Владимир Живетин - Методы и средства обеспечения безопасности полета

В общем случае каждый ЛА при анализе эксплуатационных потерь можно рассматривать как подсистему (объект, элемент) некоторой экономической системы, представляющей собой эксплуатационное подразделение. Это означает, что все основные положения экономических систем [19] могут быть использованы при анализе процессов создания и эксплуатации ЛА.

В зависимости от типа самолета в качестве таких экономических систем выступают эксплуатационные подразделения следующих уровней:

– частное лицо (1–2-местные самолеты);

– спортивное общество (спортивная авиация);

– фирма (самолеты деловых связей);

– региональные авиаслужбы (самолеты местных авиалиний);

– авиаслужбы страны (самолеты внутренних авиалиний);

– международные авиакомпании (самолеты международных авиалиний).

Каждое из этих эксплуатационных подразделений в той или иной мере оказывает влияние на создание соответствующей (эксплуатируемой им) техники, а также средств обеспечения ее функционирования (рис. 1.9). Заказчики или инвесторы техники подразделений имеют разные итоговые цели ее создания, разные условия функционирования и потому формируют различные требования и назначения. При этом для каждого ЛА характерны свои потери, как по величине, так и по виду своего проявления, что обусловливает необходимость анализа потоков техническо-экономического риска.

Рис. 1.9

Жизненный цикл. Истоки технического риска.

На рис. 1.10 показана на системном уровне взаимосвязь среды жизнедеятельности, науки, технических и технологических объектов. В основе такого взаимодействия лежит обмен информацией J x от среды к науке J y , от науки J y – к технике J z о процессах x, y и z , формируемых средой, наукой и техникой соответственно. В процессе такого обмена возникают погрешности и ошибки, свойственные контролю, обработке и передаче информации. Так, в процессе изучения среды жизнедеятельности, которая является источником информации и базовой основой для построения математических и иных моделей, возникают погрешности δ 1, которые зависят от средств измерения и свойств среды жизнедеятельности как носителя информации J x .

Рис. 1.10

Численные характеристики погрешности δ 1в процессе научных исследований видоизменяются, как правило, увеличиваются, и на входе в подсистему (3) приобретают новое значение δ 2. В процессе создания новой техники или технологий δ 2видоизменяется, превращаясь, с одной стороны, в случайные факторы W 31(δ 1, δ 2, δ 3, y, z ), которые воздействуют на среду жизнедеятельности, а с другой – в δ 3, которые наблюдает наука с целью корректировки математических или иных моделей. Среда жизнедеятельности реагирует на W 31и создает на входе (3) случайные факторы W 13(δ 1, x, t ).

В процессе взаимодействия между подсистемами (2) и (3) возникают противоречия, обусловленные трудностями, а подчас и невозможностью выполнения всех требований, сформулированных наукой, подлежащих реализации на этапе создания новых технико-технологических объектов. Это обусловлено, чаще всего, отсутствием соответствующей производственной базы, например, для обеспечения заданной точности и надежности функционирования самолета или заданной точности конструктивного исполнения несущих аэродинамических поверхностей.

При этом наука задает расчетную или потребную точность, например в виде погрешности δ 2, а на практике получают возможную погрешность δ 3, которая, как правило, превышает δ 2. В результате ухудшаются все показатели, например тактико-технические данные самолета, такие как дальность полета, расход топлива, грузоподъемность, ресурс, категория по взлету и посадке.

Ограничимся основными требованиями к авиации, которые сформулируем следующим образом:

1) авиация должна оптимальным или наилучшим образом реализовать свое целевое назначение, так например, самолет должен перемещаться в пространстве с минимальными энергетическими затратами при прочих равных условиях;

2) функционирование авиации должно быть безопасным в целом, для биосферы, и в частности, для тех, кто ее использует, так например, вероятность катастрофы для самолета не должна превышать 10 –8.

Невыполнение указанных требований приводит к соответствующим неучтенным или сверхнормативным потерям, которые включают, в частности, потери финансовых средств, направленных на создание новой техники.

Процессу создания и эксплуатации самолета сопутствуют следующие потери:

R 1 – от поломки или разрушения самолета;

R 2 – эксплуатационные, из-за несовершенства организации работ по подготовке к эксплуатации;

R 3 – на этапе научно-исследовательских работ;

R 4 – на этапе опытно-конструкторских работ.

Таким образом, потери R = ( R 1, R 2, R 3, R 4) при создании и эксплуатации представляют собой векторную величину, включающую в себя четыре компоненты, каждая из которых также является векторной величиной.

Потери R i связаны с жизненным циклом, который включает в себя следующие этапы (рис. 1.11): научно-исследовательский, опытно-конструкторский, серийное производство, эксплуатационный. Согласно схеме на рис. 1.11, инициатором создания того или иного проекта является инвестор-1, на средства которого в объеме ( Z 1+ Z 2) организуются научно-исследовательские работы (НИР), опытно-конструкторские работы (ОКР), производство. Реализовав объект на рынке-2 по цене Z 3, он должен получить прибыль П 1= [ Z 3– ( Z 1+ Z 2)] > 0.

Рис. 1.11

Инвестор-2, купив объект по цене Z 4, организует его эксплуатацию, представив его на рынок-3 (услуг) для потребителя услуг (10). В процессе эксплуатации ивестор-2 от потребителя получает Z 5 – стоимость услуг. При известных эксплуатационных расходах, ресурсе объекта инвестор-2 имеет возможность определить прибыль.

Перечень расходов, сопутствующих жизненному циклу, включает в себя: 1) создание самолета, в том числе научно-исследовательские работы, проектирование, производство и испытание опытных образцов; 2) серийное производство; 3) эксплуатационные расходы, в том числе организацию управления воздушным движением, аэродромное и техническое обслуживания. Все эти расходы должны окупаться за счет коммерческих перевозок за период эксплуатации, в качестве которого может выступать ресурс работы планера самолета. При этом Z 5есть функция таких факторов, как стоимость тонны километра перевозимого груза, которая изменяется случайным образом во времени; количество километров, налетанных самолетом и прочее.