CC BY
110
2. Исследование методов построения пользовательских интерфейсов [Электронный ресурс]. URL: http://www.bibliofond.ru/view.aspx? id=515584 (дата обращения: 16.09.2019).
3. Разработка пользовательских интерфейсов [Электронный ресурс]. URL: http://pandia.ru/text/78/247/74988.php (дата обращения: 16.09.2019).
4. Андреева Е.Г. Проектирование эффективного пользовательского интерфейса // Политехнический молодежный журнал МГТУ им. Н.Э. Баумана. М., 2016. Выпуск №3 (3) [Электронный ресурс]. URL: http://masters.donntu.org/2017/fknt/raskidkin/library/article3 .htm (дата обращения: 16.09.2019).
Хрусталев Виталий Игоревич, канд. техн. наук, доцент, khsukhsu@,mail. ru, Россия, Абакан, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова
COMPARATIVE ANALYSIS OF THE STRUCTURE OF HUMAN-MACHINE INTERFACE
TECHNOLOGIES
V.I. Khrustalev
The paper deals with the comparative analysis of the structure of human-machine interface technologies. The main stages of the algorithm for creating the user interface are given. The main blocks of the algorithm are described, as well as their sequence and peculiarity.
Key words: human-machine interface, result-oriented approach, algorithm, information technology.
Khrustalev Vitaliy Igorevich, candidate of technical sciences, docent, khsu-khsu@,mail.ru, Russia, Abakan, Katanov Khakas State University named after N.F. Katanof
УДК 623.1.7
АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СРЕДСТВ
ГРУППОВОЙ ЗАПРАВКИ ГОРЮЧИМ ВООРУЖЕНИЯ,
ВОЕННОЙ И СПЕЦИАЛЬНОЙ ТЕХНИКИ НА МАРШЕ
Ю.Н. Пирогов, Ф.Е. Шарыкин, В.В. Безручкин, Г.Е. Шарыкин
Представлены материалы анализа тактико-технических характеристик и сравнительной оценки эффективности применения различных образцов средств групповой заправки горючим вооружения, военной и специальной техники войск на марше.
Ключевые слова: заправка, горючее, вооружение, военная и специальная техника, марш, полевой заправочный пункт.
Заправка вооружения, военной и специальной техники (ВВСТ) является заключительным и одним из самых ответственных этапов комплекса мероприятий службы горючего, направленных на поддержание высокой боевой готовности войск во всех видах их деятельности [1].
279
Наиболее сложной является заправка ВВСТ в колоннах на марше в предвидении ввода в бой. В такой ситуации потребность в горючем может составлять до 0,8 заправки подразделений, а войсковые подвижные запасы для этой цели использовать нецелесообразно. Кроме того, задача осложняется жёсткими временными рамками, не допускающими остановок и нарушений походного порядка, существенно повышая риск нанесения ударов противником.
Заправка на марше с применением штатных автомобильных топливозаправщиков (АТЗ) возможна только на привалах, что связано с большими потерями времени и высокой потребностью в АТЗ из-за малой вместимости их цистерн [2 - 3]. Эта проблема успешно разрешается отдельными ротами заправки горючим (орзг), укомплектованными средствами групповой заправки - полевыми заправочными пунктами (ПЗП) [4 - 5].
Существующие ПЗП представляют собой комплекты сборно-разборного оборудования, обеспечивающего одновременную заправку большого числа ВВСТ, многократное применение в различных условиях обстановки с относительно быстрым развертыванием и свёртыванием. Средствами перекачки служат перекачивающие станции горючего (ПСГ), мотонасосные установки (МНУ) или насосы автомобильных цистерн (АЦ). Для содержания необходимых запасов горючего используются резинотканевые (эластичные) резервуары или штатные АЦ орзг, осуществляющие подвоз горючего. Основные тактико-технические характеристики (ТТХ) существующих ПЗП представлены в табл. 1 [6 - 7]. Варианты их конструктивно-компоновочных решений отличаются средствами перекачки, содержания и транспортирования запасов горючего, а также устройствами распределения его выдачи в ВВСТ.
Таблица 1
Основные тактико-технические характеристики существующих полевых заправочных пунктов_
Марка Базовое шасси Количество постов заправки, шт. Средство перекачки Марка фильтра Обслу живающий расчет, чел.
ПЗП-10 1 -П-1,5 10 МНУГ-60 ФГН-60 1
ПЗП-10А 1 -П-1,5 10 АЦ-8,5-255Б ФГН-60 1
ПЗП-14 1 -П-1,5 14 АЦ-10-260 ФГН-120М 2
ПЗП-20 2-ПН-4М 20 ПСГ-160 ФГН-60 2
Одним из первых образцов, появившихся в войсках, является ПЗП-20 (рис. 1), который собирается из серийно выпускаемого технологического оборудования, смонтированного на двухосном прицепе.
ПЗП-10 (рис. 2) от ПЗП-20 отличается тем, что вместо ПСГ используется МНУ, а технологическое оборудование (коллектор с раздаточными рукавами и кранами, фильтр и счётчик) смонтировано на одноосном прицепе. Для создания и содержания запасов, как и в ПЗП-20, используются резино-тканевые (эластичные) резервуары.
Рис. 1. Полевой заправочный пункт ПЗП-20
В ПЗП-10А в отличие от ПЗП-10 средствами перекачки служат насосы АЦ, а их ёмкости являются средствами содержания запасов. По мере расхода горючего в цистерне происходит замена освободившихся АЦ на заполненные.
Рис. 2. Полевой заправочный пункт ПЗП-10
ПЗП-14 (рис. 3) от ПЗП-10А отличается количеством точек заправки (14 вместо 10), что было связано на определённом этапе с увеличением количества танков в ротах с 10 до 14 единиц. Для защиты оборудования от атмосферных осадков, пыли и механических повреждений на раму установлен оснащённый огнетушителем и заземлением кузов.
Основными недостатками перечисленных образцов считаются значительная трудоёмкость и длительность развёртывания, а также необходимость в транспортном прицепе, повышающем требования к квалификации и опыту водителей. Вместе с тем, все перечисленные ПЗП приняты на снабжение более 30 лет назад и в настоящее время не производятся.
Рис. 3. Полевой заправочный пункт ПЗП-14
Автомобильные роты подвоза горючего оперативного звена тыла и орзг отдельных бригад материально-технического обеспечения в настоящее время оснащены АЦ на автомобильных базовых шасси (АБШ) семейства КамАЗ с колёсной формулой 6х4, что ограничивает их возможности в условиях бездорожья. В этой связи планируется замена АБШ с колёсной формулой 6х4 на автомобили повышенной проходимости с колёсной формулой 8х8 (АЦ-14-63501) как в оперативном, так и в войсковом звеньях подвоза горючего, включая штатные АЦ орзг. Основные ТТХ современных АЦ для горючего представлены в табл. 2.
Таблица 2
Основные тактико-технические характеристики
современных автоцистерн для горючего_
Марка Базовое шасси Вместимость цистерны, л Насос
подача, м3/ч марка
АЦ-14-63501 КамАЗ-63501 14000 90 СЦН-90/80-Б-У1
АЦ-7-5350 КамАЗ-5350 7000 45 СЦЛ-20-24Г
АЦ-7,5-4320 Урал-4320 7500 45 СЦЛ-20-24Г
Принципиально новым техническим решением задачи по групповой заправке ВВСТ на марше является применение в составе орзг АТЗ классической конструкции с увеличенным числом постов заправки. В настоящее время принят на снабжение Вооруженных Сил Российской Федерации АТЗ массовой выдачи АТЗ-12-10-63501 (рис. 4) на АБШ с колёсной формулой 8х8, оснащённый 10 раздаточными кранами, цистерной вместимостью 12000 л и насосом с производительностью 90 м3/ч [8-9].
Опытная эксплуатация АТЗ-12-10-63501, по результатам которой проведен ряд мероприятий по доработке и модернизации систем и оборудования АТЗ, подтвердила соответствие их ТТХ требованиям тактико-технического задания и наличие значительных преимуществ перед существующими образцами.
Для сравнительной оценки эффективности применения орзг, укомплектованных различными средствами групповой заправки, предлагается математическая модель процесса с использованием метода статистических испытаний для ситуаций, когда случайные события наступают последовательно не пересекаясь, что позволяет определить параметры распределения сложных событий, как суммы средних значений и дисперсий элементарных, статистические значения параметров распределения которых известны из опыта [10].
1
Рис. 4. Автотопливозаправщик массовой выдачи АТЗ-12-10-63501
Для учёта оперативно-тыловых и тактико-технических требований назначения в качестве исходных данных математической модели процесса функционирования средств групповой заправки необходимо использовать значения статистических параметров распределения случайных величин: количества ВВСТ в колоннах, размера заправки и дозаправки подразделения, плотности горючего, приёмистости баков ВВСТ, скорости колонн и дистанции между ними, времени подъезда и отъезда, подачи насоса и числа колонн на маршруте.
Средние значения случайных величин и их среднеквадратичные отклонения (СКО) рассчитываются по известным формулам математической статистики. Если СКО случайных величин не определены статистически, то их значения приближённо могут быть рассчитаны с использованием прогнозных значений коэффициентов вариации.
Моделирование процесса осуществляется последовательным определением основных параметров заправки колонн на марше (с применением расчетных зависимостей, известных из курса теории вероятности и математической статистики) [8 - 9].
Полученные результаты моделирования справедливы полностью, если в процессе заправки отсутствуют перерывы с наличием горючего, что может иметь место, когда его запасы содержатся в автотранспортных средствах. В таких случаях к рассчитанному времени выполнения заправки необходимо добавить время на замену (подключение) АЦ при эксплуатации ПЗП-10А, ПЗП-14 и АТЗ-12-10-63501.
Время на замену порожних АЦ заполненными должно рассчитываться при условии обеспечения полной потребности в горючем на дозаправку колонн.
Количество замен АЦ в расчёте на 1 средство групповой заправки в комплекте орзг ориентировочно может быть определено из зависимости
г \
V
+ 0,95
КАЦ =
п ■ Жац
(1)
АЦ
тогда общее среднее время на замену АЦ рассчитывается:
грзам _ ,зам ¡¡^
ТАЦ = *АЦ ■ К АЦ , (2)
доверительный интервал общего времени на замену АЦ с вероятностью, не менее 0,95, составит
тзам ггзам
грзам грзам _зам Г7? /оч
ТАЦ = ТАЦ ±2оАЦ 'у!КАЦ , (3)
где 13щ - среднестатистическое время замены АЦ, мин; Жац - вмести-
мость АЦ, м3; озЦ - СКО среднестатистического времени замены АЦ,
мин; V - расчётный объём дозаправки всех колонн, м3; п - количество средств групповой заправки в комплекте орзг, шт.
Среднее значение и СКО полного времени заправки всех колонн на маршруте с учётом замены АЦ составит:
Тм = ТК ■ ? + ТАЦЦ, (4)
оМ =^о2 ■ г + (о3АЦ )2 ■ Кац , (5)
где Тк - среднее время заправки 1 колонны, мин; о - СКО среднего времени заправки 1 колонны, мин; г - количество колонн на маршруте выдвижения, шт.
Для иллюстрации изложенного подхода рассмотрен вариант организации заправки горючим мотострелковой бригады (мсбр) на марше с применением различных средств групповой заправки. Исходные данные представлены в табл. 3. Для объективности сравнения вместимость АЦ и средняя номинальная подача насосов взяты исходя из фактических ТТХ современных технических средств службы горючего. Потребность в автотранспорте для ПЗП-10 и ПЗП-20 принята из условия подъёма за 1 рейс объема горючего, необходимого на дозаправку соединения.
Любой вариант состава и ТТХ средств групповой заправки орзг должен удовлетворять общему для всех систем обеспечения требованию: выполнение поставленной задачи в полном объёме и в установленные сроки с вероятностью, не ниже заданной при минимальных затратах в том или ином выражении [9].
Количество ПЗП в составе орзг рассчитывалось исходя из условия, что заправка колонны осуществляется не более чем за 1 подъезд ВВСТ. Результаты моделирования процесса групповой заправки горючим мсбр на марше представлен в табл. 4 [4 - 5].
Таблица 3
Исходные данные для реализации математической модели _групповой заправки мсбр на марше (вариант)_
Наименования исходных данных Тип средства групповой заправки
ПЗП-20 ПЗП-10 ПЗП-10А ПЗП-14 АТЗ-12-10-63501
Количество постов заправки на 1 образце, шт. 20 10 10 14 10
Средняя номинальная подача насоса, л/мин 3000 1500 1500 1500 1500
Вместимость средств содержания запасов, м3 50*10 50*10 14*30 14*30 14(12)*32
Потребность в АЦ (АЦ-14-63501), шт. 30 30 30 30 23
Среднее время развёртывания 1 образца, мин 60 40 10 10 5
Потребность в личном составе для развёртывания 1 образца, чел. 5 4 2 2 2
Количество личного состава, обеспечивающего заправку ВВСТ, чел. 2 1 1 1 1
Среднее число колонн, шт. 14
Среднее количество ВВСТ в 1 колонне, шт. 87
Средняя масса заправки 1 колонны, кг 25400
Средний размер дозаправки, заправок 0,7
Средняя плотность горючего, кг/л 0,824
Средняя приёмистость баков ВВСТ, л/мин 150
Средняя дистанция между колоннами, км 3
Средняя скорость колонн, км/ч 20
Среднее время подъезда (отъезда) ВВСТ, мин 3
Таблица 4
Результаты моделирования процесса групповой заправки соединения на марше (вариант)_
Параметры процесса групповой заправки Тип средства групповой заправки
ПЗП- 20 ПЗП-10 ПЗП-10А ПЗП-14 АТЗ-12-10-63501
Потребность орзг в средствах заправки, шт. 5 9 9 7 9
Количество операторов средств заправки, чел. 10 9 9 14 9
Потребность в личном составе орзг*, чел. 40 39 39 44 32
Трудоёмкость развёртывания 1 ком-та. орзг, чел. ч 25 24 3 2,4 1,5
Среднее время заправки 1 колонны, мин 9 9 9 9 9
Среднее время на заправку всех колонн, мин 126 126 126 126 126
Мах (95 %) время на заправку всех колонн, мин 136 136 136 137 136
Мт (95 %) время на заправку всех колонн, мин 117 117 117 116 117
Среднее время замены АЦ, мин - - 24 30 24
Среднее время заправки всех колонн**, мин 126 126 150 156 150
Мах (95 %) время заправки всех колонн**, мин 136 136 164 172 164
Мт (95 %) время заправки всех колонн**, мин 117 117 137 141 137
* - включая водителей АЦ и операторов средств групповой заправки; ** - с учётом времени смены АЦ или перекачки горючего из АЦ в АТЗ
Из приведенных в табл. 4 результатов моделирования следует, что при заданных условиях по количеству средств групповой заправки в орзг, а также по вместимости и подаче насосов АЦ время заправки мсбр на марше (без учёта времени развёртывания, времени замены АЦ) практически не зависит от типа применяемого средства групповой заправки. Для ПЗП несущественными являются и различия в потребности в личном составе.
Необходимость замены (подключения) АЦ при использовании ПЗП-10А, ПЗП-14 и АТЗ-12-10-63501 влечет увеличение времени заправки ВВСТ соединения на 20...25 %. Однако следует отметить, что затраты времени на замену АЦ могут быть практически исключены при обеспече-
285
нии возможности свободного подъезда АЦ с горючим к резервным узлам подключения насосов, число которых должно быть не менее 2 у каждого средства групповой заправки.
Использование АЦ для содержания и подвоза запасов горючего существенно сокращает время и трудоёмкость развёртывания средств групповой заправки, повышает мобильность орзг. Применение АТЗ-12-10-63501, кроме того, обеспечивает сокращение потребности в личном составе. В связи с эпизодичностью применения орзг для заправки колонн на марше представляется возможность использования её наливного автотранспорта для подвоза горючего в оперативном звене тыла. АТЗ-12-10-63501 в такие периоды могут быть использованы для заправки ВВСТ подразделений отдельных бригад материально-технического обеспечения. В интересах увеличения объёма их серийного производства и снижения себестоимости такие АТЗ могут использоваться для укомплектования подразделений Сухопутных войск [11].
Полученные при расчётах результаты должны быть проанализированы на соответствие требованиям выполнения задачи в нормативные сроки. Если при заданной доверительной вероятности максимальное время заправки 1 колонны больше допустимого, то необходимо увеличение дистанции между колоннами на маршруте, либо снижение скорости их движения. В случае, когда предыдущее условие выполнено, а время заправки всех колонн больше допустимого, то при невозможности сокращения времени заправки 1 колонны, необходимо сокращение числа колонн на маршруте (совершение марша по 2 и более маршрутам или разделение потоков по нескольким участкам заправки).
Выбор оптимального (рационального) варианта оснащения орзг средствами групповой заправки определяется принятым критерием, в качестве которого могут быть выбраны минимальные значения следующих показателей:
цены закупки комплекта орзг, включающей средства заправки, хранения и транспортирования, млн. руб.;
приведенных затрат на содержание комплекта орзг с личным составом в течение жизненного цикла (операции), млн. руб.;
потребности в обслуживающем личном составе комплекта орзг,
чел.
Наиболее объективным критерием эффективности может служить сумма приведенных затрат на содержание комплекта орзг в течение жизненного цикла, но его определение сопряжено с накоплением опытных статистических данных, а также решением ряда технических и экономических задач, представляющих собой отдельную сложную проблему.
Определение ориентировочной цены закупки комплекта орзг, укомплектованного новыми образцами технических средств службы горючего, особых сложностей не представляет, однако не позволяет объективно провести их сравнение с ранее разработанными комплектами.
Учитывая требования к сокращению численности личного состава тыловых и других обслуживающих подразделений, а также проблемы с их укомплектованием, критерий потребности орзг в обслуживающем личном составе в ряде случаев может рассматриваться в качестве основного. По данному критерию преимущества АТЗ-12-10-63501 очевидны, несмотря на их значительную стоимость.
Список литературы
1. Шарыкин Ф.Е., Коваленко В.П., Галко С.А. Проблемы и перспективы развития средств заправки и транспортирования горючего // Материалы межвузовской научно-исторической конференции. Вольск, 2016. С. 410.
2. Система общих технических требований к видам вооружения и военной техники. Технические средства службы горючего. Общие технические требования: ОТТ 8.1.1.1-2010 // ФАУ «25 ГосНИИ химмотологии Минобороны России». М., 2010.
3. ГОСТ РВ 4930-002-2012. Технические средства службы горючего. Автомобильные средства заправки и транспортирования горючего. Общие технические требования. М.: Стандартинформ, 2013. 23 с.
4. Сборник нормативов по боевой подготовке подразделений материально-технического обеспечения. М.: Воениздат, 2015. 296 с.
5. Полевые заправочные пункты. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. М.: Воениздат, 1979. 28 с.
6. Эксплуатация средств перекачки, заправки и транспортирования ракетного топлива и горючего: учебник. М.: Воениздат, 1993. 376 с.
7. Зайченко В.Н., Зарумный В.И. Полевые заправочные пункты // Военно-экономический вестник, 2004. № 3. С. 37-47.
8. Автотопливозаправщик массовой выдачи и модели вариантов его применения / Ю.Н. Пирогов, Ф.Е. Шарыкин, В.В. Безручкин, Г.Е. Шары-кин // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. Вып. 5. С. 202 - 214.
9. Анализ опыта применения автомобильных средств заправки общевойскового назначения и оценка их соответствия современным требованиям назначения / Ю.Н. Пирогов, Ф.Е. Шарыкин, В.В. Безручкин, Г.Е. Шарыкин // Известия Российской академии ракетных и артиллерийских наук. 2017. № 4. С. 115 - 121.
10. Пирогов Ю.Н. Математическое моделирование процессов функционирования объектов и технических средств обеспечения горючим. М.: Изд-во «Неография», 2006. 228 с.
11. Указ Президента Российской Федерации № 603 от 07 мая 2012 года «О реализации планов (программ) строительства и развития Вооружённых Сил Российской Федерации, других войск, воинских формирований, органов и модернизации оборонно-промышленного комплекса» / Собрании законодательства Российской Федерации от 07 мая 2012 года № 19, ст. 2340.
Пирогов Юрий Никитич, канд. техн. наук, ведущий научный сотрудник, 22otdel@,mail.ru, Россия, Москва, ФА У «25 ГосНИИ химмотологии Минобороны России»,
Шарыкин Федор Евгеньевич, старший научный сотрудник, [email protected], Россия, Москва, ФАУ «25 ГосНИИ химмотологии Минобороны России»,
Безручкин Владимир Владимирович, начальник лаборатории, [email protected], Россия, Москва, ФАУ «25 ГосНИИ химмотологии Минобороны России»,
Шарыкин Георгий Евгеньевич, начальник отделения комплектования, sarykin [email protected], Россия, Санкт-Петербург, 5Гя брмто ЗВО
ANALYSIS OF EFFICIENCY APPLICATION OF MEANS GROUP REFUELLING OF ARMS BY FUEL, THE MILITARY AND SPECIAL TECHNICS ON THE MARCH
Y.N. Pirogov, F.E. Sharykin, V. V. Bezruchkin, G.E. Sharykin
In article materials of the analysis of taktiko-technical characteristics and a comparative estimation of efficiency of application of various samples of means of group refuelling by fuel of arms, the military and special technics of armies on a march are presented.
Key words: refuelling, fuel, arms, the military and special technics, a march, a field filling station.
Pirogov Yurii Nikitich, candidate of technical science, the leading scientific employee, 22otdel@,mail.ru, Russia, Moscow, FAE «The 25-th State Research Institute of Himmotol-ogy, Ministry of Defence of Russian Federation»,
Sharykin Fedor Evgenevich, senior scientific employee, fedor_rf@,mail. ru, Russia, Moscow, FAE «The 25-th State Research Institute of Himmotology, Ministry of Defence of Russian Federation»,
Bezruchkin Vladimir Vladimirovich, chief of laboratory, 22otdel@,mail. ru, Russia, Moscow, FAE «The 25-th State Research Institute of Himmotology, Ministry of Defence of Russian Federation»,
Sharykin Georgiy Evgenevich, chief of branch of acquisition, sarykin_1988@mail. ru, Russia, St.-Petersburg, 51st brigade of material support of the WMD
