Характеристика аспектов эксплуатации космических систем

Определенное количество летательных аппаратов, а также агрегаты, машины, сооружения, системы, коммуникации, создаваемые для их эксплуатации, образуют довольно сложный и дорогостоящий летательный комплекс (ЛК).

Совокупность ЛК, эксплуатируемых коллективами людей, составляет сложную, большую организационную систему. Поэтому совершенствование управления такой системой связано с работой крупног

о хорошо подготовленного коллектива специалистов и требует огромных материальных средств.

Развитие вычислительной техники, ее элементной базы и математического обеспечения, средств и систем сбора, передачи и обработки информации является одной из важных проблем в области естественных и технических наук. Решение этой проблемы обеспечивает внедрение эффективных систем управления.

Разработка и создание АСУ эксплуатацией ЛК — важная народнохозяйственная проблема. Для ее решения необходимо, в первую очередь, дальнейшее развитие теории эксплуатации ЛК, на базе которой с использованием общей теории систем и системного анализа могут быть формализованы эксплуатационные процессы, проведены моделирование и анализ основных свойств, а затем и синтез оптимальной системы эксплуатации ЛК.

Полученные таким путем результаты могут быть положены в основу специального математического обеспечения АСУ машинными алгоритмами подготовки программ эксплуатации ЛК, разработки вариантов управляющих воздействий или решений, обеспечивающих эффективное функционирование ЛК. В связи с созданием в последние десятилетия большого количества сложных систем наблюдается быстрое развитие теории их эксплуатации, в том числе и теории эксплуатации ЛК, о чем свидетельствует появление ряда работ, в которых раскрываются различные аспекты этой многогранной области знаний.

Далее рассматриваются вопросы теории управления эксплуатацией ЛК в основном применительно к беспилотным управляемым летательным аппаратам, однако значительная часть предлагаемых постановок задач и методов их решений носит общий характер и может быть использована при анализе и синтезе широкого класса сложных технических и организационных систем. При этом предполагается, что читатель знаком с основами теории вероятностей, математической статистики, с методами анализа сложных систем и их оптимизации в объеме курсов, читаемых в технических вузах.

Из широкого круга вопросов, разрабатываемых теорией эксплуатации Л К, излагаются только те, которые позволяют вести научно обоснованную разработку системы эксплуатации создаваемого летательного комплекса или совокупности таких ЛК. При этом задачи разработки технологии и обеспечения безопасности эксплуатационных процессов не изучаются: эти данные предполагаются известными при решении задач управления системой в целом. В связи с этим не нашли отражения некоторые традиционные методы, широко представленные в литературе, в частности построения сетевых моделей эксплуатационных процессов, календарного планирования работ и т. п.

Понятие «летательный аппарат» объединяет весьма широкий класс технических объектов, способных перемещаться над поверхностью Земли. Летательные аппараты могут:

быть легче воздуха (дирижабли, воздушные шары, аэростаты) или тяжелее его (вертолеты, самолеты, ракеты, космические аппараты);

иметь на борту двигатели различного типа или не иметь таковых (например, планеры);

быть управляемыми или неуправляемыми;

пилотируемыми или беспилотными;

двигаться в атмосфере Земли или в космическом пространстве;

иметь определенный тип траектории движения или свободно изменять в любой момент полета направление движения.

Признаки, по которым классифицируют ЛА, можно продолжить.

Ряд положений далее излагается применительно к практике эксплуатации беспилотных управляемых летательных аппаратов с реактивными двигателями, которые далее для краткости будем называть просто летательными аппаратами (ЛА).

Для подготовки и проведения пусков такого типа ЛА создается стартовая позиция с пусковым устройством (установкой) и комплектом необходимого оборудования. Далее стартовую позицию с комплектом оборудования и пусковым устройством (установкой), в котором помещен ЛА, будем называть пусковой установкой (ПУ). Несколько пусковых установок с ЛА в них, соединенных каналами связи и энергоснабжения с пунктом контроля (ПК) за техническим состоянием ЛА и управления пуском, образуют единичный летательный комплекс (ЕЛК).

Для обслуживания группы ЕЛК создают центр или базу с диагностической аппаратурой, ремонтными органами, складами. Совокупность нескольких ЕЛК с коммуникациями, каналами связи, системой энергоснабжения, помещениями для обучения персонала, обеспечивающего функционирование, образуют летательный комплекс (ЛК). Вся совокупность однотипных ЕЛК или ЛК, а также связывающие их коммуникации, ремонтные органы, базы, хранилища, центры подготовки персонала и другие элементы составляют систему летательных комплексов. Обычно в понятие ЛК не включают персонал, работающий на технике и осуществляющий руководство.

Приведенная выше структура, включающая ПУ, ЕЛК, ЛК, позволяет выделить некоторые эксплуатационные функции в системе ЛК. Так, ПУ является элементом, обеспечивающим применение ЛК по назначению. ЕЛК выполняются функции контроля за техническим состоянием ПУ. ЛК включает в себя элементы, позволяющие на базе контроля вести восстановительные работы и ремонт неисправных ПУ. Система ЛК содержит элементы, позволяющие выполнять все эксплуатационные функции в полном объеме.

Летательный комплекс как основное звено системы делят на составные части, основные, составляющие и комплектующие элементы.

К составным частям относят один или несколько ЛА, технологическое оборудование, технические системы, системы энергоснабжения, управления и связи, системы охраны и др. Каждая составная часть включает в себя несколько основных элементов. Например, ЛА делят на двигательную установку, корпус, систему управления ЛА и т. д. Основные элементы представляют собой агрегаты и системы составных частей. Составляющие элементы — это узлы, приборы, стойки и т. п., формирующие основные элементы. Например, двигательная установка включает в себя камеры сгорания, системы подачи топлива, запуска, регулирования и т. д. К комплектующим элементам относят детали и сборки, входящие в составляющие элементы.

Применительно к сложным системам, к которым относят как ЛК, так и систему ЛК, часто используют понятие жизненного цикла системы. Введение этого понятия, по-видимому, связано с тем, что сложная система претерпевает большие изменения от момента возникновения ее замысла до прекращения функционирования и демонтажа. Она зарождается, растет, развивается, стареет и отмирает, что напоминает жизненный путь человека. Изменения и совершенствования сложной системы связаны с длительностью и трудностью ее проектирования, опытной отработки и эксплуатации, а также существенным изменением целей и задач, решаемых системой, и постоянным расширением технических возможностей ее совершенствования за счет научно-технического прогресса.

 Скачать реферат