Владимир Живетин - Технический риск (элементы анализа по этапам жизненного цикла ЛА)

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

– частное лицо (1–2-х 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. 1.6). Заказчики или инвесторы техники 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 обуславливает необходимость анализа потоков технического риска (потерь).

Рис. 1.6

Технико-технологическая среда, являющаяся одним из основных элементов среды жизнедеятельности человека [6], включает в себя технические и технологические объекты, созданные с использованием научных достижений. Огромная польза науки заключается в ее способности создавать необходимые предпосылки для обеспечения безошибочных действий человека, связанных с созданием новой техники или совершенствованием старой.

На рис. 1.7 показана взаимосвязь: среды жизнедеятельности; науки; технических и технологических объектов. В основе такого взаимодействия лежит обмен информацией J xот среды к науке J y, от науки J yк технике J zо процессах x, y и z, формируемых средой, наукой и технологией 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.

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).

Рис. 1.7

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 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 1, которая, как правило, превышает δ 31. 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 технике, которые сформулируем, следующим образом:

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

2) функционирование техники 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 – топлива, из-за несовершенства бортовой аппаратуры;

R 3 – топлива, из-за несовершенства аэродинамическо-прочностных свойств самолета;

R 4 – эксплуатационные, из-за несовершенства организации работ по подготовке к эксплуатации;

R 5 – на этапе научно-исследовательских работ;

R 6 – на этапе опытно-конструкторских работ.

Таким образом, потери R при создании и эксплуатации представляют собой векторную величину, включающую в себя n-компонен-тов, каждая из которых также является, векторной величиной.

Потери R связаны с жизненным циклом, который включает в себя следующие этапы (рис. 1.8): научно-исследовательский, опытно-конструкторский, серийное производство, эксплуатационный. Согласно схеме рис. 1.8, инициатором создания того или иного проекта является инвестор-1, на средства которого в объеме (Z 1+ Z 2) организуются НИР (научно-исследовательские работы), ОКР (опытно-конструкторские работы), производство. Реализовав объект на рынке-2 по цене Z 3, он должен получить прибыль П 1= [Z 3 – (Z 1+ Z 2)] > 0.

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 планера инвестор-2 имеет возможность определить прибыль.

Рис. 1.8

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 организация управления воздушным движением (управление воздушным движением), аэродромное и техническое обслуживание. 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 др.