. УПРАВЛЕНИЕ СОЗДАНИЕМ И ЭКСПЛУАТАЦИЕЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ
§ 1.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА И ПРЕДМЕТА ТЕОРИИ УПРАВЛЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИЕЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ
Понятие «летательный аппарат» объединяет весьма широкий класс технических объектов, способных перемещаться над поверхностью Земли. Летательные аппараты могут быть легче воздуха (дирижабли, воздушные шары, аэростаты) или тяжелее его (вертолеты, самолеты, ракеты); иметь на борту двигатели различного типа или не иметь таковых (например, планеры); быть управляемыми или неуправляемыми, пилотируемыми или беспилотными; двигаться в атмосфере Земли или в космическом пространстве; иметь определенный тип траектории движения или свободно изменять в любой момент полета направление движения. Признаки, по которым классифицируют ЛА, можно продолжить.
Ряд положений данной книги излагается применительно к практике эксплуатации беспилотных управляемых летательных аппаратов с реактивными двигателями, которые далее для краткости будем называть просто летательными аппаратами (ЛА).
Для подготовки и проведения пусков такого типа ЛА создается стартовая позиция с пусковым устройством (установкой) и комплектом необходимого оборудования. Далее стартовую позицию с комплектом оборудования и пусковым устройством (установкой), в котором помещен ЛА, будем называть пусковой установкой (ПУ). Несколько пусковых установок с ЛА в них, соединенных каналами связи и энергоснабжения с пунктом контроля (ПК) за техническим состоянием ЛА и управления пуском, образуют единичный летательный комплекс (ЕЛ К).
Для технического обслуживания группы ЕЛ К создают центр или базу с диагностической аппаратурой, ремонтными органами, складами [54]. Совокупность нескольких ЕЛК с коммуникациями, каналами связи, системой энергоснабжения, помещениями для обучения персонала, обеспечивающего функционирование, образуют летательный комплекс (ЛК). Вся совокупность однотипных ЕЛК или ЛК, а также связывающие их коммуникации, ремонтные органы, базы, хра
нилища, центры подготовки персонала и другие элементы составляют систему летательных комплексов. Характерные примеры летательных комплексов приведены в работах [4, 42, 46, 54], обычно в понятие ЛК не включают персонал, работающий на технике и осуществляющий руководство.
Под эксплуатацией любого технического объекта понимают совокупность применения его по назначению, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования. Приведенная выше структура, включающая ПУ, ЕЛК, ЛК, позволяет выделить некоторые эксплуатационные функции в системе ЛК. Так, ПУ является элементом, обеспечивающим применение ЛА по назначению; в ЕЛК выполняются функции контроля за техническим состоянием ПУ; ЛК включает в себя элементы, позволяющие на базе контроля вести восстановительные работы и ремонт неисправных ПУ; система ЛК содержит элементы, позволяющие выполнять все эксплуатационные функции в полном объеме.
Летательный комплекс, как основное звено системы, делят на составные части, основные, составляющие и комплектующие элементы.
К составным частям относят один или несколько ЛА, технологическое оборудование, технические системы, системы энергоснабжения, управления и связи, системы охраны и др. Каждая составная часть включает в себя несколько основных элементов. Например, Л А делят на двигательную установку, корпус, систему управления ЛА и т. д. Основные элементы представляют собой агрегаты и системы составных частей. Составляющие элементы — это узлы, приборы, стойки и т. п., формирующие основные элементы. Например, двигательная установка включает в себя камеры сгорания, системы подачи топлива, запуска, регулирования и т. д. К комплектующим элементам относят детали и сборки, входящие в составляющие элементы.
Применительно к сложным системам, к которым относят как ЛК так и систему ЛК, часто используют понятие жизненного цикла системы. Введение этого понятия, по-видимому, связано с тем, что сложная система претерпевает большие изменения от момента возникновения ее замысла до прекращения функционирования и демонтажа. Она зарождается, растет, развивается, стареет и отмирает, что напоминает жизненный путь человека. Изменения и совершенствования сложной системы связаны с длительностью и трудностью ее проектирования, опытной отработки и эксплуатации, а также существенным изменением целей и задач, решаемых системой, и постоянным расширением технических возможностей ее совершенствования за счет научно-технического прогресса.
Жизненный цикл ЛК и системы ЛК обычно делят на два крупных этапа: создание и эксплуатацию.
Этап создания включает в себя следующие стадии: проведение научно-исследовательских и проектно-поисковых работ по обоснованию возможных технических характеристик (ТХ) создаваемого комплекса; разработку проекта технических требований (ТТ) заказчика к создаваемому комплексу или проекта технического задания (ТЗ); разработку технических предложений предполагаемых (предполагаемой) головных фирм по созданию ЛК и утверждение ТТ (ТЗ); эскизное проектирование и разработку рабочей документации на опытные основные элементы и составные части комплекса (иногда эту стадию делят на эскизное и техническое проектирование); серийное производство.
Для таких сложных объектов, какими являются ЛК, большое место в процессе создания занимает также опытная отработка, включающая в себя следующие стадии: изготовление опытных образцов основных элементов ЛК и их наземные автономные испытания; наземные комплексные испытания составных частей и основных элементов ЛК; летные испытания ЛА, проводимые на экспериментальном комплексе.
После опытной отработки комплекса готовят документацию на серийное производство его основных элементов и составных частей, а также на строительные, монтажные, пусконаладочные работы и испытания для ввода его в эксплуатацию. Процесс серийного производства ЛК начинается с изготовления eit) основных элементов на заводах, а завершается на участке местности, оборудованном сооружениями и коммуникациями, необходимыми для эксплуатации комплекса и размещения персонала, т. е. вводом ЛК в эксплуатацию.
После ввода в эксплуатацию комплекс приводят в готовность к применению, поддерживают его в этой готовности и используют по назначению. Таким образом, основу эксплуатации ЛК или системы ЛК составляют три главных технологических эксплуатационных процесса: приведение в готовность к применению, поддержание готовности к применению, применение по назначению. Применительно к рассматриваемым ЛК или системе ЛК эксплуатация — это целенаправленная деятельность коллективов людей по применению, техническому обслуживанию, ремонтам, хранению и транспортированию техники, входящей в состав ЛК, обеспечивающая их успешное использование по назначению.
Таким образом, эксплуатация ЛК определяется четырьмя компонентами: эксплуатационными свойствами техники; технологическими эксплуатационными процессами, которые необходимо вести на этой технике; коллективами людей, осуществляющих эти процессы на технике; внешними условиями (средой), в которых эксплуатируют технику.
В проблеме эксплуатации ЛК можно условно выделить две важные задачи: разработка и производство таких ЛК, которые были бы не только пригодны для выполнения заданных функций, но и были бы приспособлены к проведению необходимых для успешного функционирования технологических эксплуатационных процессов; разработка и проведение этих процессов коллективами людей, эксплуатирующими лк.
Естественно, что эти задачи могут быть успешно решены лишь при использовании методов, разрабатываемых теорией эксплуатации ЛК, которая в последние десятилетия достаточно быстро развивается на базе современных научных достижений.
Деление любой теории на составные части или направления — трудная задача. В особенности это сложно сделать в теории эксплуатации ЛК, которая находится в стадии становления и активного развития. Однако сложившаяся практика исследований проблем эксплуатации ЛК позволяет с некоторой долей условности выделить в ней следующие основные направления: разработка технологических процессов эксплуатации ЛК; управление эксплуатацией ЛК; обеспечение безопасности эксплуатации ЛК.
Существует много непротиворечивых определений управления. Например, Н. Винер понимал управление как посылку сообщений, эффективно влияющих на поведение их получателя. В дальнейшем под управлением будем понимать осуществление совокупности воздействий, выбранных из множества возможных на основании определенной информации и направленных на поддержание или улучшение функционирования управляемого объекта в соответствии с имеющейся программой или целью управления (см. [1]). Из определения видно, что в понятие управления не входят такие аспекты, как организация и воспитание коллективов, социальные, моральные, правовые и другие вопросы, которые возникают при работе с людьми. Эти факторы обычно включают в более широкое понятие «руководство», содержащее в себе и управление системами. Теория управления эксплуатацией ЛК как часть теории эксплуатации ЛК базируется на методах и положениях теории сложных (больших) систем или просто теории систем (см. [2, 10, 33, 47, 51, 60, 721). Эго вызвано тем, что предмет теории управления эксплуатацией ЛК — анализ и синтез целенаправленной деятельности коллективов людей по проведению технологических эксплуатационных процессов, обеспечивающих успешное применение ЛК в условиях воздействия на них внешней среды, —является частью или, точнее, частным случаем предмета теории сложных систем — анализа и синтеза целенаправленной деятельности коллективов людей и функционирования техники, управляемой людьми, а также взаимодействия людей и техники с внешней средой (см. [601).
Таким образом, цель написания этой книги — изложение основ управления эксплуатацией ЛК, т. е. применяемых общих методов и решаемых задач, которые используют цри анализе и синтезе целенаправленной деятельности коллективов людей по эксплуатации ЛК.