ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ
Изменение задач, которые должны решать ЛК, а также их моральное и физическое старение приводят к необходимости создания новых или модернизации старых образцов. Ресурс ЛК и период их морального старения составляют примерно 7—15 лет (см. І17І); после этого возникает потребность в новом ЛК. Однако создание нового комплекса заставляет менять и всю систему ЛК, что требует больших затрат сил, Средств и времени, поэтому обычно через несколько лет эксплуатации стараются провести модернизацию (частичное улучшение или изменение) как комплекса, так и системы ЛК в целом. Вновь создаваемый образец ЛК обычно подвергается модернизациям.
Как уже упоминалось в § 1.1, жизненный цикл ЛК включает в себя этапы создания и эксплуатации. Рассмотрим подробнее содержание первого этапа. Совместные научные исследования и опытно-кон
структорские проработки (проектно-поисковые работы) заказывающих и проектирующих организаций дают возможность установить круг задач и способы их решения комплексами. Анализ принципов и условий использования ЛК позволяет определить требования, предъявляемые к характеристикам комплекса, а также их примерное необходимое количество, структуру и свойства системы ЛК. В соответствии с полученными результатами, а также с учетом ряда других факторов разрабатывают проект ТТ или ТЗ на создаваемый комплекс.
На основе проекта ТТ (ТЗ) предполагаемая головная организация (как правило, фирма, разрабатывающая ЛА, а также комплекс и систему в целом) проводит проектные разработки, оформляемые в виде аванпроекта или технических предложений. Аванпроекты могут выполняться несколькими организациями на конкурсных началах. После экспертизы и защиты аванпроектов утверждают ТТ или ТЗ на! комплекс, назначают головную и смежные фирмы, отвечающие за создание нового или модернизируемого ЛК в требуемые сроки при определенных затратах средств и времени.
На начальном этапе эскизного проектирования головная проектная фирма на основе аванпроекта разрабатывает для смежных фирм ТЗ па составные части и основные элементы ЛК. В соответствии с ТЗ анализируют и выбирают конструктивные схемы, выполняют необходимые проектные расчеты, моделируют рабочие процессы узлов, агрегатов п систем в лабораторных условиях, а также проводят математическое моделирование на ЭВМ. Одновременно готовят рабочую документацию па изготовление макетов и опытных образцов ЛА и других основных элементов и составных частей комплекса. На этом заканчивается собственно проектирование, т. е. выполнение в основном расчетных работ и конструирование. Этап эскизного проектирования завершают подготовкой первых опытных образцов основных элементов и составных частей ЛК для наземной отработки.
Опытную отработку комплекса проводят на последовательных испытаниях изделий возрастающих иерархических уровней. Так, после успешной отработки комплектующих и составляющих элементов (отдельных приборов, узлов, конструкций отсеков ЛА и др.) переходят к наземным автономным испытаниям основных элементов (двигателей, систем управления, корпусов ступеней ЛА и т. п.). Наземные автономные испытания обычно ведут на специально оборудованных стендах, представляющих собой довольно сложные сооружения, снабженные телеметрической аппаратурой для измерения характеристик опытного образца, телевизионными, кино — и фотоустановками для наблюдения и фиксации хода испытаний, системами, обеспечивающими подготовку и проведение испытаний (например, заправку двигателей топливом, нейтрализацию после испытаний), а также системами, обеспечивающими безопасность работ.
После успешной автономной отработки основных элементов ЛК проводят наземные комплексные испытания его составных частей. Задача этих испытаний — подготовка составных частей ЛК к летным испытаниям ЛА в составе опытного (экспериментального) комплекса сначала на специальных стендах, а затем на отведенном полигоне. Стадия наземных комплексных испытаний завершается подготовкой и приемом специальной комиссией составных частей для проведения первых. летных испытаний. Летная отработка ЛА, как правило, включает в себя два этапа: летно-конструкторские испытания (ЛКИ) и зачетные летные испытания (см. [17]).
В процессе отработки опытные образцы основных элементов и •составных частей ЛК изготовляют на опытных производствах по документации, разработанной в эскизном проекте. На основании информации, получаемой при отработке, совершенствуют конструкцию, •технологию изготовления, а иногда и разрабатываемую к этому времени эксплуатационную документацию; после окончания ЛКИ, по — существу, завершается корректировка эскизного проекта. Для сокращения общих сроков создания комплекса уже в ходе ЛКИ идет отработка технической документации на серийное производство. Одновременно завершают отработку эксплуатационной документации, заканчивают строительство сооружений, необходимых для развертывания опытного комплекса, ведут строительство сооружений, необходимых для первого (головного) и других серийных комплексов, а также для создания системы ЛК, проводят подготовку специалистов-эксплу- зтационников.
По результатам зачетных летных испытаний, а также данным ЛКИ и проектной документации комиссия, которая ведет летную отработку, принимает решение о пригодности ЛК. к использованию по назначению, •а также о степени и точности выполнения ТЗ или ТТ разработчиками комплекса. Комиссия определяет перечень замечаний, после устранения которых можно начать серийное производство ЛК — После завершения летной отработки опытный комплекс в течение некоторого срока можно эксплуатировать как экспериментальный или серийный объект. Это позволяет накопить необходимый опыт, а также вскрыть некоторые эксплуатационные недостатки, которые не были выявлены при опытной отработке. Срок эксплуатации опытного ЛК согласовывают заказывающие и проектирующие организации.
Серийное производство основных элементов и составных частей ЛК организуют на заводах, где создавались опытные образцы, или чаще на специально выделенных под серийное производство предприятиях, способных обеспечить выпуск заданного количества продукции. Для отладки и контроля технологического процесса на серийном заводе выпускают установочную партию ЛА в количестве от нескольких — единиц до нескольких десятков, тщательно контролируют их качество, подвергая летным испытаниям. Отработанную таким путем технологию серийного производства далее поддерживают неизменной, добиваясь высокой стабильности характеристик ЛК.
Процесс серийного производства завершается па местности, где развертывают комплекс, ведут строительство сооружений и коммуникаций, монтаж оборудования, поступающего с заводов, пусконаладочные работы на этом оборудовании, а также автономные и комплексные испытания аппаратуры и оборудования ЛК, после которых комплекс вводят в эксплуатацию. Эти работы ведут силами строительных, монтажных и других фирм, а также персонала предприятий —• разработчиков основных элементов и составных частей комплекса. На завершающих этапах производства ЛК и в процессе испытаний принимает участие также персонал, который в дальнейшем будет эксплуатировать комплекс, что позволяет ему полнее изучить технику и контролировать качество выполнения работ. Решение о приеме комплекса в эксплуатацию, которое обычно принимает комиссия, завершает этап создания ЛК.
Как правило, сначала вводят в эксплуатацию первый — головной серийно изготовленный ЕЛК с элементами ЛК, а после накопления опыта эксплуатации через некоторое время развертывают систему ЛК» которая кроме совокупности единичных ЛК включает в себя объекты» обеспечивающие функционирование всей системы, пункты и каналы управления и связи, организации для технического обслуживания и ремонта техники и др. Развертывание системы ЛК требует нескольких лет и проводится по планам, учитывающим потребности в ЛК, а также возможности промышленности по их производству. Можно считать, что процесс создания системы ЛК завершается после ввода в эксплуатацию определенного количества (не менее одного) ЛК и основных объектов, обеспечивающих функционирование всей системы.
Эксплуатация ЛК, как отмечалось в § 1.1, включает в себя следующие основные технологические процессы: приведение комплексов в готовность к применению по назначению; поддержание их в этой готовности.; применение ЛК по назначению. Кроме того, составляющие п основные элементы комплекса могут находиться на ремонте, хранении, транспортироваться с заводов-изготовителей и ремонтных органов в хранилища или на базы. Эти процессы также можно относить к поддержанию ЛК в готовности к применению.
Процесс поддержания ЛК в готовности к применению включает и себя контроль состояния комплекса по целому ряду параметров, техническое обслуживание (ежедневное, еженедельное, сезонное, полугодовое, годовое и т. д.), устранение неисправностей и восстановление готовности при ее утрате в периоды как между техническими обслужи — напиями, так и в ходе их при обнаружении неисправностей и отказов за счет выработки ресурса, ошибок персонала, воздействия внешней среды и других причин, а также ремонт, хранение и транспортирование элементов ЛК.
Различают постоянный и периодический контроль, который на основных элементах ЛК ведется, как правило, дистанционно. По результатам контроля и в ходе технического обслуживания можно обнаружить неготовность комплекса к применению из-за каких-либо неисправностей. В этом случае проводится диагностика, устанавливается и устраняется причина неготовности заменой неисправных элементов ЛК, регулировкой и настройкой аппаратуры.
Эксплуатация ЛК, как указывалось выше, длится 7—15 лет; за это время вскрываются некоторые конструктивные, технологические п в особенности эксплуатационные недостатки комплекса, которые целесообразно устранить. Кроме того, возможно некоторое совершенствование характеристик ЛК без его существенной модернизации. С этой целью проводят доработки комплекса, т. е. вносят изменения в конструкцию всех эксплуатируемых к этому моменту времени ЛК, в технологию их изготовления или эксплуатации. Наибольшее число доработок обычно проводят в первые годы эксплуатации, в особенности по опыту эксплуатации головного ЛК. Следует заметить, что сокращение сроков опытной отработки комплекса, недостаточные возможности моделирования в опытных условиях реальных режимов его функционирования приводят к увеличению числа доработок, т. е., но существу, комплекс окончательно отрабатывается в процессе его эксплуатации. Такой процесс, по-видимому, неизбежен для сложных комплексов, создаваемых в короткие сроки.
Введенная система в течение нескольких лет пополняется отдельными комплексами, затем какое-то время функционирует с постоянной структурой. С течением времени из-за выработки ресурса, физического и морального старения начинают процесс снятия с готовности ЛК, которые были введены в эксплуатацию первыми, и демонтаж оборудования. После снятия с готовности последних комплексов заканчивается жизненный цикл системы ЛК.
При проведении модернизации ЛК или системы ЛК могут возникнуть такие условия, когда в одной системе будут комплексы двух типов (старые и прошедшие модернизацию). Если в течение жизненного цикла проводят несколько модернизаций, что на практике бывает довольно часто, то в системе ЛК может быть несколько отличающихся теми или иными элементами типов комплексов, а также отличающихся друг от друга дополнительных объектов, формирующих систему (базы, ремонтные органы, пункты управления и т. п.).
Таким образом, ЛК и тем более система ЛК претерпевают существенные изменения в процессе жизненного цикла. Управлять этими процессами можно лишь на основе их глубокого анализа, формализации, моделирования и оптимизации.