Диалектика развития авианосного корабля как сложной организационно-технической системы

Вводные замечания

Диалектика развития сложных технических систем актуально меняет свое содержание в соответствии с прогрессом науки, так как изменение современных научных знаний ведет к постоянному пересмотру содержания диалектических принципов взаимозависимости, количества/качества, противоположности, то есть принципов развития, разрешающих противоречия в самой сущности создаваемых систем [6, 7, 10].

Так, в развитии авианосных ударных сил в настоящее время наметились следующие содержательные изменения:

• •    наращивание боевого потенциала авианосных ударных сил путем качественного совершенствования авианосцев и авиационного парка, оснащения их разнообразным наступательным и оборонительным оружием с признаками унификации модульности;

96 и нформационные технологии и оптимизация управления

• •    сокращение численности кораблей авианосного ударного соединения за счет оснащения авианосцев эффективными автономными средствами обороны (ПВО, ПРО, ПЛО, ПМО, РЭБ и др.) и наблюдения;

• •    превращение авианосных ударных сил в автономные высокоманевренные разведывательно-ударные и амфибийно-десантные силы в целях обеспечения боевой устойчивости последних на переходе морем и огневой поддержки при высадке оперативностратегических морских десантов; при этом повышается роль авианосцев как сил общего назначения, резерва стратегических наступательных сил на морских и океанских театрах военных действий.

Именно системно-диалектическое развитие такой сложной и противоречивой организационно-технической системы, как авианосный корабль, становится решением задачи системно-диалектической и организационно-системной оптимизации [2, 3] и задачи формирования технико-критериального облика на уровне согласованных предложений на разработку аванпроекта авианосного корабля.

Авианосный корабль как сложная организационно-техническая система

Авианосный корабль как сложная организационно-техническая система действует, функционирует и развивается на основе разрешения актуальных противоречий (проблем) в заданных условиях среды.

Важнейшими диалектическими законами, характеризующими системодействие авианосного корабля с различных сторон и отражающими ключевые звенья его системной оптимизации, являются закон фокусированного действия и закон функциональной дополнительности.

Закон фокусированного действия заключается в том, что разрешение системой актуальных противоречий (проблем) достигается за счет фокусирования ее системных параметров на достижении функциональных результатов. Чем точнее сфокусированы все системные параметры в функциональном направлении, тем выше эффект действия системы при разрешении проблем.

Закон функциональной дополнительности вскрывает структурное достижение фокусированного действия: чтобы система работала эффективно, с высокой степенью фокусированного действия, ее элементы должны функционально дополнять друг друга по своим качествам и действиям [2, 3].

Взаимодополняемость качеств компонентов обусловливает их взаимонеобходимость в системе, что усиливает ее интегрированность, единство и эффективность действия.

С точки зрения закона функциональной дополнительности одно из главных отличий системы от механического конгломерата элементов дополняемости и связей заключается в том, что в системе элементы взаимодополняют и взаимоподдерживают действия друг друга в направлении общей цели системы.

Задача системно-диалектической и организационно-системной оптимизации авианосного корабля

Решение данной задачи характеризуется операционной конкретизацией диалектических законов и алгоритмов отображения реальной сложности функционирования авиа-

Диалектика развития авианосного корабля ...

носного корабля, возможностью комплексного учета его важнейших системных качеств в части поиска строгого экстремума заданной функции.

В этом смысле традиционная математика во многом неадекватна задачам целостного анализа и оптимизации сложных технических систем, что отмечалось различными специалистами, в том числе математиками [1, 4, 5]. Системно-диалектическая оптимизация представляет авианосный корабль посредством качеств операционного функционирования.

Решение задачи системно-диалектической оптимизации корабельных авиационных систем создает качественные инструменты оптимизации, которые могут дополняться более специализированными математическими методами оптимизации, соотносясь с ними как стратегия и тактика, формализуя новое направление в развитии математических технологий оптимизации, приобретая стремление к строгой определенности, алгоритмич-ности, конструктивности, то есть по своим функциональным характеристикам становится в известной степени качественным аналогом математики.

При этом качество (эффективность) авианосного корабля целиком и полностью определяется качеством (эффективностью) носимой авиации (корабельных авиационных систем), а сам корабль «работает» на авиацию, удовлетворяя требованиям и условиям боевого применения корабельных авиационных систем в зависимости от характеристик корабля и параметров окружающей среды.

Технология системной оптимизации содействует исследованию диалектически важнейших і - х системных качеств Qⁱ авианосного корабля, обеспечиваемых и взаимодополняемых функционированием носимой авиации в k - й операции на море при i- м качестве Qⁱ авианосного корабля – O _k ( Qⁱ ), которая, имея системный «оттенок», на языке теоретико-множественного описания может быть представлена критериальной совокупностью

Ok(Qi) = (Wik,Cik,Tik), где Wik = (W1,…,Wn) – вектор целевых, позитивных результатов (эффектов) k-й операции при і-м качестве авианосного корабля; Cik = (C1,…,Cn) – вектор побочных, негативных затрат ресурсов k-й операции при і-м качестве авианосного корабля; Tik = (T1,…,Tn) – вектор побочных, негативных временных затрат на достижение целевых эффектов k-й операции при і-м качестве авианосного корабля.

Диалектически важнейшие ( приоритетные ) і -е системные качества Qⁱ авианосного корабля образуют критериальное пространство предельно допустимых значений требуемых і -х функциональных критериев оптимальности O _k ( Qⁱ ) авианосного корабля, сфокусированное на целевую функцию авианосного корабля как главный оператор оптимизации (opt) и формирования облика авианосного корабля:

n

opt∑aiQi(W ki , C ki , T ki ) = optQо(Отр)АНКор → max, i=1                                  Qi∈ΩQi

где Q o(О _тр ) АНКор – целевая функция авианосного корабля (АНКор) (при требуемом результате операции О _тр ); Qⁱ – критерии оптимальности (системные качества) как приоритеты целевой функции АНКор; Ω _Q – область пространства критериев оптимальности Qⁱ ; a _i – весовой коэффициент важнос ⁱ ти Qⁱ в общем множестве свойств (приоритетов)

АНКор (∑ _a = 1,0).

Информационные технологии и оптимизация управления

Окружающая среда Е

Рис. 1. Системно-диалектический аспект оптимизации авианосного корабля

Целевая функция Qo (О _тр ) АНКор становится исходным пунктом формирования технико-критериального облика (синтеза) авианосного корабля, функционирующего на основе разрешения актуальных противоречий (проблем) в заданных условиях окружающей среды (рис. 1).

Формирование функциональных критериев O( Qⁱ ) в структуре целевой функции Q o(О _тр ) АНКор является основным системно-диалектическим аспектом оптимизации и оценки эффективности функционирования АНКор по отдельным, наиболее существенным свойствам и качествам.

Структура вероятностных функциональных критериев O( Qⁱ ) как приоритетов целевой функции АНКор определяется информационным фрагментом реальной ситуации, обеспечением сбора и регистрации информации об изменениях ситуации во времени и пространстве и оценкой прогноза (развития) ситуации, связанного с инерционностью вовлеченных в ситуацию параметров и характеристик корабельных авиационных систем в целом.

Так, в процессе боевых операций по отражению воздушного налета, нанесению ударов по надводным/наземным целям основным боевым качеством (эффективностью) носимой авиации является результативность операции – функциональный критерий O( Q ^рез ).

Результативность зависит от эффективности наступления (QНОэф) и/или обороны (QООэф) АНКор, выраженной эффективным усилием наступления (ЕНОэф) и/или обороны (ЕООэф) через вес авиационных боеприпасов класса «воздух – поверхность» (В – П) и/или «воздух – воздух» (В – В), кг, которые могут быть доставлены носимой авиацией к целям в заданное время Тзад при определенной интенсивности самолетовы- летов FТ

.

При э ^за т ^д ом должна быть обеспечена радиоэлектронная защищенность корабельных авиационных систем АНКор как функциональный критерий O( Q ^защ ). Критерий O( Q ^защ )

Диалектика развития авианосного корабля ...

характеризует защиту радиоэлектронных средств (РЭС) АНКор от радиоэлектронного противодействия (РЭП), поражения самонаводящихся на источник излучения ракет противника силами носимой авиации и электромагнитную совместимость (ЭМС) РЭС АНКор и носимой авиации.

На переходе морем и при боевом развертывании наиважнейшими качествами являются упреждаемость АНКор за счет более дальнего обнаружения и предупреждения угрозы силами носимой авиации, в частности самолетами радиолокационного дозора и наведения – РЛДН, как функциональный критерий O( Q ^упрежд ), и неуязвимость АНКор при одновременной противовоздушной (ПВО) и противолодочной (ПЛО) обороне АНКор, обеспечиваемой силами носимой авиации, как функциональный критерий O( Q неуяз ).

Немаловажную роль играет своевременность – качество, характеризующее способность АНКор к своевременному боевому развертыванию и возможность боевого применения носимой авиации в определенный момент времени реакции на угрозы, как функциональный критерий O( Q ^своевр ).

Весьма критичными к боевым операциям АНКор являются такие свойства, как досягаемость объектов удара по тактическому радиусу действия корабельных летательных аппаратов (ЛАК) при нанесении ударов по надводным/наземным целям – функциональный критерий O( Q ^досяг ), и автономность плавания АНКор в обеспечении боевых действий носимой авиации по запасам авиационного топлива и боеприпасов – функциональный критерий O( Q ^автон ).

Очевидно, что все і- е функциональные критерии как системно-диалектические приоритеты целевой функции Qo (Отр) АНКор сфокусированы на достижении наивысшей эффективности авианосного корабля.

В организационно-системном аспекте оптимизации полнота реализации боевых качеств авианосного корабля ( S ) будет зависеть от качества построения корабельных авиационных систем ( S _i ) (оптимизации построения) и качества управления ( U ) в процессе боевых действий (оптимизации управления) при воздействии ( V ) среды Е на некотором интервале времени ( Т _k ).

С целью обеспечения максимальной эффективности управления боевым качеством ( Qⁱ ) авианосного корабля как критериальной функцией Qⁱ ( t ) _max используется аналитический метод построения моделей управления ( U ) системой ( S _i ) и воздействия среды Е типа

Qⁱ = φ [ t, Х ( t ), Y ( t ), Z ( t ), V ( t ), U ( t ), С ( t ) ,Х ( S _i ), Y ( S _i ), Z ( S _i ), E ( S _i )] → max, где Х ( t ), Y ( t ), Z ( t ), V ( t ), U ( t ), С ( t ) , – параметры управления, воздействия и выходные характеристики системы S _i в момент t .

Системные параметры представляются как категориальные базисы последовательного формирования облика авианосного корабля (рис. 2).

Задача решается последовательным выбором управляющих сигналов ( U ) с целью обеспечения максимальной эффективности ( Q ^рез _max ) в условиях априорных неопределенностей.

Информационные технологии и оптимизация управления

Рис. 2. Организационно-системный аспект оптимизации авианосного корабля

Организационно-системная оптимизация сводится к процессу принятия решений на начальном этапе создания эффективного авианосного корабля с количественным и качественным описанием критериального пространства требований (как функциональных критериев оптимальности Qⁱ ) к кораблю и его авиационным системам.

Согласованность приоритетов целевой функции Qo (Отр) АНКор в достижении наивысшей эффективности авианосного корабля в системно-диалектическом аспекте оптимизации является важнейшим принципом организационно-системной оптимизации и оценивается семантической ERP- моделью «сущность – связь – явление» ( Entity – Relation ship – Phenomenon model ) [9] «вписывания» проблеморазрешающих качественных системных инструментов [ Q _{X , Y , Z} ( t )] в критериальное пространство векторов О _{X , Y , Z} = f ( X _АНКор , Y _АНКор , Z _АНКор ) оптимизации, формализуемых декомпозицией приоритетов целевой функции АНКор, превращая параметры X _АНКор , Y _АНКор , Z _АНКор в технико-критериальные требования, формирующие облик авианосного корабля (рис. 3).

Обозначенная задача сводится к системному проектированию авианосного корабля и принятию оптимальных проектных решений.

Выводы

Технико-критериальные требования фактически являются результатом оптимизации корабельных авиационных систем (подготовки, взлета, посадки, управления и корабельных летательных аппаратов), эффективность функционирования которых полностью определяет приоритеты (эффективность) операционного функционирования авианосного корабля на переходе морем, при боевом развертывании, в наступательных и оборони- тельных операциях.

Диалектика развития авианосного корабля ...

Приоритеты целевой функции авианосного корабля

Семантическая информационная база тактико-технических данных авианосного корабля

^Q O ^{( О}тр. ⁾ АНКор

Сущность

( X АНКор , Y АНКор , Z АНКор )

Связь

Явление

Рис. 3. Математическая ERP- модель формирования технико-критериального облика авианосного корабля

Требования затем распространяются на размеры корабля, палубное размещение корабельных авиационных систем, оборудование и снаряжение корабля и др. [8], формируя достаточный объем помещений, хранилищ и трюмов для хранения топлива и боеприпасов, а также жилых, хозяйственно-бытовых и служебных помещений, находящихся в подпалубных частях корабля, и синтезируя технико-критериальный облик авианосного корабля.