страница 10. Сборник тезисов докладов
 Скачать 3.87 Mb.
|
|
МЕТОДИКА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО СОЗДАНИЯ ЦИФРОВЫХ ДВОЙНИКОВ МАЛОКАЛИБЕРНЫХ БОЕПРИПАСОВ ПО ПОРАЖАЮЩЕМУ ДЕЙСТВИЮ С.М. Мужичек, А.А. Скрынников, (ФГУП «ГосНИИАС»), И.А. Новиков (Холдинг «Швабе»), С.А. Абрамов (МАДИ) Результаты исследований, выполненных зарубежными специалистами, свидетельствуют о том, что к 2021 году половина крупных промышленных компаний будет использовать цифровые двойники производимых изделий, что приведет к повышению эффективности этих организаций на 10 %. По прогнозам экспертов, через пять лет рынок цифровых двойников, достигнет 16 млрд. долларов. Анализ современного состояния исследований в области боеприпасов показал, что технология цифровых двойников в плане оценки их поражающего действия находится в зачаточном состоянии. Это в значительной степени обусловлено действующими нормативными документами и методиками в области оценки эффективности, оценки поражающего действия и проведения испытаний, отсутствием квалифицированных специалистов. Между тем, использование технологии цифровых двойников позволяет соединить исследования по оценке поражающего действия, проведению испытаний боеприпасов и оценке их эффективности связать в единую технологическую цепочку. Для построения цифрового двойника боеприпаса по поражающему действию необходимо иметь его математическую модель по каждому поражающему фактору. Наличие подобных моделей при наличии адекватных моделей объектов воздействия позволяет квалифицированно решать задачу оценки эффективности боеприпасов. Следует отметить, что цифровые двойники изначально подразумевают программную реализацию математических моделей, описывающих физический объект [1]. В докладе приведена методика автоматизированного создания цифровых двойников малокалиберных боеприпасов по поражающему действию. Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант № 18-08-00060). ЛИТЕРАТУРА 1. Мужичек С.М., Скрынников А.А., Корзун М.А. О методике автоматизированного получения цифровых двойников боеприпасов при проведении их наземных испытаний. // В книге: НАВИГАЦИЯ, НАВЕДЕНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ ЛЕТАТЕЛЬНЫМИ АППАРАТАМИ. Тезисы докладов. 2019. С. 72. 31 МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ ПО ФУГАСНОМУ ДЕЙСТВИЮ БОЕПРИПАСОВ С.М. Мужичек, А.А. Скрынников (ФГУП «ГосНИИАС»), Н.Ю. Комраков (ЦНИИ ВВКО) Оценка поражающего действия боеприпасов осуществляется на всех этапах их жизненного цикла, что определено действующими руководящими документами. При этом, в настоящее время оценка поражающего действия боеприпасов осуществляется путем проведения их наземных испытаний с использованием метода натурных испытаний. Метод натурных испытаний дает, в целом, достаточно надежные результаты, однако он требует больших затрат на создание мишенной обстановки, отстрел в полигонных условиях типовых целей или их имитаторов, обработку результатов испытаний. При практической реализации метода (проведения необходимой серии опытов) эти затраты могут достигать несколько сотен млн. руб., что практически нереализуемо в условиях рыночной экономики и современных затратах государства на разработку и испытания боеприпасов. Поэтому в современных условиях целесообразно перейти при оценке поражающего действия боеприпасов от метода натурных испытаний к опытно- теоретическому методу, позволяющему существенно снизить затраты на проведение испытаний и использовать возможности современных информационных технологий. Опытно-теоретический метод применительно к боеприпасам, предполагает использование специально разработанного аппаратно-программного комплекса, с помощью которого определяются частные характеристики и затем вычисляются обобщенные показатели поражающего действия боеприпасов [1]. В докладе приведена методика и алгоритм обработки результатов испытаний по фугасному действию боеприпасов при определении обобщенного показателя фугасного действия – эквивалентной массы заряда взрывчатого вещества. Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант № 18-08-00060). ЛИТЕРАТУРА 1. Мужичек С.М., Скрынников А.А., Абрамов С.А. Автоматизированная технология наземных испытаний боеприпасов. // В книге: АВИАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В XXI ВЕКЕ. Сборник тезисов докладов. 2016. С. 117 32 МЕТОДИКА ОБОСНОВАНИЯ РАЦИОНАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК БОЕВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КАССЕТНОЙ БОЕВОЙ ЧАСТИ ИЗДЕЛИЯ ПРИ ИХ ГРУППОВОМ ВЗРЫВЕ М.А. Корзун, А.О. Соколов (ФГУП «ЦНИИХМ»), А.А. Скрынников (ФГУП «ГосНИИАС») Настоящий доклад посвящен результатам исследования методического обеспечения рационального размещения боевых элементов (БЭ) в кассетной боевой части (КБЧ) реактивного снаряда. С помощью, разработанной авторами методики определен рациональный вариант размещения пяти БЭ в радиальном сечении боевой части при сохранении ее функциональности. Проработана функциональная схема действия КБЧ на траектории и у цели. Обоснованность предложенного конструктивного решения определена методом параметрической рационализации количества БЭ, массы их взрывчатого вещества, а также радиуса и приведенной площади поражения живой силы противника фугасным действием боеприпаса [1]. Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант № 18-08-00060). ЛИТЕРАТУРА 1. Патент № 2713683 Российская Федерация. МПК F42B 12/58 (2006.01) / Корзун М. А., Пахомов В. П., Соколов А. О. Способ поражения площадной цели групповым действием суббоеприпасов кассетных боеприпасов. 2019107801, заявл. 19.03.2019; опубл. 06.02.2020 Бюл. № 4. 33 МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ ВООРУЖЕНИЕМ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ АДАПТАЦИЮ АВИАЦИОННЫХ СРЕДСТВ ПОРАЖЕНИЯ К УСЛОВИЯМ БОЕВОГО ПРИМЕНЕНИЯ В.В. Ефанов (ВУНЦ ВВС),О.В. Ермолин (ЦНИИ ВВС), А.А. Скрынников (ФГУП «ГосНИИАС») При решении боевых задач самолет доставляет оружие (полезную нагрузку), в район боевых действий, а комплекс его бортового оборудования обеспечивает эффективное применение авиационных средств поражения (АСП). Однако, в настоящее время, система управления вооружением (СУВ) ЛА не обеспечивает эффективное применение АСП в некоторых условиях боевого применения (БП) из-за недостаточного учета реальной ситуационной обстановки. Для повышения эффективности БП АСП с учетом реальной ситуационной обстановки авторами разработан соответствующий научно- методический аппарат, а именно, предложены: - метод применения авиационных ракет (АР) по воздушной цели (ВЦ) в условиях скрытного наблюдения за ней на основе математической модели косвенного определения параметров ее движения [1]; - метод управления пространственно-временными характеристиками боевого снаряжения АР на основе получения дополнительной информации о классе цели и условиях подхода ракеты к ней [2]; - метод управления вооружением ЛА, обеспечивающий применение неуправляемых АР на основе создания условий для численного решения полной баллистической модели и коррекции начальных условий стрельбы за счет пристрелочных выстрелов [3]; - метод управления стрельбой из авиационного артиллерийского оружия на основе введения поправок стрельбы в зависимости от изменения начальных параметров движения снарядов с учетом базы данных зависимостей ошибок стрельбы и баллистических характеристик от начальных условий стрельбы [4]; - метод применения АСП на основе уточнения показателей поражающих факторов боеприпасов в зависимости от сроков их хранения и введения уточненных данных в блок памяти СУВ [5]; Реализация данного методического подхода возможна для перспективной СУВ в составе интегрированного комплекса бортового оборудования и вооружения ЛА. Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант № 18-08-00060). ЛИТЕРАТУРА 1. Патент 2312296 Российская Федерация. МПКF41G 3/22,B64D 7/00. Оптико-электронная прицельная система самолета/ Ефанов В.В, Мужичек С.М., Гаврилов Н.В. 2006127872/02; заявл. 31.07.2006; опубл: 10.12.2007.Бюл. № 34. 2. Патент 2398183 Российская Федерация. МПКF42B 15/01. Способ управления характеристиками поля поражения осколочно-фугасной боевой 34 части ракеты и устройство для его осуществления /Ефанов В.В., Мужичек С.М.2009127680/02; заявл. 17.07.2009; опубл: 27.08.2010.Бюл. № 24. 3. Патент 2515580 Российская Федерация. МПКG01S 13/58.Способ измерения внешнебаллистических характеристик снаряда и устройство для его осуществления /Мужичек С.М., Ефанов В.В., Лобанов К.Н. и др.2013112556/07;заявл. 20.03.2013. Бюл. № 13. 4. Патент 2576333 Российская Федерация. МПКG01P 3/66. Способ определения баллистических характеристик снарядов и информационно- вычислительная система для его осуществления/ Ефанов В.В., Мужичек С.М., Шутов П.В., Коростелёв С.Ю. 2014135836/28; заявл. 02.09.2014,опубл: 27.02.2016.Бюл. № 6. 5. Патент 2519611 Российская Федерация. МПКF42B 35/00. Способ определения характеристик осколочного поля боеприпасов и устройство для его осуществления /Мужичек С.М., Шутов П.В. 2013108506/11; заявл. 26.02.2013, опубл: 20.06.2014. Бюл. № 17. 35 АЛГОРИТМЫ СТРУКТУРНО-ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО СИНТЕЗА МОДЕЛИ СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА АВИАЦИОННОЙ ТЕХНИКИ Ю.И. Буряк, А.В. Петров (ФГУП «ГосНИИАС», АО НИЦ «Прикладная Логистика») Одним из путей повышения конкурентоспособности авиационной техники является снижение величины эксплуатационных затрат при обеспечении заданного уровня технической готовности. Достижение рационального баланса готовности и затрат возможно, в том числе, за счет формирования системы технического обслуживания и ремонта (ТОиР), обеспечивающей наилучшее распределение работ по ремонту составных частей (СЧ) авиационных комплексов (АК) по организационным уровням обслуживания – в технико-эксплуатационной части, сервисных центрах, на ремонтных предприятиях, заводе-изготовителе и т.п. Задача синтеза модели наилучшей системы ТОиР для заданного парка АК, в зарубежной практике называемая анализом уровней ремонта (level of repair analysis), является одной из стандартных задач интегрированной логистической поддержки [1,2]. Эта задача предполагает выбор для каждой ремонтопригодной СЧ АК одной из стратегий поддержания готовности: формирование необходимого объема запасов этого типа СЧ в многоуровневой системе материально-технического обеспечения, или развертывание пунктов по ремонту в местах эксплуатации (региональных сервисных центрах). Предложен подход, позволяющий определить наилучшие уровни ремонта составных частей АК и, на их основе, оценить параметры системы материально-технического обеспечения и состав оборудования на всех уровнях системы ТОиР. Такие структура и параметры системы ТОиР определяются путем решения оптимизационной задачи минимизации затрат на обеспечение технической эксплуатации при ограничениях на величину коэффициента эксплуатационной готовности. В данной постановке, задача определения наилучшего уровня ремонта для каждого типа СЧ относится к классу NP-полных задач комбинаторной оптимизации, для решения которых могут применяться следующие методы и алгоритмы [3]: полный перебор, метод ветвей и границ, «жадные», генетические алгоритмы и т.п. В связи с большим количеством типов СЧ в составе авиационных комплексов, определение наилучшего уровня ремонта для каждого типа СЧ путем полного перебора не представляется возможным. Для решения этой задачи предложены два взаимосвязанных алгоритма. Обозначив за вектор, компоненты которого определяют уровень ремонта для каждой СЧ АК от 1 до N, предлагается использовать жадный алгоритм определения наилучших уровней ремонта: На первом этапе для каждой СЧ от 1 до N рассчитывается «удельный вес» как разность между затратами при ремонте СЧ на 36 заводе изготовителе (ЗИ) и затратами при развертывании пункта по ремонту в сервисном центре (СЦ), зависящими от объемов запасов на соответствующем уровне системы МТО. Для расчета затрат , в свою очередь, необходимо определить оптимальные объемы запасов на всех уровнях системы МТО. Для этого предлагается использовать алгоритм, обеспечивающий достижение требуемой величины коэффициента готовности запаса и реализующий метод градиентного спуска в N-мерном пространстве: на каждом шаге этого алгоритма увеличиваются запасы того типа СЧ, для которого отношение разностей величин коэффициента готовности запаса и затрат на формирование и поддержание этого запаса максимально. На втором этапе формируются два массива: массив L с величинами «удельных весов» и массив R со стоимостями оборудования для ремонта СЧ в сервисных центрах. Массив L сортируется по убыванию с соответствующими перестановками в массиве R, и для первых n элементов массива R, сумма которых меньше величины лимитных затрат, принимается решение о развертывании в сервисных центрах инфраструктуры по ремонту соответствующих типов СЧ. Таким образом, предложенные алгоритмы позволяют одновременно определить оптимальный состав инфраструктуры сервисных центров по ремонту СЧ и объемы запасных частей, в сумме обеспечивающие заданный уровень готовности парка АК при минимальных затратах. Результаты расчетов, проведенных с использованием предложенных алгоритмов, показали, что реализация предлагаемого подхода позволяет сократить затраты на обеспечение технической эксплуатации на 7-12%. Работа выполнено при поддержке РФФИ (грант № 18-08-00488а). ЛИТЕРАТУРА 1. ГОСТ Р 53392-2017 Интегрированная логистическая поддержка. Анализ логистической поддержки. Основные положения. – М.: Стандартинформ, 2018. – 35с. 2. ASD S3000L. International procedure specification for Logistics Support Analysis, 2009. 3. Костенко В.А. Алгоритмы комбинаторной оптимизации, сочетающие жадные стратегии и ограниченный перебор. // Известия РАН. Теория и системы управления, 2017. - №2. – с.48-56. 37 ПОСТРОЕНИЕ ОПЕРАТИВНЫХ АЛГОРИТМОВ ОПТИМИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ РАССРЕДОТОЧЕНИЯ НЕУПРАВЛЯЕМЫХ АВИАЦИОННЫХ СРЕДСТВ ПОРАЖЕНИЯ И.Б. Ивенин, В.В. Спирин, А.А. Скрынников (ФГУП «ГосНИИАС») Эффективность поражения объектов противника неуправляемыми авиационными средствами поражения (НАСП) зависит от ряда параметров, в частности, от параметров рассредоточения, определяющих положения теоретических точек подрыва АСП в плоскости земли относительно центра цели или точек прицеливания [1]. В большинстве работ, посвященных оценке эффективности применения НАСП и оптимизации параметров рассредоточения, рассматривается задача оптимизации длины рассредоточения АСП при условии равномерного рассредоточения. В то же время в ряде работ [2], было показана возможность повышения эффективности поражения объектов противника при формировании оптимального неравномерного рассредоточения НАСП, когда более плотно средства поражения располагаются в окрестности точки прицеливания (при прицеливании центром серии) в зависимости от ошибок применения НАСП. Наличие у перспективных и модернизируемых авиационных комплексов электронного управления интервалами отделения НАСП от носителя представляет возможность осуществлять отделение НАСП с неравными интервалами, что позволяет физически реализовать оптимальное рассредоточение АСП и оптимальные параметры закона поражения наземных объектов противника. Рассматривается методический аппарат для решения задачи оптимизации параметров неравномерного рассредоточения НАСП, включающий оптимизацию параметров обобщенного координатного закона поражения наземных объектов противника на основе расчёта полигонной эффективности применения НАСП для различных типов наземных объектов поражения. Предлагаемый методический аппарат позволяет построить оперативные бортовые алгоритмы, реализующие функцию интеллектуальной поддержки экипажа [3] в части боевого применения АБК в части выбора оптимальных параметров рассредоточения НАСП в зависимости от типа цели, условий и точности применения НАСП. Бортовая реализация предлагаемых алгоритмов в форме функционального программного обеспечения подсистемы поддержки принятия решений экипажем (летчиком) позволит повысить эффективность боевого применения ударных авиационных комплексов при нанесении удара по наземным объектам противника. Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант № 18-08-00060). ЛИТЕРАТУРА 38 1. Васильев В.Н. Вероятностные методы оценки эффективности авиационного вооружения на этапе поражения целей. –М.: ВВИА, 1984. 2. Баранов Н.А., Каневский М.И., Ивенин И.Б. Пути расширения функциональных возможностей систем управления оружием // Проблемы развития унифицированных систем управления оружием. Доклады научно- технической конференции, Курск, ОКБ «Авиаавтоматика», ОАО «Прибор», 2002. 3. Семенов С.Ю., Остапенко С.В. Алгоритмы выбора управляемых параметров группового авиационного удара по наземным объектам противника // В сборнике: АВИАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В XXI ВЕКЕ. Сборник докладов. Председатель Организационного и Программного комитетов конференции С.Ю. Желтов. 2016. 39 ПОСТРОЕНИЕ ОПЕРАТИВНЫХ АЛГОРИТМОВ ЦЕЛЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДЛЯ БОРТОВЫХ СИСТЕМ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ И.Б. Ивенин, В.С. Свободин, А.А. Скрынников («ФГУП ГосНИИАС») Задача целераспределения управляемых авиационных средств поражения по наземным (надводным) или воздушным целям в процессе группового авиационного удара или групповой ракетной атаки, по-прежнему, является одной из актуальных задач, требующих автоматизированного решения на борту авиационных комплексов. Для решения этой задачи разрабатывались различные алгоритмы, основанные на различных методических подходах. В качестве классических примеров можно упомянуть алгоритмы и методы, разработанные Е.А. Берзиным (метод максимального элемента, метод двух функций) и ряд других известных методов решения задач оптимального распределения однородных и неоднородных ресурсов. Большинство из ранее разработанных методов и алгоритмов целераспределения имеют ограниченное применение в связи с принятыми методическими допущениями и предположениями. Для построения оперативного метода и алгоритма решения задачи целераспределения, малочувствительного к постановке задачи предлагается использовать генетический алгоритм. Генетические алгоритмы – это процедуры поиска, основанные на механизмах естественного отбора и наследования. В них используется эволюционный принцип выживания наиболее приспособленных особей. Они отличаются от традиционных методов оптимизации несколькими базовыми элементами. В частности, генетические алгоритмы обладают рядом отличительных свойств: кодирование параметров – генетические алгоритмы обрабатывают не значения параметров самой задачи, а их закодированную форму; операции на популяции – генетические алгоритмы осуществляют поиск решения исходя не из единственной точки (начальное приближение), а из некоторой популяции; использование минимума информации о функции – генетические алгоритмы используют только целевую функцию, а не производные либо иную дополнительную информацию; рандомизация операций – генетические алгоритмы применяют вероятностные, а не детерминированные правила выбора. Перечисленные свойства приводят в результате к устойчивости генетических алгоритмов. Генетические алгоритмы показывают блестящие результаты при решении сложных переборных задач (большинство из которых NP-полные, т.е. не решаются полным перебором за полиномиальное время), таких, например, как задача коммивояжера и поиск булевых термов. 40 При реализации генетического алгоритма для задачи оптимального целераспределения достаточно просто решается вопрос, связанный с кодированием хромосом ввиду исходной структуры матрицы целераспределения. Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант № 18-08-00060). ЛИТЕРАТУРА 1. Берзин Е.А. Оптимальное распределение ресурсов и элементы синтеза систем. Под редакцией Член-корреспондента АН СССР Доктора технических наук профессора Е.В. Золотова / Е.А. Берзин. – Москва, «Советское радио», 1974. – стр. 1-92. 2. Вороновский Г. К., и др. Генетические алгоритмы, искусственные нейронные сети и проблемы виртуальной реальности / Г. К. Вороновский. – Х.: Основа, 1997. – 112 с. |