CC BY
109
УДК 629.7.01
ИССЛЕДОВАНИЕ ПО ОБОСНОВАНИЮ РАЦИОНАЛЬНОГО СОСТАВА И РАЗМЕРНОСТИ КОМПЛЕКСА СРЕДСТВ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ВЫЖИВАЕМОСТИ САМОЛЕТОВ ТРАНСПОРТНОЙ АВИАЦИИ
Н.Б. ТОПОРОВ
Статья представлена доктором технических наук Федуновым Б.Е.
Рассматривается модельно-методический аппарат формирования комплекса обеспечения выживаемости самолетов транспортной и пассажирской авиации, совершающих полеты в зонах политической и военной нестабильности.
Ключевые слова: самолеты транспортной авиации, средства обеспечения выживаемости
Введение
В связи с усложнением и обострением геополитической обстановки, увеличением количества конфликтов, включая межгосударственные, межнациональные, межконфессиональные и т.д., появлением и бесконтрольным распространением средне и крупнокалиберного стрелкового оружия и переносных зенитных систем в последнее время возникла и развилась угроза воздействия зенитных средств на небоевые авиационные комплексы. В первую очередь эта угроза стала характерна для авиационных комплексов транспортной авиации (АК ТА), выполняющих свои функциональные задачи в районах конфликтных ситуаций.
АК ТА, действующие в конфликтных зонах, могут принадлежать как к государственной, так и к коммерческой транспортной авиации.
Авиационные комплексы транспортной авиации (АК ТА) в процессе решения своих целевых задач в условиях конфликтных ситуаций могут сталкиваться с организованным огневым противодействием противника. При этом воздействие может осуществляться как на территории конфликта, так и на своей территории (действия террористических и диверсионных групп противника). Хотя АК ТА, принадлежащие к коммерческой авиации, практически не действуют на территориях конфликтов в активной фазе, угроза воздействия на них зенитных средств террористических и диверсионных формирований противоборствующей стороны конфликта остается достаточно актуальной.
Исследования по определению рационального состава и облика комплекса средств обеспечения выживаемости (КОВ) для самолетов транспортной авиации проводились с целью оценки целесообразности оснащения АК ТА КОВ в целом и определения его рационального состава при положительном решении вопроса о оснащении АК ТА КОВ.
В процессе проведения исследований принималось, что комплекс обеспечения выживаемости АК может состоять из ряда функциональных компонент, объединенных информационно в единую систему:
• комплекс информационной обороны в оптическом (ИК) диапазоне (КОЭО), в состав которого могут быть включены:
- устройство выброса ложных целей (УВЛ);
- станция оптикоэлектронной разведки (СОЭР);
- станция активных оптикоэлектронных помех (СОЭП);
- лазерная система активного подавления наведения ракет с ИГС;
• комплекс средств повышения боевой живучести (СПБЖ).
Очевидно, что состав КОВ зависит от характера и уровня угроз АК в процессе функционирования.
АК ТА не должны применяться в зоне мощной организованной противовоздушной обороны противника. При необходимости обеспечения транспортно-десантных операций в зоне военных конфликтов высокой интенсивности задачу прикрытия АК ТА от средств наземной (ЗРК БД и СД) и воздушной (ИА) составляющих ПВО противника должны решать специализированные АК и наземные средства обеспечения.
Вероятность возникновения угрозы АК ТА при выполнении полета по маршруту, проходящего, как правило, на крейсерских режимах вне зоны действия средств маловысотной ПВО, достаточно низка. Хотя, следует отметить, такая вероятность всё же существует, в том числе и вследствие ошибок систем ПВО.
Практика современных локальных конфликтов показывает, что основные боевые потери АК ТА несут при выполнении посадки и взлета.
Следовательно, наиболее вероятную угрозу для АК ТА составляют ствольные зенитные комплексы различных калибров, ПЗРК и, в ряде случаев, ЗРК МД, что и было учтено в настоящем исследовании.
Исходные данные и методика исследований
С целью оценки влияния оснащения АК ТА комплексом обеспечения выживаемости на эффективность выполнения этим АК своих целевых задач, в исследовании рассматривалось выполнение группировкой АК ТА, состоящей из самолетов ТА, задач по обеспечению действий войсковой группировки в зоне локального конфликта. Уровень активности и интенсивности конфликта определялся насыщенностью ПВО противоборствующей стороны и в исследованиях варьировался. В табл. 1 приведен вариант распределения вероятностей проведения атаки АК ТА зенитными средствами одного из рассматриваемых классов.
Таблица 1
Уровень интенсивности угрозы атаки АК ТА (интенсивность конфликта) Уровень интенсивности ПВО Вероятность атаки АК ТА зенитным средством, %
ЗСК ПЗРК Стрелковое оружие
Высокий 100 % 17,5 34,5 45,5
Средний 65 % 16,7 33,3 50
Низкий 33 % 6,2 31,3 62,5
Следует отметить, что в исследованиях было принято, что базовый транспортный самолет не оснащен КОВ. Установка на носитель элементов КОВ, включая конструктивные решения комплекса средств повышения боевой живучести, происходит за счет снижения полезной нагрузки и (или) дальности полета АК с фиксированной нагрузкой.
В качестве основных критериев эффективности рассматривалось два показателя эффективности:
• перевезенная АК ТА за его время существования в конфликте полезная нагрузка GS ;
• затраты группировки АК ТА на обеспечение боевых действий сАААША ;
В первом случае критериальная функция выглядит следующим образом
Оъ = гпах в™ (КОВ, ПВО),
где а™ (КОВ, ПВО) - масса полезной нагрузки, перевезенной АК ТА за время участия АК в конфликте (до гибели) в зависимости от уровня интенсивности конфликта (ПВО) и массы, и состава комплекса обеспечения выживаемости (КОВ);
во втором
С А акта = шоп САГ (КОВ, ПВО),
где САГ (КОВ, ПВО) - затраты на обеспечение доставки авиационной группировкой ТА полезной нагрузки, потребной для ведения боевых действий в конфликте в зависимости от уровня интенсивности конфликта (ПВО), массы и состава комплекса обеспечения выживаемости (КОВ). Эти затраты включают в себя эксплуатационные расходы АГ на транспортировку фиксированного набора грузов и стоимость потерь авиационной группировки ТА.
В процессе исследований фиксированная масса КОВ распределялась рациональным образом по составляющим КО с достижением локального экстремума критериальной функции (для обоих критериев) с учетом снижения массы доносимой целевой нагрузки за один вылет АК
( О^н = Опн - О^в ). Затем определялся экстремум целевой функции во всем поле возможных значений Оков (0 < Оков < ОЩ“ ). Шаг итераций АОков определялся в процессе проведения расчетов.
При проведении расчетов учитывались все составляющие КОВ, включая комплекс средств повышения боевой живучести и комплекс лазерного подавления наведения ракет.
С целью проведения исследований была разработана математическая модель функционирования группировки транспортной авиации в конфликте.
Модель предназначена для проведения оценок эффективности выполнения группировкой АК ТА совокупности целевых задач в операции (конфликте), выработки рекомендаций по рациональному составу группировки АК ТА, получения сравнительных оценок эффективности АК ТА в составе группировки.
Следует отметить, что модели средств ПВО достаточно подробно учитывают функционирование различных средств ПВО от стрелкового оружия до ЗРК и воздействие средств поражения (СП) этих систем ПВО на АК ТА. Модель ОЭП позволяет оценить вероятность срыва наведения (или увеличения ошибки наведения) соответствующих СП в зависимости от характеристик используемого комплекса обороны, в том числе и от его массы. Подсистема оптимизации распределения средств повышения боевой живучести (СПБЖ) позволяет определить рациональные способы защиты жизненно важных агрегатов (ЖВА) АК в зависимости от выделенной на повышение боевой живучести массы по критерию вероятности выживания АК. В целом блок оценки выживаемости АК в операции позволяет определить вероятность выживаемости АК в зоне поражения зенитных средств [5,7].
Результаты исследований
На рис. 1 - 3 представлены результаты проведенных расчетов в виде зависимостей, принятых в исследовании критериев от массы комплекса обеспечения выживаемости, установленного на АК ТА. Оба критерия представлены в относительных единицах, где для критерия перевезенной АК ТА за его время существования в конфликте полезной нагрузки (критерий 1 на графиках) за единицу принято его максимальное значение (К5(М = О^ / О£“х), а для критерия затрат группировки (критерий 2) - минимальное значение в данном конфликте (Котн = СА Ш1П / 1),
т.е. критерий 2 представлен на графиках в «перевернутом» виде и его максимальное значение соответствует минимальным затратам на функционирование группировки в конфликте.
Масса КОВ на графиках также представлена в виде процентного соотношения собственно массы КОВ к нормальной взлетной массе АК.
Исследование всех рассматриваемых в работе конфликтов с учетом распределения вероятностей их возникновения позволило получить агрегированные зависимости аналогичного типа на всем множестве конфликтных ситуаций (рис. 4).
ЕС N N О' іЛ V А «І •« в' р К к’ ‘С кЛ 9 *Г N •і О © Я N С X- Т <■> »4 — С
ии
О О О О О О О ГЧ"Ч »Ч « я П N N П П I
СО N г*.' О іЛ •* Л* <ч и 6 р' СО К «З ІЛ « гл I
ПЧПМППКЧП'Ч*"11"«*''
я А л ^ ^ і| ч
О Р и' N о ІЛ ч
ч; іл «ті іґі п ч я о
5Л_*
Рис. 1
Рис. 2
Конфликт низкой интенсивности
Все конфликты
Рис. 3
Рис. 4
Распределение масс комплекса обеспечения выживаемости по составляющим приведено в табл. 2, 3 соответственно для распределения, полученного по критерию 1 (табл. 2) и по критерию 2 (табл. 3), где :
- СПБЖ - комплекс мер по повышению боевой живучести АК;
- СОЭП - комплекс средств активного информационного противодействия в оптическом (тепловом/тепловизионном) диапазоне;
- СЛЦ - система применения ложных целей с боекомплектом.
Таблица 2
Критерий 1
Интенсивность конфликта Око/Gнорм, % % массы КОВ для составляющей
СПБЖ СОЭП СЛЦ
Низкая 17-18 78 14 8
Средняя 18-19 76 13 11
Высокая 19-20 74 16 11
Для всех конфликтов 18-19 76 13 11
Таблица 3
Критерий 2
Интенсивность конфликта Око/Gнорм, % % массы КОВ для составляющей
СПБЖ СОЭП СЛЦ
Низкая ~ 2 25 50 25
Средняя ~ 7-8 39 31 30
Высокая ~ 11-12 72 18 10
Для всех конфликтов ~ 4-5 38 44 18
Так как рассматриваемые в работе критерии можно считать векторными, при дальнейших исследованиях была проведена свертка данных критериев методом суммирования. На рис. 5 приведена зависимость полученной свертки критериев от массы комплекса обеспечения выживаемости, установленного на АК ТА. Область значений критерия, соответствующая рациональной массе КОВ АК ТА, выделена на рис. 5 и составляет 2.7 - 6.3 % от нормальной взлетной массы АК.
1,000 Котн
0,900
0,800 0,700 0,600 0,500 0,400 0,300 0,200 0,100 0,000
сч_ г^__ г-д го со_ со со ^ ^ ^ і_о ит^ип
оо г--' г~-Г из" ігГ ^ го- г^Г г-Г о сгГ со- гС іхГ и-Г сэ-" го гчГ -—Г сГ осГ г-^ і_п го" гч" «—Г о
^„о/^норт.^
Рис. 5
Заключение
Проведенные исследования показали работоспособность модельно-методического аппарата и возможность получения с его помощью конкретных рекомендаций по оснащению АК транспортной авиации комплексом средств обеспечения выживаемости.
На основании проведенных на используемом примере исследований можно сделать следующие выводы:
- рациональное значение массы комплекса обеспечения выживаемости в условиях принятых исходных данных составляет 3-6 % нормальной взлетной массы АК;
- рациональный КОВ состоит из комплекса средств обеспечения боевой живучести (25 -40 % массы КОВ), лазерной системы активного информационного противодействия ОЭГСН атакующих АК управляемых ракет (20 - 40%), комплекса средств постановки помех (устройство выброса ложных целей с боекомплектом) (15-25%) и средств информационного обеспечения КОВ (обнаружения угроз) (10 - 15 % массы КОВ);
- оснащение АК транспортной авиации комплексом обеспечения выживаемости указанного состава позволит повысить эффективность АК в конфликтных ситуациях на 25-30 %.
ЛИТЕРАТУРА
1. Федосов Е.А., Орлов В.В. и др. Авиация ВМФ России и научно-технический прогресс. - М.: Дрофа, 2005.
2. Вентцель Е.С. Введение в исследование операций. - М.: Сов. радио, 1964.
3. Гермейер Ю.Б. Введение в теорию исследования операций. - М.: Наука, 1971.
4. Дубов Ю.А., Травкин С.И., Якимец В.Н. Многокритериальные модели формирования и выбора вариантов систем. - М.: Наука, 1986.
5. Егер С.М., Мишин В.Ф. и др. Проектирование самолетов. -М.: Машиностроение, 1983.
6. Исаев А.С., Ставровский Б.И. Основы эффективностного анализа и синтеза авиационных комплексов: учеб. пособие. - М.: МАИ, 1983.
7. Базазянц С.И. Боевая живучесть летательных аппаратов: учеб. пособие. - М.: МАИ, 1978.
THE STUDY ON MOTIVATION OF THE RATIONAL COMPOSITION AND DIMENSIONALITY OF THE COMPLEX OF THE FACILITIES OF THE SURVIVAL POTENTIAL PROVISION
OF TRANSPORT AVIATION PLANES
Toporov N.B
It is Considered model-methodical device of the shaping the complex of the survival potential provision of transport and passenger aviation planes, making flights in zone political and military instability.
Key words: passenger aviation planes, survival potential provision.
Сведения об авторе
Топоров Николай Борисович, 1960 г.р., окончил МАИ (1983), кандидат технических наук, начальник лаборатории ГНЦ РФ ФГУП ГосНИИАС, автор более 70 научных работ, область научных интересов - системный анализ, математические методы моделирования.
