Зонная концепция борьбы за живучесть корабля

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2

Зоны поврежденного корабля

Поврежденный корабль можно представить разделенным на две части: поврежденная часть и неповрежденная. Первую из них будем называть "зоной поражения". В неповрежденной части можно выделить (ограничить) "зону локализации", в настоящее время назначаемую как "рубежи обороны", и "буферную зону" между зоной поражения и зоной локализации. Часть корабля вне зоны локализации назовем "неповрежденной зоной".

Зона локализации должна быть оборудована для ведения борьбы за живучесть. Со времен С.О. Макарова корпус корабля делится на части водонепроницаемыми переборками. Будем называть их "конструктивными зонами". Эти корпусные зоны оборудованы для "борьбы за непотопляемость" и обеспечивают плавучесть и остойчивость корабля при нормированных (например, по количеству затопленных отсеков) условиях.

Для борьбы с другими источниками поражения и их поражающими воздействиями используются технические системы и средства: специальные противоаварийные системы и средства, а также рабочие технические системы двойного назначения. Проблема в том, что процесс поражения протекает в зоне и оказывает воздействие на все находящиеся в ней элементы структуры корабля. Поэтому, как отмечалось, экипаж попадает в тяжелейшие условия борьбы за живучесть корабля при комплексно и каскадно развивающейся аварии.

Теории живучести корабля для таких аварий нет. На практике такие аварийные процессы заканчиваются катастрофами кораблей.

Из тезиса важности учета конкретности аварийного процесса следует необходимость различать "Концепцию живучести корабля", понимаемую как концепцию обеспечения противостояния и "выносливости относительно повреждений", и "Концепцию борьбы за живучесть", понимаемую как концепцию противодействия процессу поражения, всегда конкретному и возникающему, в том числе, когда корабль "ведет бой".

Под концепцией БЗЖ будем понимать систему взглядов на цели, задачи, организацию, тактику ведения и обеспечение БЗЖ корабля (конструктивное, информационное, алгоритмическое и др.).

В прямой постановке проблема разработки концепции БЗЖ сформулирована впервые и решалась в рамках НИР, инициированной ВМА им. Н.Г. Кузнецова и выполненной совместно с одним из объединений подводных лодок ВМФ в конце 80-х годов. Особую роль в том, что эта работа была начата, сыграл контр-адмирал Л.Б. Никитин, прекрасно понимавший ее значимость для обеспечения безаварийной эксплуатации и боевого использования автоматизированных ПЛА. В этой и последующих работах по указанным аспектам проанализированы три концепции.

Первая концепция сформулирована на основе действующих для боеготовых кораблей документов. Ее суть – обеспечение максимальной боеспособности корабля в любой обстановке. Практика показала, что экипажи борются за живучесть героически, но по объективным причинам не в состоянии использовать конструктивное обеспечение в полной мере.

Вторая концепция – "действий по максимуму" фактически вынужденно легла в основу подготовки экипажей в связи с пониманием низкой эффективности "третьего рубежа обороны". По существу она нацелена на усиление мер безопасности и немедленного применения всех ПАС для подавления в зародыше начавшегося процесса поражения.

Третья концепция – БЗЖ в назначенных зонах поражения (НЗП) – ("зонная") – ориентирует на сбалансированное конструктивное, информационное и алгоритмическое обеспечение БЗЖ корабля как определяющего условия успешного решения проблемы создания третьего "рубежа обороны" на кораблях.

В НИР, ОКР и при проектировании корабля аварийный процесс рассматривается как вероятностный. Экипаж же сталкивается с конкретной реализацией "эксперимента со случайными исходами". Суть научной постановки задач обеспечения БЗЖ, в первую очередь – задачи обоснования концепции БЗЖ, состоит в том, чтобы снизить статус аварийного процесса до детерминированного или сблизить с ним.

Поэтому концептуальная цель обеспечения БЗЖ в НЗП формулируется как гарантированное подавление нормированного процесса поражения.

Четкое обоснование этой нормы вносит определенность (детерминированность) в постановку задач обеспечения БЗЖ корабля и, как следствие, задач экипажа при БЗЖ в конкретном аварийном процессе.

Необходимым условием реализации концепции БЗЖ в НЗП является придание кораблю свойства топологической автономности. Под топологической автономностью объекта поражения понимается способность его неповрежденной части функционировать по прямому назначению с определенным уровнем выходных характеристик без пополнения ресурсов из поврежденной части. Топологическая автономность – это топологическая структурная устойчивость корабля к повреждению элементов его структуры в определенной зоне.

Скорее всего, это единственный путь решения проблемы. В конце 90-х годов в США построено новейшее и самое крупное круизное судно Voyagеr of thе Sеa, где реализована концепция "половинное судно". Ее суть – создание в одном судне двух "равных" и "гарантированно независимых" судов, что обеспечивает "в случае любой единичной аварии сохранение не менее 50% своего технического потенциала". Можно констатировать, что в сфере морских пассажирских перевозок, где обеспечение безопасности людей – задача номер один, зародилась принципиально новая тенденция в судостроении. Разумеется, в военном кораблестроении эта проблема принципиально иного уровня.

Сущность концепции борьбы за живучесть в назначенных зонах поражения (БЗЖ в НЗП) в том, что зоны конструктивно обеспеченного гарантированного подавления поражающих воздействий от существующих в них ("внутренних") источников поражения, действующих отдельно и в комбинациях, назначаются при проектировании. Другим условием назначения зон является обеспечение определенных уровней боеспособности корабля при "исключении" этих зон в процессе их поражения и борьбы за живучесть. Тем самым обеспечивается топологическая автономность корабля.

Критерием оптимальности проектирования является минимум ущерба боеспособности корабля от потери этих зон.

Нормированный аварийный процесс определяется исходя из обоснования НЗП. Для корабля возможной "минимальной" НЗП, будет, очевидно, конструктивная зона. Некоторые системы и установки вооружения и технических средств по объективным причинам невозможно разместить в одной конструктивной зоне. Это приведет к расширению НЗП. Для проектной организации поражение всех нестойких к определенным поражающим воздействиям элементов структуры корабля в НЗП – это нормированный аварийный процесс (авария).

Из определения содержания борьбы за живучесть видно, что все, кроме одного, процессы протекают в аварийном объекте. Специфика процесса управления в том, что он информационный. Если существует и решается задача управления, можно утверждать, что существует и система управления Различие систем в их сложности. На современных автоматизированных кораблях борьба за живучесть не только управляется, но и ведется дистанционно с пультов управления "коллективом операторов": ГКП и командными пунктами боевых частей. Это обусловливает специфические требования к организационно-технической структуре АСУ БЗЖ как к подсистеме АСУ кораблем. Среди них – наличие запасного КП, освобождение лиц руководящего состава от непосредственной работы за пультом управления. Основной трудностью в создании АСУ БЗЖ является обеспечение операторов пультов управления защищенной от поражения (достоверной) информацией. По своему содержанию (семантике) она должна соответствовать решаемым задачам управления. Кроме того, эту информацию операторы должны успевать осмысливать в "реальном" времени аварийного процесса.

Очевидно, что никогда не удастся создать стойкую ко всем видам поражения систему сбора и передачи информации из зоны поражения. АСУ БЗЖ нужно строить исходя из реально доступной и достоверной информации. В лучшем случае она содержится в докладах из отсеков о месте и наблюдаемых признаках аварии, а также с командных пунктов о состоянии управляемых ими объектов. Фактически она непригодна для управления всеми процессами, составляющими содержание БЗЖ, и это объективная проблема, которую нужно решать.

Тяжелые последствия аварий являются следствием того, что для управления аварийными объектами вынужденно используются системы управления в нормальных ситуациях. При проектировании АСУ БЗЖ нужны организационно-технические решения, принципиально отличающиеся от решений, применяемых для этих систем. Основным источником информации этих принципиально новых систем управления БЗЖ должны стать имитационные модели аварийных процессов. Это позволит устранить главную причину ошибочных действий ГКП – невозможность не только предвидения направления развития аварийного процесса и последствий принимаемых решений, но и их контроля в реальном времени.

Чем строже будут выполняться положения концепции БЗЖ в НЗП при проектировании, тем меньше будет неопределенность состояния аварийного объекта. Проще и успешнее при этом будет и управление борьбой за живучесть.

Если обстановка, имеемая конкретная информация и время позволяют ГКП вести БЗЖ адекватно аварийному процессу в пределах НЗП, то он вправе сделать это, но должен нести ответственность в случае распространения аварийного процесса за пределы НЗП.

В плане алгоритмического обеспечения должна быть разработана автоматическая система управления БЗЖ при любой комбинации поврежденных элементов структуры корабля. Решение этой сложнейшей задачи позволяет выполнить все задачи оперативного восстановления ("переключений") объекта поражения путем представления (визуализации) вычисленных рекомендаций на пульты управления.

На этапе проектирования АСУ БЗЖ путем имитационного моделирования можно выявить конструктивные недостатки, связанные с расширением зон поражения вследствие неправильных конструктивных решений по оборудованию зон локализации.

Целью борьбы за живучесть при реализации этой концепции, как уже отмечалось, является гарантированное подавление источников поражений и их поражающих воздействий, действия которых, в том числе в совокупности, возможны в назначенных зонах поражения.

Относительно принципов организации БЗЖ можно утверждать, что при сохранении принципа централизации управления как основного при соответствующей корректировке организационно-технической структуры открывается возможность федерализации управления. Командир корабля при этом получает возможность больше времени уделять боевым задачам, решаемым кораблем, гибко менять тактику борьбы за живучесть в соответствии с реальной обстановкой и в зависимости от фактической степени информированности о процессе поражения.

Проще решаются вопросы контроля обстановки и передачи управления на запасной командный пункт и информирования командных пунктов вне корабля.

Выделение буферной зоны как части зоны локализации обусловлено тем, что именно в ней производятся упреждающие отключения объектов, которым угрожает повреждение. Наличие информации о состоянии элементов систем в буферной зоне и возможности по их отключению во многом могут определить тактику ведения БЗЖ.

Проверка эффективности АСУ БЗЖ должна осуществляться на исследовательских тренажерах (стендах) до начала строительства головного корабля, а отработка экипажа по БЗЖ – до заводских испытаний.

Очевидно, при проектировании кораблей концепция БЗЖ не разрабатывалась и не разрабатывается. Поэтому необходимо для всех находящихся в строю кораблей ВМФ осуществить проверку их топологической структурной устойчивости, не дожидаясь очередной катастрофы.

Кратко сформулируем следующие задачи обеспечения "зонной" концепции БЗЖ проектируемых кораблей.

Основная задача конструктивного обеспечения – придать кораблю свойство топологической автономности, то есть способности функционировать по прямому назначению без потребления ресурсов из зоны локализации (поражения) Конструктивно это свойство можно реализовать путем концентрации функций и локализации обратных связей в пределах определенных "назначенных" зон.

Основная задача информационного обеспечения – согласовать потоки информации в системе управления аварийным кораблем и психофизиологические возможности человека по усвоению информации; представить на командные пункты различного уровня достоверную информацию о состоянии аварийных объектов (учесть возможность ее искажения) и рекомендации по БЗЖ для их использования в реальном времени.

Основная задача алгоритмического обеспечения – разработать алгоритмы автоматического управления БЗЖ корабля при любой комбинации поврежденных элементов его структуры для обеспечения выработки рекомендаций по БЗЖ на командные пункты различного уровня.

Выводы

Для исключения катастроф кораблей ВМФ в мирное время необходимо переориентировать заинтересованные структуры ВМФ и промышленности с обеспечения свойств живучести корабля на системное, конструктивное, информационное и алгоритмическое обеспечение борьбы за живучесть корабля, гарантирующее экипажу подавление нормированного процесса поражения.

Концепция, приемлемая для решения этой проблемы, – концепция борьбы за живучесть корабля в назначенных зонах поражения ("зонная").

Ключевой задачей в решении проблемы (наряду с конструктивным обеспечением в рамках этой концепции БЗЖ кораблей) является создание Автоматизированной системы управления борьбой за живучесть корабля (АСУ БЗЖ), обеспечивающей имитационное моделирование аварийного процесса в реальном времени.

Для представления на командные пункты рекомендаций по БЗЖ в конкретной аварии необходимо разработать для этой системы алгоритмы автоматического управления процессом БЗЖ при любой комбинации поврежденных элементов структуры корабля.

В перспективе неизбежен переход на автоматическое управление БЗЖ, если будет установлено, что по своим психофизиологическим характеристикам человек не способен решать задачи управления данной информационной сложности в рамках автоматизированной системы.

Разработка АСУ БЗЖ уже на этапе проектирования корабля позволит:

• проверить эффективность конструктивного, информационного и алгоритмического обеспечения БЗЖ при повреждении элементов структуры корабля в задаваемых зонах поражения (а не "живучести" вообще);
• оптимизировать численность и организационно-техническую структуру экипажа;
• создать на единой информационной основе тренажеры для подготовки по БЗЖ руководящих лиц командных пунктов различного уровня, в том числе соединений и объединений ВМФ;
• повысить конкурентоспособность отечественных кораблей.

Для всех находящихся в строю кораблей ВМФ необходимо осуществить проверку их топологической структурной устойчивости с целью выявления грубых конструктивных ошибок.

Познавательные статьи:



Организация работы процедурного кабинета

Статус республик в составе РФ

Понятие финансов, их функции и особенности

Сущность демографической политии