美海军“福特”号航母的RMS要求与存在问题.doc

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1、美海军“福特”号航母的RMS要求与存在问题美国海军计划花费430亿美元建造三艘“福特”级核动力航母，包括正在建造中的首舰“福特”号（CVN-78），目前筹备建造的次舰“肯尼迪”号（CVN-79）和计划2018财年采购的第三舰“企业”号（CVN-80）。“福特”号航母2009年11月开始建造，计划于2016年交付使用，以接替上世纪60年代初期设计的“尼米兹”级航母。一、“福特”号航母的RMS要求美国海军为了实现新一代核动力航母具有更强的战斗力和较低的寿命周期费用的设计目标，在“福特”号航母设计中，以“尼米兹”级

2、航母为比较基准，安装了新设计的核动力系统，重新设计航母的指挥塔，设置集中的中央检修站为飞机提供所需的全部维修工作，采用了先进的拦阻装置、飞机电磁弹射系统、先进的武器升降机、双波段雷达、先进的故障诊断系统和机载维修系统，而且在设计中吸取了民用运输船的设计经验，运用模块化设计和计算机化的无纸设计,引入基于状态的维修理念等措施，来提高飞机的出动架次率和使用可用度，延长维修周期，减少航母的使用与维修人力，降低寿命周期费用。海军提出了4个主要的可靠性、维修性和保障性（RMS）要求：1、飞机的出动架次率（SGR）。“尼米

3、兹”级航母平均每天可出动战斗飞行120架次。“福特”号航母的设计目标是比“尼米兹”级航母提高33%，达到每日平均160架次，在为期4天的持续高强度战斗中每天可出动270多架次。2、使用可用度（Ao）。“福特”号航母通过提高系统的可靠性，改进航母的维修性设计，减少维修保障要求等措施，使航母的使用可用度比“尼米兹”级提高25%。3、关键舰载系统的可靠性要求。海军对先进的拦阻装置（AAR）、飞机电磁弹射系统（EMALS）、先进的武器升降机和双波段雷达等关键舰载系统提出了可靠性要求——平均故障间隔时间（MTBF）和平

4、均严重故障间隔循环数（MCBCF）。例如AAR和EMALS的MCBCF分别为200个循环和90个循环。4、维修周期、使用与维修人员和寿命周期费用。“福特”号航母在设计上充分考虑了维修性问题，减少了维护保养需求，其维修周期比“尼米兹”级航母提高30%，从32个月延长到43个月，舰上的使用与维修人员数量从“尼米兹”级的3000人减少到2000人，在50年服役期内减少寿命周期费用40亿美元。2二、“福特”号航母存在的RMS问题1、关键舰载系统的可靠性达不到要求美国海军按照国防部采办政策要求，对CVN-78的先进拦阻

5、装置和飞机电磁弹射系统进行了可靠性增长试验，项目经理根据美国陆军装备系统分析局（AMSAA）开发的“杜安”(Duane)可靠性增长方法制定了可靠性增长计划和增长曲线，确定了系统的可靠性增长目标和阶段门限值——平均严重故障间隔循环数（MCBCF），并由项目经理和使用试验与评价局负责跟踪、评估和报告系统达到的可靠性门限值和可靠性增长过程。然而，由于“杜安”可靠性增长方法和增长模型是1981年提出的，该方法关于可靠性增长率的假设与工程实践相差较大，导致这两个舰载关键系统的研制试验中得到的可靠性值远远低于海军要求的在

6、初始试验与评价（IOT&E）前应达到的可靠性门限值，每弹射或拦阻2-3个循环就要发生一次严重故障。为此，海军采用美国国防部2011年颁发的可靠性增长管理手册MIL-HDBK-189C提出的方法和模型，修改了可靠性增长曲线，降低了系统可靠性增长的起点，提高了可靠性增长率，以确保达到要求值。海军利用修正的可靠性增长曲线和可靠性增长模型，对先进拦阻装置（AAR）和飞机电磁弹射系统（EMALS）的可靠性增长进行了评估，EMALS的MCBCF门限值要到2032年才能达到海军规定的90个拦阻循环要求，而AAR的MCBCF

7、门限值要等到2027年才能达到海军规定的200个弹射循环要求，这时CVN-78早已完成了初始使用试验与评价（IOT&E），因此将对出动架次率、使用可用度和使用与维修人员数量带来显著的影响。2、建造费用增加，建造进度拖延美国政府问责局于2013年9月发布了向美国国会提交的报告《“福特”号航母的试验与可靠性缺陷将限制舰队的初始作战能力》，报告中指出：CVN-78航母由于材料方面缺陷、工程技术的挑战、先进的拦阻装置和飞机电磁弹射系统等关键舰载系统因可靠性缺陷而延期开发和安装，以及航母试验计划中，初始使用试验与评价（

8、IOT&E）与舰载关键系统集成试验并行进行而带来的项目风险等诸多因素影响了航母的建造费用和进度。舰船的建造费用从2008财年预定的105亿美元提高到2014财年的128亿美元，提高了22.3%。原计划要求2013年4月完成62%的建造任务，但实际上仅完成了56%。2