CC BY
74ВОЕННАЯ ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА
Основные принципы и методический подход к обоснованию уровневых значений показателей боевых свойств перспективных авиационных комплексов военного назначения
Полковник в отставке А.С. БОНИН, доктор технических наук
Полковник М.В. ФОМИН, кандидат технических наук
В ВОЕННО-НАУЧНЫХ исследованиях, связанных с оценкой эффективности комплексов, формирований и группировок войск (сил), а также с разработкой требований к перспективным образцам вооружения и военной техники (ВВТ), наиболее часто используются коэффициенты боевых потенциалов образцов ВВТ. По отношению к образцу ВВТ данный показатель является интегральным, характеризующим показатели боевых свойств образца: боевой мощи, выживаемости, оперативности и применимости. Каждое боевое свойство (БС) оценивается системой частных показателей, которые характеризуют тактико-технические (паспортные) характеристики образца ВВТ.
Обоснование количества, структуры, содержания, а также методов определения боевых свойств образцов ВВТ достаточно подробно изложены в статье «Боевые свойства и эффективность вооружения и военной техники»1. Однако остался открытым вопрос об уровневых значениях показателей боевых свойств перспективных образцов ВВТ при оценке их влияния (вклада) на (в) боевой потенциал.
С целью однозначного понимания предмета исследования приведем ряд определений.
Боевое свойство образца ВВТ — устойчивый обобщенный признак, характеризующий способность образца выполнять определенные боевые функции, направленные на эффективную реализацию своего целевого предназначения.
Способность — пригодность, подготовленность образца ВВТ решать свойственные ему задачи в соответствии с целевым предназначением.
Боевая мощь — способность образца ВВТ решить объем свойственных ему боевых задач в соответствии с целевым предназначением без учета противодействия противника и отсутствии помех: образца ударного — наносить противнику ущерб, транспортного — перевозить личный состав и технику, разведовательного — добывать развединформацию и т. д. Боевая мощь обычно оценивается величиной математического ожидания количества: ударных образцов — пораженных объектов противника; транспортных — перевозимого груза (людей); разведывательного — разведанных целей (сфотографированной площади).
Выживаемость — способность образца ВВТ сохранить возможность выполнения боевой задачи в условиях огневого противодействия противника. Выживаемость оценивается величиной математического ожидания собственных потерь.
1 Военная Мысль. 2005. № 1. С. 65—68.
Оперативность — способность образца ВВТ выполнить поставленную боевую задачу в требуемое (планируемое) время и подготовиться к выполнению последующей задачи. Оперативность оценивается временем цикла выполнения боевого задания.
Применимость — приспособленность образца ВВТ к решению поставленных боевых задач на требуемую глубину действия в любое время суток, в различных физико-географических, помеховых и метеорологических условиях. Применимость оценивается безразмерной величиной — коэффициентом приспособленности образца, представляющим собой отношение доли условий, в которых может применяться данный образец, ко всему диапазону условий боевых действий.
Применительно к целям настоящей статьи дальнейшее изложение ведется применительно к авиационным комплексам (АК).
В основу обоснования уровневых значений показателей боевых свойств перспективного авиационного комплекса (ПАК) положен ряд следующих принципов.
Первый принцип — неизбыточность боевых свойств ПАК для решения возлагаемых задач, которая означает способность ПАК решать возлагаемые на него задачи в полном соответствии с предъявляемыми к нему оперативно-тактическими требованиями. В то же время требования к боевым свойствам ПАК не должны быть завышены. В противном случае окажется «переразмеренным» и его технический облик, что в свою очередь повлечет неоправданное удорожание самолета.
Второй принцип — обоснованность боевых свойств путем их декомпозиции и последовательного предъявления требований начиная с нижних уровней составляющих эти свойства компонентов. На рисунке 1 показана типовая схема декомпозиции боевого свойства АК. Каждое боевое свойство может быть представлено как минимум тремя уровнями его детализации.
На первом уровне находится собственно показатель того или иного боевого свойства АК в соответствии с его содержанием.
На втором уровне каждое боевое свойство представляется совокупностью обобщенных боевых функций, под которыми понимаются вполне определенные действия, производимые авиационным комплексом или осуществляемые в отношении АК на том или ином этапе его функционирования и направленные на достижение наибольшей боевой эффективности. Например, типовыми боевыми функциями ПАК, являющимися компонентами такого его боевого свойства, как «выживаемость», могут быть: скрытность полета, способность уклоняться и противодействовать средствам ПВО, устойчивость к состоявшемуся воздействию на ПАК средств поражения (снарядоустойчивость брони, пожароустойчивость, взрывобезопасность, дублирование жизненно важных систем самолета и т. д.).
На третьем уровне каждая из боевых функций представляется набором соответствующих функционально-технических параметров, каждый из которых оказывает влияние на эффективность боевого функционирования ПАК через элементарную работу (действие) одного или совокупности технических устройств в составе ПАК или внешних средств (систем) обеспечения его функционирования. Например, в составе боевого свойства «выживаемость» боевая функция «скрытность полета» может быть представлена следующими функционально-техническими параметрами: малая заметность (радиолокационная, инфракрасная, акустическая, оптическая и т. д.), предельно малая высота полета, огибание рельефа местности, пассивная локация.
Рис. 1. Типовая схема декомпозиции боевых свойств авиационного комплекса
В соответствии с представленной схемой декомпозиции обоснование уровневого значения показателя боевого свойства должно включать этап анализа и определения необходимых требований, которые могут быть не только предъявлены к функционально-техническим параметрам с точки зрения оперативно-тактической необходимости, но и реально достигнуты при создании ПАК исходя из имеющегося научно-технического задела.
Последовательный анализ частных требований на нижележащих иерархических уровнях позволит формировать взвешенные оперативно-тактические ориентиры относительно требований к соответствующим боевым свойствам.
Третий принцип — полнота и достаточность «охвата» паспортных характеристик (ПХ) ПАК при обосновании уровневых значений показателей его боевых свойств. При этом следует исходить из необходимос-
ти наиболее полного охвата всех значимых ТТХ (ПХ), влияющих на его боевую эффективность. Одновременно необходимо учитывать то, что ряд значимых ТТХ не имеет непосредственного влияния на боевые свойства, хотя они и важны с точки зрения влияния на иные свойства ПАК. Наиболее ярким примером в этой части являются весовые характеристики конструкции ПАК (например, его взлетная масса), которые важны с точки зрения формирования технического облика ПАК, но имеют опосредствованную ценность при анализе его боевой эффективности.
Четвертый принцип — сбалансированность боевых свойств и ПХ ПАК. Даже важнейшие ПХ ПАК могут неоднозначно влиять на его боевые свойства по мере их улучшения. И дело не только в том, что улучшение той или иной характеристики может повлечь ухудшение какой-либо другой, не менее сильно влияющей на боевую эффективность АК. Может иметь место и ситуация, когда после определенного уровня всякое дальнейшее улучшение характеристики не приводит к сколь-нибудь значимому повышению боевой эффективности АК или, более того, является бесполезным (боевое свойство становится избыточным). Поэтому наряду с исследованиями, проводимыми на основании принципа декомпозиции боевых свойств («от боевых свойств — к ПХ ПАК»), необходимо проведение обратных исследований по обоснованию боевых свойств исходя из влияния на них тех или иных ПХ («обоснование от ПХ — к боевым свойствам»).
Пятый принцип — сравнение с лучшими аналогами. Обоснование боевых свойств ПАК предполагает сравнительный анализ аналогичных показателей лучших отечественных и зарубежных современных и опытных АК одного целевого предназначения. Кроме тенденций в развитии боевых свойств такой анализ позволяет определить интервальные значения показателей боевых свойств АК, на основе изучения которых можно более взвешенно подойти к вопросу о потребных уровневых значений показателей боевых свойств ПАК.
Шестой принцип — достижимость (реализуемость) боевых свойств. Наряду с оперативно-тактической обусловленностью тех или иных потребных уровневых значений показателей боевых свойств ПАК необходимо учитывать оценку возможности их достижения. Такой анализ должен включать прогноз достижимых значений ТТХ ПАК на момент его предполагаемого создания и оценку влияния основных реально достижимых ТТХ на его боевые свойства.
Седьмой принцип — учет функционирования ПАК по типу «система в системе». При обосновании боевых свойств необходимо учитывать, что ПАК, являясь самостоятельной организационно-технической системой, способной функционировать условно автономно, выполняет возлагаемые задачи как минимум в составе тактической группы «пара самолетов» и, как правило, взаимодействует с различными внешними информационно-огневыми системами и средствами. Такими системами и средствами могут быть самолеты того же или других типов в составе других тактических групп, самолеты обеспечения (разведки, связи, ретрансляции, управления), огневые комплексы ПВО (истребители, ЗРК), наземные (надводные) пункты управления и наведения. Таким образом, функционирование ПАК осуществляется по схеме «система в системе», что обусловливает и необходимость соответствующего подхода к обоснованию его боевых свойств. Имеется в виду, что боевые свойства ПАК должны рассматриваться как составная часть боевых свойств организационно-технической системы более высокого уровня (над-системы), которая собственно и выполняет те задачи, которые предписано выполнять ПАК в соответствии с его целевым предназначением.
Обоснование уровневых значений показателей боевых свойств ПАК проводится в соответствии с методическим подходом, показанным на рисунке 2.
Рис. 2. Последовательность обоснования уровневых значений показателей боевых свойств перспективного авиационного комплекса
На первом этапе производится выработка основных положений, определяющих содержание боевых свойств АК, функциональных зависимостей по определению значений показателей боевых свойств, выполняется структурно-функциональный анализ взаимосвязей боевых свойств и его основных тактико-технических характеристик. Определяются основные принципы, которые должны быть положены в основу обоснования уровневых значений показателей боевых свойств.
На втором этапе формируются предварительные требования к уров-невым значениям показателей боевых свойств. Процесс выработки таких требований строится на основе анализа боевых свойств лучших су-
ществующих и опытных (перспективных) отечественных и зарубежных АК аналогичного ПАК назначения для последующего формирования интервальных значений показателей боевых свойств, внутри которых обязательно должны оказаться искомые значения требований к боевым свойствам ПАК. Внутри каждого из диапазонов существования того или иного боевого свойства ПАК проводится анализ на предмет оперативно-тактической и функционально-технической обоснованности требуемого значения свойства. В результате по каждому из боевых свойств определяются предварительные (опорные) требования к его уровневому значению.
На третьем этапе осуществляется уточнение уровневых значений показателей боевых свойств ПАК на основе анализа влияния на них основных ПХ самолета, перечень которых формируется в результате исследований, выполненных на первом этапе. На этой основе устанавливаются более точные ориентиры по требованиям к уровневым значениям боевых свойств ПАК и выявляются наиболее приоритетные (ключевые) ПХ, оказывающие наиболее заметное влияние на его боевую эффективность. С учетом выявленного таким образом перечня ПХ проводится оценка значений показателей боевых свойств ПАК применительно к требованиям, заданным на его аванпроектную разработку. На основе сопоставления оценок показателей боевых свойств ПАК по результатам наработок второго и третьего этапов формируются их уточненные уровневые значения и даются предложения по соответствующим уточнениям ключевых ПХ АК.
По результатам выполненных на третьем этапе исследований уточняются военно-экономические оценки разработки и производства ПАК.
Каждое из боевых свойств ПАК может иметь определенный диапазон допустимого изменения, в пределах которого можно говорить о существовании уровневого значения его показателя. В общем случае такой диапазон может быть назначен исходя из различных подходов к обеспечению гарантии попадания в него искомых значений показателей боевых свойств. Например, при достаточно сильной неопределенности в понимании потребных боевых функций ПАК, обусловленной нечеткостью исходных концептуальных положений по идеологии боевого применения в составе той или иной системы вооружения (авиации ВВС, авиации других видов ВС РФ, и др.), можно руководствоваться принципом гарантированно худшей и лучшей крайних точек диапазона, за пределы которых искомое значение показателя боевого свойства «выпрыгнуть» не сможет ни при каких условиях. Допуская такой способ исследования в принципе, следует сразу же указать на его избыточность с точки зрения наличия достаточно больших «холостых» (неэффективных) участков диапазонов. Размеры диапазонов можно заметно сузить, если положить в основу рассуждений анализ боевых свойств и боевого потенциала современных отечественных и зарубежных АК аналогичного конкретно исследуемому типу ПАК.
Для более предметного дальнейшего анализа в качестве примера в таблице представлены значения показателей боевых свойств и боевого потенциала отечественных и зарубежных гипотетических ударных фронтовых (тактических) АК.
Таблица
ТИпы АК Боевые свойства КБП АК
Огневая (боевая) мощь Выживаемость Мобильность Применимость
АК-эталон 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
АК-2 (средний) 1,4 0,9 0,9 1,1 1,3
АК-3 (средний) 1,8 1,1 0,95 1,3 1,75
АК-4 (тяжелый) 2,0 1,3 0,9 1,35 2,3
АК-5 (легкий) 0,9 1.5 1,2 1,3 1,4
АК-6 (тяжелый) 2,5 1,4 0,8 1,2 2,7
Методический подход к определению рациональных значений показателей боевых свойств ПАК рассмотрим применительно к БС «огневая мощь» и «выживаемость».
Как видно из таблицы, показатель огневой мощи сравниваемых АК лежит в диапазоне от 0,9 до 2,5 уровня огневой мощи эталонного АК. При этом наименьшее значение принадлежит легкому АК-5, наибольшее — тяжелому АК-6.
Изменение величины «огневой мощи» АК в рассматриваемом диапазоне может происходить за счет изменения ряда ПХ, например, за счет массы боевой нагрузки (нормальной 0,8—5 т и максимальной 2—8 т), номенклатуры, количества и качества применяемых управляемых средств поражения (УР класса «воздух — поверхность», корректируемых АБ, НАР — 2—6 шт.), точностных характеристик стрельбы и бомбометания неуправляемыми средствами поражения: Естр = 4—8 тыс., Еб/м = 20—40 м.
Для того, чтобы ПАК был конкурентоспособен по отношению к другим АК данного целевого предназначения, он должен иметь значение показателя боевого свойства «огневая мощь» в диапазоне не ниже 2,2— 2,4, если у него нет ограничений по взлетной массе (т. е. он не относится к классу легких ударных самолетов).
Дальнейшее уточнение области существования требуемого значения показателя огневой мощи ПАК может быть выполнено на основе выявления характера изменения боевого свойства в зависимости от изменения величин паспортных характеристик, его характеризующих.
Возможные тренды функции БС = f (ПХ) для свойства «огневая мощь» представлены на рисунке 3.
Движение по кривой 1 означает, что по мере приближения к максимальному значению (2,5) градиент изменения показателя БС будет иметь тенденцию стремления в «ноль». В то же время в основной части интервала изменение градиента оказывается достаточно сильным. Такое изменение свойственно характеристике «масса боевой нагрузки».
При движении по кривой 3 картина меняется на обратную, т. е. в области максимального значения огневой мощи градиент показателя БС изменяется довольно сильно, а в области малых значений — слабо. Такой характер изменения свойствен точностным характеристикам стрельбы, бомбометания (с учетом обратных их значений — чем меньше значения кругового вероятного отклонения Естр, Еб//м — тем лучше).
Движение по кривой 2 означает линейную (или близкую к ней) зависимость показателя БС от паспортной характеристики, следствием
Огневая i ^ мощь
Рис. 3. Возможные тренды функции БС = I (ПХ) для свойства «огневая мощь»
чего стремление в область высоких значений ПХ является оправданным (при прочих приемлемых условиях). Такое изменение показателя БС характерен для применяемых на АК номенклатуры и количества средств поражения.
Анализ зависимостей, представленных на рисунке 3, показывает, что достижение требуемого значения показателя БС «огневая мощь» для ПАК, имеющего, например ограничения по взлетной массе (легкий ударный самолет), возможно не только и не столько за счет массы боевой нагрузки, а в большей степени за счет более высоких точностных характеристик стрельбы и бомбометания.
Показатель БС «выживаемость» анализируемых АК лежит в диапазоне 0,9—1,5. Наибольшее значение имеет АК-5 (1,5), наименьшее АК-2 (0,9). Рациональное значение показателя БС «выживаемости» может находиться в диапазоне 1,3—1,5. Такое значение может быть достигнуто за счет следующих ПХ: эффективной площади рассеивания (0,3—1 м2), относительной массы средств повышения боевой живучести (0,06—0,12) — данные характеристики носят характер изменения показателя БС вида 3 (рис. 3); максимальной скорости полета у земли (800—1200 км/ч), максимальной перегрузки при действиях по наземным целям (4—6 ед.) — характер вида 1.
Аналогичный анализ проводится применительно и к остальным показателям боевых свойств — оперативности, применимости.
Рассмотренные основные принципы и предлагаемый методический подход к обоснованию уровневых значений показателей боевых свойств ПАК могут быть применены для обоснования перспектив развития АК и других образцов ВВТ различного целевого предназначения.
