1.一種軍用飛機(jī)在總體設(shè)計(jì)階段的系統(tǒng)效能評估方法，其特征在于：該方法具體步驟如下：

步驟一：軍用飛機(jī)系統(tǒng)效能影響因素分析；參考GJB 1364-92文件，并結(jié)合軍用飛機(jī)的實(shí)戰(zhàn)特點(diǎn)，搜集影響軍用飛機(jī)系統(tǒng)效能的影響因素；

步驟二：軍用飛機(jī)系統(tǒng)效能結(jié)構(gòu)；在步驟一的基礎(chǔ)上，運(yùn)用系統(tǒng)工程的理論，將軍用飛機(jī)的系統(tǒng)效能進(jìn)行層層分解，最終建立軍用飛機(jī)系統(tǒng)效能結(jié)構(gòu)圖；

步驟三：綜合能力指數(shù)的計(jì)算；軍用飛機(jī)的綜合能力指數(shù)包含空對空作戰(zhàn)效能指數(shù)和空對地作戰(zhàn)效能指數(shù)；

a.空對空作戰(zhàn)效能指數(shù)

求空對空作戰(zhàn)效能指數(shù)首先需要選取影響空戰(zhàn)的主要因素，用與空戰(zhàn)有關(guān)的7個(gè)主要因素來衡量飛機(jī)空對空作戰(zhàn)能力：機(jī)動性、火力、探測目標(biāo)能力、操縱效能、生存能力、航程和電子對抗能力；則空戰(zhàn)能力指數(shù)如下：

$f_1=\[\ln B+ln({\mathrm{\ΣA}}_1+1)+ln\left({\mathrm{\ΣA}}_2\right)\]{\mathrm{\ϵ}}_1{\mathrm{\ϵ}}_2{\mathrm{\ϵ}}_3{\mathrm{\ϵ}}_4---\left(1\right)$

式中，B為機(jī)動性參數(shù)，A₁為火力參數(shù)，A₂為探測能力參數(shù)，ε₁是操縱效能系數(shù)，ε₂是生存能力系數(shù)，ε₃是航程系數(shù)，ε₄是電子對抗能力系數(shù)；

機(jī)動性參數(shù)B用飛機(jī)最大允許過載n_ymax、最大穩(wěn)定盤旋過載和最大單位重量剩余功率SEP，單位m/s求得；公式為：

$B=(n_{y\max }+n_y^{cir}+SEP\×9/300)---\left(2\right)$

式中，9和300分別為現(xiàn)代作戰(zhàn)飛機(jī)最大可用過載和上升率m/s，計(jì)算式穩(wěn)定盤旋過載可用典型高度、典型馬赫數(shù)的數(shù)值；對于有過失速機(jī)動能力的戰(zhàn)斗機(jī)，按上述計(jì)算的B值乘以(α_av/24)^0.5修正；α_av是過失速機(jī)動可用最大迎角；

火力參數(shù)要根據(jù)不同的機(jī)載武器分別進(jìn)行計(jì)算；由于現(xiàn)代作戰(zhàn)飛機(jī)上用于對空作戰(zhàn)的武器主要是導(dǎo)彈和航炮，所以，設(shè)航炮的火力系數(shù)為兩種導(dǎo)彈的火力系數(shù)分別為和總火力系數(shù)為：

${\mathrm{\ΣA}}_1=A_1^{ag}+A_1^1+A_2^2---\left(3\right)$

航炮的火力系數(shù)與其每分鐘發(fā)射率(rpm)即射速，彈丸初速υ₀(m/s)、彈丸重量G(g)、彈丸口徑Dr(mm)、及該種航炮配置數(shù)量(n)有關(guān)；具體計(jì)算公式為

$A_1^{ag}=K_{\mathrm{\α}}\left(\frac{rpm}{1200}\right)\·{\left(\frac{{\mathrm{\υ}}_0}{1000}\right)}^2\·\left(\frac{G}{400}\right)\·\left(\frac{D_r}{30}\right)\·n---\left(4\right)$

式中，各常數(shù)是標(biāo)準(zhǔn)值，K_α是瞄準(zhǔn)具修正系數(shù)，用陀螺活動光環(huán)瞄準(zhǔn)具時(shí)K_α為1.0，用固定光環(huán)瞄準(zhǔn)，K_α為0.4-0.5，用快速瞄準(zhǔn)具，K_α為1.2-1.5；

空空導(dǎo)彈的火力參數(shù)考慮最大實(shí)際有效射程R(km)、允許發(fā)射總高度差△H(km)、發(fā)射包線總攻擊角A_att度、導(dǎo)彈最大過載導(dǎo)彈最大跟蹤角速度ω_maxm/s、總離軸發(fā)射角A_off即超前及滯后離軸角之和，單發(fā)殺傷概率P_k和同類導(dǎo)彈掛架數(shù)量n；

$A_1^1=R\×\mathrm{\Δ}H\×P_k\×\left(\frac{A_{att}}{360}\right)\×\left(\frac{n_{y\max }^m}{35}\right)\×\left(\frac{{\mathrm{\ω}}_{\max }}{20}\right)\×\left(\frac{A_{off}}{40}\right)\×\sqrt{n}---\left(5\right)$

求對數(shù)值前總火力參數(shù)中加上1的原因是為防止不掛導(dǎo)彈的飛機(jī)火力參數(shù)的對數(shù)值變?yōu)樨?fù)值或無窮大；

探測能力參數(shù)A₂包括3部分組成，即雷達(dá)紅外搜索跟蹤裝置和目視能力

$\mathrm{\Σ}A=A_2^r+A_2^{IR}+A_2^{eye}---\left(6\right)$

雷達(dá)探測能力參數(shù)包括最大發(fā)現(xiàn)目標(biāo)距離D_d，RCS為5m²，單位km，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)概率p_d，最大搜索方位角A_bearing度，雷達(dá)體制衡量系數(shù)K₂，同時(shí)跟蹤目標(biāo)數(shù)量m₁和同時(shí)允許攻擊目標(biāo)數(shù)量m₂；計(jì)算公式為

$A_2^r=\frac{D_d^2}{4}\×\frac{A_{bearing}}{360}\×P_d\×K_2\×{(m_1\×m_2)}^{0.05}---\left(7\right)$

式中雷達(dá)體制系數(shù)K₂取值為：測距器0.3，無角跟蹤能力雷達(dá)0.5，圓錐掃描雷達(dá)0.6，單脈沖雷達(dá)0.7，脈沖多普勒雷達(dá)0.8-1.0，并按下視能力強(qiáng)弱選值；式中常數(shù)4代表有效目視發(fā)現(xiàn)能力2km的平方；

紅外搜索裝置的探測能力參數(shù)與雷達(dá)發(fā)現(xiàn)能力參數(shù)的計(jì)算公式相同，K₂取值改為：單元件亮點(diǎn)式紅外探測器0.3，多元固定式探測裝置0.5，搜索跟蹤裝置0.7-0.9，若配有激光測距器則K₂值再增加0.05；

目視探測能力與飛機(jī)風(fēng)擋及座艙蓋設(shè)計(jì)有很大關(guān)系，計(jì)算公式同上式，但K₂，m₁及m₂為1.0；目視可見距離為8km，發(fā)現(xiàn)概率0.59-0.75，視場角在120^。—360^。之間，視不同飛機(jī)而定；

駕駛員操縱效能系數(shù)與飛機(jī)座艙布局、操縱系統(tǒng)及顯示裝置因素有關(guān)；取值原則為：第二次世界大戰(zhàn)時(shí)期戰(zhàn)斗機(jī)為0.6，20世紀(jì)50年代戰(zhàn)斗機(jī)用儀表及液壓助力操縱系統(tǒng)的為0.7，有平視顯示器的噴氣戰(zhàn)斗機(jī)為0.8，用電傳操縱、有平顯的為0.85，用電傳操縱，有平顯、下顯、數(shù)據(jù)總線及雙桿技術(shù)的為0.9，在此基礎(chǔ)上更能發(fā)揮駕駛員能力的設(shè)計(jì)從0.9到1.0之間取值；

作戰(zhàn)飛機(jī)生存能力系數(shù)用飛機(jī)的幾何尺寸與雷達(dá)反射截面RCS為主要代表因素，計(jì)算公式為

${\mathrm{\ϵ}}_2={(\frac{10}{l}\×\frac{15}{L_{all}}\×\frac{5}{RCS})}^{0.0625}---\left(8\right)$

式中，l為翼展m，L_all為全長，含空速管的長度，m，RCS m²指迎頭或尾后方位120^。左右之內(nèi)的對應(yīng)3cm波長雷達(dá)的平均值；

戰(zhàn)斗機(jī)留空時(shí)間與作戰(zhàn)效能有很大關(guān)系，由于各種戰(zhàn)斗機(jī)的留空時(shí)間數(shù)據(jù)缺乏，而飛機(jī)的機(jī)內(nèi)油最大航程R_fight(km)數(shù)據(jù)交易得到，所以，用下式計(jì)算航程系數(shù)

ε₃＝(R_fight/1400)^0.25 (9)

電子對抗能力系數(shù)ε₄比較難以確定，作戰(zhàn)飛機(jī)上安裝的電子對抗設(shè)備主要有全向雷達(dá)告警系統(tǒng)、消極干擾投放系統(tǒng)、紅外導(dǎo)彈積極干擾器、電磁波積極干擾器、導(dǎo)彈臨近告警系統(tǒng)，由于保密的原因，對各種作戰(zhàn)飛機(jī)的電子對抗設(shè)備只能進(jìn)行粗略的了解，難以做出精確的量化估計(jì)，粗略估算取值為：

安裝有全向雷達(dá)告警系統(tǒng)的作戰(zhàn)飛機(jī)電子對抗能力系數(shù)ε₄取值為1.05；安裝有全向雷達(dá)告警系統(tǒng)和消極干擾投放系統(tǒng)的作戰(zhàn)飛機(jī)電子對抗能力系數(shù)ε₄取值為1.10；安裝有全向雷達(dá)告警系統(tǒng)和紅外及電磁波積極干擾器的作戰(zhàn)飛機(jī)電子對抗能力系數(shù)ε₄取值為1.15；安裝有全向雷達(dá)告警系統(tǒng)和導(dǎo)彈臨近告警系統(tǒng)、自動交連的作戰(zhàn)飛機(jī)電子對抗能力系數(shù)ε₄取值為1.20；

b.空對地作戰(zhàn)效能指數(shù)

空對地作戰(zhàn)效能指數(shù)由兩部分組成，即航程指數(shù)和武器效能指數(shù)；兩者相加得出總值f₂；航程指數(shù)是當(dāng)量航程Range的自然對數(shù)，武器效能指數(shù)是當(dāng)量載彈量B_e的自然對數(shù)，計(jì)算公式為

f₂＝[ln(Range)+ln(B_e)]ε₄ (10)

式中，ε₄是電子對抗能力系數(shù)，取值見前面空對空作戰(zhàn)能力指數(shù)計(jì)算；

當(dāng)量航程與最大航程R_max、突防系數(shù)R_p、遠(yuǎn)程武器系數(shù)R_m和導(dǎo)航能力系數(shù)R_n有關(guān)，計(jì)算公式為

Range＝R_max×R_p×R_m×R_n (11)

式中最大航程根據(jù)飛機(jī)性能取值，突防系數(shù)則與生存能力系數(shù)ε₂、裝甲系數(shù)、突防機(jī)動能力n₄、突防最低高度H_p和突防速度V_p有關(guān)，計(jì)算公式為

$R_p=\[0.25\×{\mathrm{\ϵ}}_2+0.15\×Armor+0.10\×(n_{y\max }/9)+0.25\×(10/H_p)+0.25\×\left(V_p{/}_{200}\right)\]---\left(12\right)$

式中，ε₂為生存能力系數(shù)；

裝甲系數(shù)Armor取值的依據(jù)為：全機(jī)有裝甲保護(hù)0.9-1.0；座艙有裝甲、系統(tǒng)部分裝甲保護(hù)0.7；座椅前后、靠背有裝甲0.5-0.6；沒有裝甲保護(hù)0.2；

遠(yuǎn)程武器系數(shù)需要考慮使用遠(yuǎn)程武器，包括滑翔炸彈、巡航導(dǎo)彈因素，相當(dāng)于延長了攻擊飛機(jī)的航程，所以放在當(dāng)量航程項(xiàng)目內(nèi)；計(jì)算公式為

$R_m=\[(L_{fire}/3)\×K\×\sqrt{n}+1\]---\left(13\right)$

式中，L_fire為武器射程，常數(shù)3相當(dāng)于自由下落炸彈的平均射程km；常數(shù)加1是為了不掛遠(yuǎn)程武器時(shí)不至于令R_m為0；K為武器品種修正系數(shù)，取值準(zhǔn)則為：普通炸彈0，滑翔炸彈0.5，半主動制導(dǎo)彈0.75，全主動、發(fā)射后不管的導(dǎo)彈為1.0；n是該類武器數(shù)量；若掛不同類遠(yuǎn)程對地攻擊武器，只選其中R_m值最大的一種計(jì)算；

導(dǎo)航能力系數(shù)R_n按如下標(biāo)準(zhǔn)取值：機(jī)上只有無線電羅盤的0.5，增設(shè)塔康戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)航或類似系統(tǒng)的0.6，再增加多普勒導(dǎo)航系統(tǒng)為0.7，增加慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的增加0.1-0.5，增加衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GPS的增加0.1-0.2，但導(dǎo)航能力系數(shù)不得超過1.0；

對地攻擊能力指數(shù)的另一部分是當(dāng)量載彈量的自然對數(shù)，當(dāng)量載彈量由最大載彈量W_B和對地攻擊效率系數(shù)P_a之成績決定，

B_e＝W_e×P_a (14)

式中W_B值根據(jù)飛機(jī)的重量特性決定，對地攻擊效率系數(shù)與機(jī)上外掛數(shù)量、使用的武器精度系數(shù)及發(fā)現(xiàn)目標(biāo)能力系數(shù)有關(guān)；計(jì)算公式為

P_a＝[0.2×num/15+0.4×Acc+0.4×Ab_f] (15)

式中，num為掛架數(shù)量，Acc為武器精度系數(shù)，取值準(zhǔn)則為：導(dǎo)彈1.0，激光式電視自動制導(dǎo)武器0.9，無線電指令制導(dǎo)武器0.7，普通炸彈0.5，Ab_f為發(fā)現(xiàn)目標(biāo)能力系數(shù)，如同時(shí)帶不同品種武器則按最好的武器決定此系數(shù)；

發(fā)現(xiàn)目標(biāo)能力系數(shù)取值準(zhǔn)則為：目視尋找目標(biāo)0.5，有激光測距器加0.1，有前視紅外FLIR或微光電視LLTV加0.1-0.15，只有對地攻擊雷達(dá)，0.8-0.9，總的發(fā)現(xiàn)目標(biāo)能力系數(shù)不大于1.0；

飛機(jī)的作戰(zhàn)能力指數(shù)：F_E＝α₁f₁+α₂f₂

其中α₁，α₂分別為空對空和空對地任務(wù)的分配系數(shù)，根據(jù)使用方對飛機(jī)大要求而設(shè)定；

步驟四：風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的計(jì)算；風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)是指設(shè)計(jì)方案抵御風(fēng)險(xiǎn)的能力，主要牽涉到技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)度、費(fèi)用風(fēng)險(xiǎn)度和進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)度三方面的內(nèi)容；

技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)度指的是新技術(shù)應(yīng)用時(shí)所達(dá)到的性能指標(biāo)不能達(dá)到預(yù)期要求的概率，其計(jì)算公式表述如下：

P_ra＝∑(α_iP_diσ_ai/A_i) (16)

式中，P_ra為技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)度，P_di為新技術(shù)研究失敗的概率，A_i為新技術(shù)應(yīng)用能使相應(yīng)性能指標(biāo)獲得的性能增量，σ_ai為新技術(shù)應(yīng)用時(shí)相應(yīng)性能指標(biāo)增量的劣向標(biāo)準(zhǔn)差，α_i為各性能指標(biāo)在系統(tǒng)中的權(quán)重系數(shù)；其中，P_di和α_i通過專家評判法獲得；

費(fèi)用風(fēng)險(xiǎn)度指的是不能按預(yù)定費(fèi)用完成研制任務(wù)的概率，計(jì)算公式如下：

P_rc＝P(C_RDT&E&P≥C_預(yù)定) (17)

式中，P_rc為費(fèi)用風(fēng)險(xiǎn)度，C_RDT&E&P為飛機(jī)的研制與生產(chǎn)費(fèi)用，C_預(yù)定為研制該飛機(jī)可承受的最大預(yù)定研制與生產(chǎn)費(fèi)用；

進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)度指的是不能按預(yù)定時(shí)間完成研制任務(wù)的概率，計(jì)算公式如下：

$P_{rt}={\mathrm{\σ}}_{ip}/T_e=\left(\sqrt{\Σ{\mathrm{\σ}}_{ti}^2}\right)/(\ΣT_{ei})---\left(18\right)$

式中，P_rt為進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)度，T_ei為飛機(jī)系統(tǒng)研制過程中關(guān)鍵工序路線上各工序的平均完成時(shí)間，為關(guān)鍵工序路線上各工序完成時(shí)間的方差；

風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)的數(shù)學(xué)描述表述如下：

$\left\{\begin{array}{c}P=1-(1-P_{ra})(1-P_{rc})(1-P_{rt})\\ P_{ra}\≤P_{{\mathrm{ra}}_0}\\ P_{rc}\≤P_{{\mathrm{rc}}_0}\\ P_{rt}\≤P_{{\mathrm{rt}}_0}\end{array}\right.---\left(19\right)$

分別表示技術(shù)、費(fèi)用、進(jìn)度風(fēng)險(xiǎn)的最大可接受值，一旦大于任一可接受值，則P＝1；

在風(fēng)險(xiǎn)因素影響的情況下，按時(shí)、按質(zhì)、按量完成研制任務(wù)的概率為：

P_s＝1-P (20)

步驟五：軍用飛機(jī)系統(tǒng)效能的計(jì)算；軍用飛機(jī)系統(tǒng)效能的計(jì)算公式表述如下：

F_{系統(tǒng)效能}＝F_E·ε_A·ε_D·(1-P) (21)

式中，F(xiàn)_E為飛機(jī)系統(tǒng)的綜合作戰(zhàn)能力指數(shù)；P為有風(fēng)險(xiǎn)條件下的研制任務(wù)成功率；ε_A為系統(tǒng)的可用性，在計(jì)算的時(shí)候用飛機(jī)的可用度來計(jì)算；ε_D為系統(tǒng)的可信性，計(jì)算時(shí)用飛機(jī)的任務(wù)可靠度計(jì)算。