飛機戰傷搶修評估與設計方法綜述

祖光然，裴揚,2,*，侯鵬

1. 西北工業大學 航空學院，西安 710072

2. 光電控制技術重點實驗室，洛陽 471009

飛機作戰生存力是包括先進戰斗機在內的現代飛機總體設計重要屬性之一。通常認為，飛機作戰生存力由敏感性、易損性和戰傷搶修性等3個 要素組成，其中前2個要素是決定單架飛機生存力的關鍵要素，也是近幾十年來飛機作戰生存力研究的主要內容[1]。然而，通過采用易損性減縮與敏感性減縮措施來提升生存力，必然以飛機的壽命周期費用和性能作為代價[2]。不斷增加的措施將造成明顯的邊際效應。在采辦成本日益增大的情況下，亟待通過其他手段提升飛機作戰生存力。具備高戰傷搶修性的飛機能夠通過應急搶修迅速恢復戰斗力，在任務層面提升了飛機作戰生存力，從而滿足作戰任務需要。

戰傷搶修的地位在歷經多次戰爭后逐漸確立。兩次世界大戰使美英法等國意識到：保持飛機高的戰備完好率和出動率是取得制空權的重要保證[3-4]。研究指出，空戰前5天，戰傷是影響飛機出動強度最大的因素。部分現代戰爭中飛機作戰數據表明[3-4]:隨著作戰環境和飛機性能的變化，戰損飛機數量與戰傷飛機數量差距逐漸擴大，從早期1∶3～1∶5的戰損與戰傷比例，到目前飛機戰損與戰傷平均比例已達1∶10以上。計算機模擬結論表明：未來戰爭中飛機戰損與戰傷比例可高達1∶15～1∶20[5]。

以色列在面對此問題時，通過制定并實施一系列戰傷搶修方案，規避了戰傷備件不足等弱點，僅以13.1%的飛機戰損率完成既定作戰任務，初步體現戰傷搶修效益[5]。強-5、Mig-29等戰時簡單搶修也取得積極效果[6]。事實令各國意識到戰傷搶修性應作為作戰飛機的重要質量特性，在設計和使用過程中加以重視[7]。1981年，美軍首次設立“飛機戰傷搶修(Aircraft Battle Damage Repair, ABDR)”項目用以確保飛機生存力和服役性，對多型飛機編制了戰傷搶修手冊、技術指令和工具包等[8]。迄今頒布了多部飛機戰傷搶修的技術規范[9-11]。

飛機戰傷搶修技術發展大幅提升了搶修效率，凸顯搶修對體系作戰能力“倍增器”的作用。研究表明，如果搶修時間從48 h減少到6 h，3天內可增加25%以上的出動架次。從不同搶修程度下可作戰飛機數量隨作戰天數的變化趨勢(圖1[6])可看出：在戰損率分別為1%和2%時，搶修程度對可用飛機的影響逐漸增加，到作戰第10日，良好搶修比不搶修的可用作戰飛機數量高出一倍。

累積出動架次也有顯著特征。美軍統計數據(圖2)表明，盡管戰傷戰損比隨作戰天數增加而不斷擴大，但戰傷搶修后具備完全或部分作戰能力的飛機數量仍較多，對累積出動架次影響不大。

圖1 可作戰飛機隨作戰天數數量變化圖[5]

圖2 累積出動架次隨作戰天數變化[5]

盡管戰傷搶修技術不斷發展，但國外多份公開報告指出：現有戰傷搶修能力與未來高技術戰爭需求存在較大差距[12-14]。因此，需要進一步研究戰傷搶修評估與設計方法，以解決制約包括生存力技術在內的飛機設計發展的關鍵問題。

本文將從以下幾個部分總結飛機戰傷搶修評估與設計方法有關內容。首先概述飛機戰傷搶修技術體系發展現狀，其次根據戰傷搶修不同工作性質，將研究領域劃分為戰傷評估與修復方法、戰傷搶修設計理論與方法、戰傷搶修維修措施3方面，分別總結各方面技術發展情況。本文重點綜述了戰傷搶修預評估技術、戰場現場評估技術、戰傷搶修設計準則與原則、戰傷搶修設計與評價方法、戰場快速維修技術、戰場保障方法等方面的理論與研究進展。在此基礎上，針對未來高技術戰爭環境，提出了戰傷搶修需關注和解決的新問題。

1 戰傷搶修技術體系發展現狀

在飛機作戰生存力研究中，不同于易損性和敏感性，戰傷搶修性對應于相對獨立的戰傷搶修技術體系。隨著飛機加速向智能化、無人化方向發展，研究構建新形勢下戰傷搶修技術體系成為戰傷搶修技術發展的重要環節。本文將戰傷搶修技術的研究內容歸類總結，梳理出由戰傷搶修組織管理、戰傷搶修理論方法和戰傷搶修技術組成的飛機戰傷搶修體系，其體系組織如圖3所示。

戰傷搶修組織管理是從系統工程角度出發，通過制定、實施科學完整的計劃，組織管理戰傷搶修活動。從而提高飛機戰傷搶修效率與成功率，同時最大限度降低人力與物力成本，保證戰時需要。目前研究涵蓋戰傷搶修一線維修隊伍建設、戰傷搶修技術研究隊伍建設、戰傷搶修發展規劃與技術文件制定、戰傷搶修組織指揮等。

1) 搶修一線維修隊伍建設。隊伍建設依賴于實戰經驗。美國基于實戰建立戰傷搶修專職隊伍——戰斗后勤保障中隊(Combat Logistics Support Squadron, CLSS)。CLSS對戰爭初期的飛機戰傷負關鍵責任[15]。為提高搶修效率，美軍還探索并建立了作戰單元級機動隊伍[16]。機動隊伍對F-16搶修的模擬實驗表明：第30天的作戰飛機出動率相較未搶修情況提升2.5倍[17]。目前，搶修隊伍建設側重于吸納飛機結構專業背景的人員，同時積極組建能夠勝任其他任務系統的搶修隊伍[15]。以色列等國也建設了相關的搶修保障力量，并形成良好的動員機制，能夠為飛機戰傷搶修提供足夠的隊伍保障[18]。

圖3 飛機戰傷搶修體系組織示意圖

2) 搶修技術研究隊伍建設。為保證飛機戰傷搶修技術不斷發展，相關國家紛紛設立專職研究隊伍。美國將戰傷搶修納入飛機生存力研究，并規定，戰傷搶修關鍵環節分析應交由生存力/易損性信息分析中心(SURVIAC)處理[19]。阿伯丁試驗場及若干高校也設立團隊參與了研究。中國飛機戰傷搶修研究隊伍主要分布于空軍工程大學、空軍航空大學、西北工業大學等高校。他們在戰傷搶修影響因素分析、搶修系統建模中的數學方法等研究中都取得了進展[20-22]。意大利、澳大利亞等國針對復合材料飛機戰傷、搶修人員因素對搶修的影響建立了研究隊伍[23-24]。

3) 搶修發展規劃與技術文件制定。發展規劃和技術文件是指導戰傷搶修運用的支柱。制定時需考慮現有搶修技術、作戰水平等因素，體現滿足現實又有一定前瞻性的需求，美國將空軍裝備連同陸軍、海軍等作戰力量的戰傷搶修一并納入FM4-30.31[19]。以色列制定了較為完善的搶修大綱[25]。中國也制定了首部戰傷搶修標準GJB3897-1999，從任務層面出發，規定了飛機屬性、任務系統評估等內容。

4) 戰場搶修組織指揮。在支持資源足夠時，搶修組織指揮水平是影響搶修效能的主要因素。需考慮任務情況、飛機狀態、人員與設備保障等情況，并調配相關資源。由于搶修的緊迫性，組織指揮研究集中在決策系統研制[26]，第4節對此有詳細說明。

2 戰傷搶修評估方法

根據評估屬性差異，戰傷搶修評估研究可分為目標毀傷評估和搶修效能評估2部分。其中，目標毀傷評估側重于分析飛機戰傷現象，是戰傷搶修的前提和重要依據[27]。搶修效能評估是指戰傷飛機在規定時間和條件下，經搶修后恢復至某一等級任務要求的能力或概率，側重于評價戰傷搶修結果，是戰傷搶修衡量的最終考核指標。關鍵問題包括目標與威脅綜合評估、戰傷模式與效應分析、戰傷測度確定、戰場現場快速評估方法等。

2.1 飛機目標毀傷評估

毀傷評估是飛機戰傷搶修策略、方法需要的重要基礎數據來源。從戰傷時序及特性角度分析，將毀傷評估分為預評估和現場評估。預評估的目標是通過一定手段預測戰傷情況，根據預測結果制定搶修指南、搶修方案等。現場評估是以經驗和預評估結果為基礎，根據戰傷飛機情況現場決策戰傷飛機搶修的必要性、可操作性等。

2.1.1 戰傷搶修預評估

根據戰傷搶修預評估的目的，評估內容涉及目標與威脅綜合分析、戰傷模式與效應分析、部件與系統戰傷評估以及修復方法與資源分析。

目標與威脅綜合分析是根據戰場環境中飛機目標、威脅的狀態參量及特征參數，并考慮環境因素后綜合分析遭遇后情況。該環節共包括3個階段[28]：

第1階段需要在確定飛機類型的情況下，分析任務包線、操穩特性、隱身特性等因素。其中，操穩特性、隱身特性記錄于各型飛機技術手冊中。預評估中更側重對各型飛機的任務包線的評估與預測。任務包線研究起步較晚，成果相對較少。目前研究以構建框架為主，并以飛機具體任務系統或作戰過程為對象完成對飛機任務包線的分析工作。何宇廷[29]從安全飛行和機構壽命兩個角度建立了飛機安全服役包線體系，但未考慮飛機系統變化情況對包線的影響。Shin等[30]將飛控系統功能喪失納入到飛行包線變化分析過程，并給出了較多分析案例作為支撐。劉小雄等[31]提出了操縱面故障后飛行包線的各參數變化的估算公式，為綜合考慮飛機操穩特性與包線變化提供了簡便方法。Asadi等[32]針對受損飛機的飛行包線采用數值仿真方法進行了分析。隨著大數據、人工智能技術的應用，針對任務包線問題的分析也逐步從流程驅動模式轉向數據驅動模式，如Zhang等[33]將不同飛機失效案例作為基礎數據庫，包含局部氣動參數喪失、結構損傷在線分類等功能，為飛機安全飛行包線的預測提供了數據支撐。Nabi等[34]考慮到戰場環境下系統脫機情況，以不同飛行條件結構失效為例，提出了在無網絡情況下，根據實際輸入情況預測任務包線和建立數據庫的綜合方法。

第2階段是確定威脅類型及其任務包線，包括反飛機攻擊來源(空、天、地、海、網或其組合)及類型、攻擊時機(飛行過程中)等。常見的反飛機武器包括防空火炮、機炮、反飛機類導彈及高能定向武器等。其中，針對防空火炮、機炮等不具備自主尋的功能的攻擊單元，其研究主要以終點彈道學為理論基礎，數十年來的發展已經形成了較深厚的積累[35]。而導彈對飛機造成的威脅程度較大，其毀傷情況通常與其火控系統有直接關系，因而對導彈任務包線研究成為重點。與飛機任務包線分析類似，導彈任務包線是建立在其發射包線的基礎上分析得出。傳統的導彈發射包線計算通常建立三自由度或六自由度模型，效率偏低，且分析過程中并未考慮到真實的攻擊情況。分析導彈任務包線通常與其攻擊區相結合。崔曉寶等[36]根據不同的導彈攻擊區，將包線劃分為遠距包線和近距包線2種，最遠和最近發射距離被視為導彈“命中”與“脫靶”的分界線，并在此基礎上提出了“有利攻擊區”的任務包線。近年來，諸如神經網絡等人工智能(AI)算法逐漸應用到解算導彈任務包線方法研究中，大幅提升了任務包線的計算精度[37]。

第3階段是綜合估計飛機受各類威脅攻擊的概率，并確定遭遇時雙方系統的條件。因此，不僅要考慮威脅的性能、工作狀況和殺傷能力，而且要考慮到飛機可被探測的信號強度、飛機性能、干擾措施使用、自衛武器等。本質上屬生存力中敏感性研究內容。Ball[28]對影響飛機敏感性的各種因素進行了分析，并重點解釋了電子對抗對敏感性產生的影響。郭曉輝等[38]進一步給出了具備電子對抗功能飛機的探測概率、紅外制導導彈干擾效果、殺爆戰斗部擊中飛機的概率計算方法。此外，針對箔條及噪聲干擾、數據鏈、雷達干擾等因素也開展了系列研究[39-41]。而敏感性涉及到的另一個問題就是航路規劃設計，即尋找航路捷徑。作戰飛機的航路捷徑即為戰術層面保證飛機到達目標區域的最優可飛行路徑，特別是在威脅聯網時，通過分析各火力單元對飛機毀傷概率，研究最優的航路捷徑方案[42]。郭鳳娟等[43]指出航路捷徑增大可使高空無人偵察機在導彈防御區內停留時間變短，從而使作戰飛機生存概率增大。研究方法包括A*及其改進算法[44]、動態規劃法[45]、Voronoi圖法[46]、遺傳算法[47]、粒子群算法[48]等，隨著技術發展，AI算法也將用于解決該類問題。

戰傷模式與效應分析是戰傷搶修預評估過程中的另一個重點。姚武文等[49]詳細地總結了17種飛機戰傷模式及其形成原因。據統計，在這些戰傷模式對應的戰傷事件中，約90%是由于飛機氣動外形和內部結構部件的損傷造成的，因此，研究中側重基于毀傷的飛機氣動特性和結構性能。Render等[50]采用風洞試驗方法對比飛機機翼戰傷前后特征，發現升阻比下降較大。Pei等[51]對飛機機翼穿孔現象研究表明，當尺寸占翼面面積10%～50%時，飛行速度下降約20%以上。盡管在單次打擊下，飛機氣動外形和結構件是戰傷的多發位置，但飛機各個任務系統的戰傷情況同樣需要重視。如圖4所示，在大量數據統計得出的飛機任務系統平均戰傷概率中，除結構外，控制系統、燃油系統、推進系統等也具有戰傷高發特點，這些系統中的關鍵部件分布在飛機各部位，戰傷將導致飛機放棄執行作戰任務甚至戰損情況。由于戰傷機理較復雜，因此需進一步分析系統與部件的戰傷搶修評估策略。

部件與系統戰傷評估直接關系到戰傷搶修預評估結果，包括戰傷區域分析、戰傷試驗與仿真評估。

在戰傷區域分析方面，首先需要對飛機所處結構區域進行分析，分析依據包括飛機設計強度規范和結構完整性規范，特別是安全系數、強度儲備、氣動性能等指標。由于性能要求不同，需要將飛機結構按照一定準則劃分區域。

在戰傷試驗與仿真評估方面，由于飛機戰傷具備高隨機性特點，戰傷部位、類型、修理時間等均不確定，因此，除評估各個系統的戰傷搶修性能外，也需要將飛機整體作為研究對象，通過綜合分析評判飛機戰傷等級，為現場評估提供依據，評估方法主要有實彈打擊和戰傷模擬仿真2種。實彈打擊主要采取地面靜爆試驗方式，根據打擊形式分為局部打擊和全機試驗2種。局部打擊主要進行原理性探究，如采用分離靶板形式。而全機試驗更具有普遍意義，潘慶軍等[52]總結了某型飛機全機地面靜爆試驗過程及結果，并對產生的問題和相應的對策做了說明。盡管實彈打擊對理論分析做出直觀印證，但由于實彈打擊造成武器裝備損耗、環境污染、人員傷亡和可重復性差等問題，計算機仿真手段逐漸應用于飛機戰傷預評估，可預測未來的戰傷狀況、動態顯示戰傷形成過程，將分析得到的數據可構建數據庫，作為現場評估的分析參考實例。SURVIAC[53]、美國空軍研究實驗室[18]、NGRAIN[54]等組織開發了多套基于戰傷搶修的目標毀傷評估系統。中國也建立了多套較為成熟的評估系統[55-57]。在戰傷搶修方案制定過程中，也需要針對特定部件結合毀傷元特征，從氣動外形、靜強度/剛度/疲勞強度、幾何形狀和防腐氣密做出分析。如針對受損飛機機翼氣動變化情況，首先研究了二維形式[58]，得出當戰傷程度提高，會導致阻力增加、升力下降，俯仰力矩負面效應擴大。針對三維情況導致復雜程度加劇，簡化算法成為評估關鍵，Pickhaver和Render[59]采用并行算法研究了毀傷位置、尺寸、角度對氣動性能的影響，為評估關鍵戰傷情形提供理論和試驗依據。針對航電系統，馬建衛和嚴東超[60]提出了飛機電網絡戰傷的仿真評估系統建模方法。針對離散桿對結構的侵徹殺傷，張建華和侯日立[61]建立了一種離散桿戰斗部威脅下的飛機殺傷計算模型，姚武文等[62]研究了飛機遭受離散桿戰斗部打擊的切槽損傷分析，主要是從實彈打擊和數值模擬分析預測飛機的損傷模式，陳國樂等[63]分析了離散桿速度和靶板厚度對飛機毀傷效應的影響。Pan等[64]采用仿真方法分析了不同模式下離散桿侵徹靶板前后的變化規律，并擬合出計算公式。蔡開龍等[65]建立了某渦扇發動機戰傷對性能影響的部件級非線性仿真模型，并給出了破孔損傷對性能參數影響的定量計算方法。

圖4 飛機任務系統平均戰傷概率

對戰傷搶修采取措施前后的評估工作也是預評估中的關鍵。對蒙皮的戰傷常用平板型補片膠接處理[66]。經過數值模擬并實際應用發現，針對壁板戰損時，采用波紋補片修理比平板形補片在強度上提升19%以上[67]。補片的特性也直接影響著飛機的氣動性能。在戰傷搶修中，補片應選取長度遠大于厚度的材料，二維補片的氣動效應可認為是由于前向和后向獨立造成的、邊界層性質和邊界層上的粗糙度分布也對氣動效應產生一定影響。Carnegie[68]通過數值仿真分析了F-18機翼受損后采用1.27 cm厚度補片位置對飛機升力和迎角的影響，并采用低速風洞試驗對其進行了驗證[69]，在小迎角(≤3°)情況下仿真結果基本一致，大迎角(>3°)時試驗和仿真數據偏差較大，需進一步研究補片在大迎角情況的效應。此外，補片厚度與形狀之間的關系也成為了討論點，文獻[17]指出，方形補片相較其他形式對厚度更敏感。但補片形狀與位置、厚度三者之間的耦合關系還需要進一步分析。

對于其他部件的預評估也開展了相關研究。于克杰等[70]對某飛機機翼壁板戰傷的膠接修理進行了仿真，并給出了修理所需的搭接寬度。對于飛機遭到多彈傷情形，需綜合考慮幾何、應力條件及裂紋等因素，確定對膠結補片厚度、邊距對結構強度的影響[71]。采用復合材料修理戰傷的金屬結構，可以實現快速搶修，在一定程度上滿足強度要求[72]。然而，采用替代材料修理損傷飛機結構中的一個難點在于，修補后補片與原結構連接處產生應力集中，且與未損傷的材料組成超靜定結構，應力分布較為復雜，無法用試驗手段評估修復后結構的強度、剛度等力學特性。熊曉楓和孫秦[73]基于FEM方法研究了復合材料膠接壁板修補前后的效果，詳細分析了補片鋪層對修補后結構極限強度的影響。侯日立和周平[74]采用數值仿真方法研究了補片參數對修復后結構強度的影響規律，并建立了修復后結構強度的經驗公式。但由于飛機建模耗時較長，陳博等[75]發展了基于MSC.Patran的飛機結構戰傷搶修參數化評估軟件，為戰傷搶修預評估提供了一種通用化平臺。

搶修方法與資源分析目的是最大化飛機系統搶修效益，以搶修任務資源需求為牽引解決問題。完成戰傷搶修任務除需要一定的資源消耗外，還面臨時間限制。而搶修可用資源總量有限，不能完全滿足搶修任務需求，搶修任務間的資源需求沖突必然客觀存在[76]。因此需要合理化安排搶修資源。目前針對戰傷搶修理論與資源分析，主要采用混合粒子群算法[77]、證據理論分析[78]等研究方法。

2.1.2 現場評估

現場評估也稱為毀傷后評估，是根據毀傷前評估結果并結合歷史經驗做出分析的過程。作為戰傷搶修修復過程的組成部分，時間是現場評估的關鍵限制條件，在真實作戰場景下，飛機遭遇威脅類型多樣、毀傷程度各異、戰傷種類較多，戰傷評估時間取決于戰傷數量，為確保現場評估滿足時間約束，應保證評估的快速高效性。目前所采用的方法可劃分為經驗評估法和智能評估法2類。

經驗評估法是基于試驗和現有基礎理論，通過現場查看飛機戰傷狀況，并結合飛機受損部件材料特征、結構變形程度等屬性快速評定戰傷等級與剩余性能。由于絕大部分戰傷部位集中于外形和結構件，因此評估標準以力學性能為主。美國在研究飛機高生存力設計問題時，引入了一種基于試驗的“修正的斷裂力學判據”，但僅限于裂紋分析過程[79]。侯日立等[80]以撞擊試驗結果為依據，通過對比該判據與凈截面屈服判據，傳統斷裂力學判據的準確度，將該判據引入到戰傷搶修評估，在戰場環境下，可根據材料性能和彈傷特征迅速評定戰傷情況。針對復合材料層合板結構圓形穿孔，在不深入研究二次漸進損傷的情況下，可采用應力場強法工程簡化模型快速評定結構剩余強度[81]。盡管經驗評估法計算速度較快，可操作性較強，但由于近年來飛機采用大量新技術新材料，面對出現的“種類更多、樣式更新、復雜度更高”的毀傷特征和判斷經驗缺乏的矛盾，在短時期內暫無法對新型飛機采用該方法。

隨著人工智能技術的發展，智能評估成為了戰傷搶修現場評估的新選擇。該方法優勢在于采用信息化與網絡化手段實現對飛機戰傷程度的快速評估。空軍工程大學建立了基于AI的評估與決策系統(圖5)，并詳細介紹了模型庫[26]和知識庫[82-83]的建立方法。馮海星和先明樂[84]采用基于相似度方法設計了可檢索戰傷評估案例及處理辦法的專家系統，為搶修過程提供了更有價值的參考。

圖5 智能戰場評估系統基本結構

作戰過程中，除了單架飛機的戰傷搶修問題外，搶修隊伍還可能面臨短時間內多架戰傷飛機需要返回基地搶修造成更高工作強度的問題。為了保證戰傷搶修有序進行，還需要從戰傷飛機資源(備件、人員和停放位置等)調度方面根據重要性分析戰傷搶修的次序問題。在此情況下，除了時間限制外，成本限制也需考慮。傳統的評估技術難以滿足這一要求，軍方將應急規劃問題納入現場評估技術中，如美國利用智能規劃語言(如PDDL)采用網絡手段綜合評估戰傷飛機情況后安排戰傷修理順序[85]。

2.2 戰傷搶修性效能評估

戰傷搶修性效能評估分析的主要任務是度量戰傷飛機修復后的有效性和完成作戰任務的能力。其中，戰傷飛機修復后的有效性是指修復后的飛機系統是否達到戰傷容限和系統的性能參數變化允許值，如壓力極限、容積極限、行程極限、油箱泄漏率和特殊布線要求等。衡量完成作戰任務的能力是判斷系統修復后飛機執行任務是否有限制。在對戰傷搶修性效能定義、使用層面等方面的認知還存在差異[57, 86-87]。由于戰場搶修目標是使飛機達到所需作戰狀態，因此在評估戰傷搶修效能過程中，需要以狀態為研究切入點。經過戰傷搶修后的飛機會具備4種狀態中的一種：只具備基本飛行能力、具備短時作戰能力、具備長時間部分作戰能力、具備完全作戰能力。在飛機運用層面判斷這4種狀態即可斷定戰傷搶修效能。

然而，對于更復雜的情況，還需考慮以下3方面問題：① 如何定義、判斷和描述飛機在需要執行任務時飛機系統的狀態；② 需要考慮飛機在執行任務過程中修復系統實時狀態，分析和描述系統狀態變化以及何種條件變化對搶修完畢的系統具有較大影響；③ 需要考慮戰傷搶修后的飛機執行任務時，搶修方法對飛機固有屬性的影響程度，修復系統的狀態以及狀態轉移對系統完成預期任務能力有何種以及多大程度的影響。李壽安等[88]針對戰傷搶修對飛機戰斗力的影響，提出了基于馬爾科夫過程的動態評價模型。對以上這些問題的探討，事實上是從更加科學角度分析飛機戰傷搶修效能影響因素的過程。這些影響因素包括任務可靠性、生存力、安全性及飛機各個任務系統功能等，同時它們也是構成系統修復效能的主要組成部分。建立這些因素及其度量與飛機的預期任務的聯系，就可以確定修復之后系統效能，指導評估員做出最終的搶修決策。

評價指標和判據是戰傷搶修性效能評估的基礎。確定評價指標應充分考慮非線性、實踐性的特點。盡管目前對指標體系組成意見不完全一致，但可將常用的指標以表1所示的分類形式建立體系。

戰傷搶修性效能評估分析最早沿用維修領域中的試驗統計法進行研究，然而由于對戰傷搶修的屬性認知不到位，分析結果并未完全體現戰傷搶修性效能。隨著對戰傷搶修性的認知不斷增強，性能分析逐漸轉向研究戰傷搶修的多層次性，其中大部分研究基于層次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)，并結合具體目標作出改進。但AHP法在計算精度、客觀性等方面存在不足，一些學者開始將AHP法和其他方法進行組合來展開分析。侯滿義等[89]將灰色理論與層次分析法關聯提出了分析模型。張均勇等[90]采用奇異值分解形式提取專家意見，運用集對分析理論對效能做出評價，但并未指出方案評價系數選取依據。

表1 戰傷搶修性效能評估指標體系

隨著對戰傷搶修性效能評估的深入研究，目前已經形成了2類評估模型：基于狀態空間與任務關系的效能評估指標、模糊AHP與熵值法結合的效能評估模型[91]。然而由于涉及的內容較多，且在各因素之間存在復雜性和不確定性，目前戰傷搶修性效能評估仍是本領域的研究重點。

3 戰傷搶修設計理論與方法

戰傷搶修性的高低不僅與搶修過程有關，也與飛機自身的復雜度相關。隨著生存力提高，飛機戰損率不斷下降，但威脅效應導致飛機戰傷率快速增加，僅靠提高保障人員的現場搶修能力來提高飛機戰傷搶修效率的難度日益增大。

在現代飛機設計時，突出要求飛機具備高戰傷搶修能力的設計特性。其原因有2個：① 飛機復雜程度增加為戰傷搶修帶來了更大挑戰；② 飛機維修前后的結構強度、剛度以及部件、結構布局等會發生不同程度變化，而這些變化會對戰備完好率、作戰強度、費效比等產生較大影響。

從飛機作戰生存力角度考慮，將戰傷搶修性納入飛機設計過程，可從根本上改善搶修能力與水平，從而提高飛機作戰生存力。

3.1 戰傷搶修設計準則

根據影響戰傷搶修設計各種因素的屬性，將戰傷搶修設計準則要求劃分為如圖6所示的2類：一是使飛機自身具備易搶修特性(固有搶修性)，二是使飛機綜合保障滿足搶修需求的能力(外部搶修性)。

3.1.1 固有搶修性設計準則

戰時飛機的固有搶修性與飛機設計原理和可操作性相關，具體從戰傷評估和戰傷修復2方面考慮。

1) 戰傷評估類設計準則

戰傷評估類設計準則主要包括功能(結構)模塊化設計、搶修可達性設計、應急診斷測試設計、電線和管路標識設計等。

功能(結構)模塊化設計是指在飛機設計時，考慮各機型通用部件或子系統，將其組成通用平臺，通過添加或替換模塊形成不同型號，以滿足不同的技術和使用要求[92]。歐盟各國研發了飛機/直升機模塊化機電作動器,成果已在發動機、電子設備、結構和機械系統等系統和部件中應用[93-95]。型號應用層面，以F-35為代表的五代機設計時已明確規定結構應保證模塊化，如中、后機身采用模塊化復合材料[96]。

模塊化設計與優化密切相關。Pate等[97]指出了模塊化設計的難點，如采用復合材料構建模塊化結構過程中需完成優化，但除考慮重量外，還需考慮模塊維度、大小、模塊配置與最優數量等因素，設計難度相對較大。

圖6 戰傷搶修設計準則組成圖

搶修可達性設計是指需要戰傷搶修的所有部件，特別是關鍵部件應具有應急檢測通道的設計。可達性設計分視覺可達、實體可達和操作可達3類。 但與維修可達性設計不同，搶修可達性設計的直觀表征是飛機開口占全機面積的比例，即飛機開敞率。目前已有關于可達性設計評估的研究[98]，但需要基于評估結果進一步研究設計方案。

應急診斷測試設計是指飛機能及時準確檢測功能系統受損程度并自主評估剩余作戰能力的設計特性。該特性關系到飛機故障檢測質量的好壞。由于飛機各任務系統的工作原理不同，因此研究方法存在差異。如針對飛控系統，目前以多操縱面飛機舵面損傷情況下的診斷設計為研究的熱點，主要研究方法包括采用多模型自適應估計方法[99]，借助卡爾曼濾波器、強跟蹤濾波器等手段可實現快速診斷[100]，王發威等[101]提出利用改進方法在評估剩余作戰能力，評估結果偏差不超過7%。此外，初步研究了動力系統等系統的應急診斷設計[102-103]。如機載電子設備診斷系統能實現故障的自動檢測和隔離，使飛機故障得到簡便迅速排除，美軍F/A-18電子設備中有95%利用機載自保裝置，可在5 min內實現外場故障隔離并完成換件。

電線和管路標識設計是指電線和導線受損后，能根據標記或計算機識別手段實現快速修復的設計特征。由于大部分電線設計時可達性較差，因此研究側重于快速識別功能。Morris和Watkins[104]設計了可實現自預報功能的飛機電線，可在戰傷情況下指出損傷部位及程度，并可實現改裝等功能。

綜上分析，目前戰傷評估類設計準則與維修性、抗毀傷設計等領域存在交叉，但研究內容更側重于原始理論。在滿足戰傷評估要求的設計，如快速、非標準化等設計指標還需進一步開展工作。

2) 戰傷修復類設計準則

將戰傷修復作為設計準則本質上可視為飛機易損性減縮設計的延伸。既包括易損性減縮措施中的余度設計，替代設計等，也包括通過合理選用易修材料、標準化設計、防差錯設計等提高備件利用率，降低成本的方法。

標準化設計是航空裝備“三化”的重要指標之一，有利于備件儲備、戰傷搶修拆拼、互換或代替修理。標準化設計工作初期需解決零部件設計過程中存在的問題，以提高其戰時使用性能，李永浩[105]針對航空電氣開關等部件標準化的路徑，提出應首先規范產品標準。搶修中的互換性設計、單元體和組合件設計也形成于標準化設計。以互換性設計為例，在戰傷搶修過程中，為保證關鍵能力，有時需要用原則上不能互換的部件暫時替代戰損部件，通過降低或犧牲非關鍵功能換取關鍵功能，使裝備恢復主要作戰能力，此時就需要標準化設計實現該目標。如在不同型號飛機中，若具備相同功能部件的接口和支座相同，必要時可互換。設計時應考慮這一因素，根據一線搶修人員反饋，區分飛機自身主要功能與非功能件零部件，并確定可替代部件的件號、名稱和性能。

為提高搶修效率，飛機各部件需采取防差錯設計以降低搶修人員戰場出錯率，如長方形結構部件不采用四邊直角，對稱形狀結構采用非對稱緊固件，采用明顯警示標志注明搶修差錯等。

3.1.2 外部搶修性設計準則

外部搶修性體現戰傷飛機搶修所需資源對戰傷搶修能力影響程度。戰傷搶修過程需要考慮工具與搶修設備、運載平臺、備件儲備和搶修人員配合。設計時應充分考慮上述因素制定設計準則。

在工具與搶修設備設計方面，美軍根據裝備/任務類型的差異，采取開發不同的戰傷搶修工具箱，并配置于主戰裝備或前沿基地。中國針對飛機火控系統部件級搶修需要設計的“HKRE”搶修儀[106]。為適應搶修環境和搶修性要求，搶修設備仍需向小型化、通用化、多功能、模塊化、智能化、野戰化的設計原則。

具備良好機動性、敏捷性和保障性特征是運載平臺設計的重點。美軍根據飛機搶修需求設計了多種運載平臺。如安裝有起重裝置和絞盤牽引裝置的搶修車輛，通過起重、拖曳功能將戰傷飛機拖至安全地帶或修理場所，其起重裝置還可進行大件的換件修理。此外，與重裝備平板運輸車配套使用時，可執行戰損或故障飛機的后送任務。針對機加工、鉗工、故障檢測診斷和損壞零部件更換等搶修作業，將修理工程車設計為輪式或履帶式。修理方艙設計時應體現最佳運輸方式，保證運輸時間最短且不占用運載車輛，以實現設備保養費和儲存費的大幅降低。針對特殊情況還需設計介于工程車與方艙之間的掛車。

備件儲備優化設計方面，由于故障位置差異性，對不同備件儲備量、形式與搶修需求間關系成為關鍵因素。需采用計算機模擬和實彈試驗相結合方式，確定合理的零部件儲備量，確保戰時航空備件的供應。

搶修人員的可靠性直接影響搶修任務完成度。由于戰時搶修環境更復雜、任務更緊迫，要求搶修人員必須具備更高素質。目前研究主要以人因可靠性入手，根據搶修人員失誤情況分析結果設計戰傷搶修流程、搶修部件等。常用分析技術包括研究人員失誤概率預測技術、人的認知可靠性模型、成功似然函數法、人誤評價與減少方法、認知可靠性與失誤分析方法、人的失誤分析技術等。

3.2 戰傷搶修設計原則

與設計準則不同，設計原則是作為指導飛機各設計階段如何凸顯戰傷搶修性的根據。各階段設計原則研究體現在以下方面。

1) 在論證階段需要提出戰傷搶修性設計要求。在固有搶修性方面，需要提出戰傷搶修時間限制、搶修等級分析等指標。在外部搶修性方面，需要提出戰傷備件、應急維修裝備、人員數量與類型等要求，并將其納入到飛機設計任務書中備查。

2) 在初步設計階段，需分析影響戰傷搶修的主要因素(可靠性、維修性、保障性等)，并給出定性或定量描述，目的是提高飛機的作戰效能。可借鑒飛機易損性分析原理，建立不同戰傷搶修等級標準，并對部件種類進行劃分為余度件與非余度件，關鍵件與非關鍵件進行分析。通過對其結構強度、剛度或系統部件的提前測試。陳素彬等[107]給出了7項有助于提高戰傷搶修性的設計措施，對結構、控制、航電等系統提出了建議。也可采用生存力研究方法，在給定易損性和敏感性的基礎上，建立戰傷搶修性的影響情況。戰傷搶修首先快速診斷戰傷系統或部件功能是否正常或是否可以繼續作戰，設計上提出機內檢測設備戰傷后應急使用的簡易監測技術，包括適用于戰時的功能或參數(如溫度、速度、電壓等)限度。

3) 在詳細設計階段，基于初步設計結果，對戰傷搶修性與總體性能之間達到優化平衡，在這個階段要盡可能使飛機的戰傷搶修性定量化。同時，還應在設計不同水平的搶修性與性能、費用、進度之間綜合權衡。

4) 在生產與部署階段，對改變其結構設計的建議必須加以審查，以確定對飛機的戰傷搶修性是否有不利的影響。

5) 在使用保障及后續改型階段，對飛機裝備系統的戰傷搶修性要不斷評審，對改裝或改型的飛機裝備也要注意評審與驗證，記錄飛機戰傷搶修性的相關問題，并及時向有關部門進行反饋，以利于下一步的改進與完善，設計階段所設計的搶修性最終要通過實踐檢驗，所以，來自部門實際工作的信息相當重要。

事實上，飛機戰傷搶修性設計的優劣還需考慮一些行之有效的戰場修理方法(如新技術、新工藝、新材料和拆配等簡易方法修復元件)。此外，使用人員、維修人員的平時培訓、臨場發揮等因素也與戰傷搶修有著密切的關系。因而戰傷搶修設計原則還需不斷完善。由于中國缺乏大規模實戰經驗，導致許多分析方法和相關技術不夠完善，重視外軍飛機裝備戰時搶修案例，經驗積累和分析可為中國飛機戰傷搶修設計提供重要參考。

3.3 戰傷搶修設計評價方法

判斷已服役飛機戰傷搶修性設計是否達到預期目標，需評估飛機使用中的搶修性。同時以利于對薄弱環節進行改進、提高。主要是依據戰傷搶修性設計準則等理論確定評價指標，再運用相關的評價模型進行評估，得出反映飛機戰傷搶修性設計評價結果。目前，關于戰傷搶修背景下的設計評價方法可通過已模塊化部件與可模塊化部件比值作為衡量模塊化設計程度的標準。應急診斷測試可采用原位監測結構數量與結構總數量的比值作為指標。

4 戰傷搶修維修與保障

作為戰傷搶修的核心工作，搶修維修與保障受到飛機設計、生產、使用各環節重點關注。隨著新技術不斷應用，戰傷搶修中維修與保障任務面臨的挑戰日益增大。歸納搶修維修與保障任務所面臨的問題，可分為搶修過程、搶修訓練和搶修保障系統3方面。

4.1 戰傷搶修過程

廣義層面的戰傷搶修過程包括現場戰傷評估和戰傷快速維修。戰傷搶修方式可分為現場修理和后送修理2類。其中現場搶修包括分隊自主修理、伴隨修理、巡回修理3類，后送修理采用定點維修[108]。其中必要的工作集中在搶修方案制定。在這一環節，需要一般依據結構修理手冊、飛機設計資料等進行分析。由于高殺傷威力武器的打擊，還需要依據現場情況予以驗證搶修方案的正確性。毀傷后評估一般需要作外觀檢查、功能檢查和性能測試。

針對戰傷搶修的維修過程，由于各軍兵種對飛機搶修的人員數量、隊伍編制的情況有所差異，需要根據實際情況建立相對應的規范。但重點要保證在時間受限情況下提升運作效率。王賢菊[109]使用Petri網建立戰傷搶修系統模型分析了戰傷搶修時間，齊勝利等[110]利用高級分層著色Petri網對裝備戰傷搶修系統進行建模，但并未考慮Petri網變遷觸發概率分布情況。劉勇等[111]將時間變遷由指數分布拓展到任意分布，同時定義三級搶修系統，加入層次分解縮減狀態空間，獲得滿足時間要求的結果。

4.2 搶修訓練相關技術

虛擬搶修技術是指通過仿真方式實現虛擬戰傷搶修訓練并評估搶修后性能的技術。其中，虛擬戰傷搶修訓練是本技術的關鍵價值。目前，該技術主要用于承擔搶修人員實際搶修過程評估、維修、更換等訓練任務。美軍早期采用半虛擬搶修技術進行訓練，運用3D課件和網絡教學平臺，通過專用網絡為美軍各部隊提供戰傷搶修培訓、指導和支持[112]。英國皇家空軍成立了專門搶修培訓小組，對相關兵員進行戰傷搶修技術和項目培訓，目前已覆蓋結構、電氣系統、航空電子系統和武器系統等4方面的戰傷搶修科目。

隨著虛擬現實(VR)技術發展，如何將VR技術投入戰傷搶修訓練成為研究熱點。羅-羅公司采用VR模型代替實體模型，演示發動機的早期組裝與維修[113]。美國Wright-Patterson空軍基地與GE、洛克希德·馬丁公司共同開展了“Service Manual Generation”研究項目，其中在虛擬確認部分采用VR技術檢查了“任務生成”和“維修順序”結果的正確性。洛桑大學對虛擬環境中虛擬人與虛擬對象的實施交互問題進行了深入研究，并提出交互特征描述模型。英國索爾福德大學的虛擬環境中心建立了IPSEAM系統，用于維修仿真并可用于訓練。

虛擬搶修關鍵技術主要包括面向產品的虛擬搶修理論與方法和面向維修保障系統的虛擬搶修理論與方法。郝建平等[114]總結了虛擬維修與搶修步驟，目前需要解決具體的技術問題，包括可視化技術、虛擬搶修開發環境、建模仿真技術、集成體系結構、模型驗證確認技術和分析評價技術等。

4.3 戰場快速維修技術

狹義層面上的戰傷搶修即戰場快速維修技術。該技術的優劣直接決定戰傷飛機后續狀態，即修復后戰傷飛機是否重新作戰、返回基地大修或納入戰損飛機序列。

戰場快速維修技術初期采用的修復工具與流程同常規維修過程近似，常用鉚接拼修修理方式，這是由于當時作戰飛機大多屬于二代、三代飛機，主要使用鋁合金材料所致。但因戰傷部位不確定性和技術限制，只能實現對易到達區域的簡單修補，且有時需另開工藝孔。對于部件出現的不規則或大尺寸損傷，只能采用切割和焊接技術修復。

隨著技術的發展，現代戰傷飛機快速修復已經形成了兩步驟六工法的修復形態。兩步驟包括對不規則損傷的切割、修整以及對結構形狀、尺寸和性能的修復。六工法包括更換、重構、拼修、替代、原件修復、制作等6種方式。可以針對不同戰傷部位、材料與結構形式的部件開展相關分析。

針對不規則損傷修理問題，首先需預處理，使毀傷區域清潔平整以不影響后續維修。我軍主戰飛機的表面處理主要采用硫酸陽極氧化法，表面微孔用K2Cr2O7填充[115]。夏丹[116]提出對飛機蒙皮再制造的氧化預處理工藝，使膠接強度明顯改善。對于機翼主梁等超高強度鋼制部件戰損而導致保護層破壞，李建霞等[117]提出采用不發生氫脆的電刷鍍方式修復保護層。

搶修第1階段在完成預處理后立即開始，主要任務為處理不規則損傷。美軍通常采用圖7所示方法對小孔洞進行修整。

然而，這種修補方法適用范圍僅限于薄板，對較厚或剛度較強的材料并不能達到預期效果。因此有研究人員對其他可能的方法進行了探索。胡芳友等[118]提出采用激光對毀傷區域進行切割、熔覆手段修補金屬飛機破損區域。然而采用激光焊接影響高反射性、導熱性合金材料性狀，加之設備昂貴、龐大、施工空間小等原因，目前還無法投入實戰。此外，在常溫下難以對鈦合金結構切割或鉆孔、對復合材料結構切割會引起材料分層等二次損傷。近年來，聚能切割技術逐漸應用于飛機戰傷搶修過程，由于效率高、作業快、切割深度大、安全性強等特點，成為戰傷搶修技術發展新方向。

在結構形狀、尺寸和性能的修復方面的公開研究文獻較少，內容主要針對戰傷金屬飛機的分析。如破孔的鋁合金表面，通常采用托底修補法[21]。而對于鈦合金、復合材料和高溫合金的損傷，由于材料特性及其制造技術的特點，采用鉚接技術修復難度較大，因此其損傷修復技術必定大大不同于鋁合金結構的修理技術，需要開發新的搶修技術才能適應材料的變化。現代搶修的先進性體現在：一是利用高性能的復合材料、預制件和預浸料作為連接件直接膠接到飛機的損傷部位，以提高修補技術，二是利用微波技術使膠層迅速固化數十秒至數分鐘，從而提高界面強度并實現快速搶修[119]。三是采用更快速的方法，如碳纖維加固、無電焊接、3D打印等。

圖7 美軍飛機蒙皮戰傷搶修示意圖

圖8 復合材料靶板金屬補片實驗

此外，應急快速離位修理在戰傷搶修過程也占據重要作用。對臨時修理材料及其技術的研究成為熱點，等強度膠接修復技術是目前完成戰傷搶修的主要思路，特別隨著先進復合材料的發展，復合材料補片技術已于20世紀70年代被國外應用于金屬構件損傷的搶修[120]。王新坤等[121]采用改進的粘接劑縮短了固化時間并提高粘接性能。許松等[122]在戰傷搶修中應用紫外光固化復合材料補片，取得了良好效果。Roskowicz和Smal[123]指出，目前針對鋁合金蒙皮戰傷修復主要采用的是復合材料補片技術。

盡管補片修復相對機械固定具有一些優勢，如減少應力集中、改善氣動性能。但是在評估粘接質量上存在非常大的困難。因此，補片修復通常用于非關鍵結構件，而不用于承載高載荷、斷裂或疲勞結構。雖然已有許多關于補片維修問題的研究，但是缺乏快速與實踐性的技術確定補片粘接的整體性和承載能力，這已成為在使用補片技術的一個大問題。前提需要解決補片前后損傷變化情況。一些非拆卸探傷技術已經用于修復補片和搭接的探測。Genest等[124]介紹了采用脈沖熱成像技術用于探查未粘貼部位，并監測未粘貼部分的增長情況就是解決這一問題的主要手段。

4.4 戰傷搶修保障

戰傷搶修保障是指搶修戰傷飛機所需的所有保障資源及其管理的有機組合[87]。通常從資源要素和管理要素2方面開展研究，其中重點聚焦于備件需求預測與供應。

備件供應是影響搶修任務順利完成的關鍵因素。GJB4355-2002中指出采用二項分布方法計算戰時備件供應數量，為了節省修理時間，換件是常見的修理方式。但由于備件價格通常較高，備件類型、數量不足會導致某些戰傷部件無法修理，備件過多則造成不必要積壓，增加保障成本。

由于常規修復和戰傷搶修的不同，備件供應應按照戰傷搶修特點確定[125]。較為早期的戰時備件需求預測將研究對象集中在飛機本體，采用模糊數學、AHP法[126]和神經網絡[127]等作為預測方法。目前主要從2方面開展研究，一方面是從備件戰傷類型、重要度、故障率、維修性等自身特征入手，即對飛機生存力的影響。另一方面是從備件在飛機上所處位置角度分析。趙培仲等[128]利用熵權法將位置、關鍵性和可維修性三者作為指標確定備件數量安排。Yao等[129]考慮飛機戰損/戰傷率、部件易損性、備件類型等因素，采用層次分析模型提出了需求預測模型。在實際搶修過程中，由于單次可攜帶備件限制，要求備件供應具備精準化、動態化、低成本的特征。近年來相關研究逐漸轉向對備件需求與供應的動態規律。田瑾等[125]采用系統動力學原理分析了“需求牽引”模式下的備件物流結構，研究了供需差異的動態變化規律，找出系統性能與系統參數之間的關系，從而為策略分析和系統設計提供依據，胡一繁等[130]則運用馬爾科夫鏈法，研究了戰傷搶修備件需求的概率的計算問題，得到了基于二項分布的戰傷備件需求量。由于戰時部件的可靠性逐漸提高，因此在戰傷備件需求保障層面將轉運時間納入考慮范圍，形成了基于備件管理多級(METRIC)模型[131]。

盡管缺乏實際戰傷搶修備件數據，但是采用上述數學方法可以分析多種因素對戰時備戰的影響，可對未來戰傷搶修備件保障提供有效的參考。由于高技術戰爭不斷變化，數學仿真無法做到完全符合戰場特征，缺少對突發情況的預測的能力，需要進一步提供實戰數據和經驗以修正模型。但可以對保障的一般規律有足夠認識，對未來戰爭同樣具有參考價值。

近年來，飛機戰傷搶修力量配置合理性設計也逐漸受到關注。劉小輝和逢勇[132]采用自頂向下的思想，運用排隊論預測搶修分隊數量，之后采用非平衡任務指派模型理論和改進的匈牙利算法求解法將任務指派優化方案細化到個人。

5 戰傷搶修研究的發展趨勢與挑戰

戰傷搶修技術體系具有貫穿于飛機全壽命階段，覆蓋學科多、綜合性強等特點，該技術發展存在較大潛力。然而，從飛機設計、制造與使用需求看，先進材料與結構、人工智能等技術的應用在帶來機遇的同時也使戰傷搶修面臨著更多新的挑戰。

1) 先進復合材料結構飛機戰傷搶修評估與維修方法。先進復合材料在飛機中的應用不斷上升[133]，戰場中，飛機的金屬結構和先進復合材料結構均可能被毀傷。其特性導致在戰傷搶修中面臨諸多挑戰。

從毀傷樣式看，復合材料結構毀傷分為可見與不可見2種，毀傷可見區域周圍產生不可見分層等現象，提高了評估難度。目前主要采用無損探傷技術確定毀傷程度，利用先移除后膠接或先移除后注射樹脂方式完成搶修[134]。但傳統的X射線、超聲檢驗儀器復雜且昂貴，需專業訓練人員加入ABDR團隊，可操作難度較大。聲學響應測試雖可快速定位，但可靠性差是導致無法應用的原因。在維修和設計層面，目前的戰傷搶修規范并未給出針對先進復合材料結構的可達性設計方案和搶修措施。采用金屬板鉚接或螺紋連接到復合材料結構毀傷部位效果不佳，搶修后強度等性能無詳細記載，可能造成難度和可靠度的雙重困難。采用粘接維修和固化維修在戰傷搶修中面臨很大挑戰，這些問題影響ABDR技術的實施。此外，隨著智能材料逐漸在飛機結構和部件上的應用，其良好的自修復性已成為人們關注的熱點，但對于自修復程度及其效果目前并未有公開文獻報道，針對上述問題需要進一步展開研究。

2) 直升機戰傷搶修技術。由于直升機對彈擊較固定翼飛機更為敏感，對戰傷搶修的研究也更受關注[134]。其中重點研究槳葉搶修，一方面需加強研究采用更換、膠接等方式搶修金屬槳葉效果[135-136]。另一方面，更高抗彈傷容限復合材料槳葉的出現，需要對戰傷情況下的搶修方案、策略開展研究。

3) 戰場搶修新技術。隨著新型空戰裝備列裝部隊，對新型飛機的戰傷搶修要求也日益提高，據資料顯示，對F-35的戰傷搶修率、評估時間，評估精度等方面要求大幅提升。需要發展并測試指導飛機戰損評估的算法；識別和測試電子數據類型以支撐戰損飛機評估與修復；完成手動與電子數據評估結果對比測試。此外，在大尺寸戰傷搶修也需要新技術支持，文獻[18]指出當前戰傷搶修技術僅能修復對損傷尺寸在直徑15 cm及以下的金屬飛機部位。遠遠不能滿足諸如導彈戰斗部、大口徑防空火炮、定向能武器等造成的飛機大尺寸毀傷。大尺寸戰傷在后方修復時間較長，且需要專門裝備與人員支持。對尺寸較厚、剛度較大的材料修復難度將更大。對戰場搶修新技術的需求更為急迫。

4) 飛機戰傷智能評估技術。采用人工智能與大數據評估飛機戰傷情況是未來發展的趨勢。1986年，美國就著手采用機器人系統對飛機戰傷情況做出評估。目前多模型深度學習快速故障診斷方法已用于評估操縱面故障，但仍有較大潛力。除了要繼續開展上述方面的研究工作外，也需要考慮發展可用于戰傷修復應用的軟件和數據庫、保障-搶修-維修的全流程智能評估分析體系。

5) 戰傷搶修權衡設計技術。提升戰傷搶修能力對飛機生存力起促進作用，但某些情況下使用飛機生存力設計提高措施，可能增加戰傷搶修難度。如通過采用翼身融合、整體油箱、先進隱身材料可降低飛機可探測性，一旦戰傷，其搶修難度必然高于普通飛機[137]。此外，提高飛機關鍵部位抗打擊能力，如裝甲防護，如果這些裝甲受損，也不易修復。如何在保證飛機作戰性能和生存力條件下，通過分析戰傷搶修與其他設計因素中交叉內容與差異因素，建立工程化模型，實現將戰傷搶修性納入權衡設計過程，目前也需要重點關注。

6 結 論

作為作戰飛機維持生存力和作戰能力的重要手段，戰傷搶修技術自出現以來一直是航空領域的研究熱點。本文從戰傷搶修體系等方面回顧了戰傷搶修研究的歷史與現狀，總結了戰傷搶修相關領域的方法，并提出了戰傷搶修研究所面臨的挑戰及發展趨勢，主要結論如下：

1) 戰傷評估方面。目前集中于戰傷搶修預評估問題和現場評估問題，其中預評估研究主要集中于目標與威脅綜合分析、戰傷模式與效應分析、部件與系統毀傷評估和戰傷修復前后飛機性能變化情況。現場評估主要采用經驗評估法和智能評估法。此外，戰傷搶修性效能評估分析方面也開展了研究思路的探索。

2) 戰傷搶修設計方面。目前已提出了戰傷搶修設計的2大設計準則、設計原則。但在戰傷搶修設計的評價方法上還有待完善補充。

3) 戰場維修與保障方面。虛擬搶修技術和戰場快速維修技術是目前關注的焦點，而戰傷搶修保障集中在備件的管理供應層面，備件保障的研究仍需進一步開展。