Русская народная линия
информационно-аналитическая служба
Православие  Самодержавие  Народность

Концепция самолета моделируется военной игрой

Вячеслав  Володин, Независимое военное обозрение

09.06.2006


Создание нового истребителя требует иной методики проектирования …

Говоря о развитии системного подхода в новой идеологии боевого самолета, определившей переход к созданию истребителей 5-го поколения, нельзя не коснуться влияния этой идеологии на технологию и методологию разработки самолета. В нашей печати этот вопрос уже поднимался как разговор о "новых стапелях для нового боевого самолета". (См. материал "Новый самолет на старых стапелях") Действительно, главный принцип борьбы за качество, которому нас интенсивно сегодня учат разработчики стандартов серии ISO 9000, состоит в том, что нельзя добиться необходимого качества конечного продукта, не обратив внимания на содержание самого процесса его создания.

Технология разработки


Прежде всего необходимо отметить, что переход к новой идеологии боевого самолета не изменил в принципе той технологии проектной разработки, которая существовала ранее. Одно из главных положений этой технологии состоит в наличии двух уровней разработки проекта - внешнего и внутреннего проектирования. Их принципиальным различием является различие конечных целей реализуемых здесь процессов разработки изделия. Если задачей внутреннего проектирования является получение информации, необходимой и достаточной для создания изделия в заданных условиях, то задача внешнего проектирования состоит в получении информации, необходимой и достаточной для принятия решения о целесообразности и возможности создания изделия в этих условиях.

Все это хорошо было известно и уже использовалось в разработке истребителей 4-го поколения. Но усиление системного принципа в общем подходе к разработке боевого самолета существенно повысило роль внешнего проектирования в реализации начальных этапов разработки проекта самолета. Произошли и определенные структурные изменения в организации самого процесса проектирования. Понимавшиеся когда-то как последовательные стадии разработки самолета, процессы внешнего и внутреннего проектирования в разработке истребителя 5-го поколения превратились в составляющие единого итерационного процесса (многократные повторения математической операции).

В американской практике авиационного проектирования это было даже зафиксировано появлением в середине 1990-х годов некоторых новых положений в самой технологии ведения проектных разработок. Существенной корректировке было подвергнуто, в частности, представление о детальности проектного моделирования боевого самолета в задачах внешнего проектирования. Вместо типичного для практики проектирования предыдущих лет рассмотрения боевого самолета как некоторой материальной точки с набором параметров в технологии внешнего проектирования появилось гораздо более глубокое моделирование боевого самолета.

С одной стороны, это было обусловлено значительно возросшей ролью параметрических исследований, проводимых на самых начальных этапах проектирования с целью поиска оптимального технического облика разрабатываемого самолета. При рассмотрении боевого самолета как авиационного комплекса проведение такой оптимизации не могло обойтись без досконального математического моделирования всех функциональных и технических связей, существующих в рамках самолета. С другой стороны, рассмотрение проектируемого самолета как элемента системы не могло обойтись без соответствующего моделирования в процессе внешнего проектирования самолета и самой боевой системы с целью определения рациональной функциональной концепции.

В американской практике это нашло отражение в новой организации проектных работ. Согласно ей, основными составляющими внешнего проектирования являются: широкомасштабные военные игры, использующие натурные методы применения боевой авиации; операционные исследования, основанные на методах математического моделирования самолетов-истребителей как элементов боевой системы; проектные исследования, основанные на методах математического моделирования самолета-истребителя как авиационного комплекса; натурные и полунатурные моделирования авиационного комплекса в целом.

Все эти составляющие находятся в тесной взаимосвязи, образуя в рамках внешнего проектирования два цикла, один из которых относится к процессу разработки боевого самолета, а другой - к процессу разработки боевой системы, элементом которой должен являться этот самолет. Содержание работ последнего из этих циклов не является постоянным и определенным образом согласуется с содержанием работ, реализуемых в цикле разработки боевого самолета. Самым начальным этапам внешнего проектирования в рассматриваемом цикле соответствует содержание работ, связанных с определением тактических вариантов применения боевой системы в целом. В американской практике оно получило обозначение CONOPS.

Очевидно, что именно представление о боевой системе в целом является движущим моментом в определении функциональной концепции и технического облика самолета по принятой американцами технологии разработки истребителя 5-го поколения.

Однако это не главное, что характеризует технологию ведения проектных разработок, принятую американцами в середине 1980-х годов в своих программах создания истребителей 5-го поколения. К числу новинок, введенных в эту технологию, следует отнести и определенные изменения в структурной взаимосвязи внешнего и внутреннего проектирования. В числе традиционных вариантов создания новых авиационных систем вооружения помимо типового процесса организации разработок, предусматривающего переход к следующей стадии разработки только после полного завершения предыдущей, появился так называемый эволюционный (incremental) процесс организации разработок. Он предполагает постепенное уточнение в ходе проектирования основных исходных положений, формально относящихся к числу полностью известных.

В отличие от типового процесса организации разработок, принятого в отечественной и зарубежной практике ранее, рассматриваемая технология разработки истребителей 5-го поколения характеризуется повышенной итерационностью работ начальных стадий проектирования. Вместо единой последовательности работ по формированию тактико-технических требований (ТТТ) и разработке проекта самолета здесь имеет место серия проектных макроитераций, охватывающих разные уровни процесса разработки самолета и боевой системы в целом. И каждая из подобных макроитераций заканчивается самостоятельным результатом и в части ТТТ к самолету, и в части спецификации проектных данных.

Можно сказать, что по принятой американцами технологии разработки истребителя 5-го поколения представление о боевой системе, определяющее функциональную концепцию и технический облик самолета, является весьма динамичной категорией, подверженной корректировке в ходе процесса проектирования.

В методическом плане рассмотренные особенности американской технологии разработки истребителя 5-го поколения не являются для нас чем-то новым. И сама необходимость совершенствования технологии проектирования при переходе к созданию боевых самолетов нового поколения всегда была понятна. Из мемуарных воспоминаний участников отечественной программы МФИ известно, что идея кардинального развития технологии разработки истребителя 5-го поколения была высказана специалистами ГосНИИАС еще задолго до начала программы JSF, ставшей моделью реформирования в США всей системы создания боевой техники.

Эта идея даже рассматривалась и была одобрена Иваном Силаевым, возглавлявшим в ту пору отечественную авиационную отрасль. А в последующем по инициативе ведущего авиационного специалиста В.Е. Руднева и известного авиаконструктора О.С. Самойловича была даже частично реализована в виде так называемой "Единой технологии работ НИИ и ОКБ на начальных стадиях проектирования боевого самолета с использованием методов автоматизированного проектирования и операционного моделирования", получившей применение в программе МФИ.

Методология


Было бы неправильным, говоря о реализации новой идеологии боевого самолета, принятой в создании истребителей 5-го поколения, ограничиваться рассмотрением только технологии проектирования. Огромное значение в реализации этой идеологии имеет и новизна общей методологии проектирования. У американцев эта новизна вылилась в особую методику оценки разрабатываемого боевого самолета, известную как "Доступность по средствам" (affordability). Проявившаяся в полной мере в середине 1990-х годов в программе JSF, эта методика получила впоследствии применение и в ряде других программ, в том числе и европейских, связанных с разработкой не только боевых самолетов, но и оружия.

Рассматриваемая методика базируется на комплексной оценке "стоимость-эффективность", уже давно принятой в практике разработки систем вооружения. Так что по общему характеру используемого методического инструментария ничего принципиально нового здесь нет.
Однако техника использования инструментария "стоимость-эффективность" в его методическом варианте, именуемом "Доступность по средствам", несомненно, имеет элементы новизны, связанные, в частности, и с усилением системного принципа в общем подходе к разработке боевого самолета.

Стоимостные и эффективностные оценки боевого самолета рассматриваются здесь применительно не к изолированному самолету, а к самолету в рамках конкретной боевой системы. И рассчитываются эти оценки применительно не к частным задачам боевого применения самолета, а к достаточно масштабным составляющим его жизненного цикла.

Так что рассуждения типа "Наш перспективный истребитель превзойдет в воздушном бою любого противника", столь любимые некоторыми обозревателями отечественных изданий, для американских специалистов особого смысла не имеют. Во всех рассуждениях американцев об эффективности их истребителей 5-го поколения всегда можно обнаружить мысль: "Боевая система с нашим перспективным истребителем превзойдет боевую систему противника".

В инструментарии "Доступность по средствам" системность общего подхода к разработке боевого самолета находит свое отражение прежде всего в принятой здесь структуре критериальной оценки. Так в эффективностной оценке в отдельное функциональное свойство, определяющее тактические возможности истребителя, выделена системная совместимость. Данное свойство, именуемое в зарубежной практике обычно интероперабельностью, рассматривается как характеристика способности истребителя вести групповые действия во взаимодействии с такими же боевыми самолетами, авиационными информационными комплексами и наземными командными пунктами собственных и союзнических вооруженных сил.

Функциональному свойству системной совместимости при оценке тактических возможностей боевого самолета придается такое же значение, как и свойствам живучести, собственной непоражаемости и вероятности поражения противника. Как и свойство ситуационной осведомленности, системная совместимость характеризует информационные возможности боевого самолета. Учет этих возможностей соответствует и отечественному подходу к формированию облика истребителя 5-го поколения.

Так, в выступлениях руководителей программы ПАК ФА можно найти заявления, что "сам самолет является частью комплексной системы; он может получать информацию о боевой обстановке как самостоятельно, так и из других источников, а также передавать такие данные другим пользователям системы". Но спецификой инструментария "Доступность по средствам" является раздельное рассмотрение возможностей в части "получения информации о боевой обстановке самостоятельно" и в части "получения этой информации от других источников, а также передачи таких данных другим пользователям системы". И выделение последней из этих возможностей как самостоятельного функционального свойства, определяющего эффективность боевого самолета, является здесь не чем иным, как проявлением системного подхода при оценке облика разрабатываемого самолета.

Было бы неверным, однако, ограничить эту особенность методического инструментария "Доступность по средствам" рассмотрением только свойства системной совместимости, связанного с информационной интеграцией элементов боевой системы. Еще в большей степени системный подход при оценке облика разрабатываемого самолета проявляется в используемом учете реализуемости тактических возможностей боевого самолета.

Тактико-технические возможности


При оценке этого показателя наряду с функциональными свойствами надежности и эксплуатационной технологичности, отражающими совершенство боевого самолета самого по себе, в инструментарии "Доступность по средствам" учитываются и такие свойства, как развертываемость в боевое положение, передислоцируемость и соответствие возможностям эксплуатации. Последнее из них в зарубежной практике иногда упрощенно сводится к рассмотрению гарантированности материально-технического обеспечения (в первую очередь - запасными частями), а иногда расширяется до более комплексного понимания, включающего возможности подготовки летного и технического состава, необходимого для эффективного применения приобретаемых (или заказываемых к разработке) боевых самолетов.

Именно понимание той роли, которую играет эксплуатационная составляющая системы, элементами которой являются боевые самолеты, в реализации потенциальных тактических возможностей этих самолетов, определила появление в методическом инструментарии "Доступность по средствам" критерия практической эффективности (operational effectiveness). И при оценке этого критерия применительно к достаточно масштабным составляющим жизненного цикла разрабатываемого боевого самолета свое отражение в этой оценке могут получить все функциональные свойства, характеризующие эксплуатационное совершенство самолета, проявляемое в рамках конкретной системы его применения.

Отсюда очевидно, что принятая инструментарием "Доступность по средствам" системная оценка боевого самолета проводится с учетом понимания самолета как элемента не только большой информационной системы, объединяющей в единое целое всех участников боевых действий. Она проводится с учетом и системы эксплуатации, и многих других видов систем, включенных в состав боевой авиации. Именно такое комплексное понимание боевой системы определило появление понятия "системы систем".

Роль моделирования


Вопрос, применительно к каким составляющим жизненного цикла и в рамках каких комплексных систем может проводиться критериальная оценка разрабатываемого боевого самолета, также является небезынтересным моментом методического инструментария "Доступность по средствам". Иллюстрацией этого момента может являться фрагмент работ внешнего проектирования программы JSF, связанный с определением функциональной концепции истребителя 5-го поколения, получившего сегодня обозначение F-35.

Иерархия математических моделей, используемых в операционном моделировании, охватывает фрагменты боевых действий, от отдельных групповых действий истребителей во взаимодействии друг с другом или с системами вооружения других родов войск до военных кампаний в целом. Моделирование таких кампаний проводится с использованием конкретной информации, вытекающей из штабных военных игр, в которых при фиксированных возможностях используемых боевых средств отрабатываются приемы собственного оперативно-тактического искусства с учетом особенностей оперативно-тактического искусства противника.

Предметность этой "конкретики" очевидна из материалов программы JSF. В соответствии с принятой в США стратегией одновременного участия в двух региональных военных кампаниях выделены два региона мира, специфика боевых действий в которых является определяющей для формирования требований к перспективному истребителю. Один из них охватывает практически всю территорию Ближневосточного региона, центральное положение в котором занимают страны Персидского залива. Другой регион включает часть территории Азиатско-Тихоокеанского и Индо-Азиатского региона мира, куда попали Китай, Индия, обе Кореи и российский Дальний Восток. Стоит ли после этого удивляться, что и Китай, и Индия развернули сегодня свои программы создания истребителей 5-го поколения.

При использовании рассмотренной технологии работ формирование конкретных требований к разрабатываемому в рамках программы JSF семейству истребителей 5-го поколения проводилось исходя из компенсации дефицита боевых возможностей различных видов Вооруженных сил, принимающих участие в наступательной тактической операции, который "не мог быть восполнен путем совершенствования оперативно-тактического искусства командного состава в части применения боевой авиации". Эффективностная составляющая комплексного критерия "стоимость-эффективность", соответствующая такой постановке работ по формированию функциональной концепции боевого самолета, получила наименование "Дефицит возможностей в ударных операциях".

Стоимостная составляющая комплексного критерия оценки истребителя также определялась исходя из расходов на группировку самолетов. При этом особо тщательно учитывалась зависимость стоимости истребителя от варьировавшихся функциональных характеристик самолета. Как это не похоже на распространенную у нас точку зрения, что взлетная масса - суть его стоимость, а все отличия от этой зависимости - погрешности расчета.

Оперативно-тактическое искусство


Вернемся к тому, что в материалах программы JSF упомянуто как "совершенствование оперативно-тактического искусства командного состава в части применения боевой авиации". Это некоторая "константа", существующая при формировании требований к конкретному истребителю 5-го поколения. Однако она отнюдь не является таковой применительно к внешнему проектированию подобных самолетов в целом, выступая здесь в качестве искомого параметра создаваемой боевой системы. Ведь "совершенствование оперативно-тактического искусства командного состава в части применения боевой авиации" - это суть процесса CONOPS, протекающего в итерационном цикле разработки той боевой системы, элементом которой должен стать создаваемый боевой самолет.

Величина этого параметра имеет не меньшее влияние на эффективностную составляющую комплексной оценки "стоимость - эффективность", чем тактические возможности самого самолета. По мнению американских специалистов, полная реализация всех тактических возможностей истребителей 5-го поколения возможна только при использовании новых тактик и способов боевого применения этих самолетов.

С началом создания истребителей 5-го поколения начался активный поиск новых оперативно-тактических способов их применения. Основное внимание было обращено на то, что связано с развитием системного подхода в новой идеологии боевого самолета. И прежде всего с рассмотрением групповых боевых действий. В связи с этим и рассуждения типа "Наш перспективный истребитель превзойдет в воздушном бою любого противника" потеряли смысл, уступив место аргументированию констатации "Боевая система с нашим перспективным истребителем превзойдет боевую систему противника".

Американцы уже начали переподготовку командного состава своих ВВС с учетом особенностей применения истребителей F-22 в реальных боевых действиях. Для этого в тренировочном курсе, проводимом на базе ВВС Максвелл (шт. Алабама), задействована компьютерная система TAV, имеющая специально созданное для этих целей программное обеспечение AIRGAP-II.

Спонтанно возникший в нашей прессе вопрос о "новых стапелях для нового боевого самолета" почему-то не удержался на страницах отечественных изданий, уступив место обычным заверениям, что "наш перспективный истребитель превзойдет в воздушном бою любого противника". А зря. Идея западной системы качества действительно верна в том, что нельзя добиться необходимого качества конечного продукта, не обратив внимания на содержание самого процесса его создания.

http://nvo.ng.ru/armament/2006-06-09/6_methods.html



РНЛ работает благодаря вашим пожертвованиям.


Форма для пожертвования QIWI:

Вам выставят счет на ваш номер телефона, оплатить его можно будет в ближайшем терминале QIWI, деньги с телефона автоматически сниматься не будут, читайте инструкцию!

Мобильный телефон (пример: 9057772233)
Сумма руб. коп.

Инструкция об оплате (откроется в новом окне)

Форма для пожертвования Яндекс.Деньги:

Другие способы помощи

Наверх

 

Другие статьи этого автора

Другие статьи этого дня

Другие статьи по этой теме