НАЗЕМНАЯ ИНФРАСТРУКТУРА

СИСТЕМА ЭКСПЛУАТАЦИИ. СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ

Стальная обсадная труба купить. Платежные терминалы и электронные кассиры atmmachines.ru.

При создании космических средств (на этапах задания требований, изготовления космических средств,строительства объектов космической инфраструктуры,летных испытаний) должна создаваться и соответствующая им система эксплуатации. На заре создания и эксплуатации космической техники система эксплуатации не разрабатывалась каждый главный конструктор под создаваемую технику закладывал свою нормативную базу эксплуатации. Это предопределяло неупорядоченное функционирование системы эксплуатации космических средств (СЭ КСр) и приводило к дополнительной нагрузке на эксплуатирующий персонал и сверхнормативным затратам материальных и технических ресурсов. Дальнейший опыт эксплуатации космических средств заставил искать пути достижения максимальной эффективности функционирования всего объема оборудования наземной базы космодрома. Это обусловило необходимость разработки методологии создания и отработки системы эксплуатации космических средств и сопровождения на этапе штатной эксплуатации.

Под СЭ КСр понимается целенаправленно функционирующая совокупность объектов, средств и органов эксплуатации, обеспечивающая создание и функционирование орбитальных группировок КА для решения целевых задач по всей номенклатуре космических систем (космических комплексов). Целью функционирования СЭ КСр является техническое обеспечение создания и поддержания в заданном составе и состоянии орбитальных группировок КА. Достижение указанной цели осуществляется решением двух групп задач:

поддержание готовности наземных средств к проведению запусков КА и управлению ими на орбитах;
поддержание технической готовности КА орбитальной группировки и обеспечение их нормального функционирования в соответствии с целевым назначением.

Ретроспективный анализ показывает, что существующая СЭ КСр стала создаваться и формироваться в середине 1960-х гг. на базе системы эксплуатации боевых ракетных комплексов (в которой, в свою очередь, использовался опыт организации эксплуатации авиационной и артиллерийской техники), когда начались переоборудование и перевод на космическую тематику, ориентированную на решение оборонных задач, технических и стартовых комплексов снимаемых с боевого дежурства МБР типа Р-7А, развертывание ракетно-космических комплексов типа "Радуга" и "Восход". Она прошла длительный путь становления и развития (рис. 1, 2).

Сборка ракеты Р-7 в монтажно-испытательном корпусе

Сверхтяжелая ракета-носитель для лунной программы Н1-ЛЗ

Разработка и создание космических средств в СССР в условиях противостояния двух общественно-политических систем в мире диктовались необходимостью повышения обороноспособности страны, и, естественно, приоритет отдавался развитию космической техники военного назначения, заказ на создание и эксплуатация которой осуществлялись Министерством обороны. Поэтому СЭ КСр формировалась под воздействием факторов, обусловленных требованиями боевого применения КСр, и была ориентирована на обеспечение решения задач их использования в военных целях.

К основным факторам, обусловленным требованиями боевого применения и определяющим состав и структуру системы эксплуатации, относятся целевое назначение и технический облик ракетно-космических комплексов,требования ч их готовности,оперативности, производительности, скрытности и маскируемости, живучести и восстанавливаемости, стойкости к воздействиям противника, защищенности от несанкционированных действий и др.

До середины 1970-х гг. не было четкого представления о единой модели системы эксплуатации КСр,обоснованной и воплощенной в нормативно-технических и руководящих документах. Во второй половине 1970-х гг. усилиями созданного научного эксплуатационного подразделения 50 ЦНИИ МО, специалистов космодромов Байконур и Плесецк была начата разработка научных основ создания и отработки системы эксплуатации КСр,организационно-методического обеспечения эксплуатации КСр, отвечающего достигнутому уровню развития космической техники,требованиям военно-политической обстановки и изменениям организационно-штатной структуры эксплуатирующих подразделений. В результате проведенных исследований в нормативно-технических и руководящих документах были представлены требования к системе эксплуатации КСр,принципы ее построения и функционирования,регламентированы вопросы организации эксплуатации космических средств. В итоге, в 1980-х гг. система эксплуатации КСр сформировалась в организационно-техническую структуру, способную обеспечивать использование по назначению КСр как военного, так и двойного назначения (рис. 1...3).

До старта 30 минут. Руководство запуском:
Э. Карягин, А. Рудаков, A. Шумилин, B. Меньшиков, В. Тихомиров

Ракета-носитель "Союз" с транспортным кораблем "Союз"

Космодром Плесецк. Слева направо: B.C. Шутов, И.С. Додин, В.Л. Иванов, В.Н. Иванов, В.П. Иванов

СЭ КСр представляет собой сложную организационно-техническую систему, состоящую из трех подсистем (структур): технической, организационной и функциональной, при четком и слаженном взаимодействии которых обеспечивается решение стоящих перед ней задач.

Структурно-функциональная схема СЭ КСр

Создание и функционирование СЭ КСр основывается на реализации следующих основных принципов:

Структура и задачи СЭ КСр

принцип первичности эксплуатационно-технических характеристик,т.е. зависимость организационной и функциональной подсистемы СЭ КСр от достигнутого уровня эксплуатационно-технических характеристик КА, РН, РБ, наземного оборудования РКК, средств НАКУ;
централизованное руководство и управление СЭ КСр;
четкая регламентация прав, обязанностей и ответственности на всех уровнях управления СЭ КСр;
соответствие организационной и функциональной структур сложности и объему решаемых СЭ КСр задач;
сбалансированное развитие средств орбитальной группировки КА и технических средств наземной базы эксплуатации (космодромов, комплексов управления КА на орбитах и приема специальной информации);
единство принципов планирования, управления и организации эксплуатации КСр;
гарантированное решение задач, стоящих перед СЭ КСр;
единство системы информационного обеспечения эксплуатации КСр;
соответствие квалификации обслуживающего персонала техническому уровню КСр;
всестороннее и полное обеспечение эксплуатации всеми необходимыми видами материально-технических ресурсов и рациональное их потребление;
гарантийный (технический) надзор промышленности.

Основу технической структуры СЭ КСр составляют скомпонованные по целевому назначению космические средства и объекты инфраструктуры, включающие в себя орбитальную группировку КА, ракетно-космические комплексы, средства наземного комплекса управления КА, базы хранения КСр, средства производства, доставки и хранения КРТ,системы электроснабжения (СЭС),технические системы, средства метрологического обеспечения, средства освидетельствования объектов гостехнадзора, специальные сооружения, здания и т.п.

Интенсивное развитие технической структуры СЭ КСр падает на вторую половину 1970-х и 1980-е гг.,когда создавалась и принималась на вооружение широкая номенклатура орбитальных средств различного целевого назначения,развертывались ракетно-космические комплексы "Зенит", "Циклон-3","Энергия"-"Буран",был введен в эксплуатацию второй стартовый комплекс с двумя пусковыми установками для пусков РН "Протон", проводилась модернизация РКК "Союз" и реконструировались другие объекты космической инфраструктуры (рис. 1...3). Нагрузка на систему эксплуатации в тот период составляла 100 и более пусков в год РН различных типов, а также обеспечивались функционирование орбитальной группировки численностью более 200 КА различного целевого назначения,содержание в различных степенях технической готовности в боезапасе и на хранении свыше 300 единиц РН и КА.

Транспортировка ракеты-носителя "Протон" на стартовый комплекс

Ракета-носитель "Протон" на стартовом комплексе

Старт ракеты-носителя "Протон"

Организационная структура — это иерархическая система органов, управляющих, организующих, обеспечивающих и осуществляющих эксплуатацию КСр в пределах своей компетенции. Главной задачей организационной структуры СЭ КСр являются планирование и реализация мероприятий по обеспечению технической готовности космических средств к применению и использованию их по назначению. Организационная структура СЭ КСр включает в себя управляющие и исполнительные органы. Управляющие органы подразделя-ются в соответствии с четырьмя уровнями управления: управление эксплуатацией в Центре,службы вооружения объединений (космодромов, ГИЦИУ КС),соединений (ЦИП),частей (ОИИЧ,ОНИП).

Управление эксплуатацией — это деятельность органов управления, направленная на достижение своевременного и качественного выполнения задач эксплуатации космических средств при рациональном распределении ресурсов. К исполнительным органам относится штатный офицерский и личный состав частей и под разделений, повседневно выполняющий работы по планам эксплуатации космических средств.

Для работ, связанных непосредственно с подготовкой, проведением запусков и управлением орбитальной группировкой КА, в соединениях и частях создаются нештатные временные формирования — боевые расчеты подготовки и пуска РКН, дежурные смены управления КА на орбитах, аварийно-спасательные отряды и группы и другие формирования, предназначенные для нейтрализации проливов КРТ, поиска, эвакуации и утилизации РКН, ликвидации последствий аварий на КСр и др.

Организационная структура СЭ КСр, сформировавшаяся в рамках ВКС,в целом обеспечивала решение стоящих перед ней задач по поддержанию готовности наземных средств и орбитальной группировки к использованию по целевому назначению. В качестве одного из основных критериев эффективности функционирования организационной структуры СЭ КСр следует отметить отсутствие с начала 1980-х гг. аварий и катастроф на космических средствах по вине эксплуатационного персонала и срывов сроков запусков КА по организационным причинам.

Функциональная структура представляет собой совокупность задач и функций, возлагаемых на систему эксплуатации КСр, выполнение которых регламентируется требованиями нормативно-технических, руководящих и эксплуатационных документов.

Основными задачами системы эксплуатации КСр являются:

поддержание в работоспособном состоянии и готовности к использованию по назначению наземного оборудования космодромов и средств НАКУ;
создание и поддержание в заданном составе орбитальной группировки;
поддержание требуемого технического состояния К А на орбитах;
создание и поддержание в заданном составе и состоянии запасов КСр,КРТ и других необходимых материальных средств;
поддержание на необходимом уровне технической и эксплуатационной подготовки обслуживающего персонала.

К основным функциям,вытекающим из задач системы эксплуатации космических средств, относятся:

обеспечение эксплуатирующих частей всеми видами космических средств в установленных номенклатуре и количестве;
специальная подготовка эксплуатационного персонала; ввод в эксплуатацию КСр,модернизация,реконструкция; приведение КСр в готовность к применению и ее поддержание; подготовка РКН,запуск КА, управление орбитальной группировкой;
послепусковые ремонтно-восстановительные работы; поиск и эвакуация отделяемых частей РН и спускаемых аппаратов;
транспортировка, прием, хранение КСр; техническое обслуживание и ремонт КСр; категорирование и поодление ресурса;
доработки, рекламационная работа;
контроль и оценка состояния эксплуатации и технического состояния КСр;
обеспечение безопасной эксплуатации КСр;
материально-техническое обеспечение;
метрологическое обеспечение;
гостехнадзор, энергонадзор;
учет наличия и движения КСр;
учет, хранение, внесение изменений в эксплуатационную документацию;
расследование происшествий и ликвидация последствий аварий на КСр;
организация взаимодействия воинских частей с организациями промышленности в процессе эксплуатации КСр.

Необходимость повышения эффективности решения задач СЭ КСр потребовала создания единой взаимосвязанной правовой, нормативно-технической, методической и информационной базы обеспечения ее функционирования. Была разработана методическая основа создания пакета нормативно-технических и руководящих документов, определяющих общие организационные требования и единый подход к планированию, организации и контролю выполнения эксплуатационных мероприятий на КСр,их учету и отчетности. На этой основе были разработаны и введены в действие все необходимые руководящие документы, регламентирующие порядок ввода КСр в эксплуатацию, их учета,хранения,транспортирования, технического обслуживания и ремонта, а также организационно-методические документы по планированию,оперативному управлению и информационному обеспечению эксплуатации КСр.

Военно-политическая обстановка в мире, существующие планы создания средств выведения и орбитальных средств нового поколения выдвигают перед системой эксплуатации КСр не только задачи сохранения имеющейся космической инфраструктуры и обеспечения запусков и управления К А существующими средствами, но и требования по дальнейшему развитию технической, функциональной и организационной структур СЭ КСр в интересах повышения готовности и обороноспособности страны. Возрастают требования к этапу отработки системы эксплуатации перспективных РКК.

Рост технического совершенства оборудования вновь создаваемых РКК обуславливает необходимость повышения требований к качеству отработки не только самой техники, но и ее системы эксплуатации. Целесообразность этапа отработки системы эксплуатации РКК на космодроме определяется следующим:

улучшением выходных характеристик системы эксплуатации на этапе испытаний, позволяющим избежать необоснованных финансовых затрат после ввода комплекса в эксплуатацию;
выявлением конструкторских ошибок при отработке, останавливающим лавинообразный процесс их нарастания на следующих этапах;
проведением анализа статистических данных, полученных до штатной эксплуатации,дающего возможность выполнения доработок элементов системы эксплуатации с целью улучшения ее показателей.

При отработке системы эксплуатации РКК (рис. 1, 2) объектами отработки являются:

Комплексная отработка системы эксплуатации перспективных РКК

Этапы отработки системы эксплуатации РКК

ракета космического назначения;
стартовый и технический комплексы,заправочно-нейтрализационная станция (ЗНС),комплекс средств измерений,сбора и обработки (КСИСО) информации;
базы хранения запаса, ремонта, метрологического обеспечения, гостехнадзора, учебно-тренировочных средств;
элементы технической инфраструктуры космодрома и позиционного района (средства связи и управления, системы энергоснабжения, теплоснабжения, промстоков, здания и сооружения, дорожно-транспортная сеть), обеспечивающие поддержание технической готовности РКК;
эксплуатационная документация на РКК и его составные части;
организационно-штатная структура эксплуатационных подразделений;
система нормативных документов и документов по организации эксплуатации РКК.

Отработка системы эксплуатации РКК начинается с началом строительства РКК и, продолжаясь на этапе монтажа, пусконаладочных работ (ПНР), автономных испытаний (АИ) систем и агрегатов, комплексных испытаний (КИ), летных испытаний (ЛИ), заканчивается, как правило, опытной эксплуатацией комплекса. Важнейшим условием правильности принимаемых решений при анализе результатов отработки системы эксплуатации РКК является обоснованность оценки эффективности ее функционирования. Показатели эффективности формируются на основе анализа целей,задач,свойств и характеристик системы эксплуатации РКК, образуя ее выходные параметры Y(t).

При обосновании и выборе показателей системы эксплуатации РКК целесообразно использовать такие эксплуатационные свойства, как оперативность, надежность, обслуживаемость, безопасность, техническая готовность, ресурсоемкость. В этом случае вектор выходных показателей эффективности системы эксплуатации РКК будет иметь следующий вид:

где W_о — показатель оперативности системы эксплуатации комплекса; Э_т.о — обобщенный показатель эффективности системы технического обслуживания (ТО) комплекса; Р — обобщенный показатель надежности комплекса; Р_б.э — вероятность безопасной эксплуатации комплекса; К_т.г — коэффициент технической готовности комплекса; Т_о.к — время отработки системы эксплуатации комплекса; С_сэ — затраты средств на отработку системы эксплуатации комплекса. В качестве показателя W_о могут быть использованы: временные характеристики процесса подготовки РКН к пуску (математические ожидания, квантили распределения времени подготовки РКН к пуску); производительность РКК, его системы эксплуатации (рис. 1, 2).

Динамика нагрузки на систему эксплуатации КСр

Динамика эффективности функционирования системы эксплуатации КСр

Для системы (агрегата) в качестве выходных параметров при оценке и отработке системы эксплуатации КСр целесообразно использовать следующие эксплуатационные свойства: оперативность, надежность, обслуживаемость, безопасность, транспортируемость, эргономичность, техническую готовность, унифицируемость, ресурсоемкость. Тогда вектор выходных показателей эффективности для системы эксплуатации (системы, агрегата) принимает следующий вид:

где W^оj — показатель оперативности (временная характеристика проведения работ на системе при реализации процессов эксплуатации); Э^т.оi — обобщенный показатель эффективности системы технического обслуживания системы; Рⁱ — обобщенный показатель надежности системы; Р^б.эi — вероятность безопасной эксплуатации системы; P^трi — относительная доля снижения надежности за время транспортирования; К^эргi — обобщенный показатель эргономичности; K^т.гi — коэффициент технической готовности системы; У^нi — уровень унификации; Сⁱ — затраты средств на отработку системы; Т^о.сi — время отработки агрегата (системы). При отработке системы эксплуатации РКК весьма важным является использование современных методов технической диагностики, позволяющих качественно оценивать техническое состояние испытываемых РКК и его составных частей. Процессы и системы контроля, диагностики и восстановления (КДВ) являются своеобразным ядром процесса испытаний РКК. Ибо в ходе испытаний постоянно приходится контролировать работоспособность бортовых и наземных объектов и систем РКК, локализовывать и диагностировать их отказы и организовывать их восстановление.

Однако общий научный фон, на котором происходит развитие систем и методов КДВ сложных объектов,и в частности РКК,очень противоречив. С одной стороны,число различных объектов контроля и их техническое разнообразие очень велики. В этой ситуации не удается выйти на создание некоторой унифицированной системы КДВ. С другой стороны,теоретические исследования показывают, что основные задачи,которые должна решать система КДВ для различных объектов, во многом схожи. Это толкает теоретиков на все большую унификацию и абстракцию теоретических алгоритмов КДВ,что,в свою очередь,затрудняет инженерам-практикам их применение.

Эти противоречия привели к тому, что до сих пор нет ни одной качественно самостоятельной системы КДВ с собственным аппаратурным и программным обеспечением. Что касается существующих РКК, то применительно к ним на высокой ступени технического развития находятся лишь системы контроля работоспособности. Но и они ограничиваются применением лишь допусковых методов контроля и реализуют лишь свое основное преимущество — быстрый мониторинг большого числа контролируемых автоматически параметров. Если же какой-либо тест при контроле не проходит, то диагностические возможности остаются очень скудными и требуют обязательного участия специалистов в полуавтоматическом режиме. Послеаварийная диагностика до сих пор остается фактически не формализованной алгоритмически и не изучается теоретически.

Вместе с тем уже сейчас при проектировании перспективных РКК можно рекомендовать реальный выход из создавшегося трудного положения: вместо стремления создать всеобъемлющие системы их технической диагностики следует использовать иерархическую сеть таких систем,где каждая отвечает за контроль и диагностику своего уровня. При этом возможно построить сеть, объединяющую системы технической диагностики от уровня встроенных бортовых систем диагностики до системы управления в Центре управления полетом. Причем на каждом уровне ищется возможность восстановления работоспособности более нижнего уровня. Но решать эти задачи полностью автоматически еще технически невозможно. Это вполне возможно делать на базе экспертных систем технической диагностики, управления и планирования на своих уровнях.

Для летательного аппарата (ЛА) этот подход проиллюстрирован на рис., где показаны бортовые подсистемы ЛА; встроенные системы КДВ; чувствительные элементы (ЧЭ) и исполнительные органы (ИО) в контуре управления работой подсистем; центральная система КДВ ЛА; система управления полетом ЛА и выполнением цели полета; центр управления полетом (испытаниями).

Система технической диагностики и управления ЛА

Отсутствие до последних этапов знания о взаимовлиянии подсистем не дает возможности создать центральную систему КДВ. В свою очередь, затяжка в создании подсистемы сказывается потом именно в экономии на подсистеме КДВ. Возможным выходом из данной ситуации будет двухуровневая иерархическая система КДВ. При этом субподрядчику с самого начала диктуется полная ответственность за проблемы внутреннего КДВ его подсистемы. А на центральную систему КДВ возлагаются только проблемы КДВ в части интерфейса и взаимодействия подсистем. Здесь уместно сравнение с теоремой Геделя о полноте аксиоматической системы. Эту полноту нельзя доказать,не выходя за пределы самой системы.

Подсистема КДВ выносит свои оценки, пользуясь только "внутренней" информацией, полученной внутри подсистемы. Только если подсистема КДВ не в состоянии по доступной ей информации оценить неисправность подсистемы или не может компенсировать ее за счет своих ресурсов, она обращается "за помощью" в центральную систему КДВ ЛА. Центральная система КДВ пытается решить возникшую проблему с помощью анализа взаимодействия подсистем и его изменения. Если ее ресурсы исчерпываются, то она обращается еще на один уровень выше — в систему управления полетом и задачами всего ЛА. Эта система может изменить режим полета (испытания) или изменить уровень выполнения задач,адаптируясь к возникшему техническому состоянию. Исчерпав свои ресурсы, система управления ЛА обращается в Центр управления полетом (испытанием). Последний может в автоматическом или автоматизированном режиме изменить программу полета (испытания) адаптивно к вновь возникшей ситуации.

Из этого короткого описания видно,что речь идет об иерархической структуре (сети) экспертных систем, специализирующихся на задачах КДВ и планирования операций. Кроме того, необходимо иметь еще одну экспертную систему, которая должна получать после каждого полета (испытания) всю информацию о техническом поведении всех подсистем РКК и РКК в целом. Эта экспертная система должна быть нацелена на углубленный послеполетный (послеиспытательный) анализ и призвана вырабатывать глобальные текущие оценки степени отработки РКК.

Построить единую систему КДВ и планирования операций для РКК в целом практически невозможно за приемлемое время. Вме-сте с тем разбивка ее на иерархическую сеть позволяет эффективно решать эту задачу. Подобная сеть экспертных систем (бортовых и наземных) была создана фирмой Boeing Aerospace на этапе испытаний отдельных самолетов В-1В,а затем приспособлена для долгосрочной эксплуатации флота таких бомбардировщиков. После этого такая же иерархическая сеть была адаптирована к проблеме КДВ ракет-носителей и космических аппаратов связи. Причем на первых же этапах использования сети была подтверждена ее высокая эффективность в области послеаварийной диагностики.

Особое место в процессе наземных и летных испытаний РКК,отработки его системы эксплуатации занимают (а в перспективе их значимость возрастет) испытания и верификация программного обеспечения, входящего в состав бортовых и наземных систем РКК. Проблема надежности программного обеспечения всеобъемлюща. Она включает такие задачи, как:

выработка оптимальной технологии разработки программного обеспечения,ибо именно на этапе разработки в него "закладываются" многие потенциальные отказы и ошибки;
разработка теории и практики автономных и комплексных испытаний (отработки) программного обеспечения;
организация обслуживания программного обеспечения, которая в настоящее время сводится в основном к непрерывной его доработке.

Среди этих первостепенных задач естественным образом возникают очень многочисленные самостоятельные подзадачи, которые иногда кажутся очень далекими друг от друга, но все требуют системного решения. К их числу и относится задача оценки надежности программного обеспечения. Модели и методы оценки надежности программного обеспечения существенно влияют на стабильность и правильность функционирования систем управления. Затраты на верификацию и отработку программного обеспечения намного превышают затраты на разработку аппаратуры системы управления. Например, стоимость аппаратуры системы управления в три раза меньше стоимости соответствующего программного обеспечения. В последнее время эта тенденция стала настолько выраженной, что аппаратные средства можно рассматривать как своего рода "упаковку" программного обеспечения. Поэтому именно программное обеспечение определяет надежность функционирования бортовой и наземной аппаратуры системы управления.

Отработка программного обеспечения становится все более трудоемкой и ответственной операцией в процессе наземных и летных испытаний РКК. Уже накопленный опыт испытаний РКК позволяет утверждать, что отказы (ошибки) программного обеспечения по своим последствиям являются зачастую более тяжелыми, чем традиционные отказы аппаратурных средств.

Следует отметить, что с ростом объемов программного обеспечения вероятность ошибок возрастает. Программное обеспечение МТКК Space Shuttle, включая бортовое программное обеспечение и наземное программное обеспечение автоматизированной системы управления подготовкой и пуском, содержит более 3 млн кодов. Причем все это распределенное программное обеспечение должно функционировать как единое целое, будучи вмонтированным в различные бортовые и наземные ЭВМ. При современной технологии разработки создать надежное программное обеспечение подобного объема весьма сложно. По отечественной статистике испытаний ракетных комплексов надежность их комплектов бортового программного обеспечения оценивается только величиной 0,990. В то же время обычный уровень требований по надежности системы управления ракеты-носителя равен 0,999. Таким образом, сред нестатистический уровень надежности программного обеспечения, выявляемый в ходе испытаний,ниже требований ТТТ. Отсюда вытекает необходимость испытаний программного обеспечения в самых различных режимах. Ибо только путем выявления ошибок программного обеспечения и их устранения может быть достигнут требуемый по ТТТ уровень его надежности.

Проблема надежности программного обеспечения включает две важные задачи: обеспечение надежности и оценка надежности. В целях решения данной проблемы проведен анализ основных существующих математических моделей оценки надежности с точки зрения выявления их сильных и слабых мест и разработаны предложения по их совершенствованию. Анализ показал, что все индивидуальные математические модели связаны в основном с предложениями о последовательной параметрической оценке некоторого неизвестного ненаблюдаемого параметра. Этот параметр в общем случае можно связать с числом ошибок в программном обеспечении, оставшихся к текущему моменту времени все еще необнаруженными.

Наблюдаемый параметр содержит данные о статистике в процессе обнаружения ошибок в программном обеспечении при испытаниях. Например, это могут быть интервалы времени его работы между моментами обнаружения ошибок. В большинстве моделей производится оценка методом максимального правдоподобия надежности программного обеспечения как вероятности того, что оно будет заданное время функционировать без ошибок. Индивидуальность отдельной математической модели обычно связана с функцией распределения наблюдаемого параметра при условии, что ненаблюдаемый параметр имеет определенное значение. Таким образом, задача оценки надежности программного обеспечения сводится к стохастической фильтрации ненаблюдаемой компоненты по данным о наблюдаемой компоненте. Именно на этом пути следует добиваться дальнейших обобщений всех частных моделей при оценке надежности программного обеспечения, входящего в состав бортовых и наземных систем РКК.

Вместе с тем предложена схема, которая гибко соединяет в себе меры как по локальной оптимизации выбранной одной модели,так и по глобальной оптимизации испытаний программного обеспечения со своевременным переключением от одной модели к другой в зависимости от наблюдаемых данных. Использование идеологии симбиоза локальной и глобальной оптимизации позволяет выделить как бы сложную "огибающую" модель, вполне адекватно отслеживающую реальное состояние отрабатываемого программного обеспечения. В настоящее время эти задачи наиболее удачно решаются в ГКНПЦ им. М.В. Хруничева, Конструкторском бюро транспортного машиностроения , РКК "Энергия".

Генеральный директор и генеральный конструктор КБТМ Г.П. Бирюков на стартовой позиции РН "Рокот"

Исходя из потребностей обороны, планов развития космических средств,экономических возможностей и научно-производственного потенциала страны основными направлениями развития СЭ КСр, по мнению авторов, являются:

Сокращение состава ракетно-космической техники как по номенклатуре (типажу), так и по количеству за счет дальнейшего совершенствования ее тактико-технических и эксплуатационно-технических характеристик, унификации, комплексирования задач и внедрения новейших технологий.
Совершенствование инфраструктуры космодромов, наземных пунктов управления орбитальной группировкой и обеспечивающих баз (хранения КСр, производства и хранения КРТ, гостехнадзора и др.),приведение их структуры и технических возможностей в соответствие с задачами гарантированного обеспечения запусков всех типов КА военного назначения с территории России.
Разработка и освоение прогрессивных технологий подготовки ракет космического назначения к пуску с использованием унифицированных рабочих мест на основе тестового контроля,принципов гибкой технологии с использованием достижений робототехники.
Увеличение сроков эксплуатации наземного оборудования ТК, СК, НАКУ и орбитальных средств. Создание на космодромах лабораторной базы с широкими возможностями по диагностике и прогнозированию технического состояния КСр.
Продолжение исследований вопросов возможности и целесообразности перехода от планово-предупредительной системы технического обслуживания и ремонта КСр к их эксплуатации по техническому состоянию,определяемому с помощью средств диагностики.
Развитие научно-методической базы совершенствования системы эксплуатации КСр на основе компьютеризации научного поиска и усиления практической направленности планируемых научных результатов.
Создание автоматизированной системы управления эксплуатацией КСр,разработка и внедрение автоматизированной информационно-справочной системы оперативного учета и использования запасов ракет-носителей, разгонных блоков, космических аппаратов, средств обеспечения их запуска и управления в полете, ЗИП.
Совершенствование организации накопления и хранения запасов РН,РБ,КА,КРТ,ЗИП и расходных материалов,оснащение баз хранения боезапаса современными средствами технического обслуживания и диагностики.
Разработка нормативно-технических и руководящих документов, регламентирующих вопросы управления, организации, обеспечения и контроля эксплуатации КСр в свете новых задач и структурных преобразований.
Оптимизация организационной структуры СЭ КСр, совершенствование органов управления эксплуатацией КСр и уточнение выполняемых ими функций. Переход от преимущественно административных к преимущественно экономическим методам построения отношений организационной структуры СЭ КСр с заинтересованными ведомствами и организациями.
Совершенствование системы профессионально-психологического отбора и специальной подготовки обслуживающего персонала с использованием автоматизированных средств тестирования и тренажерных комплексов.

Реализация указанных направлений развития СЭ КСр может быть достигнута решением следующих задач.

1. По развитию технической структуры СЭ КСр:

поэтапное развитие инфраструктуры космодрома Плесецк, обеспечивающее хранение, подготовку и запуск КА военного назначения, переводимых с космодрома Байконур; реконструкция ТК и СК под РКК "Рокот" и "Русь"; создание универсальных ТК и СК для подготовки и пусков РН "Ангара"; создание многоцелевой заправочно-нейтрализационной станции; дооснащение измерительного комплекса космодрома; реконструкция системы энергоснабжения космодрома;

Перед пуском первой РКН "Рокот" с космодрома Плесецк (В.Л. Иванов, Г.Н. Коваленко и др.)

создание на космодроме Свободный технической инфраструктуры, необходимой для подготовки и пусков РН "Старт", "Рокот", "Стрела";
поддержание в работоспособном состоянии инфраструктуры космодрома Байконур, обеспечивающей прежде всего эксплуатацию ракеты-носителя тяжелого класса "Протон" и ее модификаций;

Стыковка ракеты-носителя "Протон-М" с разгонным блоком "Бриз-М"

Подготовка служебного модуля "Звезда" на ТК

Установка ракеты-носителя "Протон" со служебным модулем "Звезда" на ПУ

Руководство запуском модуля "Звезда": Ю.П. Семенов, А.И. Киселев и Л.Т. Баранов

Перегрузочные работы на ТК

проведение реконструкции и капитальных ремонтов существующих монтажно-испытательных корпусов РН и КА, реконструкции и строительства СК, обеспечивающих подготовку и запуск существующих и перспективных КА;
обеспечение требуемого объема производства и хранения запасов КРТ и сжатых газов на основе реконструкции и расширения производственных мощностей;
переоборудование существующих и создание новых мест хранения запасов КСр, отработка и внедрение прогрессивных технологий проверки и поддержания технического состояния КСр при их хранении;
обеспечение снижения уровня вредного воздействия эксплуатации КСр на состояние окружающей среды, совершенствование способов и методов нейтрализации токсичных КРТ и утилизации КСр;
совершенствование автоматизированного комплекса управления КА на орбитах на основе интеграции измерительных комплексов космодромов и автоматизированного комплекса управления и замены в его составе морально и физически устаревших средств управления и вычислительной техники;
создание сети ремонтных органов средств НАКУ, оснащенных современным диагностическим оборудованием и контрольно-измерительной техникой.

2. По совершенствованию функциональной структуры СЭ КСр:

создание единой взаимосвязанной нормативно-правовой и нормативно-технической базы функционирования СЭ КСр с учетом складывающихся в стране экономических условий, расширения круга задач, решаемых космическими средствами, и структурных преобразований, вызванных реформированием Вооруженных Сил;
оптимизация заказов и повышение оперативности своевременного и полного снабжения космодромов космическими средствами, ЗИП, расходными материалами;
увеличение сроков активного функционирования КА и сроков эксплуатации наземного оборудования ТК,СК,НАКУ за пределами гарантийных ресурсов на основе разработки и внедрения системы управления техническим состоянием с созданием соответствующей базы диагностирования и прогноза технического состояния контролируемых КСр;
совершенствование содержания и организации процессов эксплуатации КСр за счет внедрения прогрессивных малооперационных и ресурсосберегающих технологий их подготовки к применению;
сокращение трудозатрат и продолжительности подготовки КА на ТК за счет доведения их до предпусковой готовности на заводах-изготовителях с выполнением на космодроме работ по заправке топливом и газами и минимально необходимого объема тестовых проверок готовности КА на ТК и СК;
повышение безопасности (в том числе экологической) эксплуатации КСр за счет полной автоматизации работ на СК и отказа от токсичных КРТ на перспективных РН,обеспечения высокого уровня технологической дисциплины при работе с техникой;
разработка и применение новых высокоэффективных средств и методов поиска, эвакуации и утилизации аварийно и штатно приземляющихся отделяемых частей РН, нейтрализации проливов КРТ в районах их падения;
снижение затрат материально-технических ресурсов на эксплуатацию космических систем и комплексов за счет их рационального нормирования и потребления в условиях финансово-ресурсных ограничений, привлечение внебюджетных источников финансирования;
переработка руководящих документов, регламентирующих порядок и организацию функционирования системы эксплуатации КСр, с адаптацией их к новым условиям.

3. По развитию организационной структуры СЭ КСр:

совершенствование управления на основе разработки рациональной структуры управляющих и исполнительных органов, повышения профессиональной подготовки их персонала и оптимизации численности на всех уровнях;
обеспечение оперативности, непрерывности, устойчивости и скрытности управления за счет автоматизации процессов управления и внедрения автоматизированной информационно-справочной системы учета наличия,движения и технического состояния КСр;
совершенствование системы профессионально-психологического отбора и профессиональной подготовки эксплуатационного персонала запуска и управления КА;
повышение качества эксплуатационной подготовки слушателей вузов;
разработка учебно-тренировочных средств, универсальных тренажеров и автоматизированных средств поддержки принятия решений и выхода из нештатных ситуаций и обеспечение ими.

Реализация изложенных направлений и путей развития СЭ КСр потребует значительных финансовых вложений, однако их необходимость и целесообразность обусловлена рядом объективных факторов:

усилением роли КСр в повышении боевой эффективности действий видов и родов войск ВС РФ при проведении стратегических и оперативно-тактических операций;
наличием внешних военных угроз, обусловленных расширением, приближением к границам России блока НАТО и его военным вмешательством в последние годы без санкции ООН во внутренние дела суверенных государств;
намерениями США приступить к развертыванию полномасштабной современной системы ПРО;
моральным старением и физическим износом до 80 % наземного оборудования космодромов и НАКУ, что ставит под угрозу возможность гарантированного решения задач военного применения КСр;
необходимостью разработки и перехода на ресурсосберегающие, безопасные и экологически чистые технологии эксплуатации КСр;
вынужденной концентрацией практически всех типов и классов РКК на космодроме Плесецк и необходимостью развертывания там соответствующей инфраструктуры для обеспечения решения оборонных задач.

Рассмотрев в общем плане состояние и основные направления развития системы эксплуатации космических средств военного назначения, необходимо отметить, что в последние годы начинает складываться система эксплуатации КСр гражданского назначения. Это обусловлено происходящими в стране существенными изменениями в сфере космической деятельности. Резкое снижение объемов финансирования Министерства обороны повлекло за собой к середине 1990-х гг. значительное сокращение военно-космической деятельности и в то же время относительное расширение космической деятельности в интересах международного сотрудничества и в коммерческих целях. Эта деятельность осуществляется под эгидой Российского авиационно-космического агентства (Росавиакосмоса), созданного в качестве федерального органа, призванного обеспечивать реализацию государственной политики в области использования космического пространства в мирных целях.

С расширением круга задач по планам международного сотрудничества и оказанию услуг зарубежным и отечественным заказчикам в области космической деятельности было принято правительственное решение о передаче от МО РФ в ведение Росавиакосмоса ряда объектов арендуемого у Казахстана космодрома Байконур, обеспечивающих хранение, содержание, подготовку и пуски РН типа "Союз","Протон","Зенит","Циклон-2". К настоящему времени ряд объектов космодрома эксплуатируется граж-данскими эксплуатационными подразделениями; функционирует Центр эксплуатации наземной космической инфраструктуры при Росавиакосмосе, обеспечивающий координацию их взаимодействия с предприятиями промышленности, воинскими частями и службами космодрома; создано государственное унитарное предприятие Федеральный космический центр "Байконур", призванное осуществлять функции,ныне выполняемые управленческими и обеспечивающими структурами космодрома. Наряду с технической и организационной структурами начинает создаваться и функциональная структура системы эксплуатации КСр, находящихся в ведении Росавиакосмоса. Разработаны и готовятся к введению в действие ряд руководящих документов, в их числе: "Руководство по организации подготовки и проведения запусков КА гражданскими расчетами", "Руководство по эксплуатации КСр гражданского назначения","Руководство по обеспечению безопасной эксплуатации КСр" и др.

Следует отметить, что формирование системы эксплуатации КСр гражданского назначения осуществляется в настоящее время на основе использования опыта функционирования системы эксплуатации КСр военного назначения и создаваемые организационная и функциональная структуры этой системы в той или иной мере являются подобием аналогичных структур системы эксплуатации КСр военного назначения. Очевидно,что такая преемственность является оправданной на некоторый переходный период,пока создание системы эксплуатации основывается на использовании принятых от Министерства обороны существующих космических средств и на существующей нормативно-технической базе, а космическая деятельность Росавиакосмоса осуществляется в тесном взаимодействии с военным ведомством. В дальнейшем, по мере расширения сферы космической деятельности под эгидой Росавиакосмоса, создания перспективных орбитальных средств и средств выведения, формирование системы эксплуатации КСр гражданского назначения должно осуществляться на самостоятельной основе с необходимыми научно-методическим и технико-экономическим обоснованиями ее становления и развития.

Направления, пути и темпы создания перспективных КСр сугубо гражданского назначения будут диктоваться степенью активности государственной политики в области использования космического пространства в интересах науки и социально-экономического развития, экономическими возможностями страны, спросом и конкурентной борьбой на международном рынке космических услуг. Уже сейчас усиление тенденций коммерциализации космической деятельности заметно активизировало работу космической отрасли по созданию перспективных РКК гражданского назначения. Дальнейшая активизация работ в этом направлении потребует создания полномасштабной и эффективной системы эксплуатации, основанной на использовании перспективных космических средств гражданского назначения. В связи с этим уже на данном этапе формирование требований к такой системе эксплуатации, определение целей, задач и принципов функционирования, разработка и обоснование ее структурных характеристик, нормативно-правовой и нормативно-технической основы обеспечения ее функционирования включаются в число приоритетных задач.

Различие целей, задач, организации использования КСр гражданского и военного назначения потребует пересмотра и изменения подходов к заданию требований (ранее традиционно ориентированных на военное применение КСр),разработке перспективных орбитальных средств и средств выведения, их техническим и эксплуатационным характеристикам, организации их испытаний и отработки в условиях космодрома, приему в эксплуатацию и к системе эксплуатации в целом. Очевидно, претерпят существенное изменение или будут исключены некоторые задаваемые ныне требования к производительности, готовности, оперативности, скрытности, живучести, стойкости к внешним воздействиям РКК и др.

Будут повышаться требования к уровню эксплуатационно-технических характеристик, к унификации наземного технологического оборудования,внедрению прогрессивных ресурсосберегающих малооперационных технологий подготовки и технического обслуживания РН,КА,ТК,СК, к обеспечению их безопасности, автоматизации процессов предстартовой подготовки РКН к пуску, к совершенствованию процессов эксплуатации, сокращению эксплуатационных затрат. В настоящее время при разработке и создании перспективных РКК назрела необходимость перехода от планово-предупредительной системы технического обслуживания наземного технологического оборудования к системе технического обслуживания по техническому состоянию, для обеспечения реализации которой имеются как технические средства, так и достаточно эффективный методический аппарат, позволяющие определить вероятность появления преддефектного состояния и предотвратить отказ.

Исследования по вопросам максимально полной реализации надежности агрегатов и систем наземного оборудования ТК и СК на основе разработки оптимальной системы технического обслуживания с учетом конкретных условий эксплуатации, проведенные на космодроме Байконур,еще в 1980-х гг. показали,что переход к системе технического обслуживания по техническому состоянию приводит к позитивному изменению показателей технического обслуживания, в том числе коэффициента готовности на 7...12% коэффициента расходования ресурса в 2,1...3,7 раза, коэффициента контролепригодности в 3,3...5 раз,удельные затраты труда сокращаются в 3 раза, коэффициент затраты средств уменьшается в 1,5...2,9 раза, что в конечном итоге окупает увеличение затрат на разработку и создание диагностической аппаратуры.

Отсюда возникает необходимость:

организовать проведение исследований по выбору и обоснованию номенклатуры технических, эксплуатационных и экономических характеристик, требования к которым должны задаваться при создании перспективных РКК в зависимости от их целевого назначения;
разработать методологию задания требований к этим характеристикам;
утвердить типовой состав требований к эксплуатационно-техническим характеристикам РКК и их составных частей,задаваемым в ТЗ заказчика на выполнение ОКР по созданию РКК гражданского назначения.

Создание перспективных орбитальных средств и средств выведения авиакосмических комплексов потребует проведения исследований по решению проблем создания и рационального размещения объектов наземной космической инфраструктуры для их отработки и эксплуатации. В частности, с применением модульных принципов компоновки РН и КА, с созданием элементов многоразового использования может встать вопрос о необходимости исследования экономической и технической целесообразности и возможности переноса части работ заводского цикла (сборочных, ремонтно-восстановительных, контрольно-испытательных и др.) непосредственно на космодромы,что ранее считалось неприемлемым.

Известно, что до настоящего времени развитие наземной базы эксплуатации КСр в целом осуществлялось без перспективного планирования, при отсутствии единой технической политики и централизованного руководства, что в конечном итоге приводило к долгостроям, неоправданным материальным и финансовым потерям. В условиях ресурсных и финансовых ограничений это является недопустимым, и дальнейшее развитие и совершенствование наземной базы эксплуатации КСр необходимо осуществлять на основе государственного централизованного руководства, обеспечивающего скоординированное комплексное развитие всех элементов космической инфраструктуры по единому генеральному плану, учитывающему перспективы развития космических средств и интересы всех ведомств — участников космической деятельности.

Постоянное совершенствование изделий космической техники будет предъявлять все более повышенные требования к профессиональной подготовке обслуживающего персонала. Качество решения задач, которые будут возлагаться на систему эксплуатации гражданского назначения, в значительной степени будет зависеть от ее функциональной подсистемы,основой которой является организационно-методическое обеспечение эксплуатации КСр, обеспечение нормативной, руководящей и методической документацией. Эта документация должна отвечать современным требованиям, реально сложившимся экономическим и социальным условиям и обеспечивать единство понимания и действия управленческих и исполнительских структур при организации эксплуатации КСр для наиболее эффективного их использования по целевому назначению.