舰载机高峰出动仿真方法研究.pdf

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1、第35卷第9期武汉理工大学学报Vo1．35NO．92013年9月JOURNALOFWUHANUNIVERSITYOFTECHNOLOGYSep．2013舰载机高峰出动仿真方法研究郑茂，黄胜，赵永振，王玉娟，王超(1．哈尔滨工程大学船舶工程学院，哈尔滨150001；2．中国舰船研究设计中心，武汉430064)摘要：在研究舰载机高峰出动架次率(SGRofSurgeOperation)的工作中，针对舰载机分波出动的特殊流程，建立了基于蒙特卡洛(Moute-Carlo)法的非稳态网络排队仿真模型。通过程序仿真获得了不同周期类型、不同周期长度下舰载机的高峰出动架

2、次率，与美国海军实测数据的对比显示误差在可接受的范围内，验证了该仿真的精确性，可用于舰载机出动架次的计算。关键词：高峰出动；舰载机；分波出动；蒙特卡洛法中图分类号：TN911文献标识码：A文章编号：1671—4431(2013)09—0061—06SimulationResearchonCarrierBasedAircraftSurgeOperationZHENGMao，HUANGSheng，ZHAOYong-zhen，WANGYu-juan，WANGChao(1．CollegeofShipBuildingEngineering，HarbinEngin

3、eeringUniversity，Harbin150001，China；2．ChinaShipDesignandResearchCenter，Wuhan430064，China)Abstract：Toresearchthesortiegenerationrate(SGR)ofcarrierbasedaircraftsinsurgeoperation，asimulation-basedmodelwhichusesMoute-Carlomethodandqueueingnetworkwasbuilt．SGRandsomeotherparametersoft

4、hequeueingnetworkcanbegainedbyprogram．Thestatisticalresultsthatshowtheaccuracyofsortieachievingprobabilityisgoodweregiven，demonstratingthevalidityofthesimulation．ThesimulationcanbeusedtoevaluatetheSGRofearri—erbasedaircrafts．Keywords：surgeoperation；carrierbasedaircraft；sortiebyw

5、aveslMoute-Carlomethod．高峰出动能力是航母作战水平的重要指标，美国海军在分析了大量作战实例的基础上指出，在战争开始的前96h，需要由航母舰载机打击超过1000个的陆上目标[1]，这期间舰载机实行昼夜不间断作业，甲板工作人员、飞行员和各种航空保障设施持续工作，以保证舰载机的顺利、高效出动。高峰作业中舰载机分波出动，节奏紧凑，各战位工作量大，加上I临时隋况繁多，导致舰载机出动架次率变化不定，作战指挥员难以制定精确的作战计划。为研究作战飞机的出动能力，前人多采用排队论进行分析。文献E2-]采用排队论计算了舰载机弹射起飞架次率与弹射器数量

6、的关系，指出弹射器数量对舰载机紧急出动架次有很大影响。文献[33建立了作战飞机加油排队模型，研究了作战飞机加油休假排队过程。文献[4]应用排队论研究了飞机战伤抢修能力对出动能力的影响。1997年Dietz提出将Fork-join闭网络的均值分析法用于飞机出动架次率的求解上L5]。JamesWHarris采用仿真方法模拟了美国空军飞机出动的排队模型[6]。但上述排队模型多以泊松流到达和服务时间指数分布为前提，未考虑舰载机高峰作业中分波出动的实际特点。为研究舰载机高峰出动架次率的真实水平，作者建立了舰载机出动回收的闭排队网络模型，基于Matlab界面编辑系

7、统GUI完成了仿真程序和操作界面的设计，获得了该排队网络的相关参数和出动架次完成率，研究了舰载机维修和保障设施配置对相关设施使用率的影响，可作为航母飞行甲板设计的技术支撑。收稿日期：2013—06—13．基金项目：国家自科科学基金(41176074)．作者简介：郑茂(1987一)，男，博士生．E-mail：zhma1987@126．com62武汉理工大学学报2013年9月1高峰出动排队网络模型1．1舰载机出动回收流程舰载机出动回收是一个极为复杂的过程，由于舰载机数量为定值，文中将该过程抽象为一个闭环排队网络模型。在该系统中，舰载机是顾客，降落、维修、保

8、障、牵引、弹射、执行任务、马歇尔盘旋等是服务站，每个服务站有不少于1个的独立服务窗，整个网络中