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Wartungszyklen von Flugzeugträgern und ihre Auswirkungen

Research Brief

Abstract

Diese Forschung untersucht die Auswirkungen unterschiedlicher Wartungszyklen auf die Fähigkeit von Flugzeugträgern, die betrieblichen Anforderungen der US Navy zu erfüllen. Es wird festgestellt, dass Zyklen, die kürzer als der aktuelle 32-monatige Bereitstellungszyklus sind, die Zeit erhöhen können, in der ein Carrier bereitgestellt wird und Vorwärtspräsenz bereitstellt, aber die Zeit verringern, in der er für die Bereitstellung zur Verfügung steht, um aufkommende Anforderungen zu erfüllen. Ein längerer, zweimonatiger Bereitstellungszyklus könnte die Fähigkeit eines Schiffes zur Bereitstellung oder zum Einsatz steigern, aber unüberschaubare Anforderungen an die Wartungswerften stellen.

Die US Navy unterhält derzeit eine Flotte von 11 Flugzeugträgern. Diese Schiffe ermöglichen es der Marine, eine Vielzahl von Aufgaben zu übernehmen, von der Luftwaffe gegen Gegner bis hin zu humanitären Missionen. Diese Schiffe, die zu den komplexesten Waffensystemen der Marine gehören, erfordern eine kontinuierliche und regelmäßige Wartung. Ihre Besatzungen benötigen viel Training, um Bereitschaftsniveaus zu erreichen und aufrechtzuerhalten. Die Länge des Schulungs-, Bereitschafts-, Bereitstellungs- und Wartungszyklus (definiert als der Zeitraum vom Ende eines Depotwartungszeitraums bis zum Ende des nächsten), die Art der erforderlichen Wartung (d. H. Andocken oder Nichtandocken) und der Zeitpunkt der Ereignisse innerhalb des Zyklus wirken sich auf die Verfügbarkeit des Carriers aus, um die betrieblichen Anforderungen zu erfüllen.

In einem bestimmten Zyklus kann ein Schiff eingesetzt, gewartet oder nicht eingesetzt werden, aber in der Lage sein, zusätzliche Vorwärtspräsenz bereitzustellen, wie von Theaterkommandanten angefordert (d. h., in der Lage zu „surge“). Die Einsatzbereitschaft eines Flugzeugträgers hängt vom Ausbildungsstand des Flugzeugträgers und der Besatzung ab. Wenn die Schulung für den Einsatz abgeschlossen ist, kann der Carrier innerhalb von 30 Tagen hochgefahren werden. Flugzeugträger, die sich unmittelbar nach einer Wartungsphase einer Grundausbildung unterziehen, befinden sich auf einem niedrigeren Bereitschaftsniveau und können normalerweise in 90 Tagen hochgefahren werden. Die Länge des Zyklus hat sich in den letzten zwei Jahrzehnten mehrmals geändert. Derzeit verwendet die Marine einen 32-Monats-Zyklus. Bei einer Bereitstellung pro Zyklus hat dies die Zeit verringert, in der ein Carrier tatsächlich bereitgestellt wird, aber die Zeitspanne erhöht, in der er übersteigen kann. Die Marine bat RAND zu beurteilen, wie sich unterschiedliche Zyklen auf die Zeit auswirken würden, die ein Schiff bereitstellen oder bereitstellen kann.

Zyklen und Betriebsverfügbarkeit

Angesichts einer festen Anzahl von Monaten für Wartung, Einsätze und die Zeit zwischen den Einsätzen (im Einklang mit den Zielen der Personalqualität) stehen Marineplaner bei der Festlegung von Schiffsplänen vor einem dreiseitigen Kompromiss. Sie müssen die Ziele von:

  • Träger einsetzen und Vorwärtspräsenz erzeugen
  • einen Träger in Reserve halten und bereithalten, um aufkommende Bedürfnisse zu erfüllen
  • Aufrechterhaltung des Materialzustands des Schiffes.

Dies ist ein Nullsummen-Kompromiss, bei dem die Verbesserung der Fähigkeit, ein Ziel zu erreichen, die Fähigkeit, die anderen zu erreichen, beeinträchtigen kann (siehe Abbildung 1).

Abbildung 1. Zusammenfassung der operativen Maßnahmen für 18/24-, 32- und 42-Monats-Zyklen (über die Lebensdauer eines fiktiven Trägers)

Zusammenfassung der operativen Maßnahmen für 18/24-, 32- und 42-Monats-Zyklen (über die Lebensdauer eines fiktiven Trägers)

HINWEIS: MSS = Maritime Security Surge; MCO-S = Major Combat Operations-Surge; MCO-R = Major Combat Operations-Ready ; PIA = geplante inkrementelle Verfügbarkeit; DPIA = geplante inkrementelle Verfügbarkeit.

Unter dem aktuellen 32-monatigen Bereitstellungszyklus, in dem beispielsweise sowohl die Bereitstellungs- als auch die Wartungsperiode typischerweise sechs Monate dauern, wird ein Carrier 19 Prozent der Zeit eingesetzt, kann innerhalb von 30 Tagen 46 Prozent der Zeit und innerhalb von 30 bis 90 Tagen weitere 11 Prozent der Zeit und in der Depotwartung 24 Prozent der Zeit übersteigen. In einem kürzeren 18-Monats-Zyklus würde ein Carrier 31 Prozent der Zeit eingesetzt, in der Lage sein, innerhalb von 30 Tagen 15 Prozent der Zeit und innerhalb von 30-90 Tagen 18 Prozent der Zeit und in der Depotwartung 36 Prozent der Zeit.Bei einem längeren 42-Monats-Zyklus mit zwei 6-Monats-Bereitstellungen würde ein Carrier 29 Prozent der Zeit bereitstellen, innerhalb von 30 Tagen 44 Prozent der Zeit und innerhalb von 30-90 Tagen 9 Prozent der Zeit und in der Wartung 18 Prozent der Zeit. Ein längerer Zyklus würde dazu beitragen, das Ziel der „6 + 1-Flotte“ zu erreichen, bei dem mindestens sechs Fluggesellschaften innerhalb von 30 Tagen und eine weitere innerhalb von 90 Tagen eingesetzt werden können. Es ist jedoch nicht klar, ob die erforderliche Depotwartung in einem Zeitraum von 6 Monaten alle dreieinhalb Jahre abgeschlossen werden kann.

Zyklen und Arbeitsbelastung der Werft

RAND-Forscher bewerteten auch die technische Machbarkeit von Wartungszyklen unterschiedlicher Länge. Vor dem aktuellen 32-Monats-Zyklus operierten Fluggesellschaften der Nimitz-Klasse in Zyklen von 24 bis 27 Monaten. Dies deutet darauf hin, dass kürzere Zyklen durch häufigere Möglichkeiten zur Ausführung von Depotarbeiten technisch machbar sind.

Kürzere Zyklen können auch bei Niveauverladungsarbeiten auf den Werften hilfreich sein, wobei häufigere Depotbesuche zu kleineren Arbeitspaketen führen. Derzeit können die beiden öffentlichen Werften, die Wartungsarbeiten auf Depotebene für Spediteure durchführen, etwa 30.000 Manntage pro Monat effizient ausführen. Wir gehen davon aus, dass Depotwartungsperioden, die für einen kürzeren 18-Monats-Zyklus erforderlich sind, 15.000 bis 25.000 Manntage pro Monat erfordern und daher möglicherweise in weniger als den sechs Monaten durchgeführt werden könnten, für die sie jetzt geplant sind.

Längere Zyklen könnten, wie bereits erwähnt, mehrere Fragen der Machbarkeit aufwerfen. Die Verlängerung der Zeit zwischen den Depotverfügbarkeiten und der Durchführung von zwei Einsätzen pro Zyklus erhöht den Wartungsbedarf und macht es schwieriger, Werften zu nivellieren. Bestimmte Wartungsarbeiten müssen zu bestimmten Zeiten durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass ein Flugzeugträger seine Betriebsdauer von etwa 50 Jahren erreicht. Einige dieser Aufgaben könnten vielleicht verschoben werden, aber Ingenieurstudien (wie die, die durchgeführt wurden, als der Zyklus auf 32 Monate verlängert wurde) werden erforderlich sein. Darüber hinaus könnte die Verlagerung einiger dieser Aufgaben zu Depotarbeitspaketen von bis zu 375.000 Manntagen führen, was mehr als dem Doppelten entspricht, was die öffentlichen Werften in sechs Monaten erreichen könnten.

Tabelle 1. Die Auswirkungen von Zyklen, die kürzer oder länger als die Basiswartung von 32 Monaten sind

Metriken Kürzerer Zyklus (z. B. 18/24 Monate, eine Bereitstellung) Längerer Zyklus (z., 42 Monate, zwei Deployments
Einsatzzeit eines Carriers Erhöht Erhöht, wenn der Wartungsaufwand verwaltet werden kann
Surge readiness (innerhalb von 30-90 Tagen einsetzbar) Verringert Erhöht
Fähigkeit, das 6+1-Flottenziel zu erreichen Verringert Erhöht
Fähigkeit, die Arbeit auf den Werften zeitlich zu nivellieren Erhöht Verringert
Wartungsbedarf Häufiger Kann zu verzögerten Arbeitsrückständen führen

Längere Zyklen mit größeren Arbeitspaketen würden ebenfalls zu starken Schwankungen der Arbeitsbelastung führen, was eine effiziente Verwaltung der Depotbelegschaft erschwert und möglicherweise zu höheren Kosten führt. Das Ausdehnen der Arbeit über den fiktiven 6-monatigen Depotwartungszeitraum hinaus könnte dazu beitragen, die Arbeitsbelastung der Werft im Laufe der Zeit zu erhöhen und die verfügbare Zeit für die Durchführung der erforderlichen Wartung zu erhöhen. Es würde jedoch auch die Zeit verkürzen, in der ein Schiff eingesetzt oder eingesetzt werden kann, und mehr Zeit für die Schulung und Zertifizierung der Besatzungen nach der Schiffswartung erfordern.

Ergebnisse und Empfehlungen

Insgesamt deutet unsere Analyse darauf hin, dass die Verkürzung des Ein-Einsatz-Zyklus die Vorwärtspräsenz der Carrier-Flotte erhöhen, aber ihre Fähigkeit, das 6 + 1-Flottenziel zu erreichen, verringern wird. Kürzere Zyklen können auch dazu beitragen, die Arbeitsbelastung der Werften auszugleichen. Längere Bereitstellungszyklen mit zwei Bereitstellungszyklen erhöhen die Vorwärtspräsenz und halten die Bereitschaft für längere Zeiträume nur dann aufrecht, wenn die damit verbundenen Herausforderungen beim Workload-Management angegangen werden. Wie bereits erwähnt, muss die Marine technische Studien durchführen, um die Auswirkungen eines erhöhten Wartungsbedarfs in zwei Bereitstellungszyklen zu untersuchen. Tabelle 1 fasst die Vor- und Nachteile jedes oben genannten fiktiven Zyklus über den aktuellen 32-Monats-Zyklus zusammen.

Die Marine hat kürzlich die Personalpolitik angepasst, um die Träger bei Bedarf besser zur Verfügung zu stellen. Aktuelle Pläne, die Anforderungen an die Präsenz von Flugzeugträgern zu erfüllen, umfassen die Verlängerung der Einsatzlängen, die Verkürzung der Durchlaufzeiten und in einigen Fällen die Einbeziehung von zwei Einsätzen pro Zyklus. Unsere Analyse bietet Optionen zur Erhöhung der Carrier-Forward-Präsenz bei gleichzeitiger Beibehaltung der bisherigen Personalentwicklungspolitik.

Forschung durchgeführt von

  • RAND National Security Research Division

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