Методы сравнительного анализа сложных технических систем

Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Лекция 1. 09.02.19

Методы сравнительного анализа сложных технических систем

Сравнительный анализы СТС может проводится путем:

1. натурного эксперимента;

2. Полунатурного моделирования;

3. На основе математических методов.

Наибольшее распространение при проведении сравнительного анализа СТС на ранних этапах проектирования нашли математические методы. Можно выделить два основных типа правил выбора при проведении сравнительного анализа систем критериальные и ситуационные. При решении задач сравнительного анализа чаще всего используются критериальные правила, то есть если *?*.

- альтернативы.

*?* на критериальных правилах выбора подразделяются на однокритериальные и много критериальные. Чаще при проведении сравнительного анализа приходится решать многокритериальные задачи. Основными методами решения многокритериальных задач являются формальные методы и эвристические методы. Под эвристическими методами решения многокритериальных задач будем понимать подходы к многокритериальнуму оцениванию при условии, когда частные критерии представлены числовыми оценками (дискретные модели) или функциями (непрерывные модели), а сами схемы решения задачи принимаются из некоторых субъективных соображений. Принципиальным отличием правилом ситуационного выбора от критериального подхода является то, что в качестве элементов предъявления выступают не альтернативные варианты, а ситуации в которых необходимо принимать решения, то есть возможные решения предполагается формировать как функцию от ситуаций, хранящихся в модели выбора.

Эту фразу следует читать так: *?*.

Лекция 2.

Пропустил начало.

*** - скорость соударения ОАБ с целью. Данный показатель характеризует энергетические возможности ОАБ с объектом поражения.

*?* - угол подхода ОАБ к цели.

*?* - высота сброса.

Этот показатель оказывает влияние на энергетические возможности и энергетические части ОАБ.

Интегральный показатель тактический:

1. – характеризует степень участия летчика в сбросе цели;

2. – дальность применения, характеризует максимальное расстояние по оси Х между точкой сброса ОАБ и точкой расположения цели в земной системе координат;

3. - продольный размер зоны возможных сбросов, определяет *?* в земной системе координат;

4. – определяет зону воздушных сбросов в земной системе координат. ЗВС определяется как область пространства, из которой допустимо применение ОАБ при условии сохранения заданной точности наведения или поражения цели с заданной вероятностью;

5. ;

6. – степень круглосуточности применения ОАБ. Определяет возможность применения ОАБ в течении суток. Для телевизионных систем наведения этот показатель меньше 1;

7. – степень всепогодности. Определяется способностью системы наведения *?* возложенные на нее функции в различных погодных условиях;

8. – степень облачности;

9. – допустимые диапазоны высот сброса

10. - *&*

11. – относительное число самолетов носителей на котором возможно *?*;

12. – число вариантов сброса ОАБ. Характеризует способность ОАБ не налагать ограничения на тактические приемы носителя при атаке цели, в общем случает =3 с горизонтального полета, пикирования, кабрирования.

13. – возможность залпового сброса. Характеризует возможность ОАБ осуществлять залповое применение.

14. – число изделий в залпе (ЧИЗ). Характеризует возможность использования при одном целеуказании нескольких ОАБ по одной цели или по нескольким элементам групповой цели;

15. – наличие взрывателя с дистанционным управлением. Характеризует возможность изменения времени установки взведения взрывателя оператором при выполнении боевого задания;

16. – возможность внутрифюзеляжной подвески. Характеризует возможность применения ОАБ размещения на внутрифюзеляжные подвески;

17. – возможность применения по подвижным целям. Характеризует способность ОАБ осуществлять наведения не только на стационарные цели, но и на оперативно обнаруживаемые цели;

18. – возможность захвата цели головкой наведения на траектории;

19. – возможность перенацеливания. Х-т способность системы наведения ОАБ производить или воспринимать изменение целеуказания после сброса;

20. – наличие ограничения по номенклатуре целей при наведении.

Интегральный показатель надежности:

1. – вероятность безотказной работы, либо коэффициент готовности;

2. – величина эффективной поверхности рассеивания;

3. – возможность скрытого действия системы образца;

4. – маневренность ОАБ. Х-т возможность ОАБ осуществлять противозенитные маневры;

5. – наличие горизонтального участка полета при подходе к цели. Х-т способность ОАБ не быть обнаруженной радиолокационными средствами ПВО;

6. – минимальная высота участка полета;

7. – максимальная протяженность горизонтального участка полета, х-т степень уязвимости со стороны активных средств ПВО;

Эксплуатационно технический:

1. – назначенный ресурс;

2. – назначенный срок службы;

*?*?*?*?*?

Требуется провести альтернативный *?* ОАБ по интегральным показателям методом весовых коэффициентов и анализа иерархии. В качестве исходных данных заданные ТТХ ОАБ, экспертные оценики ОАБ и по частным показателям входищих в состав каждого из интегральных показателей. В качестве базового варианта для метода весовых коэффициентов задается ОАБ А0.

Решение метода весовых коэффициентов:

1. *?*

1.2. ранжирование альтернативных вариантов ОАБ А1-А6 по каждому КТУi i = 1-7

1.3. определение КТУсум

Лекция 3. 09.03.19.

Пропустил начало.

Перечислим состояния пущенных ракет красных по обобщенному самолету синих и состоянию обобщенных состояний синих, представлены на рисунках 2.1.2-2.1.4.

Состояния 3, 5, 7, 8, 10, 11, 15 состояния пуска ракеты;

17 – инерциально-корректируемое наведение

18 – срыв наведения.

19 – захват ПРГСН и переход на самонаведение

20 – самонаведение с ПРГСН

21 – захват АРГСН и переход на самонаведение;

22 – самонаведение с РГСН;

23 – захват инфракрасной ГСН и переход на самонаведение;

24 – самонаведение с инфракрасной ГСН;

25 – подрыв боевой части;

26 – обобщенный самолет синих убит;

27 – обобщенный самолет синих жив;

28 – поражение ракеты красных антиракетой синих;

На рисунках 2.1.2 – 2.1.4 кружками отмечены состояния пущенной ракеты красной с различными типами ГСН по обобщенному самолету синих и состояния обобщенного самолета синих а стрелками – переходы из i состояния в j с вероятностями .

Вероятности переходов графов 2.1.2 – 2.1.4 представлены в таблицах 2.1.4.5 в виде дроби – числитель для современных ракет в-в, знаменатель для перспективных ракет в-в, в разработке которых реализованы перспективные технологии.

Вероятности состояний представленной графами рис 1.1 определяется по слудующим соотношениям:

Вероятности состояния самолет синих жив *?* определяется по соотношениям:

Значения вероятностей перехода с двойными индексами вычисляется с учетом данных таблица 2, 3, 4, 5.

Проведенное на моделях рис1, 2.1.2 – 2.1.4 расчеты по представленным в таблицах *?* показывает, что для одного обобщенного истребителя красных в КБО которого реализованы приоритетные технологии вероятность его выживания в воздушном бою составляет 0,55 а гибели – 0,45, при этом вероятность гибели самолёте синих приблизительно 1, а вероятность того что самолет синих жив = 0. Вероятность выживания обобщенных самолетов красных в КБО и ракетах в-в в которых реализованы приоритетные технологии составляет примерно 0,65. Вероятность гибели обобщённого самолета синих примерно . Вероятность выживания обобщенного самолета красных в КБО и БКВ в которых не реализованы приоритетные технологии: , а гибели , при этом вероятность гибели обобщенного самолета синих , а вероятность того что он жив .

Эти данные в пересчете на исходное число самолетов участников группового воздушного боя представлены в таблице 6.

КБО и БКВ самолетов красных	12 сам кр		12 сам син		Отношения потерь
КБО и БКВ самолетов красных					Отношения потерь
Приоритетные технологии реализованные в КБО	6 , 6	5 ,4	0	12	2 ,2
Приоритетные технологии не реализованные.	3,9	8,1	2,9	9,1	1,1
Приоритетные технологии реализованные в КБО и ракетах в-в	7,8	4,2	0	12	2,85

Для ранжирования приоритетных технологий определим вклад функциональных задач и обеспечивающих их приоритетных технологий в оценку показателей эффективностей АК.

Будем считать, что реализация всех перечисленных приоритетных технологий в КБО и БКВ АК обеспечивает максимальные значения показателя его боевой эффективности, и примем обеспечиваемый этой реализацией уровень эффективности за 100%. При отсутствии КБО и БКВ тех или иных приоритетных технологий имеем меньшее значение приращения показателя эффективности АК, что позволяет по величине ее снижения относительно максимально возможного уровня ранжировать по значимости данные приоритетные технологии.

В случае отсутствия КБО и БКВ АК всех приоритетных технологий приращение показателя эффективности АК за счет их реализации составляет 0%. Для выполнения расчетов по ранжированию приоритетных технологий составим таблицу, в столбцах которой представлены функциональные задачи, выполняемые перспективным АК в процессе ведения группового воздушного боя, а в строках – обеспечивающие выполнение этих функциональных задач приоритетные технологии. В последней строке указанной таблице для каждого столбца соответствующего номеру функциональной задачи с использованием представленных Марковских моделей определим значения аддитивной доли приращения показателя боевой эффективности АК каждой выделенной задачи АК.

№ технологии

№ функциональной задачи

1.1

-75

1.2

-74

1.3

-78

1.4

-63

1.5

-63

1.6

-63

1.7

-82

1.8

-35

1.9

-52

1.10

-41

1.11

-60

1.12

-22

1.13

-34

1.14

-35

1.15

-78

1.16

-52

1.17

-29

1.18

-56

1.19

-92

1.20

-60

1.21

-60

2.1

-77

2.2

-69

2.3

-69

2.4

-77

2.5

-69

2.6

-77

2.7

-85

2.8

-69

2.9

-69

2.10

-19

2.11

-69

100

В итоговой колонке таблице 7 в столбе показано снижение эффективности АК при отсутвии реализации j технологии. Расчет этого снижения производится посредством суммирования долей показателя боевой эффективности для тех функциональных задач, выполнение которых невозможно из-за отсутствия необходимых приоритетных технологий. Их функциональная связь представлена в таб.7 в виде матрицы бинарных значений со знаком + в пересечении строки (номер технологии) и столбцов соответствующих номеру функциональной задачи. В случает отсутствия критических технологий увеличивается число нереализуемых функциональных задачи и соответственно на величину их приращения уменьшается суммарное значение показателя эффективности.

Выделенные критические технологии можно разделить на две группы в которых отсутствие одной из таких технологий снижает приращение значения принятого оценки эффективность АК для первого больше чем на 2/3 а для второй от 2/3 до 1/3 при *?* всех критических технологий.

– доля приращения показателя эффективности АК для каждой i функциональной задачи.

– снижение значения показателя боевой эффективности АК при отсутствии реализации j приоритетной технологии.

По аналогии с таблице 1 *?* представлено ранжирование приоритетных технологий *?*

Таб.8

№ технологии	№ функциональной задачи
№ технологии	13	14	15	16
2.1	+	+	+		-90
2.2	+		+		-65
2.3	+				-40
2.4		+	+		-50
2.5	+		+		-65
2.6	+	+	+	+	-100
2.7				+	-10
2.8	+				-40
2.9		+	+		-50
2.10		+	+		-50
2.11	+				-40
	40	25	25	10	100

Ранжирование значимости приоритетных технологий в таб7, 8 *?* от величины уменьшения принятого показателя боевой эффективности (отношение потерь сторон таб.7 и вероятность поражения АК противника таб.8 при последовательном виртуальном исключении этих технологий).

– доля приращения вероятности поражения цели каждой i выделенной функциональной задачей

– снижение значения показателя вероятности поражения цели при отсутствии реализации j приоритетной технологии.

Общие методические положения определения значимости критических технологий в прорывных проектах создания авионики и ракетного вооружена АК.

Распространение представленного ранжирования критических технологий на более широкий класс задач обеспечивается следующими процедурами:

1. рассматривается состав критических технологий по решению задач авионики и ракетного вооружения перспективного АК, которые могут быть непосредственно отражены в показатели приращения боевой эффективности нашего АК при участии его в групповом воздушном бою самолетами противника. В качестве такого показателя принимается величина приращения отношения потерь противоборствующих сторон в групповом воздушном бою.

2. Задаётся обобщенный сценарий проведения группового воздушного боя. Этот сценарий должен быть согласован на соответствие реально возможному варианту проведения воздушного боя и в нем должны быть учтены особенности функционирования авионики и вооружения АК прорывного проекта;

3. Рассматриваемый сценарий представляется в виде конечной Марковской цепи с доходами, под которыми в данном случае понимается число уничтожаемых самолетов противника в разных состояниях этой цепи. Каждое из таких состояний представляет определенный этап боя;

4. Составляется Марковская цепь возможных состояний обобщенного самолета в групповом воздушном бою с учетом матриц перехода подобных таблицам 1, 2, 3, 4, 5. Для нахождения требуемых значений вероятностей следует проводить моделирование отдельных фрагментов рассматриваемого воздушного боя. При отсутствии этих данных указанные таблицы заполняются согласно экспертным оценкам;

5. В общем случае отдельная функциональная задача может отражаться в нескольких состояниях Марковской цепи, либо наоборот одно состояние может соответствовать нескольким функциональным задачам;

6. Каждая из выделенных критических технологий может быть использована в одной или нескольких функциональных задачах, а отсутствие ее или исключает реализацию функциональной задачи или снижает эффективность ее выполнения.

Лекция 4. 08.04.19

*?*

Зоны поражения, скорости по зоне поражения, вероятность поражения различных типов цели по зоне поражения, временная реакция ЗРК, количество целевых и ракетных (стрельбовых) каналов, число ЗУР в боекомплекте, масса и габариты ЗРК.

Показатели эффективности:

1. Количество средств поражённых средств нападения в операции;

2. Вероятность выживания ЗРК в операции;

3. Количество израсходованных ЗУР в операции;

4. Весовая сводка ЗРК (масса ЗУР, боекомплект ЗУР, РЛС обнаружения, РЛС сопровождения и наведения ЗУР, пусковой установки и самоходной установки).

ТТХ РЛС обнаружения:

1. Дальность выдачи координат цели с эффективной поверхностью рассеивания 1м при вероятности обнаружения 0.5;

2. Сектор выдачи координат по азимуту и углу места;

3. Период обзора;

4. СКО ошибок определения координат;

5. Функция определения дальности обнаружения;

6. Разрешающая способность по углам и дальности;

7. Диаметр антенны;

8. Коэффициент усиления антенны;

9. Частота повторения импульса;

10. Длительность импульса;

11. Количество импульсов в пачке;

12. Длина волны;

13. Коэффициент подавления.

ТТХ РЛС сопровождения и наведения ЗУР:

1. Канальность по цели (количество одновременно сопровождаемых целей);

2. Канальность по ракете (количество ракет, которые можно наводить на разные цели);

3. Зона обнаружения и захвата цели;

4. Дальность обнаружения цели с ЭПР 1м2 с вероятностью -0.5;

5. Дальность захвата и устойчивого сопровождения цели с ЭПР 1 м2 с вероятностью 0.5;

6. Время захвата цели;

7. Разрешающая способность по координатам;

8. СКО ошибок выдачи координат;

9. Диаметр антенны;

10. Коэффициент усиления антенны;

11. Частота излучения импульсов;

12. Длительность импульсов;

13. Частота сопровождения цели;

14. Частота сопровождения ракеты;

15. Излучаемая мощьность;

16. Длина волны;

17. Количество имульсов в пачке;

18. Коэффициент подавления;

19. Время контроля факта поражения цели;

ТТХ ЗУР:

1. Количество режимов работы двигательной установки;

2. Тип аппаратуры управления и тип бортовых источников питания;

3. Максимальная и минимальная дальность полета;

4. Максимальная высота полета;

5. Максимальная и минимальна скорости полета;

6. Средняя скорость на дальнюю границу зоны поражения;

7. Максимальная перегрузка при перехвате цели;

8. Время подготовки к пуску;

9. Диаметр ЗУР;

10. Длина ЗУР;

11. Вероятность поражения по зоне поражения различных типов средств воздушного нападения;

ТТХ пусковой установки:

1. Количество ракет на пусковой установке;

2. Время заряжания;

3. Минимальный временной интервал между пусками ЗУР;

4. Количество ЗУР в залпе.

Стартовый участок полета.

Скорость ЗУР в конце стартового участка:

Где:

*?*

При движении ЗУР на маршовом участке можно принять что плотность воздуха равно константе, и угол наклона, так же константа.

Скорость .*?*

Готовность дальности полета может быть определена:

*?*

Пассивный участок полета.

Допущения:

1. Если на ЗУР используется аппаратура теленаведения, а также если дальность полета ЗУР меньше 10км, то траекторная пассивного участка полета считается прямолинейной. В случае использования на ЗУР головки самонаведения траектория полагается криволинейной с изменением угла наклона траектории по зависимости *?*

*?*

*?* проводится определение функции распределения дальности обнаружения без учета рельефа местности. Используя фукнцию распределения дальности прямой видимости до цели на выбранном рельефе местности, получают функцию распределения дальности обнаружения, как минимум *?*.

Лекция 5. 13.04.19

*?*

Технический облик:

1. Количество ступеней;

2. Тип аэродинамической схемы;

3. Тип боевой части;

4. Силовая установка;

5. Использование газодинамического управления для создания управляющих сил и моментов;

6. Тип головки самонаведения;

7. Система управления:

a. Контур самолет-ракета;

b. Ракета-ракета;

c. Автономный контур;

d. Внешний контур управления системы самолет-ракета.

Формирование рационального облика ракеты на проектном уровне:

1. Выбор внешнего облика;

2. Оценка стартовой массы;

3. Формирование компоновочной схемы;

4. Баллистическое проектирование;

5. Оценки экономических характеристик.

Формирование облика на проектном уровне производится с использованием критериев:

1. Минимизация стартовой массы ракеты / максимизация полезной нагрузки. При заданных массо-габаритных ограничениях и вероятности поражения цели w>=w_заданное;

2. Минимизация затрат на поражение цели, при условии выполнения массо-габаритных ограничений и w>=w_зад.;

Блок схема алгоритма задачи формирования облика на проектном уровне имеет следующий вид:

*рис 5*

1. ТТТ модель ПВО;

2. Признаки и параметры внешнего облика ракеты;

a. Аэродинамическая компоновка;

b. Геометрические формы элементов ракеты;

c. Геометрические параметры элементов ракеты;

d. Тип компоновки и параметры воздухозаборника;

3. Оценка аэродинамических характеристик ракеты;

4. Оценка баллистических характеристик;

5. Оценка системы управления (формирование состава бортовой системы ракеты и определение характеристик точности);

6. Оценка поражающего действия боевой части;

7. Весовой баланс;

8. Экономические характеристики;

9. Оценка эффективной поверхности рассеивания;

10. Вероятность поражения цели одной ракетой с учетом противодействия ПВО;

11. Расчет потери управляемых ракет;

12. Потребный наряд управляемых ракет для обеспечения условия w>=w_зад;

13. Расчет боевого наряда носителей и управляемых ракет;

14. Расчет затрат на поражение цели с вероятностью w не менее заданной;

15. Критерий *?* при условии w>=w_зад;

16. Выход или возврат на следующую итерацию.

Критерий при формировании на проектном уровне – *?* с вероятностью не ниже заданной.

Аэродинамическая компоновка формируется в несколько этапов, первыми из которых является выбор геометрических параметров. В качестве частных критериев при выборе геометрических форм и размеров могут быть следующие:

1. Минимум относительного запаса топлива;

2. Минимум стартовой массы;

3. Минимум стоимости ракеты;

4. Минимум стоимости одного пуска;

5. вес доставляемой к цели боевой части;

6. минимум показателей радио и тепловой заметности;

7. максимум эффективности одной ракеты при ограничениях на массогабаритные характеристики;

8. минимум потерь ракет от средств ПВО на поражение целей с вероятностью не ниже заданной;

9. минимум потерь самолетов носителей при поражении целей с вероятностью не ниже заданной.

Окончательное решение по выбору геометрических параметров принимает с учетом требований по устойчивости и маневренности на всех режимах полета. Стартовую массу в первом приближении можно оценить в следующем соотношении:

*?*.

Где

*?* - масса полезной нагрузки;

*?* - относительная стартовая масса;

*?*

*таблица*

Оценка стартовой массы ракеты во втором приближении может быть произведена на базе статистического материла по относительным массам отдельных элементов ракеты:

корпуса

*?*

Крыла

*?*

Оперения

*?*

Рулевых приводов

*?*

Топлива

*?*

Двигателей

*?*

Общее выражение стартовой массы ракеты например, с двигателем твердого топлива имеет следующий вид:

Под выбором компоновки понимаю выбор взаимного расположения частей ракеты, размещение двигательной установки боевой части, бортового оборудования. После выбора аэродинамической компоновки выполняется баллистическое проектирования, целью которого является определение высотно-скоростного профиля траекторий, программы работы двигателя и относительная масса топлива, удовлетворяющих заданным граничным условиям полета.

Граничные условия состоят из начальных *?* и конечных условий.

Задача баллистического проектирования решается методом итераций. При ее решении используется математическая модель включающая следующие модули:

1. массо-геометрический;

2. модуль расчета аэродинамических характеристик;

3. газодинамических и *?* двигательной установки.

4. Движение ракеты, как материальной точки в вертикальной плоскости;

5. Дальность полета ракеты;

6. Модель движения цели;

7. Минимальная и максимальная высоты полета;

8. Минимальная и максимальная скорости полета;

9. Уравнение кинетических связей для принятого метода наведения;

10. Располагаемая поперечная и продольная перегрузки.

Приступая к баллистическому проектированию необходимо выбрать расчетный случай, которому соответствует наиболее трудные в энергетическом соотношении условия полета требующие наибольшего значения *?*. если такой расчетный случай неочевиден, то баллистическое проектирование выполняется для нескольких вариантов расчетных траекторий и принимается вариант требующий наибольшего значения *?*. последовательность решения задачи баллистического проектирования следующая:

1. Выполняется баллистический расчет численным интегрирование уравнения движения опорного варианта ракеты для расчетного случая с учетом заданных ограничений и граничных условий. Для опорного варианта должны быть заданы:

a. Стартовая масса;

b. Опорная нагрузка на крыло;

c. Относительный запас топлива;

d. Время работы двигательной установки;

e. Тяговооруженность;

f. Удельный импульс тяги.

2. *?*

За счет опорного варианта *?*, если при баллистическом расчете ограничение выполняется для всех расчетных случаев, то баллистическое проектирование завершается. Далее выполняется формирование структурного облика ОСУ и ее характеристик.

Состав блока системы управления ракетой в общем случае содержит 4 контура. *?*

Формирование структурного облика БАСУ проводится с учетом решаемых ею задач:

1. Стабилизация углового положения;

2. Управления углами ориентации;

3. Управление координатами, скоростями и ускорениями;

4. Навигация;

5. Коррекция параметров движения на маршруте полета;

6. Обнаружение, селекция и наведение ракеты на цель;

7. Высокоточного конечного наведения;

8. Информационного взаимодействия с системами подготовки пуска внешнего целеуказания и другими ракетами строя.

Базовый состав БСУ включает:

1. БЦВМ;

2. Навигационная система:

a. БИНС на основе лазерных гироскопов;

b. ССМ (система спутниковой навигации);

c. БВ (баровыстотомер);

d. РВ (радиовысотомер).

3. Система наведения:

a. РГСН (пассивный канал + активный канал см диапазона);

b. Система конечного наведения (СКН / доводочный канал мм диапазона).

4. Система автоматического управления;

5. Система обмена информацией и ракетами строя;

При наличии данной комплектации в БАСУ возможен пуск ракет залпом, при этом лидирующая ракета залпа запускается по внешнему целеуказанию в район цели. С помощью БОСУ этой ракеты производится доразведка цели с последующей передачи уточненной информации на остальные ракеты залпа. В блоке БАСУ выполняется так же формирование оптимальных по критерию минимум потерь самолетов носителей или ракет, траекторных характеристик *?* при доставке боевой части к цели.

В блоке оценки характеристик БАСУ содержат блок расчета точности попадания ракеты в цель, определение углов захвата целей головкой самонаведения, определение дальности захвата цели каналами ГСН, определение углов слежения за целью на траектории полета ракеты, расчет поперечной и продольной перегрузок, управление измененеием поперечной перегрузки, продольной перегрузки, реализуемые траекторные характеристики.

Далее проводится оценка поражающего действия боевой части. Основной критерий при оценке поражающего действия – минимум полигонного наряда ракет, необходимый для выполнения заданной расчетной боевой задачи в заданных условиях, частный критерий – минимум массы боевой части, при условии, что вероятность поражения цели по заданному типу будет не менее заданной величины. Исходные данные для оценки поражающего действия БЧ - вес, состав, тип взрывателя, состав поражающих элементов, характеристика поражающего действия, характеристики зоны поражения боевой части, вес ракеты при встрече с целью, точность попадания, углы подхода к цели, скорость встречи с целью.

БЧ ракеты модульного типа при действии по наземным целям – фугасно-проикающего действия, *?*.

*?*?*?*

*?* между выше перечисленными блоками и итерационные циклы для параметрически задаваемых долей веса ракеты, выделяемых для БЧ и бортовой системы управления.

Рациональными вариантами основных элементов ракеты для исследований на системном уровне является следующее:

1. Масса бортовой системы управления в кг;

2. Точность наведения с вероятностью отклонения

*?*?*?*

Обоснование рациональной комплектации и типажа управляемой ракеты производится по минимальной стоимости решения всего объема задач, при условии, что эффективность выполнения каждой из них будет не меньше каждой из них. В типовой операции, задаются требования к количеству объекту противника, являющимися целями и требуемая вероятность их поражения.

*таб*

Для проведения сравнительной оценки эффективности различных вариантов комплектации ракеты по полным затратам необходимы следующие исходные данные:

1. *?* - стоимость разработки каждого варианта комплектации;

2. *?* - себестоимость производства одного изделия;

3. *?* - себестоимость годовой эксплуатации одного изделия;

4. *?* - срок службы в годах образца комплектации;

5. *?* - продолжительность в годах нахождения рассматриваемого варианта на оснащение войск;

6. *?* - расход ракет I,j комплектации для поражения целей в k расчетной боевой задаче *?*.

Полная стоимость *?* .

На системном уровне задача обоснования рационального типажа управляемых ракет заключается в определении оптимального по принятому критерию качественного *?*?*?*.

Форма задания множества расчета боевых задач зависит от типа объекта для действия которой управляемой ракеты предназначенно. Все основные боевые задачи ударной авиации можно свести к задаче поражения различного типа наземных надводных целе противника. *?*?*?*.

По результатам имитационного моделировании операции выполнения расчетной боевой задачи i го типа определены потребные боевые наряды управляемых ракет разрабатываемого типа Р *?*.

*?*?*?*

Необходимо определить рациональный состав парка управляемых ракет включающих разрабатываемую ракету r-го типа и управляемые ракеты существующего типа, *?* заданных объемов боевых задач при минимальных суммарных затратах на разработку, серийное производство и эксплуатацию входящих в парк управляемых ракет.

Рассмотрим формализацию задачи. Требуется определить вектор *?*, 1 если расчетная боевая задача i-го типа выполняется управляемой ракетой r-го типа и 0 если расчетная БЗ i-о типа выполняется управляемой ракетой j-го типа, j!=r.

*?* доставляющие минимум функций *?*

*?*?*?*

Временные показатели, оценивающие продолжительность выполнения работ по реализации этого согласования. Временные показатели обычно переводят в разряд ограничений. В качестве элементов согласования используются:

*?*

Боевой потенциал — это математическое ожидание ущерба нанесенного противнику к матожиданию собственных потерь.

С1 – полная стоимость *?*

С_раф – полная стоимость расчетного авиационного формирования;

БП1 – боевой потенциал АК с разрабатываемой УР;

БР_раф – боевой потенциал расчетного авиационного формирования.

Дополнительными условиями согласования облика АК и УР являются следующие:

*?*

БП_1г – минимально допустимый (граничный) боевой потенциал;

«дзита»_i – относительный понендицал боевого комплекса;

m – количество подсистем АК.

Задача согласования – найти такие значения ТТХ АУР и ее подсистем и взаимодействующих с ней подсистем АК из области возможных решений определяемых условием 2 и уравнением 3, которые бы обеспечивали максимум показателей k_1, k_2.

Лекция 22.04.19.

Весовой расчет ЗУР.

Весовой расчет есть *?*

ВР включает расчет аппаратуру наведения, массу боевой части, массу двигательной установки, массу приводов.

Массу двигательной установки предусматривает расчет топлива и расчет двигательной установки.

*таб 3*

В таблице 3 приведены боевые части различной части ЗУР.

Вестовой расчет РЛСО и РЛСС

*?*

Где:

*?* - средняя излучаемая мощность;

Общая постановка задачи.

Требуется определить обликовые характеристики ударного АК и его вооружение предназначенного для нанесения условному противнику ущерба состоящего в поражении не менее заданного числа целей в одноразовой операции при обеспечении минимума затрат на разработку производство и эксплуатацию требуемого парка АК и их вооружения на протяжении всего ЖЦ .

АК представляет собой ударный АК, вооружённый управляемыми ракетами класса в-п и способный осуществлять преодоление системы ПВО противника.

В задачи внешнего проектирования АК представлен многомерным вектором его параметров, которые включает: конструктивные, функциональные, параметры затрат и эффективности.

Эффективностный синтез вектора параметра x состоит в отыскании набора технических характеристик удовлетворяющий следующему выражению:

*?*

Представленное выражение записано в предположении, что оперирующая сторона стремится минимизировать показатель эффективности и что к моменту проведения операции противнику известны характеристики АК и применяемая им тактика.

Задача синтеза АК формулируется гарантированной постановке.

*?**?**

Сценарий операции

Предполагается, что к началу боевых действий, *?* находятся на аэродоромах базирования в состоянии боевой готовности. Противник наносит удар силами своих *?* по аэродромам базирования *?*. после установления средствами оперирующей стороны факта старта управляемых ракет п-п

*&*

И производят посадку на аэродромы, о предполагаемом ТВД известны характер рельефа местности. ТВД схематизируется прямоугольником с заданным направлением оси симметрии, относительно оси земной СК, заданием размеров районов расположения целей, размеров районов базирования, аэродромов ПВО и расстоянием между этими районами.

Характеристика системы ПВО

Система ПВО противника состоит из территориальной и *?*. территориальная система предназначена для обороны территории противника от средств воздушного нападения. Имеется система управления средствами ПВО, обслуживающая районы ПВО на которые разбита вся территория противника.

Оперативные центры наведения получают информацию от различных средств обнаружения и опознования средств воздушного нападения, таких как спутниковые средства, *?*, самолеты дальнего радилокационного обнаружения и наподения, радилокационные станции ПВО.

*?*?*?*.

Лекция 7. 27.04.19

*?*

Приведенная зона поражения – зона вероятность поражения объекта равна 1.

2. Полигонный наряд ОАБ – количество ОАБ необходимое для поражения объекта с заданными требованиями (тип и уровень поражения без учета противодействия);

3. Точность наведения;

4. Масса боевой части;

5. Масса взрывчатого вещества;

6. Радиус сферы разрушения в грунте;

7. Радиус сферы разрушения на поверхности / степень проникающего действия;

8. Максимальная дальность сброса;

9. Степень автономности;

10. Степень круглосуточности применения;

11. Степень всепогодности применения.

По результатам решения задач формирования облика должны быть определены:

1. Конструктивно-аэродинамическая схема;

2. Характеристики боевой части;

3. Характеристики взрывательного устройства;

4. Х. головки самонаведения;

5. Х. бесплатформенной инерциально-спутниковой системы наведения;

6. Алгоритмы наведения;

7. Х. системы наведения;

8. Х. линии связи носитель-управляемые бомба;

9. Х. системы стабилизации и управления;

10. Х. маршевого двигателя;

11. Х. двигателя ускорителя;

12. Х. *?*;

13. Х. аэродинамического модуля;

14. Х. стыковочного узла;

15. стоимость ОАБ;

16. год принятия на вооружение;

17. год снятия на вооружение;

Исследования по формированию облика ОАБ охватывают 3 взаимосвязанных и взаимозависимых системных уровня

*рис*

На нижнем иерархии уровне размаривается сама ОАБ на среднем выполняется согласование, авиационный комплекс носителя ОАБ и сам ОАБ, на верхнем показатель эффективность – стоимость оценивается качество выполнения расчетным авиационным формированием имеющем в составе авиационной комплексом с ОАБ возлагаемым на него расчетных боевых задач.

Исследования по формированию облика проводятся следующей последовательности:

1. определение целей разработки;

· результаты работ должны обосновать, что разработка новой ОАБ лучшей по показателям эффективность, стоимость, время, вариант, повышение боевых свойств АК на рассматриваемую перспективу.

1.1. Прогноз динамики изменения расчетных боевых задач для АК с ОАБ и условий применения на рассматриваемую перспективу. Анализ возможностей науки и промышленности в частности реализации перспективных технологий для создания ОАБ. Определение дефицита боевых свойств АК с имеющимися ОАБ на рассматриваемую перспективу;

1.2. Рассматривается возможные варианты устранения установленного дефицита;

1.3. Определяется требуемые функциональные качества ОАБ, эффективность решения возлагаемых расчетных боевых задач в прогнозируемых условиях применения, возможные ресурсные ограничения.

2. формирование концепции ОАБ в форме *?*;

· формирование концепции ОАБ оперативно тактического облика и оперативно-тактических требований. Структурная схема формирования ОАБ имеет вид:

· *рис*

· Концепция создания – расчетные боевые задачи, возлагаемые на авиацию с применением создаваемой ОАБ, мера успешности их выполнения, их объем, условия выполнения, типы АК в состав которых предполагается включить создаваемый ОАБ. Предполагаемые объемы закупок и планы поставок ОАБ.

· Концепции построения, варианты возможных конструктивно-аэродинамических схем ОАБ, состав ОАБ требования со стороны ОАБ к АК, потребные затраты.

· Концепции применения, способы применения и взаимодействия в том числе и с обеспечивающими силами новые тактические приемы.

· Концепция развития возможные направления улучшения боевых свойств ОАБ, снижение производственных затрат.

· Перечисленные составные части концепции ОАБ формируются последовательно в итерационных циклах.

3. формирование тактико-технического облика ОАБ в форме ТТТ и соответствующих им ТТХ;

4. комплексирование ОАБ в состав предполагаемых самолетов носителей (согласование обликов ОАБ и ее авиационного комплекса в носителе);

При формировании оперативно тактических требований к ОАБ необходимо:

1. обосновать перечень объектов, поражение которых возможно и целесообразно с применение проектируемой ОАБ и дать характеристику условий, сопутствующих этому поражению;

2. установить и обосновать основные свойства ОАБ, определить их влияние на прогнозируемые результаты боевых действий;

3. определить показатель эффективности результата боевых действий, его величину, в зависимости от характеристик ОАБ и способов их боевого применения;

4. провести уточнение типажа ОАБ с учетом предполагаемой разработки;

5. с учетом разработки новой ОАБ определить ее влияние на программу развития АК и их средств вооружения.

В качестве показателей при формировании оперативно-тактических требований по которым оценивается тактические облики ОАБ соответсвующие сформированным вариантам концепции используются:

1. эффективность расчетного авиационного формирования с создаваемый УАБ, выполняющего заданные объем расчетных боевых задач, при условии, что суммарные затраты на его содержание и развитие будут не больше допустимых;

2. стоимость привлекаемых сил и средств в том числе АК создаваемых ОАБ для выполнения заданных объемов, заданным уровнем эффективности и заданным временем;

3. необходимых боевой наряд АК вооруженных создаваемых ОАБ для безусловного выполнения целевых задач – нанесение требуемого ущерба объектам противника в заданном месте пространства в заданном порядке и в заданное время.

Тактических облик ОАБ определяют следующие ее свойства

*рис*

1. заданность пространственной области боевого применения по дальности, высоте, скоростям полета, располагаемым перегрузкам;

2. определенность области поражаемых объектов:

2.1. стационарные;

2.2. подвижные;

2.3. легкоуязвимые;

2.4. трудно;

2.5. одиночные;

2.6. площадные;

2.7. контрастные

3. степень круглосуточности и всепогодности применения по времени суток, по метеоусловиям;

4. коплектуемость типажа носителя.

4.1. Вертолёты;

4.2. БПЛА;

4.3. Истребители;

4.4. *?*

*?*?*?*?*

В методике оценки аэродинамических свойств для заданных *?* ОАБ аэродинамической схемы веса боевой части типа и веса системы управления формируется возможные варианты траекторий наведения УАБ по критерию минимум потерь ОАБ на траектории наведения. Полученные результаты диапазоны дальности, скоростей и высот используются в методике оценка боевой части. С использованием этих данных в методике оценки БЧ для заданных типа и веса БЧ, состава БЧ, характеристик поражающего действия БЧ устанавливаются зависимости условного *?* от перечисленных параметров БЧ и условий встречи. В качестве критерия используется минимум ОАБ необходимых для нанесения объекту заданного ущерба. В методике оценки систем управления для заданного веса и типа управления, веса ОАБ отрабатываются опорные траектории наведения полученные в модуле оценки аэродинамических свойств и устанавливается зависимость точности попадания ОАБ в цель от типа и параметра системы управления и сформированных траекторий наведения.

Критерий минимум ОАБ заданные БЧ необходимый для нанесения объекту заданного ущерба. Полученные результаты уточняются в итерационных циклах и используются в методике формирования оптимального облика ОАБ для выбора рациональных ТТХ ОАБ и ее составных частей в зависимости от расчетных боевых задач и условий применения по критериям: минимум боевого наряда боевого комплекса носителя ОАБ АК, минимум боевого или полигонного наряда ОАБ.

Этап 4. Согласование облика АК и УАБ.

К числу основных задач, решаемых при согласовании АК и ОАБ относятся следующие:

1. Определение типажа самолета носителя, обеспечивающих применение ОАБ и оценка возможных ограничений по летно-техническим характеристиками, составу бортового оборудования, элементам подвески и отцепки;

2. Комплексная оценка возможных вариантов боевого снаряжения боевого комплекса, создаваемых ОАБ;

3. Особсвнование необходимых доработок носителя ОАБ, самой ОАБ, комплекса носителя ОАБ;

4. Обоснование необходимости модернизации носителя ОАБ.

В качестве показателей эффективности в задаче формирования облика ОАБ и *?*:

1. Боевой потенциал РАФ, которая определяется ущербом, наносимого расчетным авиационным формирование противнику к сумарным РАФ противкику *?*;

Комплексные критерии согласования обликов ОАК и АК можно записать в виде:

Дополнительными условиями согласования облика ОАБ и АК:

Вычисление показателей боевой эффективности проводится при *?* процессов боевого применения ОАБ, операция по нанесению ударов по наземным или надводным целям состоит из последовательных этапов. Получение данных авиацоинно-космической разведки, планирование операций, подготовка к полету (загрузка полетного задания), *?*, маршрутные полет, преодоление ПВО, выход в район цели, поиск, обнаружение, распознавание цели, боевое маневрирование, выставка инерциальной системы ОАБ, атака цели, применение оружия, выход из атаки, повторный заход, возвращение на аэроном базирования.

Боевая эффективность зависит от факторов:

1. Летно-технических характеристики;

2. Характеристики заметности;

3. Боевая загрузки;

4. Характеристики обзорно прицельного и прицельно пилатажного АК;

5. Х. радиоэлектронной борьбы;

6. Х. ОАБ.

Факторы Х. условия боевого применения:

1. Наличие и Х. внешнего информационного поля;

2. Наличие истребителя сопровождения и самолетов радиоэлектронной борьбы;

3. Точность определения координат цели в том числе и в условиях маскировки и *?*;

4. Состояние системы ПВО (возможность подавления систем ПВО *?*);

5. Метеоусловия в районе цели;

6. Х. цели;

7. Степень защищённости;

8. Размеры конфигурации;

9. Степень подвижности;

10. Состав и функциональные взаимосвязи.

Факторы принятия решения:

1. Способ поиска цели и преодоление ПВО;

2. Способ применения ОАБ;

3. Способ траекторного, огневого и помехового противодействия.

Факторы связанные с наличием и применением обеспечивающих сил и средств:

1. Внешнее Целеуказание;

2. Качество информации от спутниковой навигационной системы о собственном положении системы и ОАБ;

3. Информацию от групп до разведки;

4. Истребительное сопровождение;

5. Помеховое прикрытие групп радиоэлектронной борьбы.

В зависимости от рассматриваемых иерархических уровней и этапов боевого применения используются следующие показатели:

*таб*

Где

*?* - *?*;

*?* - средние потери группировки за операцию;

*?* - средние потери группировки, этап функционирования *?*;

*?* - коэффициент надежности, определяющий средний процент АК отказавшихся от выполнения полетного задания из-за отказа оборудования в полете;

*?* - средний коэффициент боеготовности, отношение среднего числа боеготового АК к их среднему количеству;

*?* - полигонный наряд;

*?* - средний ущерб групповой цели;

W – вероятность поражения одиночной цели;

*?* - вероятность атаки с первого захода;

*?* - количество атак;

*?* - среднее число поисковых заходов необходимых для обнаружения цели;

*?* - средние потери на маршруте и у цели;

*?* - вероятность преодоления ПВО;

*?* - вероятность потери от ПВО;

*?* - среднее время подготовки АК с ОАБ в полете;

*? * - вероятность поражения АК на земле во время подготовки.

Формализация задачи.

Задано множество целевых задач пусть – вариант решения целевой задачи, которую можно выразить совокупностью:

Где

*?* - подможество вариантов (типа ГСН) пригодных для выполнения I задачи;

*?* - подмножество типов боевых частей пригодных для выполнения I задачи;

*?* п/т системы управления ОАБ пригодных …;

*?* п/услвоий боевого применения (услвоия сброса, профили траекторий, дальности применения), обеспечивающих выполнеие i задачи;

*?* п/самолето-носителей, пригодных для выполнения i задачи.

Параметрические ограничения со стороны с/н определяются неравенством

*?*

Где

*?* - множество параметров j ОАБ из ряда альтернативных образцов для выполнения i задачи.

Данное неравенство учитывает ограничение массы и габаритных размеров ОАБ, а так же ограничение положения центра тяжести относительно узлов подвески k самолета из подмножества k_i и наличие на борту самолета носителя оборудования для применения ОАБ с заданными головками самонаведения и системы управления.

Условия функциональной зависимости *?* определяется матрицей:

*?*

Где:

*?* = 1, если *?* головки самонаведения из подмножества можно использовать с q типом системы управления из подмножества и k носителем из подмножества , *?* = 0 в противном случае.

Типовой состав ОАБ определяется параметрами:

*?*

*&* - вектора параметров, задающих параметры ОАБ

a – модуль ГСН;

b – модуль боевой части;

c – аппаратурный модуль.

*матрица*

*?**?*?

Алгоритм решения задач.

Применение метода последовательного анализа варианта *?* авиационной пушки.

Авиационное автоматическое оружие устанавливается на все виды *?* и предназначено для поражения наземных и воздушных целей. Основные характеристики оружия:

1. Калибр – диаметр канала ствола;

2. Вес;

3. Начальная скорость снаряда;

4. Темп стрельбы выстрелов в минуту;

5. Вес оружия;

6. Живучесть оружия, наибольшее число выстрелов, которое может быть произведено из данного образца до выхода из строя или до того, пока какая либо из его характеристик выйдет за допустимые пределы.

*?*

Лекция 1. 09.02.19

Методы сравнительного анализа сложных технических систем

Сравнительный анализы СТС может проводится путем:

1. натурного эксперимента;

2. Полунатурного моделирования;

3. На основе математических методов.

- альтернативы.

Эту фразу следует читать так: *?*.

Дата: 2019-05-28, просмотров: 197.

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒