Управление эксплуатацией летательных комплексов
Одно из важных направлений современной технической революции — создание и эксплуатация летательных аппаратов, с помощью которых осваивается космическое пространство, решается ряд научных и технических задач, направленных на ИОИІ. ННСІНІС эффективности народного хозяйства.
М’іи успешного использования летательных аппаратов необходимо Яо напог количество агрегатов, машин, сооружений, систем, коммуни — МШІЙ, обіч печин. иоїцпх п|)нменение летательных аппаратов по назначению, контроль их технического состояния, управление полетом, тех — МНЧСІ щи* обслуживание, диагностику и устранение неисправностей.
Определенное количество летательных аппаратов, а также агрега — |ы, мшнпны, сооружения, системы, коммуникации, создаваемые для ИХ шнілунпніни. пбраіуют довольно сложный и дорогостоящий ле — I и 11′ А комплекс (.’IK). Совокупность ЛК, эксплуатируемых кол — лгктинмії лютей, сосгнвляет сложную, большую организационную ив іему Пінному гонериіенетвоиініпе управления такой системой свя- 1 ню С работой крупного хорошо подгмгошіепного коллектива специа-
I пегом и гребугі огромных материальных средств.
1‘| н’їнепннч XXVI сі. еїда КПСС отмечено, что совершенствование пычирдигельпой гехннкм,’ ее элементной базы и математического nfji і печення, ередегн н систем сбора, передачи и обработки инфор — I щи нпчнпгя одной іпііажиепіііих проблем в области естественных
II іецніеіеі кнч наук Решение этой проблемы обеспечивает внедрение ••)■ )•«-’!*гііііііііі. ч систем управления целевыми комплексными програмними II Ніїсімііщее время уже созданы и функционируют несколько Ti. ii ini иигомагп шроманных систем управления (АСУ) сложными органи 1ПППОННЫМН і не гемами, включающими технику и коллективы людей.
Pitіріігіінкл и сніданні* АСУ эксплуатацией ЛК — важная народно — ■ іііійі іиеиная проблема; для ее решения необходимо в первую оче — р. щ дальнейшее ра житие теории эксплуатации ЛК, на базе которой і Ш иолмошніїїем общей теории систем и системного анализа могут Гімн, фпрмнлп ЮІІ. ІШ. І ‘;ксплуатационные процессы, проведены моде — іпронниис п аналиі основных свойств, а затем и синтез оптимальной і мі іемьі іксилуагацвп ЛК. Полученные таким путем результаты могут быть положены и основу специального математического обеспечения Д( у машинными алгоритмами подготовки программ эксплуатации ЛК, вариантов управляющих воздействий или решений,
обеспечивающих эффективное функционирование ЛК. В связи с созданием в последние десятилетия большого количества сложных систем наблюдается быстрое развитие теории их эксплуатации, в том числе и теории эксплуатации ЛК, о чем свидетельствует появление ряда работ, в которых раскрываются различные аспекты этой многогранной области знаний.
В данной книге рассматриваются вопросы теории управления эксплуатацией ЛК в основном применительно к беспилотным управляемым летательным аппаратам, однако значительная часть предлагаемых постановок задач и методов их решений носит достаточно общий характер и может быть использована при анализе и синтезе широкого класса сложных технических и организационных систем. При этом предполагается, что читатель знаком с основами теории вероятностей, математической статистики, методами анализа сложных систем и их оптимизации в объеме курсов, читаемых в технических вузах. Из широкого круга вопросов, разрабатываемых теорией эксплуатации ЛК, в книге излагаются только те, которые позволяют вести научно обоснованную разработку системы эксплуатации создаваемого летательного комплекса или совокупности таких ЛК — При этом задачи разработки технологии и обеспечения безопасности эксплуатационных процессов не изучаются: эти данные предполагаются известными при решении задач управления системой в целом. В связи с этим в книге не нашли отражения некоторые традиционные методы, широко представленные в литературе, в частности построения сетевых моделей эксплуатационных процессов, календарного планирования работ и т. п.
Таким образом, основными задачами написания данной книги автор считал изложение и развитие основных теоретических положений, которые могут быть использованы для разработки систем эксплуатации ЛК; разработку и конкретизацию методов прогнозирования основных показателей таких систем на стадии проектирования и статистического оценивания в процессе их функционирования; постановку и решение ряда задач оптимизации параметров систем эксплуатации ЛК, обеспечивающих совершенствование неавтоматизированного управления и создание специального математического обеспечения соответствующих АСУ.
Эти теоретические положения, методы и задачи составляют основу дисциплин, изучающих эксплуатацию летательных аппаратов и комплексов, а также контроль и обеспечение их надежности.
В книге большое внимание уделяется изложению материала Ь позиций системного анализа, исследованию динамики развития и совершенствования систем эксплуатации ЛК в процессе их жизненного цикла. Значительное место занимают расчеты и статистическое оценивание различных характеристик надежности ЛК как основных показателей качества системы эксплуатации. При изложении материала сначала дается подробное описание существа решаемой технической задачи, а затем рассматриваются вопросы формализации, анализа и оптимального синтеза. Автор стремился избавить читателя от излишней строгости математических постановок задач, подробного изложения алгоритмов и машинных программ, предлагаемых для их решения, однако при этом старался проиллюстрировать ход решения с использованием ручного счета и проанализировать результаты графически. Для этого в ряде примеров многоразмерные задачи оптимизации для наглядности сведены к поиску двух оптимальных параметров. Все предлагаемые методы и задачи иллюстрируются числовыми примерами. Довольно обширное приложение, включающее в себя распределения случайных величин, позволяет вести расчеты без использования других справочных материалов. В каждой главе приведено решение задач, иллюстрирующих возможности использования основных теоретических положений.
Книга состоит из восьми глав.
В гл. 1 рассмотрена эксплуатация ЛК как незамкнутая организационная система, имеющая установленные цели, которых можно доспи путь при выполнении определенной программы, причем для реализации этой программы в условиях неопределенности воздействия внешней среды необходимо оперативное управление системой.
В гл. 2 изложен материал теории надежности систем,, отобранный н методически подготовленный применительно к решаемым задачам описания состояний и выходных показателей системы эксплуатации ЛК.
В гл. 3 приведены группы показателей, описывающих количественно полноту достижения системой установленных целей (эффективности применения ЛК и его готовности к применению; длительности, экономичности, безопасности эксплуатации комплексов).
15 гл. 4 списаны причины и характер изменения надежности ЛК н процессе опытной отработки, производства и эксплуатации.
В гл. 5 на основе теории статистических решений рассмотрены методы оценивания выходных характеристик системы эксплуатации ЛК п функций их изменения с учетом различных статистических планов испытаний и конечности генеральной совокупности.
В гл. 6 анализируется структура, экономических затрат. на создание н эксплуатацию систщьшШС, а также зависимости этих затрат от эксплуатационных характеристик комплекса.
В гл. 7 рассмотрена иерархическая структура задач, решение которых позволяет разработать оптимальную по ряду критериев систему пн плуатации создаваемого ЛК. Результаты решения более высоких но иерархическому уровню задач дают возможность сформировать критерии и ограничения для постановки последующих, более частных ■іадач. На основе полумарковской модели наиболее подробно исследована и решена задача оптимизации системы поддержания ЛК в I отовности к применению с учетом нахождения комплекса в состоянии скрытого отказа. Рассмотрены оптимальные программы устранения неисправностей ЛК, найдена допустимая продолжительность пребывания неисправного комплекса в готовности к применению.
Гл. 8 посвящена постановке и решению ряда задач, демонстрирующих возможности разработки оптимальной программы эксплуатации системы ЛК.
Читателю в зависимости от степени подготовленности и поставленных целей можно рекомендовать различные варианты работы с
книгой: а) систематическое последовательное изучение материала всех глав с проверкой усвоения основных положений; б) при возникновении трудностей в изучении гл. 2и5 можно ограничиться материалом § 2.1, 2.2, 2.4 и начала § 2.5, а также § 5.1 — 5.3, после чего при работе над остальными главами обращать внимание на решаемые задачи, их структуру и анализ результатов, используя приведенные примеры; в) использование материала гл. 2, 4, 5 и приложения для изучения вопросов расчета и статистического оценивания показателей надежности систем и, в частности, летательных аппаратов или комплексов; г) можно надеяться, что и для опытных специалистов в области эксплуатации ЛК отдельные положения книги окажутся интересными.
Рассмотренные в книге структуры летательных комплексов и модели их эксплуатации имеют абстрактный характер, позволяющий анализировать общие закономерности. Численные примеры носят иллюстративный характер, расчеты выполнены в условных единицах или в безразмерных параметрах.
Книга написана по материалам открытой отечественной и зарубежной литературы.
Автор благодарен рецензентам профессорам В. И. ЛуКьященко и Д. Н. Щеверову, доцентам В. И. Баженову и О. Б. Андрейчуку, признателен А. Я. Коновалову, В. П. Карулину, П. Г. Белову и Л. И. Ши — шлянниковой за большой труд по оформлению рукописи.
Автор сознает, что книга не лишена недостатков, и с благодарностью примет все критические замечания, которые можно направлять по адресу: Москва, К-51, Неглинная ул., 29/14, издательство «Высшая школа».
Автор Март 1979 г.