А.А. Силкин, канд. техн. наук

ДПЛА. УНИФИКАЦИЯ ИЛИ УНИВЕРСАЛИЗАЦИЯ?

Унификация и многофункциональность (универсализация) ДПЛА

ДПЛАстроение с самого начала (70-е годы XX столетия) развивалось под флагом унификации. Унификация является одним из методов стандартизации. К сожалению, очень простое понятие унификации[1], определяемое как деятельность по рациональному сокращению числа типов деталей, агрегатов одинакового функционального назначения, стало необоснованно применятся не к составным частям (сборочным единицам и деталям) ДПЛА и комплексов, а к комплексам ДПЛА и самим ДПЛА в целом. В результате унификация оказалась подменённой универсализацией, то есть попытками создания многофункциональных (универсальных) ДПЛА и комплексов на их основе.  Например, на один и тот же ДПЛА возлагалось решение таких разнородных задач, как ведение воздушной разведки и постановка помех линиям радиосвязи.

Универсализация применительно к комплексам ДПЛА показала на практике полную несостоятельность. Однако, требование многофункциональности (унификации или, точнее, универсализации ДПЛА для решения разнородных задач)  кочует  из одних тактико-технических требований в другие. Мотив понятен: приобрести за одни и те же средства два ДПЛА в одном. Настоящий доклад посвящён оценке обоснованности стремления к универсализации ДПЛА.

Варианты универсализации ДПЛА

Своё назначение дистанционно пилотируемые летательные аппараты (ДПЛА) реализуют за счёт доставки в район цели некоторой целевой нагрузки, которая определяется выполняемой ДПЛА функцией[2].

Многофункциональность (универсализация) ДПЛА достигается либо за счёт установки на ДПЛА нескольких целевых нагрузок, либо за счёт исполнения целевой нагрузки сменной. Оба способа плохи. В первом случае ухудшается главная лётно-техническая характеристика ДПЛА –его масса, и увеличивается стоимость ДПЛА. Во втором случае возникают технические проблемы, связанные с заменой целевой нагрузки в полевых условиях. Решение этих проблем также выливается в увеличение массы и стоимости ДПЛА.

Альтернативой универсализации является специализация ДПЛА. Специализация – не помеха унификации. ДПЛА могут собираться из однотипных деталей и узлов, отличаясь только целевой нагрузкой.

 Простая математическая модель применения ДПЛА

Рассмотрим применение ДПЛА на основе математического аппарата теории массового обслуживания[3]. Пусть:

1)     с интенсивностью λ поступают заявки на использование ДПЛА.

2)     средняя продолжительность использования ДПЛА пусть составляет Tμ (интенсивность обслуживания  равна μ=1/Tμ).

3)     в нашем распоряжении имеются несколько (n) ДПЛА.

Показателем эффективности системы массового обслуживания служит Pотк. – вероятность отказа в обслуживании из-за занятости каналов обслуживания (в рассматриваемом случае – ДПЛА):

 

                          n

Pотк= (ρn/n!)/(1+Σm/m!)),

     m=1

 
 

 

 

 


где ρ = λ/ μ – интенсивность нагрузки на канал (ДПЛА).

Рассмотрим два случая:

1)     имеются специализированные (СП) ДПЛА для выполнения одной из двух функций A или B;

2)     имеются многофункциональные (МФ) ДПЛА, способные выполнять любую из двух функций A или B;

Оценивается выигрыш в сокращении общего количества ДПЛА за счёт их универсализации. В таблице приведены результаты расчёта вероятности отказа в предположении равной интенсивности потока заявок на выполнение обеих функций.

 

Низкая нагрузка на ДПЛА ρ=0,5: λ=0,5, μ=1

Согласованная нагрузка  на ДПЛА ρ=1: λ=1, μ=1

Повышенная нагрузка на ДПЛА ρ=2: λ=1, μ=0,5

СП

МФ

СП

МФ

СП

МФ

n

Pотк

n

Pотк

n

Pотк

n

Pотк

n

Pотк

n

Pотк

1+1=2

0,333

2

0,200

1+1=2

0,500

2

0,400

1+1=2

0,667

2

0,615

2+2=4

0,077

3

0,063

2+2=4

0,200

3

0,210

2+2=4

0,400

4

0,311

3+3=6

0,013

4

0,015

3+3=6

0,063

5

0,037

3+3=6

0,211

5

0,199

4+4=8

0,002

6

0,001

4+4=8

0,015

6

0,012

4+4=8

0,095

7

0,063

5+5=10

0,000

7

0,000

5+5=10

0,003

7

0,003

5+5=10

0,037

8

0,030

6+6=12

 

 

 

6+6=12

0,001

8

0,001

6+6=12

0,012

9

0,013

7+7=14

 

 

 

7+7=14

0,000

9

0,000

7+7=14

0,003

10

0,002

8+8=16

 

 

 

8+8=16

 

 

 

8+8=16

0,001

12

0,001

9+9=18

 

 

 

9+9=18

 

 

 

9+9=18

0,000

13

0,000

Относительное сокращение количества ДПЛА за счёт универсализации

7:10=0,70

9:14=0,64

13:18=0,72

 

Расчёт (по уровню Pотк<10-3 ) для высокой нагрузки на один ДПЛА (ρ=10: λ=5, μ=0,5) даёт соотношение необходимых количеств многофункциональных и специализированных ДПЛА 36:44=0,82, то есть выигрыш от универсализации снижается при активизации использования ДПЛА.

Отсутствие ожидаемого на первый взгляд двукратного снижения потребного количества ДПЛА легко объяснимо. Причиной является конкуренция между выполняемыми ДПЛА функциями.

Выводы

1.     Универсализация ДПЛА для выполнения двух функций при равной интенсивности запросов на применение ДПЛА по каждой из функций не приводит к двукратному сокращению необходимого количества ДПЛА по сравнению с использованием специализированных ДПЛА. Сокращение потребного количества ДПЛА составляет около 30% при умеренных интенсивностях нагрузки на один ДПЛА и около 20% при высоких интенсивностях нагрузки на один ДПЛА.

2.      Экономическая и производственная целесообразность универсализации ДПЛА, скорей всего, отсутствует. Универсализация может иметь смысл только по эксплуатационным или иным соображениям потребителя ДПЛА.

Литература

1. ГОСТ 23945.0-80. Унификация изделий.

2. Н.В.Чистяков. Что такое БПЛА. Авторское на сервере АВИА.ру. http://www.avia.ru/author/20.shtml , 2003.

3. Н.Ш.Крамер. Теория вероятностей и математическая статистика. Издательство «Юнити-Дана», М., 2004.