Научно-техническая концепция ВК определяет технические пути и средства достижения поставленных целей, то есть пути реализации основных потребных боевых свойств. На основе анализа основных факторов, определяющих научно-технические возможности создания новых ВК, производится системный анализ всего спектра нововведений, степени их практической освоенности и возможности реализации в прогнозируемый период времени. Анализ, проведенный по такой схеме, позволяет сделать прогноз на 15–20 лет вперед, определить перечень научно-технических решений и достигнутые уровни технических характеристик, полученные от внедрения данных решений.
Оценка уровней технического совершенства ВК в зависимости от основных нововведений дает возможность получить количественные значения основных располагаемых ТТХ ВК, а затем и сформировать множество вариантов ВК, определить их основные боевые свойства. По каждому боевому свойству ВК можно вычислить обобщенные показатели, которые интегрально будут оценивать располагаемые мощность (М)р, мобильность (МБ)р, выживаемость (ВЖ)р. Зная эти показатели, можно вычислить конкретное значение обобщенной функции полезности, то есть найти располагаемую полезность нового ВК. Численные значения потребной и располагаемой полезности помогут оценить соответствие потребных и располагаемых боевых свойств ВК. Следует подчеркнуть, что рассмотренные выше задачи должны решаться итерационно, поскольку оперативные потребности зависят от технических возможностей и в то же время стимулируют их развитие.
Так же, как и технические возможности, они дисциплинируют оперативные потребности и одновременно раскрывают новые направления развития и вширь, и вглубь.
Производственно-экономическая концепция ВК определяет прогнозируемые ресурсы (потребные и располагаемые) и ограничения производственно-технологического характера при разработке и создании перспективных образцов. Главнейшими направлениями исследований этой стороны концепции ВК становятся:
— разработка программы формирования ресурсов, которые необходимы для выполнения НИОКР;
— разработка комплексной целевой программы для создания научно-технического задела и последующей ОКР;
— разработка программы развития технологической и производственной базы создания перспективного образца ВК, его систем, подсистем и элементов. Опыт такой работы в нашей стране есть, по ряду объектов разработаны соответствующие документы.
На основании полученных данных по этим трем ключевым направлениям формируются варианты разработки и создания нового образца вертолетного комплекса с определением потребных и располагаемых затрат на весь «жизненный» цикл функционирования расчетной группировки ВК.
Ка-52
Ми-8МТВ-5
Задача синтеза оптимального ВК решается на обликовом этапе формирования. В основу ее решения положен принцип «эффективность — затраты — реализуемость», наиболее полно отражающий ключевые аспекты строительства военной вертолетной техники на современном этапе. При этом необходимо учитывать ряд новых факторов, которые в настоящее время сопутствуют разработке и созданию вертолетной техники: существенные финансовые ограничения военного бюджета, резкое снижение численности вертолетных группировок, большие проблемы с реализацией новых (критических) технологий в оборонно-промышленном комплексе, неопределенность оперативно-стратегической обстановки и т. д. Эти обстоятельства заставляют шире применять многокритериальную оценку, учитывающую всю совокупность ключевых факторов, относящихся как к объектам синтеза и их оценки, так и к условиям их разработки, создания и применения.
Синтез ВК выполняется в два этапа: на первом формируется семейство альтернативных вариантов (с заданными вариантами ТТХ), а на втором проводится оценка эффективности, потребных затрат на НИОКР, изготовление серийных образцов, эксплуатацию, ремонт и определение наилучшего варианта (вариантов) ВК по выбранной системе показателей и критериев.
Предметом исследований и оптимизации при синтезе вертолетных комплексов является совокупность основных ТТХ, конструктивно-аэродинамических схем и основных технических параметров ВК. Методические вопросы синтеза вертолетных комплексов достаточно хорошо проработаны во многих организациях, связанных с исследованиями и проектированием ВК. В настоящей статье кратко проанализируем методические и программные достижения, полученные в этом направлении специалистами 30 ЦНИИ МО РФ.
На основе единой методической базы оптимизируется вся совокупность ТТХ вертолетного комплекса: летно-технические и эксплуатационно-технические характеристики, характеристики выживаемости, составы и основные характеристики комплексов БРЭО и вооружения. Синтез альтернативных вариантов базируется на решении известных уравнений баланса масс, объемов и центровки ВК. Расчетное множество вариантов формируется таким образом, чтобы охватить возможные области изменения основных ТТХ и технических параметров ВК.
Синтез вариантов ВК осуществляется на единой методической основе для широкого класса конструктивно-аэродинамических схем и типов силовых установок, различных вариантов комплексов БРЭО, вооружения и средств защиты. Он производится путем математического моделирования компоновки вариантов ВК и последующего совместного расчета технико-экономических характеристик (аэродинамических, массовых, геометрических, летных, стоимостных) с одновременной оптимизацией основных технических параметров ЛА (а для винтокрылов — и оптимизацией управления несущими винтами на основных режимах полета). По результатам исследований получается множество субоптимальных альтернативных вариантов ВК, имеющих заданную совокупность ТТХ. Последующее исследование этих вариантов на моделях, сравнительная оценка их эффективности и затрат позволяют выбрать варианты с оптимальными (рациональными) ТТХ, а на основе полученных результатов сформулировать требования в ТТЗ на ВК.
Методическая база по синтезу вариантов вертолетных комплексов под заданные ТТХ с помощью ЭВМ создавалась, совершенствовалась и развивалась в 30 ЦНИИ МО РФ на всем протяжении деятельности института, в течение почти 50 лет. Было разработано пять версий методик синтеза ВК различного назначения. Доклад по первой версии методики синтеза транспортно-десантных вертолетов с широкой иллюстрацией ее возможностей был сделан автором еще в 1965 году на Всесоюзной научно-технической конференции по вертолетам в ЦАГИ. Последняя версия программы синтеза вариантов ВК различного назначения (боевых, транспортно-десантных, многоцелевых) разработана автором в последние годы в среде Delphi-7 и широко апробирована при решении разнообразных задач.
В 30 ЦНИИ МО РФ разработаны крупномасштабные многофакторные параметрические модели боевого функционирования ВК, позволяющие в сравнительно короткие сроки выполнять объемные расчеты по оценке эффективности вариантов предлагаемых комплексов, решать задачи по выбору наилучших ТТХ, проводить комплексную сравнительную оценку конкурирующих вариантов ВК различного назначения.
Ми-28Н
Интегральная оценка семейства рассматриваемых вариантов ВК и формирование их приоритетного ряда по совокупности показателей проводятся с использованием системы поддержки принятия решений (СППР), разработанной в 30 ЦНИИ МО РФ.
Система поддержки принятия решений — это комплекс методик и программ, предназначенный для решения задачи по выбору рационального варианта из исходного множества альтернатив с учетом неопределенности и многокритериальности. Выбор варианта ВК проводится в диалоговом режиме на ПЭВМ. Главное отличие данной СППР от других систем подобного типа заключается в использовании совокупности методов теории принятия решения, построенных на различных принципах, с использованием различной (по объему и структуре) исходной информации. Такой подход существенно расширяет возможности СППР и повышает достоверность принимаемых решений. Программа проводит оценку показателей сравниваемых объектов, в процессе которой с помощью ряда методов корреляционного анализа осуществляется также оценка степени взаимосвязи показателей. По результатам анализа исследователь может оставить для дальнейшей работы только наиболее важные показатели без значительной потери точности описания альтернатив.