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第抽总第期中国造船. №.
年月.
模糊多目标群决策方法在潜艇
综合评估中的应用
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中国船舶工业总公司系统工程研宄所
\ 摘要
\ 本文就潜艇从日标到方案进行了层次舟析,对模糊多日标群决策方法的基本过程作
了扼要描进,列出了主要数学模型。对潜艇系统的几种可行方案进行了模糊群决策综合
关键词:壁整,型董里,壅塑盗墓,旦
一潜艇开发顺序问题的提出
潜艇作为武器系统的运载平台,对动力装置的基本功能要求是为潜艇提供足够的能量
和功率,满足潜艇执行战斗巡逻任务时,在航渡、截击、追击、规避、监视、搜索等各阶段的航
速要求及满足全艇电子武器系统、人员生活、机械设备的能源需要。此外,现代反潜技术的发
展对潜艇的隐蔽性提出了更高的要求,包括降低暴露率,减小振动、噪声和热辐射,提高安全
性,限制生成物排放等柴电动力装置无法满足上述要求,将被淘汰。而小型核动力装置因
其高费效化、高噪声及高振动,中小国家不宜发展由此,有必要研制一种非核的不依赖空气
的动力装置——。目前技术上可行的有热机类、化学类和贮热类三种。热机类又可
分为闭式循环柴油机、闭式循环燃气轮机、闭式循环蒸汽透平和闭式循环斯特林发动机四
种;化学类又可分为蓄电池、燃料电池两类贮热类又可分为石墨贮热燃气透平、闭式循环有
机工质兰金透平两种。图给出了方案的主要种类及其隶属关系。
本文将从层次分析开始,利用模糊群决策方法,求解方案开发的排序问题。
二潜艇层次分析
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收稿日期—
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掉期总第期顾建良善:摸多目标群决策方法在潜艇综台评估中的应用
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图潜艇方案种类图图潜艇系统层次分析图
潜艇层次分析图分为方案、系统、媒体、指标和目标层。它们的关系是油能量转
换系统等各个分系统组成的总系统,通过媒体潜艇平台体现出它们各自的性能特征,
如暴露率、噪声与振动及热辐射等由这些性能特征组台成各个方案的总目标,通过该
总目标即可评定各种方案的优劣,排出它们的开发顺序。
.暴露率指潜艇使用通气管航行时间与潜艇总自持力时间之比。正在发展中的各种
系统,由于受携带的液氧量的限制目前还只能与柴电动力混台使用以减少暴露率。例
如,对于自持力为天的潜艇且以节航行,当它配装闭式循环斯特林发动机方案时,它的
暴露率将减少到;而配装质子交换膜燃料电池时,它的暴露率将降低到。暴露率是可
以通过潜艇典型的作战任务剖面算出的一个定量指标。
.噪声与振动常规潜艇上柴油机的噪声和振动是潜艇的主要噪声源。减少动力装置
本身运动部件,以最大限度地减少噪声和振动是衡量动力装置性能优劣的重要标准。作为待
开发的方案,它们的噪声和振动由大到小的排序是:闭式循环柴油机,闭式斯特林发动
机,闭式循环透平,燃料电池。在开发阶段,它们本身的噪声和振动是很难定量计算的,
只能定性说明。
.热辐射敌反潜兵力对潜艇的热辐射探测一般少于声探测,但随着敌反潜器材不断
改进和翻新,限制热辐射探测将被提上重要的地位。一般情况下,热机类的都要排放高
温废气,热辐射强度都高于燃料电池。同样,在开发阶段还根难对各种的热辐
射定量计算,只能定性说明。
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中国造船
.安全性柴油机在潜艇上已应用了一个世纪,安全性最高。非核都要用氧,一般
都以超低温贮存,潜艇上使用缺乏足够的经验,安全性尚待进一步证实。燃料电池要用
氢,一般都以压缩气态和液态贮存,潜艇上使用没有任何经验,安全性未经任何实践证实。同
样,在开发阶段,还很难对各种的安全性作定量计算,只能定性说明。
.效率能量转换装置的效率一般取决于相同续航力下燃料和氧的携带量以及
潜艇的排水量。在开发阶段,可以对各种的效率进行定量计算。
.生成物处理斯特林发动机系统在潜深米以内依靠高压燃烧产生的压力将废
气直接排放。闭式循环柴油机和以甲醇或柴油作燃料的燃料电池,需要象水管理系统这样的
专门的废气排出装置将废气排出。用液态或金属氢化物形式贮存的氢作燃料的燃料电池,其
生