Критерии оценки живучести воздушных судов военного назначения

Успешное выполнение боевых задач с высоким уровнем эффективности, стоящих перед боевыми авиационными комплексами (БАК), в значительной мере зависит от их способности совершать уклонение или выдерживать воздействие средств противодействия противника без ухудшения способности воздушного судна (ВС) выполнять поставленную боевую задачу – их выживаемости [1]. Одним из свойств БАК, позволяющим существенно повысить его выживаемость является боевая живучесть. Данное свойство проявляется только в ходе боевых действий, когда ВС не удается избежать воздействия СП противника. Боевая живучесть - это свойство боевого ВС, которое характеризует его способность выполнить боевую задачу в условиях состоявшегося по нему воздействия СП противника[2].

Опыт ведения боевых действия показывает, что наиболее интенсивному воздействию средств ПВО подвергаются ВС оперативнотактической и армейской авиации. Однако в связи с усложнением и обострением геополитической обстановки, появлением и бесконтрольным распространением переносных зенитных систем (ПЗРК) появилась угроза воздействия зенитных средств на авиационные комплексы военнотранспортной авиации (АК ВТА), которые выполняют специальные задачи при действии на территории конфликтов в открытой фазе.

При выполнении специальных задач общая продолжительность нахождения ВС ВТА над территорией противника может составлять до двух часов, что обуславливает длительное противодействие различным средствам ПВО противника. Вероятность внезапной встречи с войсковыми средствами ПВО – зенитно-ствольными комплексами, мобильными ЗРК типа «Стингер», а так же многофункциональными истребительными авиационными комплексами, ведущими свободную охоту, которые воздействуют по военно-транспортным самолетам в пределах визуальной видимости предполагает наличие у военно-транспортного самолета определенного уровня БЖ.

Боевая живучесть вместе с боевой готовностью, эксплуатационной технологичностью, надежностью, приспособленностью к базированию, стандартизованностью, унифицированностью, транспортабельностью, эксплуатационной прочностью относится к эксплуатационным свойствам ВС и улучшение БЖ как одного из свойств может быть достигнуто только за счет ухудшения других [3]. Поэтому перед тем как воздействовать на данное свойство следует разработать методику оценки БЖ ВС ВТА.

В результате анализа научно-исследовательских работ и проведении предварительных исследований [4] установлено, что элементы конструкции и жизненно важные агрегаты неманевренных ВС являются в равной степени узвимыми к СП, поэтому подход к оценке БЖ ВС ВТА должен быть комплексным и учитывать поражаемость конструкции планера и жизненно важных агрегатов. С помощью существующего научно-методического аппарата [2] возможно сформировать критерии оценки БЖ ВС ВТА при повреждении планера и жизненно важных агрегатов.

ВС представляет собой сложную техническую систему (СТС), обладающее развитой иерархической структурой, в которой можно выделить такие подсистемы как планер, оборудование и системы, силовая установка и т.д. Для формирования критериев оценки БЖ ВС ВТА необходимо проанализировать конструкцию ВС ВТА, осуществить декомпозицию на уязвимые ЖВС, ЖВА и элементы конструкции. Схема декомпозиции ВС ВТА по принципу БЖ планера, ЖВС и ЖВА представлены на рисунке 1.

Рисунок 1– Схема декомпозиции ВС ВТА Ан-26 по принципу БЖ планера и жизненно важных агрегатов средней и отъемной частей правого полукрыла

В качестве примера в статье рассматривается ВС ВТА Ан-26, в качестве уязвимой поверхности, подверженной воздействию СП выбраны средняя часть крыла (СЧК) и отъемная часть (ОЧК) правого полукрыла. Выбор ВС ВТА в качестве примера обусловлен тем, что оно относится к классу неманевренных ВС. Выбор СЧК и ОЧК в качестве уязвимой поверхности обусловлен тем что крыло является основным агрегатом, создающим подъемную силу и имеет относительно большую уязвимую площадь в плане по сравнению с другими частями планера, что увеличивает вероятность попадания СП.

В соответствии с принципами системного подхода и учитывая декомпозицию ВС ВТА на системы и агрегаты с выделением рассматриваемой части, можно выделить три иерархических уровня для формирования критериев оценки БЖ при повреждении планера и ЖВА. На первом уровне рассматривается БЖ одиночного ВС ВТА. В качестве критерия оценки принимается значение функции состояния ВС ВТА в i - ой реализации при воздействии СП:

Л3, при ГВС2Ш€П3

ВС ВТА работоспособно;

ВС ВТА частично работоспособно;

ВС ВТА уничтожено;

1 – функция состояния ВС ВТА в ? - он реализации; “1 – область функционального состояния, при котором ВС ВТА может выполнить все этапы боевого задания; О – область функционального состояния, при котором ВС ВТА не может выполнить все этапы боевого задания, но может возвратиться на аэродром базирования; О’ – область функционального состояния, при котором ВС ВТА не может выполнить все этапы боевого задания и вернуться на аэродром базирования.

На втором уровне рассматривается БЖ систем, то есть оцениваются вторичные последствия от воздействия СП. Т.к. в качестве рассматриваемой части в статье выбраны СЧК и ОЧК, то на данном уровне критериев БЖ в качестве ЖВС рассматриваются: крыло, топливная система (ТС), система управления (СУ), противообледенительная система (ПОС). При оценке БЖ данных систем в первую очередь встает вопрос определения способности ВС ВТА решить поставленную задачу с имеющимися боевыми повреждениями его систем, то есть требуется установление факта технического состояния систем после воздействия СП. Для этого надо уметь определять располагаемые характеристики систем ВС ОТА и сравнить их с потребными – необходимыми для выполнения БЗ. Критерием данного уровня является функция технического состояния систем ВС ВТА:

А’ ПРП^СВТЛ^0! '

=

Д, при Гсвсвгл е 03 -

системы работоспсобны;

системы частично работоспсобны;

системы уничтожены.

где

функция состояния систем ВС ВТА в / - он реализации; ®i

область функционального состояния, при котором системы работоспособны; О; – область функционального состояния, при котором системы частично работоспособны; ®3 – область функционального состояния, при котором системы уничтожены.

На третьем уровне рассматривается БЖ элементов систем с определением первичных повреждений от непосредственного воздействия поражающего фактора СП. Для каждого к го элемента системы ВС ВТА устанавливается функция состояния от воздействия СП:

где

1 функция состояния к -го элемента системы при воздействии по нему ПЭ в i - oil реализации; J показатель функционального состояния к -го элемента системы в ? - ой реализации; диапазон значений -; показателя функционального состояния к -го элемента системы.

При воздействии на к -ып элемент системы фугасного действия, факт уничтожения определяется сравнением действующего удельного импульса ударной волны с критическим [2]: ^уд д — Jудтф . Уязвимость элементов при воздействии потока осколков определяется сравнением удельной энергии потока осколков, действующих на к - ып элемент системы, с критической удельной энергией потока осколков, необходимой для уничтожения к -го элемента: удд уд ку Либо сравнением действующей нагрузки с критической, потребной для разрушения если это

■ Р <Р

.

Сформированные частные критерии оценки БЖ разработаны в соответствии с принципами системного подхода, учитывают декомпозицию предмета исследования и являются чувствительными к изменению работоспособности конструкции планера, ЖВС и ЖВА. Далее с имитационная модель [5] дает возможность получить общую картину накрытия ВС ВТА и частную картину накрытия СЧК и ОЧК полем поражающих элементов. Полученные характеристики накрытия будут являться исходными данными для оценки БЖ элементов систем на третьем уровне критериев.