Автор: bobashka***@mail.ru
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РФ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ
(НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»
Факультет №7 «Робототехнические и интеллектуальные системы»
Кафедра 703 «Системное проектирование авиакомплексов»
Курсовой проект по дисциплине
«Внешнее проектирование авиационных комплексов»
на тему:
«Сравнительный анализ альтернативных вариантов УАБ по
интегральным показателям и ранжирование приоритетных технологий
в разработке бортового оборудования и
ракетного вооружения перспективного истребителя»
Выполнили:
студенты группы 70-506С
Бузмаков Б. О.,
Ефанов П. В.,
Панфилов А. В.,
Шатковская С. А.
Принял:
доцент кафедры 703, к.т.н
Оркин С. Д.
Москва, 2019
Оглавление
Вводная часть. 3
Общие сведения и понятия. 3
Классификация УАБ.. 5
Системы наведения. 7
Лазерные полуактивные системы наведения. 7
Телевизионные системы наведения. 8
Тепловизионные системы наведения. 8
Радиолокационные системы наведения. 8
Инерциальная система наведения. 9
Комбинированные системы наведения. 9
Постановка задачи. 10
Решение. 12
- Иерархическое представление задачи экспертизы.. 12
- Анализ согласованности мнений экспертов. 13
Статические показатели. 13
Эвристические показатели. 14
Метод анализа иерархий (МАИ) 16
Метод весовых коэффициентов (МВК) 18
Введение (часть 2) 19
Приложение 1. Исходные данные. 27
Экспертные оценки. 28
Приложение 2. Анализ согласованности. 29
Приложение 3. Метод анализа иерархии. 35
Приложение 4. Метод весовых коэффициентов. 40
Приложение 5. Программный код для части 2 курсового проекта. 45
Вводная часть
В курсовом проекте будет рассмотрена методика сравнительного анализа альтернативных вариантов управляемых авиационных бомб (УАБ), которые в настоящее время являются высокоэффективным оружием.
Общие сведения и понятия
УАБ являются одним из представительных видов высокоточного оружия, поскольку они сочетают в себе высокую точность попадания, мощность боевой части и относительно низкую стоимость. Об этом свидетельствуют статистические данные о повышении доли использования УАБ в локальных конфликтах. Так, в применении высокоточного оружии доля УАБ ≥ 95 %. В последнем локальном конфликте в Ираке составила 70 % от всего оружия.
Важной характеристикой поражающего свойства любого боеприпаса является отношение массы БЧ к его общей массе. Для неуправляемой авиационной бомбы это отношение близко к 1. Для управляемой авиационной ракеты класса «воздух-поверхность» оно составляет 0.2 – 0.5, а для УАБ – 0.7 – 0.9. Это означает что при одинаковых общих массах и дальностях применения, УАБ может доставить в 2 раза большую БЧ. Поэтому в ряде случаев применение УАБ считается белее предпочтительным, например, при поражении прочных и заглубленных целей.
Однако УАБ по некоторым характеристикам уступают управляемым авиационным ракетам (УАР):
- у них меньше средняя скорость полета к цели;
- уже диапазон перегрузок для устранения ошибок наведения, а также ошибок пуска;
- особенности относительного движения УАБ и самолета-носителя после сброса ограничивает их применение на малых высотах;
- УАР имеют преимущество, когда необходимо поразить цель без захода самолета-носителя в зону противовоздушной обороны на дальностях 100 км и более.
Поэтому УАБ и УАР – это два вида управляемого высокоточного тактического оружия класса «воздух-поверхность», каждое из которых имеет свои области применения.
По оценке специалистов, основными преимуществами УАБ по сравнению с обычными авиационными бомбами:
- повышение точности попадания в цель в 4-10 раз;
- сокращение расходов боеприпасов в 5-25 раз в зависимости от типа цели;
- уменьшение числа самолето-вылетов и числа заходов на цель;
- уменьшение вероятности сбития самолетов-носителей системой ПВО противника;
- сокращение финансовых затрат на выполнение боевой операции;
- возможность избирательного поражения цели и уменьшение времени, потребного для поражения цели.
УАБ – это авиационная бомба, снабженная системой управления и обеспечивающая минимальный промах относительно точки прицеливания.
В общем случае УАБ состоит из:
- информационно-измерительного устройства, измеряющего положение или направление УАБ относительно точки прицеливания;
- БЧ и взрывательного устройства;
- системы управления, выполняющей функции системы стабилизации, управления положением УАБ относительно центра масс и траектории полета;
- органов управления (обычно аэродинамического типа);
- двигателя, стартового или маршевого для увеличения дальности полета УАБ на малых высотах;
- двигателя-ускорителя для увеличения проникающей способности при контакте с целью (до 60 м).
Классификация УАБ
Авиационные бомбы, как вид вооружения, подразделяют на:
- неуправляемые авиационные бомбы;
- УАБ.
В настоящее время окончательно сформировались следующие подвиды УАБ:
- корректируемые авиационные бомбы;
- управляемые планирующие авиационные бомбы.
Корректируемые авиационные бомбы (КАБ) – это УАБ, применение которых осуществляется по баллистическому алгоритму, т.е. траектория КАБ формируется так, чтобы минимизировать величину отклонения центра масс УАБ от баллистической траектории. КАБ используется для поражения широкого класса малоразмерных прочных целей при частично или полностью подавленной ПВО.
Управляемые планирующие авиационные бомбы (УПАБ) имею траекторию, близкую к траектории ракеты, и используются в задачах поражения наземных целей без вхождения в зону действия объектовых средств поражения (ПВО).
|
№ |
Признак |
Характеристики УАБ или ее отдельных свойств |
|
1 |
Дальность |
· короткая (до 5 км) · малая (5 – 15 км) · средняя (20 – 30 км) · большая (30 – 70 км) · сверхбольшая (более 70 км) |
|
2 |
Калибр (масса) |
125 – 9761 кг (определяется типом штатных авиационных бомб) |
|
3 |
Тип конструкции |
· на основе штатной БЧ · модульной конструкции |
|
4 |
Тип системы наведения |
· самонаведение лазерное телевизионное тепловизионное радиолокационное § активное § пассивное комбинированное инерциально-спутниковое радиометрическое · теленаведение по радиолучу по телевизионной командной линии связи по волоконно-оптической линии связи · автономное программное инерциальное инерциальное с коррекцией |
|
5 |
Тип БЧ |
· фугасная · осколочная · проникающая · фугасно-проникающая · фугасно-зажигательная · бетонобойная · объемно-детонирующая · кассетная с кумулятивными или осколочными элементами |
|
6 |
Тип взрывного устройства |
· контактного действия · с дистанционным управлением |
|
7 |
Режим сброса |
· горизонтального полета · с пикирования · с кабрирования |
|
8 |
Алгоритм сброса |
· баллистический · с зоны возможных сбросов (ЗВС) |
|
9 |
Тип применения |
· одиночная · серийная · залповая · управляемый залп по элементам групповой цели |
|
10 |
Траектория |
· баллистическая · планирующая · комбинированная |
|
11 |
Двигатель |
· маршевый · двигатель-ускоритель |
Системы наведения
Лазерные полуактивные системы наведения
Оптический квантовый генератор (ОКГ), или лазер, - это устройство, способное генерировать энергию электромагнитного излучения в различных диапазонах оптической части спектра в виде мощного узконаправленного луча. В системах наведения ракет «воздух-поверхность» и корректируемых авиабомб лазер используется для придания искусственного контраста целям, не обладающим естественной контрастностью на окружающем фоне. Освещая цель лазерным лучом, можно построить полуактивную лазерную систему самонаведения по отраженному от цели излучению, если снабдить ракету (УАБ) ГСН, чувствительной к данной области спектра.
Работа лазера построена на процессе перехода частиц атома с высшего уровня энергии на низший с последующим выделением энергии. С помощью системы зеркал направление излучения генерируется в одном направлении. Вещество, излучающее энергию, называется активным веществом.
В системах наведения УАБ применяются в основном твердотельные лазеры, активным веществом которых являются монокристаллы из неодима или иттриево-алюминиевого граната.
Лазерные ГСН являются обычными оптическими головками, чувствительными к излучению лазера, подсвечивающего цель. Подсвет цели может быть организован тремя способами: с самолета-носителя, со специального ЛА-подсветчика или с наземной лазерной установки. Ручной или полуавтоматический подсвет цели осуществляется до конца наведения.
Поскольку дальность действия лазерных систем невелика из-за ограниченности дальности визуального обнаружения цели, самолет, вооруженный такой системой, при атаке вынужден входить в зону действия всех средств ПВО объекта и может эффективно использоваться только в случае их отсутствия или предварительного подавления. Однако такие системы получили широкое распространение, главным образом, в решении задач изоляции боя.
Преимуществом подсвета цели с помощью ЛА-подсветчика является то, то траектория этого ЛА не привязана жестко к цели необходимостью прицеливания, а сам самолет-носитель может осуществлять бомбометание по принципу «сбросил-забыл», что снижает вероятность его поражения средствами ПВО.
Наведение по лазерному лучу не зависит от скорости цели, так как УАБ наводится по лучу лазера, что упрощает процесс наведения с одной стороны, но с другой – отрицательно влияет на конечную точность наведения.
Телевизионные системы наведения
Принцип действия телевизионных ГСН (ТВГС) основан на их способности запоминать образ цели (эталон) после первичного целеуказания по определенным признакам, заложенным в алгоритм обработки информации. Сравнивая в процессе наведения получаемое изображение с эталоном, можно определять ошибку и вырабатывать сигнал ее исправления.
ТВГС способна различать неконтрастные и камуфлированные цели. Это обусловлено растровым разложением поля излучения. Подобное разложение позволяет использовать корреляционные методы обработки информации. Системы, построенные на этих методах, наряду с контрастными и яркостными системами обработки информации дают максимальную вероятность распознавания.
Первичное целеуказание ТВГС подается оператором, который обнаруживает и опознает цель либо визуально, либо на экране телевизионного визирно-командного устройства.
Тепловизионные системы наведения
Принцип работы тепловизионных систем схож с ТВГС, но в данном случае ГСН наводится на инфракрасное излучение. По сигналу, поступающему на тепловизоры, формируется изображение, которое сравнивается с эталоном. Из полученной разности формируется управляющий сигнал.
Основным достоинством тепловизионных систем является их способность захватывать цели при низкой освещенности и в ночное время суток.
Радиолокационные системы наведения
Радиолокационные ГСН (РГС) наводятся по радиолокационному излучению цели.
Для подавления систем ПВО противника широко используются пассивные РГС. Они позволяют захватить радиосигнал на достаточно большой дальности, что позволяет самолёту-носителю не входить в зону действия ПВО. ГСН способна захватить цель как на борту носителя, так и в полете.
В режиме обнаружения и прицеливания РГС формируется две диаграммы направленности. Принимаемый сигнал моделируется пропорционально углу отклонения от равносигнальной зоны. В режиме самонаведения формируется четыре диаграммы направленности, главные лепестки которых симметрично отклонены от ракеты. При отклонении оси УАБ от равносигнального положения формируется управляющий сигнал. В случае потери цели РГС переходит в режим поиска. При этом расширяется поле обзора и выдается сигнал о запрете сопровождения. После обнаружения цели система переходит снова в режим самонаведения.
Недостатком РГС является то, что при подлёте к цели, диаграмма направленности которой освещает большой участок поверхности, наведение начинает переключатся между наиболее яркими точками излучения, что приводит к повышенному рассеиванию.
Активные РГС применяются против боевых кораблей, так как эти цели обладают высокой радиоконтрастностью.
Инерциальная система наведения
Инерциальная система (ИНС) осуществляет наведение по заложенной программой траектории. Принцип действия ИНС состоит в том, что она обеспечивает полет УАБ с автономным управлением, используя априорную информацию о координатах точек старта и финиша. Команда управления вырабатывается как разность между заданным программной истинным положением, которое должно непрерывно определяться. Основная задача информационной части ИНС – определение координат УАБ. Для этого система координат гиростабилизируется.
Комбинированные системы наведения
Существует множество комбинированных систем наведения. Сочетание различных приемов позволяет устранить недостатки тех или иных систем наведения.
Как правило, в комбинированные системы входят ИНС. Их комплексирование с другой системой наведения позволяет корректировать заложенную программой траекторию и осуществлять наведение с большей точностью.
Постановка задачи
Даны альтернативные варианты УАБ и известны их ТТХ. Требуется разработать методику сравнительного анализа и выбора лучшего варианта на основе многокритериального выбора из заданных альтернатив методами анализа иерархии и весовых коэффициентов.
В качестве управляемого вооружения применяем УАБ калибра 500 кг с фугасными и фугасно-проникающими БЧ и различными системами наведения:
- полуактивной лазерной,
- телевизионной с контрастным принципом обработки информации,
- телевизионной с контрастно-корреляционным принципом обработки информации,
- тепловизионной,
- радиолокационной,
- комбинированной.
При применении УАБ используется принцип «сбросил – забыл».
Требуется из приведенных вариантов УАБ определить наилучшую по методам анализа иерархий и весовых коэффициентов. Основные оценочные показатели альтернативных образцов УАБ, а также коэффициенты весомости интегральных и составляющих их единичных показателей, полученные по результатам обработки экспертных оценок, представлены в исходных данных.
Для реализации вычислений необходимо написать программу. Требования к ПО:
- Программа должна допускать изменение ТТХ сравниваемых альтернативных вариантов, а также изменение оценок экспертов по интегральным и единичным показателям и анализ согласованности оценок экспертов по статистическим и эвристическим показателям математической статистики.
- По оценкам для составляющих каждого интегрального показателя программа должна выдавать сообщение о согласованности или несогласованности мнений экспертов.
- В программе должна быть реализована расчетная таблица .
- Интерфейс должен сообщать о результатах проведенного сравнительного анализа УАБ для заданного варианта экспертизы:
- по каждому интегральному показателю;
- по свертке интегральных показателей;
и расставлять УАБ в порядке убывания. Для метода весовых коэффициентов требуется также выносить решение о перспективности.
1.Иерархическое представление задачи экспертизы
В поставленной задаче имеется набор альтернатив, предназначенных для сравнения и перечень критериев, по которым проводится сравнение. Критерии разделяются на комплексные (интегральные) и частные (единичные).
Для удобства решения задачи целесообразно представить ее в виде иерархической структуры.
Иерархия считается полной, если каждый элемент вышестоящего уровня функционирует как критерий для всех элементов нижестоящего уровня. Поэтому целесообразно разместить на нижнем уровне альтернативные варианты, на вышестоящем уровне – единичные показатели, над единичными показателями – интегральные показатели. Верхним уровнем иерархии является цель поставленной задачи.
Элементы уровня иерархии должны быть сравнимы попарно по отношению к каждому элементу вышестоящего уровня.
2. Анализ согласованности мнений экспертов
Анализ согласованности оценок экспертов проводится по статистическим и эвристическим показателям математической статистики.
Статические показатели
Для определения согласованности мнения экспертов используются следующие формулы:
,
где - весомость i – го показателя, заданная j – м экспертом, а m – число экспертов.
СКО весомости i – го показателя:
.
Коэффициент изменчивости мнения экспертов по i – му показателю (показатель вариации):
Эвристические показатели
Сумма рангов по i – му показателю:
Среднее арифметическое значение суммы рангов по всем n - показателям
ю
- число показателей.
Отклонение суммы рангов по i – му показателю от среднего арифметического значения по среднему показателю:
.
Показатель связанности рангов по i – му показателю:
,
- количество связанных рангов в l – й группе по i – му показателю;
- количество групп связанных рангов.
Коэффициент конкордации , характеризующий согласованность мнения экспертов по всем показателям:
.
Если мнения экспертов согласовано, то > 0.
Фактическое значение критерия Пирсона:
.
Согласованность мнений экспертов определяется по результатам среднего значения теоретического и фактического . Условие согласованности имеет вид:
(12)
Результаты расчетов представлены в приложении 2.
Метод анализа иерархий (МАИ)
Метод анализа иерархий сочетает в себе формальный и неформальный подходы к решению задач многокритериального выбора. Его неформальность характеризуется субъективностью экспертных оценок.
МАИ включает в себя 3 основных этапа:
- иерархическое представление задачи экспертизы;
- проведение парных сравнений с целью определения количественной оценки степени влияния элементов каждого уровня иерархии на каждый элемент соседнего с ним уровня иерархии;
- получение приоритетов, представляющих оценочное решение, на основании которого делается вывод о наилучшей альтернативе.
Иерархическое представление задачи экспертизы общее для обоих методов (МАИ и МВК). Оно было рассмотрено ранее (см. Решение, п. 1).
Парные сравнения – центральное звено МАИ. Суть установление веса показателей рассматриваемого иерархического уровня по отношению к их воздействию на критерий вышестоящего уровня.
Чтобы получить числовые характеристики, необходимо сформировать матрицы парных сравнений. В нашем случае, матрицы парных сравнений должны быть сформированы на основе мнений экспертов и ТТХ альтернативных образцов УАБ.
Матрица парных сравнений по критерию K формируется следующим образом:
|
… |
… |
|||||
|
… |
… |
|||||
|
… |
… |
|||||
|
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
|
… |
… |
|||||
|
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
|
… |
… |
Элемент на пересечении строки i и столбца j определяется по формуле:
, где
- вес альтернативы по отношению к критерию K.
- вес альтернативы по отношению к критерию K.
Таким образом, для формирования матрицы парных сравнений (МПС) достаточно знать входной вектор ω, элементами которого являются веса альтернатив по отношению к критерию K. Веса альтернатив по отношению к критерию определяются по экспертным оценкам.
В связи с наличием субъективного фактора выделяют экспериментальную и идеальную МПС. Для идеальной матрицы максимальное собственное значение равно порядку матрицы n.
Для снижения субъективности определяют допустимый показатель рассогласования экспериментальной матрицы с идеальной. Этот показатель называется отношением согласованности (ОС):
, где
- индекс согласованности, показывающий отличие экспериментальной МПС от идеальной.
СИ – индекс случайной согласованности, сгенерированный случайным образом за счет обратной симметричности матрицы. Его значение задается таблично.
При МПС считается приемлемо согласованной, и матрицу считают близкой к идеальной. Тогда допустимо использование полезных свойств идеальной матрицы.
Получение приоритетов делится на два этапа:
- Получение локальных приоритетов, которое проводится по согласованным МПС.
- Получение глобальных приоритетов.
По глобальным приоритетам определяется оптимальная альтернатива по отношению к цели экспертизы путем взятия максимума от полученных значений для каждой альтернативы. Результаты расчетов представлены в приложении 3.
Метод весовых коэффициентов (МВК)
Метод весовых коэффициентов применяется для сравнения разрабатываемых альтернативных образцов с базовым образцом. Основным показателем является коэффициент технического уровня . Итогом проведения анализа эффективности по указанным показателем является решение о перспективности, определяемое из следующих пределов изменения :
- 1,05 – 1,065 – образец не перспективен;
- 1,07 – 1,13 – образец мало перспективен;
- 1,135 – 1,264 – образец перспективен;
- более 1,27 – образец весьма перспективен.
Расчет коэффициента технического уровня осуществляется по формуле:
,
где – статистический показатель согласованности мнений экспертов – среднее арифметическое значение весомости i-ого показателя;
– весовой коэффициент i-го показателя.
Показатель определяется как
,
если предпочтительно как можно большее значение i-го показателя, и , если предпочтительно как можно меньшее значение i-го показателя.
Расчет глобального приоритета:
.
Результаты расчетов представлены в приложении 4.
Введение (часть 2)
Ранжирование приоритетных технологий в разработке бортового оборудования и ракетного вооружения перспективного истребителя.
Должны быть представлены:
- Постановка задачи, показатели по которым будет оценивается значимость критических технологий.
Рассмотрим задачу ранжирования приоритетных технологий КБО (комплекса бортового оборудования) на основе модели воздушного боя представленного в виде графа состояний вершины которого отвечают за выполнение определенной ФЗ(функциональной задачи), имеют смысл вероятности перехода от одной ФЗ к другой.
Рис. 1 - Граф состояний обобщенного самолета красных
Вероятности переходов графа представлены в следующей таблице 1.1 для современных истребителей и в таблице 1.2 для перспективных истребителей.
Перечислим состояния обобщённого самолёта красных, граф состояний которого представлен на рисунке 1:
- полёт по маршруту
- включение активной фазированной антенной решётки Х диапазона
- пуск ракет большой дальности
- выход на перехват “синих”
- перехват синих и пуск ракет с пассивной ГСН или ИКГСН
- окончание скрытного наведения на атакуемые цели синих, информационный контакт противников
- перехват целей и пуск ракет большой дальности
- дуэль (дальний воздушный бой) и пуск ракет большой дальности
- перехват самолёта красных истребителями сопровождения синих
- выход на перехват ударных самолётов синих и пуск ракет средней дальности
- проведение ближнего воздушного боя и пуск ракет малой дальности с ИКГСН
- контратака ударных самолётов синих
- выход красных из боя с обороной
- обобщённый самолёт красных-убит (средние потери красных относительно начального числа)
- обобщенный самолёт красных-жив (среднее число уцелевших самолётов красных участвующих в вылете)
Таблица 1.1 – Значения для современных истребителей
|
i/j |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
1 |
0,98 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,02 |
|
|
2 |
|
|
0,95 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,05 |
|
|
3 |
|
|
0,98 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,02 |
|
|
4 |
|
|
|
0,2 |
0,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
0,8 |
|
|
|
|
0,2 |
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
0,3 |
0,35 |
0,35 |
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
0,5 |
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,3 |
0,3 |
|
|
0,4 |
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,15 |
0,15 |
|
|
0,7 |
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,3 |
0,7 |
0 |
|
|
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,6 |
0,4 |
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,4 |
|
0,4 |
0,2 |
|
|
13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,2 |
0,8 |
Таблица 1.2 - Значения для перспективных истребителей
|
i/j |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
1 |
0,99 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,01 |
|
|
2 |
|
0,18 |
0,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,02 |
|
|
3 |
|
|
0,99 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,01 |
|
|
4 |
|
|
|
0,2 |
0,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
0,8 |
|
|
|
|
0,2 |
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
0,6 |
0,2 |
0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
0,5 |
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,35 |
0,35 |
|
|
0,3 |
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,2 |
0,2 |
|
|
0,6 |
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,3 |
0,7 |
0 |
|
|
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,7 |
0,3 |
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,45 |
|
0,45 |
0,1 |
|
|
13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,1 |
0,9 |
Рис. 2 – Граф состояний для комбинированной РГСН
Таблица 2
|
i/j |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
25 |
26 |
27 |
28 |
|
3 |
0/1 |
1/0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
1/1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
1/1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
1/1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
17 |
|
0,2/0,1 |
0,8/0,9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1/1 |
|
|
19 |
|
0,1/0,05 |
|
0,9/0,95 |
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
0,1/0,05 |
|
|
0,9/0,95 |
|
|
|
|
|
|
21 |
|
0,1/0,05 |
|
|
|
0,9/0,95 |
|
|
|
|
|
22 |
|
0,1/0,05 |
|
|
|
|
0,7/0.85 |
|
|
0,2/0,1 |
|
25 |
|
|
|
|
|
|
|
0,7/0,8 |
0,3/0,2 |
|
|
28 |
|
|
|
|
|
|
|
0,4/0,6 |
0,6/0,4 |
|
Рис. 3 - Граф состояний для АРГСН
Таблица 3
|
i/j |
17 |
18 |
21 |
22 |
25 |
26 |
27 |
28 |
|
7 |
1/1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
1/1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
1/1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
17 |
|
0,2/0,1 |
0,8/0,9 |
|
|
|
|
|
|
18 |
|
|
|
|
|
|
1/1 |
|
|
21 |
|
0,1/0,05 |
|
0,9/0,95 |
|
|
|
|
|
22 |
|
0,05/0,02 |
|
|
0,75/0,88 |
|
|
0,2/0,1 |
|
25 |
|
|
|
|
|
0,7/0,8 |
0,3/0,2 |
|
|
28 |
|
|
|
|
|
0,4/0,6 |
0,6/0,4 |
|
Рис. 4 - Граф состояний для пассивной РГСН
Таблица 4
|
i/j |
17 |
18 |
19 |
20 |
25 |
26 |
27 |
28 |
|
5 |
1/1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
1/1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
17 |
|
0,15/0,08 |
|
|
|
|
|
|
|
18 |
|
|
|
|
|
|
1/1 |
|
|
19 |
|
0,1/0,05 |
|
0,9/0,95 |
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
0,8/0,9 |
|
|
0,2/0,1 |
|
25 |
|
|
|
|
|
0,7/0,8 |
0,3/0,2 |
|
|
28 |
|
|
|
|
|
0,4/0,6 |
0,6/0,4 |
|
Рис. 5 - Граф состояний для ИКГСН
Таблица 5
|
i/j |
17 |
18 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
|
5 |
1/1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
1/1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
17 |
|
0,1/0,05 |
0,9/0,95 |
|
|
|
|
|
|
18 |
|
|
|
|
|
|
1/1 |
|
|
23 |
|
0,1/0,05 |
|
0,9/0,95 |
|
|
|
|
|
24 |
|
|
|
|
0,8/0,9 |
|
|
0,2/0,1 |
|
25 |
|
|
|
|
|
0,7/0,8 |
0,3/0,2 |
|
|
28 |
|
|
|
|
|
0,4/0,6 |
0,6/0,4 |
|
Для марковских графов рисунок 1 – 5 запишем рекуррентные соотношения для определения вероятности нахождения вершины
За критерий эффективности технологии примерм …
Для ранжирования приоритетных технологий определим вклад функциональных задач, и обеспечивающих их, приоритетных технологий в оценку показателя эффективности авиационного комплекса. Будем считать, что реализация всех перечисленных приоритетных технологий в КБО и БКВ АК обеспечивает максимальные значения показателя его боевой эффективности и примем обеспечиваемый этой реализацией уровень эффективности за 100%.
При отсутствии КБО и БКВ АК тех или иных приоритетных технологий имеем меньшее значение приращения показателя эффективности АК, что позволяет по величине её снижения относительно максимально возможного уровня ранжировать по значимости данные приоритетные технологии. В случае отсутствия КБО и БКВ АК всех приоритетных технологий, приращение показателя эффективности АК за счёт их реализации составляет 0%.
Для выполнения расчётов по ранжированию приоритетных технологий составим таблицу, в столбцах которой представлены функциональные задачи выполняемые перспективным АК в процессе ведения группового воздушного боя, а в строках обеспечивающие выполнение этих функциональных задач, приоритетными технологиями.
Таблица 6
|
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
|
|
1.1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
63.2440349196843 |
|
1.2 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
63.2440349196843 |
|
1.3 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
63.2440349196843 |
|
1.4 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
32.1739433068040 |
|
1.5 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
32.1739433068040 |
|
1.6 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
32.1739433068040 |
|
1.7 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
65.5845298990453 |
|
1.8 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
26.2694324785745 |
|
1.9 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
31.8090515163152 |
|
1.10 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
20.2998433933785 |
|
1.11 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
31.8090515163152 |
|
1.12 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
13.4271250784693 |
|
1.13 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
41.0439193230970 |
|
1.14 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
26.2694324785745 |
|
1.15 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
63.2440349196843 |
|
1.16 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
31.8090515163152 |
|
1.17 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
24.5120347677981 |
|
1.18 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
44.4170653768470 |
|
1.19 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
70.4306141047003 |
|
1.20 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
24.6488975023133 |
|
1.21 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
24.6488975023133 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 7
|
№технологии/№ФЗ |
13 |
14 |
15 |
16 |
|
|
2.1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
-90 |
|
2.2 |
1 |
0 |
1 |
0 |
-65 |
|
2.3 |
1 |
0 |
0 |
0 |
-40 |
|
2.4 |
0 |
1 |
1 |
0 |
-50 |
|
2.5 |
1 |
0 |
1 |
0 |
-65 |
|
2.6 |
1 |
1 |
1 |
1 |
-100 |
|
2.7 |
0 |
0 |
0 |
1 |
-10 |
|
2.8 |
1 |
0 |
0 |
0 |
-40 |
|
2.9 |
0 |
1 |
1 |
0 |
-50 |
|
2.10 |
0 |
1 |
1 |
0 |
-50 |
|
2.11 |
1 |
0 |
0 |
0 |
-40 |
|
40 |
25 |
25 |
10 |
100 |
Приложение 1. Исходные данные
|
№ |
Интегральный показатель (показатель весомости) |
Единичный показатель |
Тип УАБ |
||||||
|
GBU - 0 |
GBU - 1 |
GBU - 2 |
GBU - 3 |
GBU - 4 |
GBU - 5 |
GBU - 6 |
|||
|
1
|
Боевой |
Точность наведения Eкво, м |
6 |
4 |
4 |
3 |
10 |
12 |
15 |
|
0,178 |
Поражающий фактор БЧ с фугасным действием F, м |
14,66 |
15,16 |
12,84 |
10 |
12,84 |
13,41 |
14,14 |
|
|
|
|
Поражающий фактор БЧ с фугасно-проникающим действием F, кг/м2 |
3698 |
2687 |
2219 |
3265 |
2219 |
2500 |
3673 |
|
|
|
Скорость соударения с целью Vc max, м/с |
230 |
250 |
220 |
250 |
230 |
230 |
250 |
|
|
|
Угол подхода к цели θc max, ...° |
60 |
60 |
55 |
60 |
60 |
40 |
45 |
|
2
|
Тактический |
Степень автономности t(Hсб), ед |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
0,167 |
Дальность применения, Dmax(Hсб), км |
8 |
10 |
12 |
12 |
10 |
12 |
15 |
|
|
|
|
Величина ЗВС-Д (Dmax-Dmin), км |
1,0 |
2,5 |
3,0 |
4,0 |
3,0 |
2,0 |
6,0 |
|
|
|
Величина ЗВС-Б Zmax, км |
0,5 |
0,7 |
1 |
1,5 |
1 |
1 |
2 |
|
|
|
Степень реализации захвата ГСН Dз max/Dmax, ед |
0,625 |
0,800 |
0,833 |
1,250 |
1,00 |
0,833 |
3,330 |
|
|
|
Степень круглосуточнсоти T (лето), ед |
1,0 |
1,0 |
0,65 |
0,65 |
1,0 |
1,0 |
1,0 |
|
|
|
Стпень всепогодности B, ед |
0,49 |
0,49 |
0,49 |
0,49 |
0,92 |
1,0 |
1,0 |
|
|
|
Степень облачности Об(Hоб, лето), ед |
0,48 |
0,48 |
0,48 |
0,48 |
0,48 |
1,0 |
1,0 |
|
|
|
Диапазон (Hmax-Hmin), км |
5 |
5 |
10 |
12 |
10 |
8 |
15 |
|
|
|
Диапазон (Vmax-Vmin), м/с |
140 |
140 |
120 |
120 |
150 |
170 |
170 |
|
|
|
Число типов носителей N, ед |
4 |
4 |
5 |
5 |
3 |
1 |
7 |
|
|
|
Возможность залпового сброса |
Да |
Да |
Да |
Да |
Да |
Да |
Да |
|
|
|
Наличие ВУ с ДУ |
Нет |
Нет |
Да |
Да |
Да |
Нет |
Да |
|
3 |
Технологический |
Степень преемственности W = F(Kпр), ед |
0,3 |
0,6 |
0,4 |
0,5 |
0,3 |
0,3 |
0,5 |
|
0,158 |
|||||||||
|
4 |
Надежность |
Вероятность безотказной работы PБР, ед |
0,90 |
0,95 |
0,92 |
0,92 |
0,90 |
0,90 |
0,92 |
|
0,144 |
|||||||||
|
5
|
Эксплутационно-технический |
Назначенный ресурс Tрес, час |
8 |
10 |
12 |
15 |
10 |
6 |
10 |
|
0,130 |
Назначенный срок службы Tсл, лет |
10 |
10 |
12 |
12 |
15 |
15 |
15 |
|
|
|
|
Контрлепригодность Kп, ед/час |
6,60 |
7,00 |
2,50 |
1,60 |
1,44 |
2,64 |
2,76 |
|
6 |
Выживаемость |
Величина ЭПР Sэпр, м2 |
0,8 |
0,7 |
0,5 |
1 |
0,8 |
1,2 |
1,5 |
|
0,115 |
|||||||||
|
7 |
Экономический |
Стоимость разработки Cраз, млн.долл. |
10 |
8 |
15 |
20 |
23 |
30 |
45 |
|
|
0,106 |
Стоимость изделия Cизд, тыс. долл. |
30 |
35 |
40 |
50 |
45 |
100 |
35 |
|
|
|
Стоимость эксплуатации Cэкс, тыс. долл. |
3 |
5 |
8 |
10 |
8 |
10 |
15 |
|
|
|
Экономическая эффективность разработки △Эs, ед |
1,0 |
0,8 |
1,5 |
2,0 |
2,3 |
3,0 |
4,5 |
|
|
|
Экономическая эффективность изготовления △Эи, ед |
1,00 |
1,16 |
1,33 |
1,66 |
1,50 |
3,33 |
1,16 |
Экспертные оценки
|
Направление влияния на рост ТУ |
№ |
Интегральный показатель (показатель весомости) |
Единичный показатель |
Эксперт |
||||||||
|
Баллы |
||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
||||
|
|
1 |
Боевой |
|
10 |
9 |
8 |
8 |
9 |
7 |
10 |
10 |
8 |
|
↓ |
|
0,178 |
Точность наведения Eкво, м |
10 |
5 |
9 |
9 |
9 |
9 |
10 |
10 |
8 |
|
↑ |
|
|
Поражающий фактор БЧ F, м |
8 |
5 |
8 |
5 |
9 |
9 |
10 |
10 |
9 |
|
↑ |
|
|
Скорость соударения с целью Vc max, м/с |
7 |
7 |
7 |
4 |
7 |
6 |
10 |
7 |
8 |
|
↑ |
|
|
Угол подхода к цели θc max, ...° |
7 |
7 |
7 |
4 |
8 |
9 |
10 |
10 |
8 |
|
|
2 |
Тактический |
|
8 |
7 |
7 |
6 |
8 |
10 |
10 |
10 |
8 |
|
↑ |
|
0,167 |
Степень автономности t(Hсб), ед |
6 |
7 |
7 |
6 |
8 |
9 |
8 |
7 |
10 |
|
↑ |
|
|
Дальность применения, Dmax(Hсб), км |
7 |
6 |
8 |
5 |
8 |
9 |
10 |
10 |
10 |
|
↑ |
|
|
Величина ЗВС-Д (Dmax-Dmin), км |
5 |
8 |
7 |
3 |
8 |
8 |
10 |
10 |
8 |
|
↑ |
|
|
Величина ЗВС-Б Zmax, км |
5 |
8 |
6 |
6 |
9 |
9 |
10 |
8 |
8 |
|
↑ |
|
|
Степень реализации захвата ГСН Dз max/Dmax, ед |
7 |
6 |
7 |
7 |
8 |
8 |
5 |
4 |
7 |
|
↑ |
|
|
Степень круглосуточнсоти T (лето), ед |
7 |
5 |
8 |
5 |
7 |
8 |
10 |
10 |
9 |
|
↑ |
|
|
Стпень всепогодности B, ед |
6 |
10 |
9 |
9 |
7 |
10 |
10 |
10 |
8 |
|
↑ |
|
|
Степень облачности Об(Hоб, лето), ед |
6 |
5 |
8 |
9 |
7 |
10 |
10 |
10 |
7 |
|
↑ |
|
|
Диапазон (Hmax-Hmin), км |
5 |
5 |
6 |
5 |
8 |
9 |
5 |
7 |
10 |
|
↑ |
|
|
Диапазон (Vmax-Vmin), м/с |
5 |
5 |
5 |
5 |
8 |
6 |
5 |
6 |
8 |
|
↑ |
|
|
Число типов носителей N, ед |
5 |
6 |
5 |
5 |
8 |
6 |
5 |
6 |
6 |
|
пол.пер |
|
|
Возможность залп. сброса |
5 |
8 |
6 |
5 |
7 |
8 |
5 |
4 |
3 |
|
пол.пер |
|
|
Наличие ВУ с ДУ |
6 |
4 |
7 |
5 |
4 |
6 |
7 |
6 |
7 |
|
↑ |
3 |
Технологический |
Степень преемственности W = F(Kпр), ед |
4 |
3 |
4 |
3 |
7 |
8 |
7 |
6 |
9 |
|
0,158 |
||||||||||||
|
↑ |
4 |
Надежность |
Вероятность безотказной работы PБР, ед |
9 |
9 |
5 |
3 |
8 |
9 |
10 |
9 |
8 |
|
0,144 |
||||||||||||
|
|
5 |
Эксплутационно-технический |
|
7 |
4 |
6 |
1 |
9 |
9 |
8 |
7 |
7 |
|
↑ |
|
0,130 |
Назнач. ресурс Tрес, час |
7 |
7 |
6 |
1 |
4 |
5 |
6 |
7 |
7 |
|
↑ |
|
|
Назначенный срок службы Tсл, лет |
7 |
7 |
7 |
1 |
6 |
8 |
8 |
7 |
6 |
|
↑ |
|
|
Контрлепригодность Kп, ед/час |
7 |
9 |
6 |
3 |
7 |
8 |
8 |
7 |
7 |
|
↓ |
6 |
Выживаемость |
Величина ЭПР Sэпр, м2 |
6 |
4 |
6 |
1 |
9 |
8 |
10 |
10 |
10 |
|
0,115 |
||||||||||||
|
|
7 |
Экономический |
|
5 |
5 |
4 |
1 |
8 |
8 |
3 |
5 |
8 |
|
↓ |
|
0,106 |
Стоимость разработки Cраз, млн.долл. |
5 |
3 |
5 |
1 |
7 |
7 |
3 |
6 |
6 |
|
↓ |
|
|
Стоимость изделия Cизд, тыс. долл. |
5 |
7 |
6 |
1 |
9 |
7 |
3 |
6 |
5 |
|
↓ |
|
|
Стоимость эксплуатации Cэкс, тыс. долл. |
5 |
8 |
7 |
1 |
8 |
7 |
3 |
6 |
5 |
|
↓ |
|
|
Экономическая эффективность разработки △Эs, ед |
5 |
8 |
7 |
1 |
8 |
7 |
3 |
6 |
5 |
|
↓ |
|
|
Экономическая эффективность изготовления △Эи, ед |
5 |
8 |
7 |
1 |
8 |
7 |
3 |
6 |
5 |
Список использованной литературы и приложений доступен в полной версии работы.
Скачать: