CC BY
31
NHJ°- нормативы численности выполнения формы
технического со-ПТО i-го вида,
става для чел./см.;
п,- количество форм ПТО 1-го вида, подлежащих выполнению в месяц наивысшей загрузки;
т - количество видов форм ПТО, выполняемых в данном месяце.
На основе полученного значения @мес рассчитывается среднемесячная явочная численность технического состава М^0, необходимая для выполнения планируемого объема работ с учетом количества рабочих смен в сутки, по формуле:
нескольких форм ПТО совмещается с обслуживанием ЛА по менее трудоемкой форме.
Объем работ ПТО, выполняемый при поэтапном методе @МеЭТ, определяется по формуле:
^поэт _ д/ мес — iVJ
* По-
(12)
Qm.
^мег*&гм
(10)
ferf
количество рабочих дней в месяце; количество смен в сутки.
Среднесписочная численность (штатная) учетом среднегодовых потерь составит:
г ПТО .
,гПТО
(11)
где
пЭт - количество этапов ПТО в месяц;
- норматив численности технического состава для выполнения одного этапа работ.
Механизм расчета удельной средней суммарной продолжительности ТО представляет собой среднюю продолжительность работ по ТО ВС, приходящуюся на 1 час его налета. При этом не учитываются простои по организационным причинам (подготовка рабочих мест, ожидание из-за отсутствия исполнителей, запасных частей и т.п.). Фактическое значение показателя определяется в результате сбора и обработки статистики по времени и трудозатратам:
Кп =7^(1Г=°опоО, (13)
где По; - средняя суммарная продолжительности 1-й формы технического обслуживания за рассматриваемый период; По- число форм обслуживания, включающее оперативные и периодические ТО; -
суммарный налет изделий рассматриваемого типа.
Средняя суммарная продолжительность ТО, например, по форме А1 (Д-сЬеск)
ПОА1 — "
(14)
где
a = 1,15 - коэффициент, учитывающий очередные и дополнительные отпуска, потери от болезни, учебу, выполнение государственных обязанностей.
Необходимость повышения интенсивности использования ЛА, т.е. повышения годового налета на списочный парк ЛА, требует постоянного совершенствования организации работ по ТО. Одним из прогрессивных методов организаций ПТО является поэтапный метод.
При ПТО полный объем определенной формы ПТО выполняется не за один прием, а разделяется на несколько отдельных частей - этапов. Выполнение работ, включаемых в отдельный этап, совмещается с формой ПТО меньшей периодичности или ОТО. Работы проводятся в те часы суток или дни недели, когда ЛА не планируется для полетов.
Поэтапный метод обеспечивает: сокращение экономических потерь от простоев ЛА на ТО; увеличение налета парка ЛА; повышение исправности ЛА и регулярности полетов; более размерную загрузку цехов ПТО.
Поэтапный метод организации ПТО имеет несколько разновидностей. Наибольшее распространение имеет разновидность метода организации ПТО с «распределенной трудоемкостью ПТО». Особенность данного вида поэтапного выполнения ПТО заключается в том, что выполнение этапов одной или
ЛИТЕРАТУРА
1. Смирнов Н.Н., Чинючин Ю.М. Основы поддержания летной годности ВС: Учебное пособие. - М.: МГТУ ГА, 2012. - 100 с.
2. Ермолаев В.А., Юрков Н.К. Риски отказов сложных технических систем. - Пенза, «Труды международного симпозиума Надежность и качество», 2014.
3. Типовые нормативы численности технического состава цехов по производству оперативных видов ТО самолетов. Утв. МГА от 17.12.1981 г. № 5.24-705. - 14 с.
4. Типовые нормативы численности технического состава цехов периодического ТО самолетов АТБ. Утв. МГА от 31.05.1984 г. № 354/у-2. - 11 с.
5. Садыхов Г.С., Савченко В.П., Казакова О.И. Расчет средних показателей ресурса в заданном режиме эксплуатации через характеристики надежности другого режима. - Пенза, «Труды международного симпозиума Надежность и качество», 2014
6. Артемов И.И. Прогнозирование надёжности и длительности приработки технологического оборудования по функции параметра потока отказов / И.И. Артемов, А.С. Симонов, Н.Е. Денисова // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2010. Т. 2. С. 3-7.
7. Чинючин Ю.М., Степанов С.В., Кисилев В.С. Определение численности технического состава цехов оперативного и периодического технического обслуживания самолетов в авиапредприятиях: Пособие. -М.: МГТУ ГА, 2001. - 16 с.
где ¿д^ - время ^го выполнения ТО по форме А; пЛ1 - число выполненных форм А за рассматриваемый календарный период.
Заключение
Предлагаемый в статье подход к решению проблемы определения численности инженерно-технического персонала позволит, в условиях увеличения нагрузки на приписной парк авиакомпании, сократить затраты на ресурсы, как финансовые, так и временные, для обеспечения и поддержания летной годности эксплуатируемых и вновь создаваемых типов ВС и в дальнейшем стать основой для программной модели расчета численности инженерно-технического персонала.
d
мег
N
шт
УДК 681.3
Годунов1 А.И, Сущик2 Д.М,
пензенский государственный университет, г. Пенза.
2Военный институт Сил воздушной обороны Республики Казахстан им. Т.Я. Бегельдинова, Казахстан, г. Актобе
ОБРАБОТКА И АНАЛИЗ ПОЛЕТНОЙ ИНФОРМАЦИИ О ПИЛОТИРОВАНИИ ЛЕТЧИКОМ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
Проведен анализ полётной информации и приведены модели авиационной эргатической системы "лётчик - летательный аппарат" с использованием математического аппарата теории массового обслуживания
Сложность работы лётчика определяется необходимостью восприятия в каждый момент времени большого количества различных сигналов, принятием решения на основе всей получаемой информа-
ции, выполнением необходимых действий в соответствии с принятым решением за ограниченные промежутки времени.
Рассматривая управление летательным аппаратом (ЛА), реализуемое лётчиком, следует отметить,
что такое взаимодеиствие носит кусочно-непрерывный характер и представляет собоИ совокупность отдельных операций. При этом под операцией понимается такое действие по управлению ЛА, для которого существует совокупность условий, определяющих его начало и конец. Понятие операции не предполагает обязательной непрерывности в действиях человека во времени при рассмотрении данного элемента процесса. Операция может состоять из нескольких этапов с изменяемыми в зависимости от текущего состояния временными интервалами между ними. Важным в понятии операции являются не условие непрерывности в действиях человека, а смысловое значение объединения этапов в операцию. Человек-оператор может на основании оценки общего состояния подключаться к управлению различных объектов в режиме разделения времени. Возможность подобного характера деятельности определяется свойством инерционности управляемых объектов, а также свойством человека последовательно выполнять элементы различных операций [1].
Исследование авиационных эргатических систем "лётчик - летательный аппарат" сопряжено со значительными трудностями из-за наличия человека в контуре управления. Поэтому представляет научный интерес применение для этих целей методов, использующих математические модели, позволяющие определить основные закономерности функционирования рассматриваемых систем. Из числа разработанных математических моделей авиационных эрга-тических систем наибольшие результаты получены при использовании методов, основанных на формализации деятельности пилота с помощью передаточных функций и математического аппарата теории массового обслуживания. При этом системы массового обслуживания (СМО), являясь рабочими математическими моделями процессов сбора, обработки и передачи информации, дают возможность получения многочисленных характеристик случайных процессов в структурно сложных системах управления не только в установившихся, но и в переходных режимах.
Ниже рассматривается возможность построения моделей авиационных эргатических систем в виде многофазовых замкнутых СМО. Под СМО при этом понимается совокупность, включающая: входные потоки, (множество требований (заявок) на обслуживание); механизмы (приборы) обслуживания; дисциплины обслуживания.
Заявка представляет собой случайный вектор: К1=К1 (а1, а21,...,ат1), (1)
где ат1- координаты 1-го случайного вектора в пространстве рассматриваемой размерности (т).
Входной поток определяется как неубывающий случайный процесс Х(Ь), принимающий только целочисленные значения. Процесс целесообразно рассматривать как число требований, поступающих за промежуток времени [0,Ь]. Тогда под обслуживанием будем понимать выполнение единственной операции, задаваемой действительным случайным числом, которое назовем временем обслуживания.
Механизм обслуживания - часть СМО, обеспечивающая выполнение операции обслуживания. Заявки прибором обслуживаются по одной.
Дисциплина обслуживания - совокупность правил, регламентирующих процесс обслуживания.
Изложенное позволяет рассмотреть авиационную эргатическую систему в виде многоканальной многофазовой замкнутой СМО, где "прибор обслуживания" (летчик) обслуживает каналы в режиме разделения времени [2].
Исследование такой сложной СМО сопряжено с известными трудностями. Одним из способов преодоления этих трудностей является расчленение СМО на достаточно простые части и изучение их с учетом взаимодействия. Возможность такого расчленения вытекает из специфики функционирования системы и деятельности летчика.
Ниже рассматривается продольный канал авиационной эргатической системы, представленной в виде одноканальной двухфазовой замкнутой СМО. При этом Х1(Ь) - управляющие воздействия летчика,
¥1 (Ь) - выходные координаты летательного аппарата.
В соответствии с принятой [3] математической моделью циркулирующих в системе процессов, рассмотрим поток взаимно неперекрывающихся во времени случайных импульсов длительностью Ь , поступающих на прибор обслуживания
Х1(Ь) = ЬР(Ьи1)/и1, (2)
где Р(Ьи1) - вероятность появления импульса (заявки) на интервале времени [0,Ь]. Тогда:
К1=К1 [Ьи1, Р(Ьи1)]. (33)
Можно показать, что поток (2) является стационарными, ординарными и без последействия, т.е. простейшим (пуассоновским) [3].
Для простейшего потока функция распределения длины промежутка между двумя последовательными поступлениями заявок равна:
Г( t)=1-exp(-Лl Ь). (4)
При этом вероятность поступления в промежуток времени [0,Ь] К заявок определяется следующим образом:
Pк(t) = (Alt)Ke-xp(-Лi2t)/K., (5) где Л1 - параметр потока, равный по определению Лl=lim(Pl(t)/ Ь), (6)
а Р1(Ь) - вероятность поступления за промежуток времени [0,Ь] хотя бы одной заявки.
Для простейшего потока его параметр Л совпадает с математическим ожиданием числа заявок, поступающих за единицу времени (интенсивность потока) [3, 4].
Рассмотрим поток, образованный суммой потоков типа (2):
Х(Ь) = ^^^Й)/ Ьи1. (7)
При этом очевидно — 1 и (за исключе-
нием тривиальных случаев) при N ^ Ф , Р(Ьи1)^0.
Известно, что если поток состоит из суммы большого числа взаимно независимых стационарных и ординарных потоков малой интенсивности, то его можно считать близким к простейшему. Полагая, что N достаточно велико, а суммируемые потоки независимыми, будем считать поток (7) простейшим. Тогда, полагая в потоке (7) импульсы синусоидальными, получим
£ 1 = 1/2 Ьи1 (8)
и поток (7) можно записать в виде:
X(t)
2t au/wo,
(9)
где Р(£ 1) = Р( Ьи1 ) - вероятность присутствия в потоке (9) импульсов, образованных частотой £ 1.
Полагая £ 1= 1 и совершая предельный переход при 0 , имеем:
г/тах .
2 t CT/W(/)d/'
(10)
X( t)
где fmin и f m&x- соответственно нижняя и верхняя частоты импульсов, w(f) - плотность распределения частот в потоке.
Аналогично запишем для интенсивности потока (8):
Л = j/™"/w(/)d/ (1)
Среднюю частоту импульсов потока (9) можно определить из выражения:
(12)
С другой стороны интенсивность потока определяется в виде:
Л = 1/ т, (13)
где т = Ьи + to - средняя длина промежутка времени между моментами появления соседних импульсов, to - время паузы между двумя последовательными импульсами.
Таким образом, зная плотность распределения частот потока (9), на основании выше изложенного, можно определить:
- среднюю длительность импульсов потока Ьи
- среднюю продолжительность паузы to cp ,
- различные производные характеристики потока.
Исследования показали, что циркулирующие в рассматриваемых системах потоки являются случайными. Реализацию случайного процесса можно пред-
ставить как наложение бесконечного числа импульсов. Спектр реализации равен сумме спектров импульсов, а каждый из частотных компонентов спектральной функции реализации равен сумме компонентов спектральных функций импульсов [5-7]. Если случайный процесс является стационарным (в широком смысле), то при определении плотности распределения частот можно использовать свойство энергетического спектра для действительных процессов:
С(/) = 2/Т /-^ /-^ £2) • ехр[-/2я/(£1 -
(14)
который с точностью до постоянного множителя
(15)
для различных режимов полета. Из равенства ин-тенсивностей потоков и следует, что точки пересечения кривых 1 и 2 соответствуют интенсивности входных потоков и ограничивают частотные диапазоны реакции исследуемой эргатической системы. Фиксация границы диапазона частот позволяет определить в каждом конкретном случае среднюю частоту и коэффициенты занятости приборов обслуживания ^ = А/ц.
-Г/2 J-T/2 х 4
где Y(t) - стационарный процесс, T - длительность реализации, совпадает при ti = tz с плотностью распределения частот
w(f)=G(f)/K( ti, tz). (16)
При исследовании таких СМО существенную роль играет распределение выходящего потока требований, обслуженных каким-либо прибором, т.к. он является входным потоком для следующего прибора. Даже при стационарном состоянии системы нет оснований утверждать, что выходящий после обслуживания поток совпадает с входным потоком требований. Однако, если поступающий поток простейший с параметром X , а время обслуживания распределено по показательному закону с параметром f (интенсивность обслуживания)
В( t)=1-e-ft , (17)
то при стационарном состоянии системы выходящий поток также простейший с параметром X . Как показали исследования, функции распределения времени обслуживания Во (t) и Вс (t) (соответственно для пилота и самолета) хорошо аппроксимируются показательным законом распределения (17) с соответствующей интенсивностью обслуживания. Это позволяет сделать вывод, что время обслуживания каждым из приборов рассматриваемой системы распределено близко к показательному закону. Следовательно, интенсивности потоков X (t) пилота и Y(t) самолета должны совпадать.
Введем в рассмотрение текущие (зависящие от анализируемого диапазона частот) интенсивности потоков
Д(а) = 2 J
/min
На рисунках 1 - 3 приведены текущие интенсивности (усредненные по ансамблю) входных потоков лётчика Xo( f) (кривая 1) и ЛА Лс( f) (кривая 2) Средние значения характеристик
Нетрудно также показать, что и для летчика и для ЛА ц = 2 £Срг где - средняя частота об-
служиваемого потока прибором (летчиком или ЛА). Средние значения рассматриваемых характеристик сведены в таблицу 1. параметров по режимам управления Таблица 1
Параметр Режим ^^^^^^ X fo fc Л0 Лс fOCp f°cp
Взлет 0.75 0.92 0.86 0.815 1.0 0.46 0.38
Посадка 0.60 0.74 0.62 0.811 1.0 0.37 0.31
Необходимо отметить, что коэффициент занятости не является прямым показателем загрузки лётчика или ЛА, а обусловлен только интенсивностями циркулирующих потоков и спецификой реакций приборов обслуживания (дисциплинами обслуживания). Очевидно, что лётчик, как звено динамической системы, придает ей индивидуальные особенности, т.е. при рассмотрении одной и той же динамической системы с несколькими пилотами или с одним
Инвариантность характери
и тем же пилотом, но в разное время, мы будем иметь дело с различными авиационными эргатиче-скими системами. Однако таким системам должно быть присущи характеристики, инвариантные относительно множества пилотов, которые обусловлены не психофизиологическими особенностями человека, а безопасностью функционирования системы. Это достаточно убедительно иллюстрируется материалами таблицы 2. стик летчиков Таблица 2
" 1——^^^Параметр Летчик ^ -— X Ло Лс facp с
1 0,76 0,809 1,0 0,46 0,38
2 0,72 0,818 1,0 0,44 0,36
3 0,78 0,736 1,0 0,49 0,39
Такими характеристиками являются коэффициент занятости и средняя частота. Отмеченные закономерности функционирования исследуемых систем позволяют глубже понять процессы управления.
Как отмечалось выше, для полного описания работы рассматриваемой СМО необходимо формализовать описания потоков, механизмов и дисциплин
обслуживания. В качестве моделей потоков использован пуассоновский поток, для которого определена интенсивность X, являющаяся исчерпывающей характеристикой рассматриваемого типа потоков. Механизм обслуживания характеризуется интенсивностью обслуживания ц и экспоненциальным распределением времени обслуживания Б(Ь) .
Из необходимости равенства интенсивностей циркулирующих потоков непосредственно следует уравнение замыкания системы [iojo = Ц Гс- Дисциплина обслуживания на данном этапе исследований предполагается бесприоритетной.
В качестве дополнительных характеристик, описывающих работу СМО, могут быть рассмотрены функции распределения времени ожидания заявок в очереди перед каждым из приборов g(t) = 1 - j exp [(Л - ц) t], и среднее время ожидания заявки в очереди (формула Поллачека-Хинчина) Гож = 0.5 ЛЪ{2) (1 - j)
где Ь(2) - второй момент времени обслуживания заявок.
При экспоненциальном законе распределения времени обслуживания из последней формулы непосредственно следует, что при ц > 0.5, среднее время ожидания заявки в очереди больше времени обслуживания (запаздывание более 180°).
Отсюда напрашивается вывод, что при установившемся режиме ц < 0.5. Учитывая это и данные таблицы 1, можно определить максимальную длительность мускульного усилия при формировании импульсов с частотой fcp: tu<0.7 сек. на взлете и tu< 0,85 сек. при посадке.
ЛИТЕРАТУРА
1. Годунов, А.И. Алгоритмы контроля действий лётного экипажа по управлению летательным аппаратом / А.И.Годунов, Б.Ж. Куатов, Д.М. Сущик //Вестник КарГУ. 2015. - №1 (19) - С. 15 - 24.
2. Воронов А. А. Основы теории автоматического управления. Особые линейные и нелинейные системы. М.: Энергоиздат. 1981, 304 с.
3. Гнеденко Б. В., Коваленко И. Н. Введение в теорию массового обслуживания.- М.: "Наука", 1966, 430 с.
4. Дедков В.К. Компьютерное моделирование характеристик надежности нестареющих восстанавливаемых объектов / В.К. Дедков, Н.А. Северцев // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2010. Т. I. С. 368-370.
5. Евстифеев A.A. Модели минимизации направленного ущерба транспортной системы при отсутствии информации / A.A. Евстифеев, Н.А. Северцев // Вопросы теории безопасности и устойчивости систем. 2009. № 11. С. 137-145.
6. Северцев Н.А. Системный анализ определения параметров состояния и параметры наблюдения объекта для обеспечения безопасности //Надежность и качество сложных систем. 2013. № 1. С. 4-10.
7. Артемов И.И. Прогнозирование надёжности и длительности приработки технологического оборудования по функции параметра потока отказов / И.И. Артемов, А.С. Симонов, Н.Е. Денисова // Труды международного симпозиума Надежность и качество. 2010. Т. 2. С. 3-7.
УДК 629.396.61
Жолдиева Ш.Б., Ергалиев Д.С., Тулегулов А.Д.
Евразийский Национальный университет им. Л.Н. Гумилева, Астана, Казахстан
АНАЛИЗ НАДЕЖНОСТИ РАБОТЫ СИСТЕМЫ ТЕРМОРЕГУЛИРОВАНИЯ КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА
В статье рассматриваются вопросы анализа системы терморегулирования космического аппарата. Анализируются условия, необходимые для обеспечения требуемого температурного режима внутри космического аппарата. Раскрываются механизмы и способы контроля и управления температурным балансом. Отмечено, что большое количество тепла выделяется в процессе работы электронных узлов и модулей космического аппарата. По этой причине наиболее эффективным способом устранения излишнего тепла является применение радиаторных поверхностей. Ключевые слова:
терморегулирование, космический аппарат, обмен, трансформация, вакуум, невесомость.
целевая аппаратура, раскрывающиеся устройства,
Система терморегулирования космического аппарата предназначена для обеспечения необходимого температурного режима внутри космического аппарата, а также для элементов целевой аппара
туры и внешних раскрывающихся устройств. От нормальной работы системы терморегулирования космического аппарата зависит в целом успешность миссии, выполняемой космическим аппаратом.
Рисунок 1 - Система терморегулирования космического аппарата «KazSat-3»
