Формирование облика разведывательного беспилотного летательного аппарата в условиях заданных стоимостных ограничений

• Автор: Комиссаров, Артем Александрович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 126 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ФОРМИРОВАНИЕ ОБЛИКА БЛА
1 Л. Применение БЛА военного и антитеррористического назначения
1.2. Требования к БЛА как носителю системы наблюдения
1.3. Методика формирования облика БЛА
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК БЛА
2.1. Модель расчета стоимости БЛА (модель 1)
2.1.1. Модель расчета затрат на НИОКР по созданию БЛА
2.1.2. Модель расчета стоимости серийного БЛА
2.2. Модель расчета, основанная на расчете затрат по этапам разработки (модель 2)
2.3. Модель стоимости на основе учета размерности БЛА (модель 3)
2.4. Вывод рабочей модели стоимости БЛА
3. ОБЛАСТИ ДОСТИЖИМЫХ ЗАДАНИЙ БЛА
3.1. Основные зависимости летно-технических характеристик БЛА от параметров облика
3.1.1. Зависимость дальности полета от параметров БЛА
3.1.2. Зависимость радиуса разворота от обликовых параметров БЛА
3.2. Алгоритм и результаты расчета аэродинамических характеристик БЛА
3.3. Зависимость массы БЛА от конструктивных параметров
3.4. Формирование множества проектных параметров, характеризующих облик БЛА
3.5. Оценка адекватности принятых расчетных моделей
4. РАСЧЕТ ПРОЕКТНЫХ ПАРАМЕТРОВ БЛА
4.1. Алгоритм расчета проектных параметров
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
За последние годы значительно расширились масштабы применения беспилотных летательных аппаратов (БЛА) в народном хозяйстве, возросли многообразие и сложность решаемых ими задач. При этом существенно повысились требования к эффективности процессов разработки БЛА, их надежности, экономичности и пр. [1,2]
Особенно жесткие требования предъявляются к боевым (разведывательным и ударным) БЛА, выполняющим разнообразные задачи наблюдения, в том числе поиска и слежения за мобильными объектами, прицеливания, целеуказания и высокоточной доставки средств поражения. Сложность разработки подобных БЛА связана с необходимостью решения многопараметрических и многокритериальных задач, определяемых многообразием выполняемых БЛА заданий. [3-5]
Отдельный класс БЛА (в основном, разведывательных) антитеррора и борьбы с наркомафией также, как и боевые БЛА, предназначен для решения разнообразных задач, в том числе предъявляющих противоречивые требования к технических характеристикам БЛА.
В дальнейшем в работе будут рассмотрены вопросы проектирования (на этапах формирования ТЗ и предэскизного проектирования) разведывательных БЛА с радиусом действия до 500 км, которые могут использоваться как боевые тактические боевые БЛА, а также как БЛА антитеррора и борьбы с наркомафией. Взлетная масса подобных аппаратов то ~ около 20 кг, а целевой нагрузки тцн- до 0,3 т0.
Взлет подобных БЛА, как правило, осуществляется с катапульты, а посадка - с помощью парашюта или по-самолетному. В настоящей работе вопросы, связанные со взлетом и посадкой БЛА, не рассматриваются.
Современный этап развития авиационной техники характеризуется значительным усложнением всех типов БЛА и, соответственно, большими абсолютными затратами времени и ресурсов на их создание. Стоимость от-

дельных типов БЛА также значительно возрастает. В таких условиях, естественно, возросла и цена возможных ошибок проектирования, особенно на его предварительных этапах при формировании технического задания (ТЗ) и предэскизном проектировании.
Поэтому большой практический интерес представляет создание методического обеспечения для процесса формирования облика БЛА при заданных «жестких» экономических (стоимостных) ограничениях. В связи с относительно короткой историей создания БЛА, технологии их разработки в существенной степени опираются на опыт, приобретенный разработчиками пилотируемой авиации.
Поскольку отыскание оптимальных решений (проектных, конструкторских, технологических и др.) создает необходимые предпосылки для разработки высокоэффективных летательных аппаратов (ЛА) и составляет содержание всех этапов проектирования, то естественной основой для разработки таких моделей и методологии являются задачи и методы оптимального проектирования.
Во многих случаях данные методы представляли собой последовательное улучшение отдельных проектных решений, в основе которых лежали неформальные методы анализа, опыт и интуиция проектантов [6-8], а затем и формализованный выбор наилучших вариантов с помощью методов математического программирования [9-11]. Заметную роль при разработке ЛА формализованные методы оптимального проектирования начали играть после создания необходимых теоретических основ оптимизации сложных технических систем, эффективных методов математического моделирования и высокопроизводительной вычислительной техники.
В рамках исследований по применению методов оптимального проектирования и автоматизированного проектирования ЛА необходимо отметить работы A.A. Бадягина, И.С. Голубева, С.М. Егера, Д.Кюхемана, A.A. Лебедева, И.В. Остославского, Е.В. Тарасова, Л.С. Чернобровкина, H.A. Фомина,
В.М. Шейнина. [13, 14]
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ И ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК БЛА
2Л. Модель расчета стоимости БЛА (модель 1)
Стоимость БЛА является одной из основных и важнейших его характеристик, существенным образом влияющей на масштабы возможного выпуска (и закупок) БЛА эксплуатирующими организациями, а также на техникоэкономические показатели эксплуатации БЛА, то есть, в конечном счете, на его эффективность.
Стоимость каждого БЛА, выпускаемого авиационной фирмой, включает следующие составляющие:
стоимость разработки (проектирования, конструирования, изготовления опытных образцов, их испытаний);
стоимость производства серийного БЛА, включающая в себя затраты на подготовку производства, разработку и освоение технологий, материалы, покупные (готовые) изделия, оплату труда производственного персонала, накладные расходы;
прибыль авиационной фирмы.
В число задач данной работы не входит исследование возможных стратегий продаж БЛА и управления отпускной ценой. Более существенно и важно, что основную часть цены БЛА формирует его стоимость, поэтому в дальнейшем мы будем использовать этот достаточно устойчивый и объективный показатель в качестве основной экономической характеристики БЛА.
При проведении параметрических исследований БЛА и выборе их об-ликовых параметров на основе использования экономических критериев эффективности необходимо иметь возможность определять стоимость различных вариантов БЛА, отличающихся размерами, массой целевой нагрузки, типом двигателей, летно-техническими характеристиками и т.д. Решение