1、系统效能分析系统效能分析第一章第一章 绪论绪论 1 1概述：概述：效能分析是武器系统分析的重要组成部分，贯穿武器系统研发、装备、效能分析是武器系统分析的重要组成部分，贯穿武器系统研发、装备、训练、使用的全过程，是武器系统分析和评价的核心。训练、使用的全过程，是武器系统分析和评价的核心。相关概念：相关概念：1）效能）效能(effectiveness or efficacy)指系统执行规定任务所能达到的用户所期盼目标的程度，是系统内蕴涵指系统执行规定任务所能达到的用户所期盼目标的程度，是系统内蕴涵的或表现出的对用户有益或有利的作用。简言之，是系统内蕴涵的能力和表的或表现出的对用户有益或有利的作用。
2、简言之，是系统内蕴涵的能力和表现出的效果。现出的效果。2）效率（）效率（efficiency）在给定资源条件下，用户所能获得效益的度量。简言之，是输出效益与在给定资源条件下，用户所能获得效益的度量。简言之，是输出效益与输入资源定量指标的比值。输入资源定量指标的比值。效能表示能力与效果，效率表示经济性。效能表示能力与效果，效率表示经济性。相关概念：相关概念：3）效益）效益(benefit)指用户从系统内获得的利益。指用户从系统内获得的利益。4）效力（）效力（efficacious）指系统在给定资源条件下产生的有益作用或期望的结果。指系统在给定资源条件下产生的有益作用或期望的结果。5）效用（）效用
3、（utility）经济学术语，同一笔货币在用户的主观上所呈现的价值，在军事上，表经济学术语，同一笔货币在用户的主观上所呈现的价值，在军事上，表示在不同条件下系统所表现的价值和有效性。示在不同条件下系统所表现的价值和有效性。效能分析涉及三类：效能分析涉及三类：1）单项效能）单项效能 就单一使用目的或单一步骤，系统所达到的有效程度。如入轨精度、射就单一使用目的或单一步骤，系统所达到的有效程度。如入轨精度、射击效能等。击效能等。2）系统效能）系统效能 系统在特定条件下，满足一组规定任务要求的可能程度及其表现效果。系统在特定条件下，满足一组规定任务要求的可能程度及其表现效果。3）使用效能）使用效能 指
4、人员与系统结合形成的大系统在规定的条件下执行规定任务所达成预指人员与系统结合形成的大系统在规定的条件下执行规定任务所达成预期目标之程度。期目标之程度。2 2 效能分析在现代战争体系对抗中的体现效能分析在现代战争体系对抗中的体现下一目标毁伤效果评估毁伤命中运载、推进发现现代战争现代战争C4KISR体系结构体系结构现代战争发现体系现代战争发现体系 3 效能分析在现代战争中的作用 1）装备发展建设）装备发展建设 指标论证，方案论证、方案评审，鉴定定型指标论证，方案论证、方案评审，鉴定定型 2）综合配套建设）综合配套建设 主战装备、保障装备主战装备、保障装备 3）部队训练）部队训练 4）实战使用）实战
5、使用 5）国防决策）国防决策高科技作战体系高科技作战体系高科技作战体系高科技作战体系C4ISR系系统统数数字字化化武武器器新新概概念念武武器器仿仿真真及及模模拟拟毁毁伤伤效效能能评评估估精精确确制制导导武武器器网络通信技术网络通信技术计算机技术计算机技术传感器技术传感器技术微电子技术微电子技术 4 要求及资料：32学时，学时，26学时课堂学习，学时课堂学习，6学时大型作业。学时大型作业。坚持上课，记录笔记。坚持上课，记录笔记。参考资料：参考资料：张廷良张廷良 陈立新著陈立新著 地地弹道式战术导弹效能分析地地弹道式战术导弹效能分析 国防工业出版社国防工业出版社 甑涛等编著甑涛等编著 地地导弹武器
6、效能评估方法地地导弹武器效能评估方法 国防工业出版社国防工业出版社 文仲辉编著文仲辉编著 导弹系统设计与分析导弹系统设计与分析 北京理工大学出版社北京理工大学出版社 李廷杰编著李廷杰编著 导弹系统的效能及其分析导弹系统的效能及其分析 国防工业出版社国防工业出版社 吴志革等译吴志革等译 陆军武器系统分析陆军武器系统分析 兵器工业部系统工程研究所兵器工业部系统工程研究所 第二章第二章 系统性能指标系统性能指标第一节 系统和系统分析的概念 1 系统系统 系统系统 系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分有机地结合成具有特定系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分有机地结合成具有特定功能的综合体。功能
7、的综合体。特点：特点：1）系统组成的结合性和层次性系统组成的结合性和层次性 2）系统各组成部分的相关性系统各组成部分的相关性 3）系统的特定功能和目的性系统的特定功能和目的性 4）系统对环境的适应性系统对环境的适应性 第一节 系统和系统分析的概念 2 系统分析系统分析 系统工程的基本方法是系统分析、系统设计系统工程的基本方法是系统分析、系统设计 系统工程是组织管理系统的工程技术系统工程是组织管理系统的工程技术 系统分析系统分析 按照系统观点，用科学的分析方法，对确定的目标进行综合分析与评价，按照系统观点，用科学的分析方法，对确定的目标进行综合分析与评价，寻求最佳可行方案，帮助决策者进行决策的过
8、程。寻求最佳可行方案，帮助决策者进行决策的过程。系统分析的目的是寻求最合理的最优系统系统分析的目的是寻求最合理的最优系统。起源于起源于RAND公司的公司的“实验性环球空间飞行器初步设计实验性环球空间飞行器初步设计”系统分析应遵循的原则：系统分析应遵循的原则：面对复杂的大系统，有确定、不确定、但可预测，不确定、不可预测面对复杂的大系统，有确定、不确定、但可预测，不确定、不可预测的因素的因素 1）外部、内部条件相结合）外部、内部条件相结合 2）当前和长远目标相结合）当前和长远目标相结合 3）局部效能和总体效能相结合）局部效能和总体效能相结合 4）定性分析和定量分析相结合）定性分析和定量分析相结合
9、3 系统分析的内容要点系统分析的内容要点 美军把系统分析的内容要点概括为：美军把系统分析的内容要点概括为：目标、方案、费用、准则或效能度量、模型、结果和建议目标、方案、费用、准则或效能度量、模型、结果和建议 系统的质量与下列因素有关：系统的质量与下列因素有关：性能、可靠性、维修性、安全性、保障性、经济性和时间性能、可靠性、维修性、安全性、保障性、经济性和时间 系统效能分析系统效能分析 系统费用效能分析系统费用效能分析 对若干可供选择的执行特定任务的系统从成本与效能方面进行比较选对若干可供选择的执行特定任务的系统从成本与效能方面进行比较选择。择。系统费用效能分析是规划、研制、生产、使用和改进武器
10、系统所追求系统费用效能分析是规划、研制、生产、使用和改进武器系统所追求的总目标。的总目标。在不同阶段，侧重不同在不同阶段，侧重不同 1）发展前）发展前 方案比较方案比较最优方案最优方案 2）装备前）装备前 最佳使用方案最佳使用方案发挥系统效能发挥系统效能 3）生产、改进）生产、改进 费用效能分析费用效能分析最佳费效比最佳费效比4 系统分析步骤系统分析步骤 1）系统的目标（目的）分析与确定）系统的目标（目的）分析与确定 系统目标：系统决策者希望系统达到的结果状态的定性描述系统目标：系统决策者希望系统达到的结果状态的定性描述 系统目的：用定量指标所表示的系统最终达到的状态系统目的：用定量指标所表示
11、的系统最终达到的状态 2）系统的模型化）系统的模型化 列出分析问题的有关因素及这些因素的相互关系列出分析问题的有关因素及这些因素的相互关系 精确性、简洁性、适应性和可操作性精确性、简洁性、适应性和可操作性 3）系统优化）系统优化 运用优化理论和方法，求最优解运用优化理论和方法，求最优解 与系统及目标有关与系统及目标有关 4）对解评价）对解评价 从技术、效能、效益等方面从技术、效能、效益等方面第二节 运载火箭系统组成 运载火箭是当今人类航天科技和工业的核心技术和主要航天运载器，是一国航天能力的重要标志。从上世纪60年代至今的半个多世纪时间里，全球共进行了大约4500多次轨道发射，把1万余个卫星、
12、飞船、实验设备、探测器、着陆器和其它航天器送上各类飞行轨道、地外星球，涉及从地球轨道任务到太阳系以外的任务等各类任务，其中约有290余项为载人航天任务。截至2009年，已研制出航天运载火箭的国家有13个，正在从事发射活动且能将有效载荷送入轨道的国家就只有8个。中国的“长征”系列运载火箭已逐步发展成多发射任务需求、四个系列十二个不同型号的大家族。第二节 运载火箭系统组成 运载火箭系统由运载火箭、发射支持系统和工程设施三部分组成运载火箭系统由运载火箭、发射支持系统和工程设施三部分组成 1 运载火箭的组成和作用运载火箭的组成和作用 有效载荷是运载对象，不是运载火箭的组成。有效载荷是运载对象，不是运载
13、火箭的组成。有效载荷是航天器或弹头有效载荷是航天器或弹头 弹头作为有效载荷就是导弹弹头作为有效载荷就是导弹运载火箭箭体结构推进系统控制系统飞行测量、安全系统附加系统1）箭体结构）箭体结构 功能是安装连接有效载荷、仪器设备、推进系统、储放推进剂、承受地面、功能是安装连接有效载荷、仪器设备、推进系统、储放推进剂、承受地面、飞行载荷、维持外形、保持完整。飞行载荷、维持外形、保持完整。液体火箭结构整流罩推进剂储箱仪器舱箱间段级间段发动机支撑结构仪器支架导管阀门尾段尾翼 2）推进系统）推进系统 液发液发 功能：产生期望的推力功能：产生期望的推力推进系统火箭发动机推进剂输送系统 2）控制系统）控制系统 功
14、能：控制火箭姿态稳定，使其按预定轨道飞行，控制关机点功能：控制火箭姿态稳定，使其按预定轨道飞行，控制关机点时序（配电）装置综合（开关）放大器时序执行部件敏感装置箭载计算机姿控执行部件配供电装置干扰力矩控制力矩 4）飞行测量及安全系统）飞行测量及安全系统 功能：测量火箭飞行过程中的各种关键参数，判断其是否安全飞行。功能：测量火箭飞行过程中的各种关键参数，判断其是否安全飞行。飞行测量分遥测和外测。飞行测量分遥测和外测。安全系统作用是当火箭在飞行中出现故障，危及地面安全时，将火箭炸安全系统作用是当火箭在飞行中出现故障，危及地面安全时，将火箭炸毁或发出逃逸指令。毁或发出逃逸指令。5）箭上附加系统）箭上
15、附加系统 一些比较独立，又不可缺少的箭上小系统。一些比较独立，又不可缺少的箭上小系统。瞄准系统瞄准系统 垂直度调整系统垂直度调整系统 推进剂加注与液位测量推进剂加注与液位测量 空调系统空调系统 运载火箭系统由运载火箭、发射支持系统和工程设施三部分组成运载火箭系统由运载火箭、发射支持系统和工程设施三部分组成 2 发射支持系统发射支持系统 指火箭从生产厂运到发射场，在发射场进行各种发射准备以及在发射中进指火箭从生产厂运到发射场，在发射场进行各种发射准备以及在发射中进行飞行测量、控制全过程所使用的机械、电子和工程设施。行飞行测量、控制全过程所使用的机械、电子和工程设施。1）运输系统）运输系统 厂厂
16、场场 2）加注系统）加注系统 加注：储罐、槽车加注：储罐、槽车 火箭储箱火箭储箱 转注：储罐、槽车转注：储罐、槽车 储罐、槽车储罐、槽车 2 发射支持系统发射支持系统 3）发射系统）发射系统 活动塔架、勤务塔（排焰导流槽）、活动发射平台、固定发射平台、活动塔架、勤务塔（排焰导流槽）、活动发射平台、固定发射平台、牵制释放机构、发射车等。牵制释放机构、发射车等。4）测试发射控制系统）测试发射控制系统 简称测发控系统。简称测发控系统。在发射准备阶段和发射过程中对火箭个系统进行各种测试检查及发射控在发射准备阶段和发射过程中对火箭个系统进行各种测试检查及发射控制。制。5）定位定向系统）定位定向系统 发射
17、前为火箭提供精确的发射点（经纬度和高程）参数及初始方位。发射前为火箭提供精确的发射点（经纬度和高程）参数及初始方位。6）供电供气系统）供电供气系统 向箭上和地面设备提供电源、气源。向箭上和地面设备提供电源、气源。2 发射支持系统发射支持系统 7）监控指挥系统）监控指挥系统 对箭上和地面设备状态进行监视，协调统一时间基准，传输指令，对箭上和地面设备状态进行监视，协调统一时间基准，传输指令，保证按规定程序进行发射。保证按规定程序进行发射。8）测量系统）测量系统 与箭上遥测和外测设备对应，由地面、舰船、飞机上遥测站、外弹道与箭上遥测和外测设备对应，由地面、舰船、飞机上遥测站、外弹道测量及安全控制、指
18、挥控制站组成。测量及安全控制、指挥控制站组成。9）起吊安装系统）起吊安装系统 起重机、吊具、起竖设备等。起重机、吊具、起竖设备等。10）气象保障系统）气象保障系统 发射前气象测量，预报气象要素，确定发射条件；发射前气象测量，预报气象要素，确定发射条件；推进剂温度估算；推进剂温度估算；飞行结果分析。飞行结果分析。2 发射支持系统发射支持系统 11）辅助设备）辅助设备 调温、清洗、消防、避雷等设备。调温、清洗、消防、避雷等设备。发射支持系统的特点：发射支持系统的特点：1）系统复杂，专业面宽）系统复杂，专业面宽 2）系统具有兼容性）系统具有兼容性 西昌发射中心西昌发射中心2号工位可发射：号工位可发射
19、：CZ-2E、CZ-3A、CZ-3B、CZ-3C等等 3）系统可靠性高）系统可靠性高 2 发射支持系统发射支持系统 发射支持系统的发展方向：发射支持系统的发展方向：1）早期发射支持系统系统）早期发射支持系统系统 与远程导弹发射共用，可发射中小型低轨道卫星。与远程导弹发射共用，可发射中小型低轨道卫星。2）目前比较完善的发射支持系统）目前比较完善的发射支持系统 要求：高轨道、大运载能力要求：高轨道、大运载能力 突破：低温高能推进剂突破：低温高能推进剂 捆绑技术捆绑技术 发射场独立，可发射低、中、高轨道航天器发射场独立，可发射低、中、高轨道航天器 西昌：中低轨道，西昌：中低轨道，应急发射任务应急发射
20、任务 地球同步轨道地球同步轨道嫦娥二号探月卫星进行探月前的第三次合成演练嫦娥二号探月卫星进行探月前的第三次合成演练 酒泉：地球静止卫星，飞船，返回式卫星和部分载人航天酒泉：地球静止卫星，飞船，返回式卫星和部分载人航天 太原：太阳同步轨道太原：太阳同步轨道 海南文昌海南文昌 在建，新一代大型无毒无污染运载火在建，新一代大型无毒无污染运载火箭、地球同步轨道箭、地球同步轨道 卫星、大质量极轨卫卫星、大质量极轨卫星、大吨位空间站和深空探测航天器星、大吨位空间站和深空探测航天器 运载火箭系统由运载火箭、发射支持系统和工程设施三部分组成运载火箭系统由运载火箭、发射支持系统和工程设施三部分组成 3 航天发射场航天发射场 运载火箭发射一般包括发射起飞、弹道飞行和各子级、整流罩坠落、回收运载火箭发射一般包括发射起飞、弹道飞行和各子级、整流罩坠落、回收等阶段，分为首区、航区和落区三部分。等阶段，分为首区、航区和落区三部分。1）首区）首区 进行技术发射准备，实施发射指控的区域。进行技术发射准备，实施发射指控的区域。2）航区）航区 弹道飞行空域及各子级火箭、整流罩坠落区域。弹道飞行空域及各子级火箭、整流罩坠落区域。3）落区）落区 有效载荷需回收区域，有观察、跟踪设备，回收使用的地面设备。有效载荷需回收区域，有观察、跟踪设备，回收使用的地面设备。
