0 引　言

由于一艘完整的舰船包含许多不同领域的科学技术，如船体结构、能源动力、武器装备等，同时具有数以千计的专业设备和数以万计的仪表、管路。这些复杂且涉及广泛的技术和设备为舰船的易损性分析带来了不小的难度。合理的舰船功能分解能够为后续的易损性研究提供很大的便捷。因此，探究科学可靠的功能分解方法是必须开展的工作。

每艘舰船都会在设计建造初期被赋予一定的使命，这为基于舰船使命作功能分解提供了理论依据。从易损性的角度出发，以舰船使命为基础探究设备毁伤对舰船功能及舰船整体造成的影响，这是本文研究舰船功能分解方法的主要思路。

1 研究现状

宋成俊^[1]以及BROWN等^[2]研究舰炮弹药对舰船的毁伤时，以主甲板和水线为界线，从上到下将舰船分解为主甲板以上、主甲板与水线之间、水线以下3大部分。其中，主甲板以上区域包括武器系统、通信系统、导航系统等；主甲板与水线之间区域包括作战指挥系统、电力系统以及人员住舱之类的生活保障系统等；水线以下区域包括动力系统和大量电缆、管道。

王超等^[3]在研究以反舰导弹为主的攻击武器时，提出了舰船上的3个重要位置，以船首1/4处剖面、船中横剖面与船尾3/4处剖面为界线，将舰船分为四段来探究弹药对舰船的毁伤情况。根据舰船上各功能系统、仪器设备的分布位置与上述4个区域的对应关系，即可分解舰船功能。

谢卓杰^[4]在研究航母战斗群的毁伤时，将舰船视为由舰体系统和作战系统两大基础系统组成，舰体系统与作战系统在运行时相互独立，但又都依赖电力系统实现其相应的功能，所以可将舰船分解为舰体系统、作战系统与电力系统3大基础系统。舰体系统包括主船体、动力系统、辅助系统等，作战系统包括武器系统、指挥系统、探测系统等，电力系统包括发电系统、配电系统、电力监测系统等。

张琪^[5]及Kwang等^[6]在研究舰船任务可靠性时，将舰船系统划分为平台系统与作战系统两大基础系统，平台系统由主船体、动力系统、电力系统、辅助系统等组成，作战系统由武器系统、指挥系统、探测系统等组成，而后再对各系统逐步分解至子系统、设备。

2 功能分解的新方法

舰船的功能分解是舰船易损性研究的前提条件，目前常用的舰船功能分解的方法有很多，如从设计建造的角度分解，研究被打击后造成的毁伤对舰船的影响。先确定目标舰船上的关键部件，用关键部件代替主要功能系统，再作舰船的易损性研究等。其中较为常用并且可以做到精确度较高的方法主要分为以下2种：

1）基于船体结构的功能分解方法。将船体划分为3～4个不同的结构层次，根据舰船主要设备的位置与所划分船体结构的对应关系进行功能分解。此功能分解方法在了解船体结构与设备分布的前提下简单明确，并且可以通过武器弹药在舰船上的打击点，快速、直观地判断舰船设备的毁伤，从而确定此次打击对舰船易损性的影响。

2）基于舰船系统的功能分解方法。根据系统学的原理，按舰船上系统与设备的独立性将其分解为一级系统、二级系统等至仪器设备。此方法是目前最常用的功能分解方法，通过“舰船—系统—设备”的层层对应关系，能够分析得到最底层设备毁伤后对系统、舰船造成的影响。

这2种方法共同的优点有：适用性广，理论上适用于所有船型；覆盖面大，可以覆盖整个舰船；精确度高，能够精确到舰船上每一个细微的仪器、设备。但依旧存在一些不足：基于船体结构的功能分解方法，由于该分解方法只能展现受损的船体部位与设备在空间上的位置关系，没有考虑设备与设备、设备与系统以及设备与舰船之间的毁伤关系，所以此分解方法一般适用于单个船体位置或设备的毁伤研究。基于舰船系统的功能分解方法，由于系统与系统之间存在部分重叠的情况，一个设备可能服务于多个系统，相互之间的独立性不明确，所以底层设备在分解后的各系统中可能大量重复出现，由此导致功能分解后的结果复杂、后续易损性分析较为繁琐的现象。

为建立一个更科学、更全面、更成熟，并能有效解决舰船易损性问题的功能分解方法，在现有方法的基础上，加入舰船使命的概念，并且将舰船设备与舰船功能紧密结合，提出舰船功能分解的新方法—从舰船使命出发，分析为完成各使命所必须具备的功能，再由功能映射到设备，最终完成分解。具体实施步骤如下：

1）查阅舰船在设计建造初期被赋予的使命以及服役后在各项任务中承担的主要角色，并加以归纳梳理，得到舰船使命；

2）具体描述舰船的各项使命，并详细解读完成使命的整个过程，得到舰船为实现该使命必须具备的一级功能；

3）分解舰船一级功能的组成结构，将其拆解成更加详细并且专业性更强的子功能，即为舰船的二级功能；

4）分析舰船二级功能的工作原理，得到舰船上支撑二级功能发挥作用的设备；

5）梳理以上从舰船使命到设备的全部分解内容，形成汇总表或关系树，最终得到目标舰船的功能分解结果。

与目前常用的舰船功能分解方法相比，本文提出的基于舰船使命作功能分解的新方法，其优势主要体现在3个方面：

1）整个分解过程以“舰船使命—功能—设备”为主线，强调了“功能”在舰船功能分解中的重要程度，并由下而上充分展示了设备与设备、设备与功能、设备与舰船的对应关系。此方法不仅能够用于分析单一设备或具体功能的易损性，还适用于整个舰船的易损性研究。

2）传统的分解方法由于不考虑同级功能间的关联影响，所以当某个功能遭受毁伤时仅影响其上层功能，其余同级功能不随其发生变化。本方法基于舰船使命作功能分解，由同一设备在不同功能中发挥的作用分析同级功能间的相互影响，进而研究整个舰船的功能体系。

3）若战时遭遇执行某具体使命任务的敌舰，根据基于舰船使命的功能分解结果，可以由舰船使命对应至设备，以设备所在的船体位置为重点打击目标，实施精准制导，更具针对性地瓦解其完成使命的相关功能，从而破坏敌舰的行动任务。

3 基于舰船使命的功能分解

对于舰船而言，其功能组成结构相当复杂，功能与功能之间的联系也十分紧密，并且一个功能体系会由多个不同类型、不同层次、不同用途的子功能有机构成^[7]。因此，合理分解舰船的各项功能与相对应的设备是研究其易损性的前提，探究新的舰船功能分解方法是十分有意义。

本文提出基于舰船使命的功能分解方法，并以美国某航空母舰为案例，具体说明新方法的实施流程。

3.1 航母的使命

航空母舰通常是一支战斗舰队的核心，主要为舰队中其他舰船提供指挥侦察、空中掩护功能，而其它舰船则为航母提供保护和供给。

1995年，美国海军颁布了OPNAVINST 3501.316号指令，即《海军作战部长指南》。该指南将航母战斗群内应包括各种兵力的数量和型号予以固化，并规定了航母需完成的相关使命与未来计划。

结合《海军作战部长指南》中的相关内容与航空母舰参加的各项任务，可以得到美国航母的13项使命，如图1所示。

3.2 航母的一级功能

具体描述航母的各项使命，并详细解读完成使命的整个过程，得到航空母舰为实现该使命必须具备的一级功能。

在现代战役中，尤其海上战争，夺取并保持制空权，对战役的进程和结局具有决定性影响。航母是一种以舰载机为主要作战武器的大型水面舰船，由于舰载机的存在，在制空方面给予了航空母舰相较于其他战斗舰船极大的优势。以航空母舰的13项使命之一—制空为例，分析为完成此使命，航空母舰所必需具备的一级功能。

制空，即战役军团在一定时间内拥有一定空域的控制权，航空母舰制空使命的具体描述为：

1）侦察并监视指定空域；

2）建立并强制执行禁飞区；

3）探测并挫败先进巡航导弹的多方位协同攻击；

4）通过拦截和击落敌军飞机，夺取指定空域的制空权；

5）综合海基和陆基的制空活动。

舰船实现一个完整的使命，需要多个不同功能的协同配合，任意功能的缺失都会对最终结果产生不可逆转的影响。为了解实现使命过程中涉及到的每一个一级功能，对航母执行制空使命的每一环节进行分析解读。

1）舰载机在执行使命前的舰面保障工作，以及起飞前的各种准备事宜，例如：调运弹药、挂弹、调运舰载机至指定的弹射位置等，都是成功完成制空使命的前提，即此阶段需要舰载机舰面保障、舰载机调运、舰载机弹药调运等功能；

2）舰载机的起飞、降落是舰载机参与一切使命的基础，此阶段主要需要舰载机弹射与回收功能的支持；

3）在舰载机脱离航母甲板执行使命时，根据上述对制空使命的具体描述，可概括性分为雷达探测与弹药打击两部分，并且在作战过程中舰载机可能需要通信功能、空中加油等功能的支持，即此阶段需要武器对抗、舰载机保障等功能。

综上所述，航空母舰完成制空使命所需的一级功能如图2所示。主要有舰载机及弹药调运功能、弹射与回收功能、武器对抗功能、舰载机保障功能。

3.3 航母的二级功能

分解航母一级功能的组成结构，将其拆解成更加详细并且专业性更强的子功能，即为航母的二级功能。

航母是一种以舰载机为主要作战武器的大型水面舰船，舰载机是航空母舰最主要的攻防武器。舰载机安全并快速地起飞、降落是一艘先进航空母舰必须具备的最重要能力之一，也是舰载机完成一切使命的前提。以航空母舰“制空”使命的一级功能之一—“弹射与回收功能”为例，将其分解为更加详细的二级功能。

一般在舰载机起飞时，航母会以一定的航速逆风航行，舰载机借助弹射器的加速起飞离舰；着舰时，舰载机借助光学或电子助降系统引导滑跑降落，在尾钩钩住甲板上的拦阻索后被强行制动^[8]。航母上舰载机的弹射、回收全过程如图3所示。

分解弹射与回收功能，顾名思义，舰载机在航空母舰上起飞时需具备弹射起飞功能，降落时需具备着舰引导功能和阻拦回收功能。同时，由于舰载机在飞行甲板上是以滑跑的形式起飞、降落，这就要求了航母具备保持甲板跑道完整功能，并且在舰载机起降的同时，航母需保持一定的航速与航向，即动力保障功能与电力保障功能。

综上所述，组成航空母舰“弹射与起飞”功能的二级功能如图4所示，主要有弹射起飞功能、着舰引导功能、阻拦回收功能、保持甲板跑道完整功能、动力保障功能和电力保障功能。

3.4 航母的设备

分析航母的二级功能的工作原理，得到航空母舰上支撑二级功能发挥作用的设备。

一艘航母的作战能力主要取决于其舰载机的出动能力，即航母的弹射起飞功能。舰载机在航母上成功起飞最重要因素在于需要在极短的时间、极短的距离内达到起飞速度。以航空母舰的二级功能“弹射起飞功能”为例，分析支撑此功能正常运行的舰船设备。

在完成舰面保障、挂弹及调运等弹射准备工作到起飞位置，并通过检查和调试后，舰载机的弹射起飞过程主要分为3个阶段。

1）在弹射器的牵引下弹射滑跑阶段；

2）脱离弹射器后在起飞跑道上自由滑跑阶段;

3）离开飞行甲板后爬升飞行阶段。

在上述3个起飞阶段中，主要由航母上弹射起飞设备参与工作的阶段为第1阶段。航母上装配了4台蒸汽式弹射器，主要由动力模块、拖梭、滑轨、制动器、启动复位模块等组成。弹射器利用蒸汽轮机产生的高压蒸汽推动活塞，带动弹射轨道上连接舰载机的滑块，将气体的热能转化为舰载机的动能，在短距离内大幅增加舰载机的起飞速度。在弹射起飞时舰载机后方会竖起一块挡流板^[9]。它不但可以阻挡舰载机发动机剧烈工作时喷发出的高温尾焰，而且可以反弹部分燃气流提高舰载机的加速效率。

综上所述，支撑航空母舰“弹射起飞”功能的舰船设备主要有蒸汽弹射器和挡流板。

3.5 功能分解结果

根据分解得到的航空母舰的各项使命、一级功能、二级功能与设备，按图5所示的形式建立关系树，即可得到基于航空母舰使命的功能分解结果。

此树状图梳理了舰船每一层级的分解结果，并以“舰船使命—功能—设备”为主线由下而上充分展示了设备与设备、设备与功能、设备与舰船以及功能与功能之间的关系，为舰船上单个设备、功能以及整个舰船的易损性研究提供理论基础。

4 结　语

本文梳理并分析了近年来国内外在舰船功能分解领域的研究现状，说明了常用方法的优势与尚且存在的不足。在此基础上优化改良，提出基于舰船使命的功能分解新方法，并以美国某航母为案例具体介绍了新方法的分解过程。与传统方法直接从舰船的系统、设备等入手不同，新方法以舰船使命作为分解依据，并将使命与功能、功能与设备对应，使分解后的结果更具科学性、全面性与实用性。