船抗冲击试验中,需要对舰船的航迹进行高精度测量和显示,为试验组织指挥和试验结果评定提供依据。在通过狭窄水道等特殊条件下,也需要对水面船舶的航路严格规划控制。为此,首先规划航路,根据任务需求确定航区边界和测量控制区域。其次进行高精度舰船航迹测量,包括舰船的大地坐标和航向、航速等信息。最后进行综合显示,通过图像和数据直观显示舰船态势。

1.航路规划

水面舰船航路规划依据的是不同任务的需求:在水面舰船抗冲击试验中,需要控制的是迎爆面离爆炸点的距离和舰船的航向,需要综合考虑舰船中轴线航迹和舰船型宽;而在通过狭窄水道时,船舶型宽之外还需要掌握水道两侧所有的坐标限制点。

对航路的规划还要统一坐标系。对舰船高精度测量的GPS定位设备通常采用WGS-84坐标系,测量直接给出经纬度和高程,航路规划也应与GPS采用同一坐标系,实现规划、测量和显示的统一。作为海面航行的舰船通常不考虑其垂向变化,只进行水平二维轨迹的测量与显示,也可统一到笛卡尔坐标系。

考虑安全性和可操作性,航路规划往往采用分段折线的形式描述航路带两侧的限制。需要同时将任务相关信息、舰船尺度参数、GPS安装偏差、路径控制点等信息存储在指定位置。

2.航迹测量

水面舰船的航迹测量有两方面:高精度DGPS精确测量大地坐标,双天线GPS测量舰船的航向。二者的测量数据通过串口转USB实时存储到主控计算机。

DGPS定位测量硬件包括NovAtel公司ProPak-V3接收机、PCC公司移动站差分电台PDL(PDL-Rover)、GPS圆盘天线GPS-702-GG、差分电台天线和专用线缆。GPS接收机通过天线接收卫星定位信息,通过串口转USB发送到主控计算机;PDL差分电台接收基准站发送的差分改正信息,通过串口送到接收机。

ProPak-V3接收机采用先进的多路径效应消除技术,采用单频RTK技术可达0.20m(RMS)的定位精度和0.03m/s(RMS)速度精度。

双天线GPS选用星网宇达XWADU3600型双天线GPS定向测姿单元,使用两个单频GPS接收机接收GPS卫星信号,使用载波数据处理、卡尔曼滤波器和载波周期模糊数的求值技术进行定向的精确计算,水平定向误差在2m基线时0.1°,8m基线时0.025°(RMS)。双天线GPS硬件有XW-ADU3600型定向测姿单元、GPS-702-GG型GPS圆盘天线和天线电缆。测量数据通过串口转USB送到主控计算机。任务开始后,主控计算机启动测量,周期性接收双天线GPS输出的数据和差分GPS输出的数据,在送显示的同时将包括时间信息在内的数据存储在指定目录,对于特殊要求的时刻带标记存储。

3.综合显示

综合显示在Visual C#.NET软件平台基础上设计,采用图形和数据综合显示界面。图形显示以任务航路为背景,结合本船的尺度参数,按比例显示舰船在航路中的态势,为舰船操控指挥提供参考。对于特殊控制点,如爆源位置、起爆控制区域或过窄水道等有明显标记。考虑海况和舰船动力控位误差,将舰船位置进行滤波后显示。除此之外,显示还具备常用的鼠标滚轮缩放、区域放大、距离测量等功能。数据显示窗口实时显示水面舰船的测量结果,包括当前时间、经度、纬度、坐标、航向等,还可显示GPS接收卫星状态和数据传输状态。根据舰船当前位置、航速航向和航路信息,计算驶出安全航区的时间,并在需要时发出警告。

4.系统扩展

水面舰船航迹测量显示也可以作为大系统的一部分,将测量数据实时传输到主控。为此,需要将所有测量数据通过WLAN实时发送。TT2400无线通信模块工作在2.4GHz,通过Poe连接到主控计算机,在大于6km时数据率10kbps。系统的处理结果也可以作为舰船自动驾驶的依据:已知舰船当前航向航速和理论航路,根据舰船操控特性和动力控位响应确定操控参数。系统扩展的另一方向就是与电子海图的结合:在精确电子海图的基础上规划航路。

舰船电子技术篇8

印度海军虽然装备有航母和多艘现代化的驱护舰船,却一直缺少先进扫雷舰艇。前不久,印度国防部终于决定将一份价值12亿美元的合同授予韩国江南造船厂,计划购买8艘最新的扫雷舰,以补足印度海军的这一块短板。

曲折采购路

前段时间,印度购买自俄罗斯的“超日王”号航空母舰(原“戈尔什科夫海军上将”号)交付使用,再辅以“德里”级导弹驱逐舰以及“什瓦利克”级和“塔尔瓦尔”级导弹护卫舰,印度海军的水面作战实力眼看就要再上一个台阶。与之相对应的是,印度海军在反水雷作战方面的建设则严重滞后。

目前,印度海军的主力反水雷舰是“蓬迪切里”级扫雷舰。该级舰由当时的苏联为印度海军建造,印度海军分两批采购了12艘,第一批于1978至1980年引进,第二批于1986至1988年引进。由于服役时间过长,该级舰从2007年起已经陆续退役5艘,目前仅在役7艘,1艘部署在孟买,6艘部署在维沙卡帕特南,不过这几艘舰上的猎、扫雷技术和设备都早已落伍,能否担当重任印度海军也是心里没底。所以,早在“蓬迪切里”级退役之前,就提出了采购替代扫雷舰的计划,希望能在2008年接受首舰,这样刚好可以顺序接替退役的舰艇,在经过长达数年的争论和验证之后,印度国防部最终同意了该计划。

计划通过后,印度海军又面临找谁采购的问题,最初是希望购买美国的“鹗”级扫雷舰,美国一度也同意出口给印度2艘,但后来由于种种原因没有成行。2011年,印度又向全球各大军工船厂招标,当时有英国、美国、意大利、韩国和日本等十多个国家的船厂竞标,印度海军最终选择了韩国江南造船厂,建造合同于2013年10月签订。

为何选韩国

在反水雷舰研究技术领域,英、美、意拥有世界第一流水平,作战应用领域也有日本这个后起之秀,但为什么印度选择了名不见经传的韩国?我们可以从战略、成本和技术三个方面找到答案。

从战略上分析,印度近年来有加深印韩关系分化中国影响的企图,正向日本和韩国等东北亚友好国家示好,这是其“向东看”政策的一部分,意在遏制中国不断增强的影响力。

从成本上分析,韩国企业所提供的水雷对抗装备性价比最高。在同样满足设计性能要求的情况下,韩国企业的价格最低。同时,韩国企业还提供了较为优厚的条件,比如除首批两艘舰在韩国釜山建造外,余下6艘将以技术转让的方式在印度果阿造船厂建造,而且韩国船厂还将帮助印度进行扫雷舰建造相关技术人员的培训。

从技术上分析,韩国虽然基本上没有从事过实战布雷,也不像日本担负着美国海军在亚洲的扫雷作战任务,但它长期面临朝鲜方面的水雷威胁,十分重视反水雷作战能力的培养和技术储备,其扫雷技术和装备均引进自美国和意大利,例如AN/UQS-1高频舰壳声呐、“奥罗帕萨”接触扫雷具、电极式电磁扫雷具和AMK-4(V)声扫雷具等先进扫雷装备,还在消化了这些先进技术之后,自行建造了“江景”级和“襄阳”级反水雷舰,这两级舰的作战能力均达到世界先进水平。而印度此次从韩国购买的8艘扫雷舰,就是以韩国自行研制并已经服役的“襄阳”级猎雷舰为基础发展的,技术上比较成熟。

发展原型

“襄阳”级猎雷舰是韩国目前装备的最先进的反水雷作战舰艇,首舰于1999年服役,共3艘,分别是“襄阳”号、“瓶津”号和“海南”号。该级舰是韩国在总结“江景”级扫雷舰服役中的问题后,又吸收了美国的先进扫雷舰技术,全新研制的新一代猎雷舰。

“襄阳”级猎雷舰在设计建造中,在抗冲击、抗磁性、最低水下声响及电磁干扰等方面均采用了最新的海军标准。船体采用单层GRP(玻璃增强热固性塑料或玻璃钢)材料制造,以降低磁性水雷的威胁。舰体总长约60米,宽11米,吃水3米,排水量880吨,航速15节,动力装置为2台柴油发动机,双轴推进,最大速度15节,以12节的速度航行时,航程3000海里,定员61人。自卫武器系统为一门“海上火神”20毫米加特林式防空火炮和两挺7.62毫米机枪。

该舰的猎扫雷装备均采用国际上的一流产品,比如马可尼公司的TSM 2061型可变深度猎雷声呐,雷神公司的I波段导航雷达,BAE公司的Mk9型深水拖缆扫雷系统和CIS联合感应扫雷系统等。此外,舰上还安装有集成导航和动态定位系统,以便在猎雷和航路勘查作业过程中实施精确机动。机械系统由两部MTU柴油机组成,单台推力2000马力,通过一个齿轮箱和万向节轴驱动两个可实现矢量推进的摆线螺旋桨,舰艏横向位置还安装了一部侧向推进器,用于提高舰体的精确机动。而且舰上的各项系统均使用加拿大CAE公司研制的集成平台管理系统进行集中控制,以监控全舰的机械电子系统以及推进、配电、操纵、损伤控制与导航系统,提高全舰的自动化水平。

技术性能猜想

虽然目前印度从韩国采购的扫雷舰还未公布详细技术参数,首舰也要到2016年才能交付,但我们可以从韩国目前装备的扫雷舰情况对其进行合理的猜想和分析。

由于印度新型扫雷舰是在韩国“襄阳”级的技术上发展,因此该舰的基本结构和船体布局将继承“襄阳”级的设计,即采用长艏楼布局,前部为武器平台和舰桥,后部为作业甲板,舰桥和烟囱体积相对较大,舰桥和船体后部均设甲板室。技术改进工作将主要围绕船体改造及声呐系统和作业系统的技术更新来进行。船体将使用新型的强化复合材料来替换玻璃钢进行建造,以进一步降低其音响特征和磁场特征,并能更好地承受水下爆炸的冲击。声呐系统将升级为马可尼2093型高精度可变深声呐,雷达系统则换用印度巴特拉电子公司最新的研制型号,作业系统也要将“襄阳”级上的音响扫雷具和磁性扫雷具升级到最新技术状态,还将加装GIGAS遥控作业艇和美制AN/SLQ-48灭雷系统,以加强改装后的扫雷能力。此外,舰上的自卫火力会得到加强,将加装印度生产的30毫米机关炮、12.7毫米机枪和干扰弹发射器等。

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