Задачи
и структура
летных
испытаний
самолетов
и вертолетов
Справочная библиотека
авиационного инженера-испытателя
Летные испытания
самолетов и вертолетов
Задачи
и структура
летных
испытаний
самолетов
и вертолетов
Под редакцией
нанд. техн, наук А. Д. Миронова
МОСКВА
« МАШИНОСТРОЕНИЕ »
1982
ББК 39.52
315
УДК 629.7.018.7
Авторы:
А. Д. Миронов, А. А. Лапин, Г. Ш. Меерович,
Ю. И. Зайцев
Редакционная коллегия справочной библиотеки
’’Летные испытания самолетов и вертолетов”:
Г. П. Долголенко, А. М. Знаменская, А. Д. Миронов (пред-
седатель редколлегии), А. А. Польский, В. Н. Сучков,
М. И. Хейфец (ответственный секретарь)
Задачи и структура летных испытаний самолетов и
вертолетов /А. Д. Миронов, А. А. Лапин, Г. Ш. Мееро-
вич, Ю. И. Зайцев, Под ред. А. Д. Миронова. — М.: Ма-
шиностроение, 1982 — 144 с., ил., 50 к. в обл.
В книге рассмотрены современное состояние летных испыта-
ний самолетов и вертолетов, структура, цели и задачи испытаний.
Изложены общие положения организации и планирования, а
также применения моделирования в процессе испытаний. Осве-
щены вопросы формирования информационных измерительных
систем и средств автоматизированной обработки и анализа ре-
зультатов экспериментов.
Для инженеров и летчиков-испытателей, научных работников,
связанных с летными испытаниями и исследованиями самоле-
тов и вертолетов.
3606030000-405 „	„
3-----------------Подписное КБ-48-42-81
038(01)-82
ББК 39.52
6Т5.1
© Издательство ’’Машиностроение", 1982 г.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Справочная библиотека охватывает широкий круг научно-ме-
тодических вопросов, возникающих при подготовке и проведе-
нии летных испытаний и исследований.
В книгах библиотеки:
самолет, его силовая установка и бортовое, общее и специаль-
ное оборудование рассматриваются как сложная комплексная
система, к обработке методов испытаний которой привлекается
современный математический аппарат исследования больших
систем;
приводится структура испытаний, основанная на комплексном
сочетании собственно летных испытаний и моделирования;
в алгоритмах обработки и анализа результатов летных испы-
таний и моделирования применяются теория подобия, статисти-
ческие методы и методы идентификации;
рассматриваются информационные измерительные системы
для летных испытаний и излагается методология оценки погреш-
ности результатов измерений;
значительное место отводится автоматизированным системам
обработки и анализа результатов измерений и управления лет-
ным экспериментом, базирующимся на цифровых вычислитель-
ных машинах;
должное внимание уделяется методологии нового вида испы-
таний — сертификационным испытаниям, обеспечивающим по-
вышение безопасности полетов пассажирских, транспортных и
других самолетов;
достаточно полно отражаются методы летных испытаний и
доводки опытных газотурбинных двигателей и силовых устано-
вок самолетов и вертолетов;
охватывается широкий круг вопросов, связанных с испыта-
ниями и доводкой большой номенклатуры бортового оборудо-
вания (пилотажно-навигационных комплексов, комплексов ра-
диоэлектронного, радиотехнического, электронно- и светотех-
нического оборудования и ряда других систем).
Библиотека предназначена для инженеров, связанных с летны-
ми испытаниями и исследованиями самолетов и вертолетов,
их расчетами, проектированием и конструированием летчи-
ков-испытателей, а также для студентов, аспирантов и преподава-
телей высших учебных заведений авиационного профиля.
3
Настоящая, первая, книга библиотеки посвящена задачам и
структуре летных испытаний, основным вопросам их планирова-
ния, обеспечения и организации.
Введение, разд. 1.3 и 1.4 написаны А. Д. Мироновым, разд.
1.1, 1.2, 3.6 и гл. 2 и 6 — Г. Ш. Мееровичем, разд. 3.1...3.5 и гл. 5—
А. А. Лапиным, гл. 4 — Ю. И. Зайцевым.
Авторы считают своим долгом отметить большую роль
М. А. Тайца, одного из основоположников отечественной школы
методологии летных испытаний, в создании данной библиотеки
и его ценные советы при написании первой книги.
В 1982 г. одновременно с этой книгой выйдет в свет книга
М. А. Тайца. ’’Теоретические основы методов определения лет-
ных характеристик самолетов. Применение теории подобия”.
В 1983 г. будут изданы:
А. М. Знаменская, П. С. Лимар, В. П. Шведов. Информацион-
ные измерительные системы для летных испытаний.
Ю. Е. Махонькин и др. Автоматизированная обработка резуль-
татов измерений.
Г. П. Долголенко и др. Летные испытания силовых установок.
ВВЕДЕНИЕ
Летные испытания и исследования авиационной техники дав-
но стали существенной частью процесса создания самолетов,
вертолетов и авиационных комплексов. Постоянно требуются
все более глубокие научные исследования в полете новых явле-
ний в области аэродинамики самолетов и вертолетов, силовых
установок и их систем, нагружения конструкции, работы слож-
нейших комплексов бортового оборудования и их взаимодей-
ствия между собой. Важной задачей летных испытаний опытных
образцов летательных аппаратов (ЛА) является отработка ре-
комендаций экипажу по пилотированию, особенно в сложных
условиях. Контроль качества серийной продукции немыслим без
летных испытаний.
Особая ответственность испытаний в полете новых самолетов
и вертолетов заключается в том, что это — заключительный этап
создания техники, на котором выявляются все неточности или
недостатки, заложенные в объект испытаний на любом предыду-
щем этапе (при выборе концепции, компоновке, проектирова-
нии, производстве и даже подготовке к полетам).
Летные испытания заняли определенное место и в программах
научных исследований и испытаний, предназначенных для дру-
гих отраслей техники, например подготовки к проведению кос-
мических полетов.
Важную роль выполняют летные исследования для оценки
влияния авиационной техники на окружающую среду, а также
определения влияния внешних факторов на летательные аппа-
раты и их оборудование.
Предлагаемая книга посвящена анализу летных испытаний
и исследований как многофакторного и многофункционального
процесса. В ней с общих позиций рассмотрены ЛА как объекты
летных испытаний и сформулированы задачи, указаны основные
принципы организации и планирования.
Прежде чем излагать современное состояние вопроса, кратко
рассмотрим эволюцию методов летных испытаний и решаемых
при этом задач.
В начальный период существования авиационной техники
(до 20-х годов) испытания самолетов выполнялись без какой-
либо системы и сводились в основном к субъективной оценке
летчиком свойств самолетов и выявлению особенностей их пи-
5
.дотирования. Оборудование самолетов было несложным, поэ-
тому его испытания практически не проводились. Количество
характеристик, подлежащих определению, и число измеряемых
параметров было сравнительно невелико. Специальная измери-
тельная аппаратура не применялась. Специализированных испы-
тательных оргнизаций не существовало, а роль испытательной
базы выполняли обычные аэродромы с их службами.
В 1919 г. Н. Е. Жуковский в своей записке в научно-техничес-
кий отдел Всероссийского совета народного хозяйства поставил
вопрос о необходимости организации в ЦАГИ летного отдела.
Он сформулировал его задачи следующим образом: ”. . . произ-
водство научно обставленных исследований аэропланов в полете
с целью проверки теоретических исследований различных прак-
тических коэффициентов из области динамики полета, устойчи-
вости аэропланов, полетных их свойств, также всевозможных
данных аэропланов, их частей и предметов оборудования и их
вооружения, кои могут быть найдены полетными испытания-
ми”1 . Необходимо подчеркнуть, что указанная формулиров-
ка задач летных испытаний сохраняет актуальность и в наши дни.
В конце 20-х и начале 30-х годов в связи с началом опытного
строительства самолетов и появлением первых пассажирских
авиалиний на самолетостроительных заводах и в опытных конст-
рукторских бюро была начата организация летно-испытательных
станций, задача которых заключалась в проведении заводских
испытаний опытной авиационной техники и ее доводке. По ини-
циативе В. Л. Александрова в ЦАГИ была организована секция
летных исследований. Были созданы также летно-испытательные
организации для проведения испытаний на отраслевом и госу-
дарственном уровне с целью проверки соответствия всех видов
авиационной техники тактико-техническим требованиям.
К середине 30-х годов начала создаваться теоретическая и
практическая база натурного эксперимента. Летные испытания
и исследования стали важным направлением авиационной науки.
Программа летных испытаний и соответствующие ей методи-
ки становились организующей и технической основой всего
процесса натурного эксперимента. Увеличивалось количество
характеристик, подлежащих экспериментальной оценке, возрас-
тали и требования к точности их определения. Определение мак-
симальной скорости, потолка, скороподъемности, расхода топ-
лива, располагаемой дальности становилось центральной задачей.
Для ее решения потребовалось измерение сравнительно большо-
го количества параметров. В связи с повышением скоростей
и высот особое внимание обращалось на безопасность испы-
тательных полетов.
Так как летные испытания проводились в различных, иногда
1 Н. Е. Жуковкий. Об организации летного дела. Архив научно-мемори-
ального музея Н. Е. Жуковского, с. 43—45.
6
сильно отличающихся атмосферных и эксплуатационных усло-
виях, уже на раннем этапе развития авиации возникла проблема
сравнимости получаемых данных и их объективного сопостав-
ления с проектными. Для ее решения были созданы методы при-
ведения полученных в полете результатов к заданным усло-
виям (обычно к условиям стандартной атмосферы или к номи-
нальным эксплуатационным условиям) [15, 36] . На основе этих
же методов оценивалась работоспособность ЛА и осуществля-
лась его доводка. Совокупность разработанных методов плодот-
ворно применялась у нас в стране в предвоенные годы при ис-
пытаниях большинства опытных самолетов, в частности при от-
работке и подготовке самолета АНТ-25 к рекордным перелетам.
Для сокращения сроков летных испытаний В. С. Ведровым и
М. А. Тайцем был разработан новый оригинальный метод [6,
38] , сущность которого заключалась в идентификации по мате-
риалам полетов так называемой условной поляры. Рекордные
перелеты на этом самолете показали высокую точность указан-
ного метода.
Почти одновременно с этим начали развиваться методы коли-
чественной оценки пилотажных свойств самолетов, позволив-
шие перейти от субъективных оценок летчика к строгим ко-
личественным показателям устойчивости и управляемости
[2, 4, 5, 35] .
Для проведения упомянутых работ потребовалась аппаратура,
позволявшая фиксировать в полете изменение многочисленных
параметров движения самолета и процесса управления им летчи-
ком, измерять параметры атмосферы. Были разработаны методы
определения веса и положения центра тяжести самолета, методы
определения высоты и скорости по результатам измерений
[32, 36, 42] .
По мере усложнения ЛА и его оборудования усложнились
задачи летных испытаний. Возникла необходимость оценки в
полете работы двигателя и силовой установки, а также бортово-
го оборудования, состав которого в конце 30-х годов начал воз-
растать. В соответствии с этим расширился состав испытываемой
системы как единого целого, превратившейся впоследствии в
сложный комплекс. Началось строительство специализирован-
ных баз — испытательных аэродромов, оборудованных соответ-
ствующими измерительными средствами и располагающих необ-
ходимыми службами.
В 1941 г. был образован Летно-исследовательский институт
(ЛИИ), ставший научно-методическим центром исследований в
полете авиационной техники.
Увеличение объема летных испытаний вызвало необходимость
их систематизации, планирования и методического руководства.
В связи с этим ведущими специалистами в области летных испы-
таний были выпущены монографии и обобщающие работы
[14, 33, 43] .
7
В годы, предшествующие Великой Отечественной войне, для
обеспечения работоспособности и заданных характеристик но-
вых силовых установок потребовались наряду со стендовыми
испытаниями специальные летные исследования двигателей и
воздушных винтов, что, в свою очередь, вызвало необходимость
разработки как научных методов исследований, так и специаль-
ной измерительной аппаратуры [9, 16, 22, 40] . Эти работы при-
обрели особую важность во время войны при освоении новых
боевых самолетов с более совершенными поршневыми двигате-
лями.
Роль летных испытаний и исследований существенно возрос-
ла при переходе к реактивной авиации. Для испытаний двигате-
лей в полете у нас в стране по инициативе М. А. Тайца и А. В. Че-
салова в 1946 г. на базе серийного самолета Ту-2 была создана
летающая лаборатория (ЛЛ), на которой, в частности, был
испытан и отработан первый отечественный турбореактивный
двигатель. В дальнейшем парк летающих лабораторий постоянно
обновлялся и совершенствовался.
Практика показала, что летные исследования и доводка опыт-
ных газотурбинных и турбовинтовых двигателей на летающих
лабораториях позволяют существенно повысить безопасность
полетов, уменьшить объем заводских испытаний опытного
самолета и сократить сроки государственных и сертификацион-
ных испытаний.
Для натурных экспериментов помимо летающих лабораторий
применялись и специально создаваемые экспериментальные ЛА.
Интенсивные натурные исследования с помощью специально соз-
данных управляемых и неуправляемых ЛА начались со второй
половины 40-х годов, когда авиация вплотную подошла к прео-
долению ’’звукового барьера” и стало необходимым изучение
особенностей аэродинамики самолета на больших околозвуко-
вых, трансзвуковых и сверхзвуковых скоростях полета. В на-
шей стране, а также за рубежом были разработаны методы
аэродинамических исследований на летающих моделях, сбрасы-
ваемых с самолета. В СССР этот метод отрабатывался И. В. Ос-
тославским, Н. С. Строевым, В. В. Уткиным, А. Д. Мироновым,
И. П. Толстых и др. Позднее П. В. Цыбин создал эксперимен-
тальный летательный аппарат-планер, отделяющийся от самолета-
буксировщика и разгоняющийся с помощью ускорителя до боль-
ших скоростей.
Принципиально новая ступень развития летных испытаний от-
мечается в конце 50-х начале 60-х годов, когда интенсивное раз-
витие получили авиационные комплексы различного назначения.
В натурных экспериментах проверялась работоспособность
компонентов и комплекса в целом; оценивалась также способ-
ность ЛА выполнять типовые операции. Применительно к этим
задачам были разработаны методы оценки возможности решения
комплексом поставленных задач и определения в летных испы-
8
таниях необходимых исходных данных для оценки его эффек-
тивности.
Рост числа функциональных систем, расширение их состава,
превращение ЛА в сложный комплекс повлекли за собой значи-
тельное увеличение объема испытаний и, как следствие, могли
привести к значительному удлинению их цикла. Для сокращения
продолжительности летных испытаний опытных самолетов, рас-
ширения фронта работ и проведения опережающих исследований
стали широко применяться специальные летающие лаборатории,
оборудованные различными компонентами комплексов и соот-
ветствующими системами измерения, а также наземные модели-
рующие средства. Так, на летающих лабораториях испытывались
опытные радиолокационные станции, полный комплект аппара-
туры управления и другие системы. Разработанные методы лет-
ных испытаний и исследований, сопряженных с разветвленным
моделированием, обеспечили существенное сокращение продол-
жительности отработки и внедрения ЛА.
В 60-х годах начались испытания пилотажно-навигационных
систем с повышенной точностью, большим объемом решаемых
задач, многочисленными связями между компонентами, встро-
енной системой контроля и другими особенностями. Была разра-
ботана комплексная методика исследований и летных испытаний,
в которой летающим лабораториям была отведена важная роль.
Примерно в это же время развернулись широкие исследования
и испытания радиоэлектронного оборудования, электрооборудо-
вания, систем радиосвязи и других функциональных подсистем
ЛА.
Весьма важным процессом в создании пассажирских самоле-
тов стал процесс оценки соответствия их требованиям нацио-
нальных норм летной годности (НЛГ).
Работы по оценке соответствия требованиям НЛГ проводятся
с самых первых этапов создания опытных образцов ЛА и вклю-
чают в себя постоянный контроль проектной документации,
стендовые и летные испытания. Оценка соответствия ЛА требо-
ваниям норм летной годности проводится высококвалифициро-
ванными специалистами государственных научно-исследовательс-
ких институтов, уполномоченных авиарегистром, или специа-
листами авиарегистра.
Методы сертификационных испытаний, реализованные при
отработке новых самолетов, обеспечили тщательную и полную
проверку ЛА и их оборудования.
Выполнение больших летных программ, а также осуществле-
ние необходимых доводочных работ могло быть реализовано в
приемлемые сроки путем расширения фронта испытаний, исполь-
зования достаточного количества ЛА, участвующих в экспери-
ментах и строгой их специализации. Так, например, уже в 70-е
годы, по опубликованным данным зарубежной информации, в
9
испытаниях маневренных самолетов участвовало 12. . .15 опыт-
ных и предсерийных образцов.
Необходимость получения большого объема информации из
летных испытаний каждого испытываемого объекта вызвала
качественное изменение измерительной аппаратуры, применяе-
мой специально для летных испытаний, потребовала значительно-
го увеличения и качества измеряемых параметров.
Прогресс контрольно-записывающей аппаратуры характеризу-
ется переходом от электромеханических самописцев к свето-
лучевым осциллографам, а затем — к регистраторам на магнит-
ный носитель; получили распространение также телеметричес-
кие системы. Совершенствование систем измерений шло по ли-
нии повышения информативности и точности, расширения час-
тотного диапазона. Важную роль в летных испытаниях авиаци-
онных комплексов заняли системы внешнетраекторных измере-
ний.
Летные испытания и натурный эксперимент в целом следует
рассматривать как самостоятельную область исследований.
Дальнейшее их развитие требует решения целого ряда научных,
методических и организационных задач, совершенствования
экспериментальной базы, создания новых информационно-
измерительных систем и должно основываться на системном
подходе, позволяющем охватить все аспекты процесса и взаимо-
связи испытаний с циклом создания ЛА. При этом должны раз-
виваться как известные традиционные методы, принципы кото-
рых были разработаны ранее, так и новые направления. К пер-
вым, в частности, относятся методы приведения основных лет-
ных данных самолетов и вертолетов к заданным атмосферным
и эксплуатационным условиям, базирующиеся на принципах
подобия. Совершенствование указанных методов осуществля-
ется путем применения новых технических средств, повышения
точности измерений, снижения доли ручного труда при обработ-
ке результатов путем широкого использования ЭВМ.
Второе направление требует использования новых принципов
и идей, ранее мало применявшихся или же разработанных отно-
сительно недавно. Наиболее современными и перспективными
из них следует считать статистико-вероятностные методы, в том
числе метод многомерного регрессионного анализа и методы
идентификации моделей различных свойств и характеристик ЛА.
Осуществление их стало возможным только с помощью вновь
созданных средств измерений, регистрации, обработки и анализа,
широкого привлечения моделирования на ЭВМ.
Методы идентификации получили развитие на базе наиболее
полного моделирования динамики полета, аэродинамики, нагру-
жения и других задач, сравнения результатов летного экспери-
мента с моделью и последующей корректировкой модели.
Методы регрессионного анализа оказываются особенно эффек-
тивными при испытаниях сложных комплексов, при решении
многомерных стохастических задач, при большом количестве
параметров, влияющих на характеристики. Искомые зависимос-
ти могут определяться из всего сочетания экспериментальных
режимов (а не только из специальных), включая неустановив-
шиеся.
В практику летных испытаний внедряются методы управления
экспериментом, основанные на автоматическом сборе, обработ-
ке и анализе информации в реальном масштабе времени и пере-
даче управляющих команд на борт ЛА.
Получение информации в процессе полета специалистами,
находящимися на земле, позволяет оценивать результаты не то-
лько отдельных режимов, но и всего полета до его окончания,
вносить коррективы в задание. Использование наземных моде-
лирующих комплексов для идентификации получаемых резуль-
татов обеспечивает принципиально новые возможности сокраще-
ния продолжительности летных испытаний и повышения их
безопасности.
Важной составной частью системы управления летным экспе-
риментом является передача получаемой информации не только
на наземные пункты управления, но и непосредственно разработ
чикам систем и ЛА в целом. Несмотря на ряд технических труд-
ностей, этот путь следует считать наиболее перспективным для
интенсификации и повышения эффективности летных испытаний.
10
1.	ЦЕЛИ И ПРИНЦИПЫ ПРОВЕДЕНИЯ ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЙ
1.1.	ЦЕЛИ ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЙ
В ПРОЦЕССЕ СОЗДАНИЯ САМОЛЕТОВ И ВЕРТОЛЕТОВ
Процесс создания ЛА является многоплановым и многоэтап-
ным; вместе с тем он подчинен единой системе целей, направлен-
ных на обеспечение высокой эффективности и летной годности,
а также конкурентоспособности по отношению к существующим
или строящимся ЛА.
Многоплановость обусловлена большим числом задач, подле-
жащих решению при создании нового ЛА и его эксплуатации.
Эти задачи связаны как с конструкцией, аэродинамикой, устой-
чивостью, управляемостью, прочностью, технологией обслужива-
ния и т. д. самого ЛА, так и с функционированием и обслужива-
нием каждой из многочисленных его систем. Весьма сложные
проблемы возникают при сопряжении этих систем в единый ком-
плекс.
Характерно, что по мере развития авиационной техники и
возрастания требований к ЛА, решение этих вопросов встречает
все большие трудности; их преодоление требует непрерывного
увеличения объема исследований и испытаний.
Важнейшую роль в современных условиях играет фактор вре-
мени — создание ЛА и его испытания должны выполняться в
сжатые сроки, поскольку задержки во времени вызывают зна-
чительное увеличение затрат, а в отдельных случаях могут при-
вести к преждевременному моральному его старению. В настоя-
щее время новые типы самолетов и вертолетов, создаваемые
в развитых странах, поступают в эксплуатацию примерно через
7. . . 9 лет (в 60-е годы поступали через 4.. .6 лет). Если учесть,
что проектирование начинается примерно на 1/3 периода обнов-
ления, когда круг новых требований вырисовывается уже дос-
таточно четко, то становится ясным, что полный цикл создания
ЛА, включающий все виды испытаний, не должен превышать
6. . .7 лет. В летных испытаниях проверяется широкий круг
задач, связанных с летной годностью; для многих отказов де-
монстрация возможности безопасного завершения полета, а
также получения других экспериментальных данных о последст-
виях этих отказов обязательны.
Практика показывает, что применительно к комплексам
оборудования летные испытания играют исключительно боль-
шую роль; экспериментальной проверке в полете должно под-
вергнуться множество взаимосвязанных систем. Наиболее эффек-
12
тивно эти задачи решаются в тех случаях, когда в испытаниях
обеспечен системный подход, охватывающий сам ЛА, условия
его применения, оборудование, наземные службы и работу опе-
раторов и др.
Сказанное далеко не исчерпывает всего многообразия вопро-
сов, требующих решения при создании и испытаниях нового
пассажирского самолета, однако дает представление об их ко-
личестве и масштабах.
Создание новых ЛА становится все более дорогим и требует
все больших затрат трудовых и материальных ресурсов. Вместе
с тем увеличивается технико-экономический риск, связанный с
опасностью выбора неверных направлений, возможными ошиб-
ками, затягиванием сроков разработки, проявлением в эксплу-
атации скрытых дефектов, не выявленных в испытаниях и т. п.
Для снижения технико-экономического риска при соблюдении
требований обязательного учета фактора времени и стоимости
необходим комплексный (или системный) подход, позволяю-
щий охватить все аспекты разработки ЛА и его эксплуатации.
Комплексный подход предусматривает ряд обязательных прин-
ципов. ЛА и его системы должны рассматриваться как единый
комплекс, каждый компонент которого, выполняя свои функ-
ции, с одной стороны, влияет на эффективность и безопасность,
с другой, — требует определенных затрат времени и средств.
Особое внимание должно быть уделено сопряжению компонен-
тов в единой, четко функционирующий механизм, обладающий
требуемыми динамическими свойствами, эффективностью и лет-
ной годностью.
Проектирование и отработка систем должны выполняться на
автономном и системном иерархических уровнях. Последнее
предусматривает оценку взаимодействия компонентов, учет вли-
яния многих внешних и внутренних факторов, определение
’’вклада” каждой составляющей в решение общей задачи, а так-
же в достижение заданного уровня безопасности.
При системном подходе рассмотрению подлежат только опре-
деляющие факторы, второстепенные, несущественные отсеива-
ются. Именно это позволяет охватить весь сложный, многокон-
турный и многофакторный комплекс.
Комплексная система проектирования и оценки ЛА предус-
матривает единую организацию всего процесса его создания.
Все этапы разработки и жизненного цикла (формулирование
технического задания — проектирование—наземная отработка—
летные испытания — сертификация — серийное производство —
эксплуатация — модификация на основе накопленного опыта)
должны осуществляться исходя из единых критериев функцио-
нирования ЛА, его безопасности, стоимости и фактора времени.
Одним из важнейших элементов комплексного подхода яв-
ляются тщательные и всесторонние летные испытания ЛА и всех
его функциональных систем. Вместо с тем широко используют-
13
ся и иные виды исследований — стендовые испытания, модели-
рование и др. Такой подход обеспечивает максимальный учет и
согласование всех видов исследований и испытаний с тем, чтобы
обеспечить полноту решения поставленных задач при соблюдении
заданных требований.
Системный подход предусматривает специальные мероприя-
тия по рациональной организации всего процесса разработки и
испытаний, позволяющие решать проблемы с единых позиций
и достигать требуемый уровень эффективности, летной годности
и других качеств ЛА.
Одним из направлений комплексного подхода является рас-
членение процесса создания ЛА и его систем на ряд стадий, каж-
дая из которых должна иметь законченный технологический
цикл и завершаться подготовкой документации, позволяющей
принимать обоснованное решение о переходе к следующему
шагу. Разбиение на стадии и включение в каждую из них испы-
таний, а также других видов экспериментальных исследований
существенно облегчает контроль и позволяет своевременно
вносить необходимые коррективы в процесс создания изделий;
это, в свою очередь, снижает технический и экономический
риск. Для удобства и улучшения организации каждая стадия рас-
членяется на несколько этапов.
Для максимального сокращения сроков создание ЛА ведется
широким фронтом; ряд работ выполняется параллельно. Боль-
шое место занимают поисковые и опережающие исследования,
предшествующие разработке технического проекта. Значитель-
ная роль уделяется экспериментальным исследованиям в аэро-
динамических трубах и на стендах, а также летным испытаниям
и исследованиям на летающих лабораториях.
Натурные испытания в полете различного назначения выполня-
ются практически на протяжении всего жизненного цикла ЛА.
Летные испытания опытных и предсерийных (головных) ЛА
служат основой при формировании ключевых решений о выдаче
сертификата летной годности, серийном производстве ЛА, при-
нятии его на эксплуатацию.
Несмотря на различия в характеристиках и применении раз-
личных типов ЛА, их летные испытания и исследования имеют
много общего. Достаточно близки или совпадают структура, це-
ли, задачи, принципы, методология, организация и т. д., хотя
специфические отличия присущи каждому классу ЛА. Это поз-
воляет рассматривать испытания всех ЛА с единых позиций.
Исключительно большая роль летных испытаний и исследова-
ний подтверждается тем, что на них в настоящее время затрачи-
вается около половины трудовых и материальных ресурсов,
расходуемых при разработке ЛА, а их продолжительность дости-
гает 40. . .50% всей длительности цикла создания. Заметим, одна-
ко, что тенденция ограничения продолжительности и стоимости
заставляет искать пути снижения указанных цифр или, по край-
ней мере, их ограничения.
14
Рис. 1.1. Виды испытаний, выполняемых на различных стадиях создания и
эксплуатации ЛА; ключевые решения:
1 — о постройке опытных образцов; 2 — о серийном производстве; 3 — о
принятии в эксплуатацию; 4 —о выдаче сертификата
Существует несколько видов натурных экспериментов, вы-
полняемых на различных стадиях создания и эксплуатации ЛА
(рис. 1.1).
Центральное место в летных испытаниях, выполняемых в про-
цессе создания ЛА, занимают испытания опытных и головных
объектов. Эти испытания полностью отражают многоплановость
всего процесса создания ЛА. Летным испытаниям должен быть
подвергнут ЛА, силовая установка, система управления, пило-
тажно-навигационное оборудование, система энергоснабжения,
система жизнеобеспечения, специальные системы, определяемые
назначением ЛА, и множество других функциональных систем,
обеспечивающих полет ЛА и выполнение им конкретных опера-
ций. Летные испытания проводятся, наконец, для оценки эффек-
тивности и летной годности ЛА в целом.
Повышение требований к эффективности, летной годности и
другим качествам ЛА, узложение его состава, увеличение номен-
клатуры систем, входящих в авиационный комплекс, улучшение
характеристик, рост числа проблем, подлежащих решению,
приводят к увеличению объема летных испытаний.
Иллюстрацией сказанному могут служить данные рис. 1.2, показываю-
щие на примере ряда типичных зарубежных гражданских и военных самоле-
тов рост объема летных испытаний опытных образцов (измеряемого в лет-
ных часах) за последние 30 лет. Видно, что эа последние годы объем испы-
таний существенно возрос. Можно выделить три эоны, показанные на
рис. 1.2.Зона ”А” описывает тенденцию увеличения объема летных испыта-
ний маневренных боевых самолетов с высокими характеристиками и слож-
ным оборудованием. Примерами являются самолеты США F=15 и F=16.
Для испытаний самолетов этого типа затрачивается не менее 2300. . .
2800 летных часов.
Зона "Б” относится к дозвуковым пассажирским самолетам и манев-
ренным самолетам с умеренным изменением характеристик. Так, для
сертификации самолета Боинг 747 потребовалось 14Б0 ч.
15
«с 6000
I
5000
I
a;3 0000
в
§ 3000
!
§ ZOOO
1
юоо
Рис. 1.2. Рост объема летных испы-
таний, проводимых при создании са-
молетов (по иностранным данным):
® — самолеты, поступившие в экс-
плуатацию; О — проектируемые
или строящиеся самолеты (к нача-
лу 1982 г.)
1950	1960	1970	1980
Год окончания иопытиной
Наконец зона ”В” соответствует испытаниям глубоких модификаций
самолетов. Примером может служить самолет Боинг 747 SP (модифика-
ция самолета Боинг 747), сертификация которого была выполнена после
450 ч летных испытаний.
В качестве показателя, характеризующего объем летных ис-
пытаний, помимо общего количества летных часов может исполь-
зоваться общее число полетов. Этот показатель обладает рядом
преимуществ, поэтому его рационально применять при анали-
зе эффективности летных испытаний. Тенденция изменения чис-
ла испытательных полетов несколько отличается от описанной
выше — оно растет значительно медленней, чем суммарный налет
и в течение последних лет стабилизируется.
В общем виде система целей испытаний опытных и головных
объектов может быть сформулирована следующим образом.
1.	Проверка функционирования ЛА и его систем при выпол-
нении типовых операций; выявление дефектов, ошибок проек-
тирования и производства, устранение отказов; доводка систем
и ЛА в целом.
2.	Определение совокупности показателей и характеристик,
позволяющих получить достаточно полные и надежные сведения
о качествах ЛА и его систем, а также оценить соответствие раз-
работанного ЛА требованиям заказчика.
3.	Непосредственная оценка эффективности ЛА или определе-
ние исходных данных для выполнения такой оценки комбини-
рованными методами, в которых используются помимо резуль-
татов испытаний различного рода моделирование.
4.	Демонстрация летной годности или эффективности ЛА;
определение характеристик ЛА и его систем для получения
сертификата летной годности.
16
5.	Оценка воздействия ЛА на окружающую среду, в том числе
шума, звукового удара (для сверхзвуковых ЛА) и т. п.
6.	Проверка возможности выполнения в полете инструкций
по пилотированию ЛА и управлению его системами; выработка
рекомендаций по рациональному управлению.
7.	Формирование так называемого эталона* для серийного
производства.
Как правило, перечисленные задачи решаются на этапе завод-
ских и государственных испытаний. Совмещение^тапов исклю-
чает повторные затраты.
Другим видом экспериментов в полете являются летные ис-
следования. Они осуществляются на различных стадиях созда-
ния ЛА и преследуют более глубокие цели, чем испытания
опытных образцов.
Целями летных исследований являются:
на стадии поисковых исследований — получение информации
о новых или мало изученных физических явлениях, новых об-
ластях применения ЛА и его систем, необходимой для проекти-
рования; проверка новых принципов, идей, конструктивных или
схемных решений, методов и т. д.;
на стадии разработки ЛА — демонстрация преимуществ про-
ектируемого ЛА и его систем для принятия решения о построй-
ке опытных образцов (для сложных и дорогостоящих ЛА), по-
иск и устранение принципиальных ошибок и дефектов, выяв-
ленных в испытаниях, широкое варьирование параметров от-
дельных систем для определения оптимальных (рациональных)
значений и вариантов;
на стадии внедрения и эксплуатации — расширение области
применения, выявление новых возможностей, снятие ограниче-
ний, установленных на первых стадиях испытаний.
Рассмотрим цели других видов летных экспериментов, пока-
занных на рис. 1.1.
После начала серийного производства на определенной партии
ЛА данного типа (иногда в эту партию включаются и предсерий-
ные образцы) осуществляются эксплуатационные летные испы-
тания, ставящие следующие цели:
освоение нового типа ЛА организациями и службами заказчи-
ка, проверка эффективности ЛА в реальных операциях;
испытания во всем диапазоне ожидаемых условий эксплуата-
ции; |
проверка и испытания сервисной аппаратуры, способов техни-
ческого обслуживания, выработка рекомендаций по эксплуата-
ции ЛА и рациональному выполнению типовых операций для
* Под ’’^талоном” понимается устанавливаемый по результатам испыта-
нии и доводки облик ЛА, включающий компоновку, конструкцию, состав
ня, значения регулируемых параметров, решаемые задачи и т. д.
Ьму соответствуют эталонные характеристики, на соответствие которым
осуществляется проверка серийных ЛА в контрольных испытаниях.
17
бортовых (летающих) и наземных экипажей, служб управления
полетами и др.;
выявление дефектов и отказов, не обнаруженных в процессе
испытаний опытных и головных ЛА.
На стадии производства и эксплуатации проводятся контроль-
ные испытания, выполняемые как на каждом экземпляре ЛА
(сдаточные испытания), так и выборочно с целью контроля
качества путем сравнения с характеристиками эталонного ЛА.
Помимо рассмотренных имеется еще один важный вид поле-
тов, непосредственно не являющихся испытательными, но при-
мыкающих к ним, — демонстрационные полеты. Их проведение
требует подготовки объектов и летного состава, специальной
организации и занимает определенное время; поэтому они
должны учитываться при планировании испытаний.
1.2.	ОСНОВНЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ ПРОЦЕССА ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЙ
Для успешного достижения целей испытаний необходимы оп-
ределенная методология и совокупность средств, объединенных
комплексной программой и методикой. Этот механизм должен
обеспечить решение задач испытаний в полном объеме при наи-
меньшем числе испытательных полетов в заданные сроки.
Одновременно выполняется ряд обязательных условий; важное,
место среди них занимает обеспечение безопасности полетов. В
результате испытаний и доводки должен быть достигнут задан-
ный уровень эффективности и летной годности ЛА, реализова-
ны требуемые качества и обеспечено соответствие ЛА поставлен-
ным требованиям.
В современных условиях ЛА не может выступать в качестве
объекта испытаний изолированно. Процесс испытаний превратил-
ся по существу в сложную систему, объединяющую ряд взаимо-
связанных составляющих, каждая из которых выполняет опре-
деленные функции.
Типовая комплексная структура летных испытаний включает
(рис. 1.3):
объекты испытаний, подготовленные и оборудован-
ные соответствующим образом, в количестве, потребном для
проведения испытаний в планируемые сроки;
дополнительные средства летных испыта-
ний — вспомогательные ЛА, летающие лаборатории, автомати-
ческие или дистанционно-управляемые ЛА;
испытательную базу, включающую аэродром с анга-
рами и другими помещениями, а также средствами обслужива-
ния, ремонта и подготовки ЛА к вылету, зоны полетов, испыта-
тельные трассы, наземные средства управления воздушным
движением и др.;
измерительн о-и нформационную систему
(ИИС), объединяющую измерительную аппаратуру (устанав-
18
Рис. 1.3. Структура летных испытаний как единого комплекса
ливаемую на объектах испытаний, на земле и на вспомогатель-
ных ЛА) и средства сбора информации, ее обработки и представ-
ления результатов. В состав ИИС может также входить подсис-
тема управления экспериментом, обеспечивающая текущую
корректировку заданий в темпе выполнения полетов, безопас-
ность полета и др.;
программу испытаний, полностью отвечающую пос-
тавленным целям и вытекающую из технических требований
проекта ЛА, нормативных документов, норм летной годности
и др.;
методику испытаний, которая должна быть достаточ-
но четко сформулирована, охватывать все вопросы, подлежа-
щие решению в соответствии с программой, и согласована с
измерительно-информационной системой;
средства электронного, физического и по-
лунатурного моделирования, используемого для
планирования экспериментов, анализа полученных при испыта-
ниях данных, проверки безопасности полетов, а также получе-
ния результирующих характеристик в соответствии с задачами
испытаний во всем диапазоне условий эксплуатации ЛА;
летающие экипажи ЛА и персонал соответствующих
19
служб (наземные экипажи), подготовленные к проведению ис-
пытаний в соответствии с программой и методикой;
испытательную бригаду, укомплектованную специ-
алистами необходимых профилей.
Для эффективного функционирования комплексная система
испытаний требует четкого управления. Поэтому в число ее ком-
понентов должна входить подсистема управления и планирова-
ния испытаний.
Проведение летных испытаний требует специальных, достаточ-
но разветвленных служб и предусматривает определенные ор-
ганизационные мероприятия, которые будут рассмотрены в пос-
ледующих разделах.
Комплекс испытаний тесно связан со всей системой создания
ЛА. Испытания нуждаются в мощной производственной базе,
способной строго по графику поставлять необходимое количест-
во испытываемых объектов. Эта же производственная база долж-
на достаточно быстро и полно осуществлять необходимую до-
водку ЛА и его систем по материалам испытаний. Следователь-
но, система технико-экономического обеспечения (ТЭО) также
является важным компонентом комплекса летных испытаний.
Каждая из составляющих комплексной структуры испытаний,
в свою очередь, представляет собой сложную систему (’’ан-
самбль”) , состоящую из многих взаимосвязанных элементов.
Так можно выделить ’’испытываемый ансамбль”, ’’измеритель-
ный ансамбль” и другие. Подробно основные компоненты струк-
туры будут рассмотрены в разд. 3.
1.3.	ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПРОВЕДЕНИЯ ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЙ.
ПОНЯТИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПЫТАНИЙ
Рассматривать общие принципы проведения летных испытаний
можно только исходя из понятия их эффективности. Следует,
однако, отметить, что до настоящего времени еще не выработа-
ны четкие, измеримые и общепризнанные критерии эффектив-
ности самого процесса испытаний, хотя понятие эффективности
испытаний может быть сформулировано достаточно полно. Та-
кие критерии необходимы для разработки наилучших методов
испытаний, рационального планирования, оперативного контро-
ля и анализа результатов экспериментов, сравнения различных
вариантов организации и проведения испытаний, оценки возмож-
ных рисков и т. п. Поэтому выработка критериев должна явить-
ся одной из первоочередных задач создания общей теории испы-
таний. При этом может быть использован подход, излагаемый
ниже.
При проведении летных испытаний важное место занимают
вопросы безопасности. Их учет является обязательным как при
разработке методики экспериментов, так и методов планирова-
ния, контроля и анализа. Поэтому основные направления интен-
20
сификации так же, как и критерии эффективности, должны учи-
тывать безопасность экспериментов.
Как известно, под эффективностью понимается степень прис-
пособленности объекта, системы или структуры к выполнению
поставленных задач при соблюдении.всех требований и ограниче-
ний. Применительно к такой сложной, многоплановой структуре
как летные испытания, можно говорить о некоторой совокуп-
ности общих условий, выполнение которых необходимо для то-
го, чтобы считать испытания эффективными. Исходя из основ-
ных целей летных испытаний, указанных выше, эта совокупность
условий может быть сведена к следующим.
1.	В результате испытаний:
должны быть достигнуты поставленные перед ними цели, ко-
торые выполняются не одновременно, а последовательно, в соот-
ветствии с определенным порядком, указанным в программе и
методике испытаний;
выявленные дефекты должны быть устранены, или найдены
технические пути их устранения, должна быть подтверждена ра-
ботоспособность систем и ЛА в целом;
оговоренные в технических требованиях и нормах летной
годности показатели и характеристики должны находиться в
области допустимых значений;
полнота проверок должна быть такой, чтобы была практичес-
ки исключена возможность появления в эксплуатации ЛА серь-
езных дефектов, не выявленных при испытаниях.
2.	Должны быть приняты необходимые ключевые решения;
объект испытаний должен пройти успешно испытания, установле-
но соответствие техническим требованиям, выдан сертификат
летной годности (для гражданских ЛА), признано целесообраз-
ным серийное производство ЛА и принятие его в эксплуатацию.
3.	В процессе испытаний не было тяжелых летных происшест-
вий, обусловленных недостатками планирования, плохой органи-
зацией, нарушением мер безопасности, ошибками экипажа или
обслуживающего персонала и т. д.
4.	Продолжительность испытаний не должна существенно пре-
вышать календарный срок, заданный планом.
5.	Затраты на испытания, а также расход фондируемых мате-
риалов, в том числе топлива, должны находиться в пределах вы-
деленных ассигнований и фондов.
Испытания не могут считаться эффективными в целом, если
хотя бы одно из перечисленных условий не выполнено. Так, нап-
ример, нельзя считать испытания эффективными, если дефекты
выявлены, но доводка не завершена, либо характеристики не
достигли требуемых значений, в результате чего объект не
признан полностью соответствующим заданным требованиям,
днако при этом другие, более частные, аспекты испытаний,
например информативность, могут быть признаны достаточно
высокими.
21
Год ввода самолетов В зксплуогпацию
Рис. 1.4. Объем испытаний в аэродинамических
трубах при разработке самолетов и их относи-
тельная стоимость
Введенное выше понятие эффективности позволяет уточнить
направления интенсификации испытаний. Нарушение соответст-
вия между целями и методами испытаний может привести к
снижению эффективности процесса создания объектов, значи-
тельному увеличению его продолжительности, росту стоимости
и даже к тому, что поставленные цели не будут достигнуты в за-
данном объеме. Иными словами, возрастает риск, что ЛА, отве-
чающий заданным требованиям, не будет создан в приемлемое
время. Учитывая трудоемкость создания современных ЛА, их
высокую стоимость, ответственность выполняемых функций и
другие обстоятельства, этот риск с помощью целого ряда меро-
приятий должен быть сведен к минимуму.
Вероятность ошибок разработки и дефектов тем меньше, чем
глубже и полнее проведены различные испытания на стадиях
поисковых исследований, проектирования и предварительной
наземной отработки. Поэтому наряду с увеличением объема
летных испытаний, показанным на рис. 1.2, отмечается непрерыв-
ный и интенсивный рост исследований в аэродинамических тру-
бах, испытаний на наземных стендах, моделирования на ЭВМ
и пр. (рис. 1.4).
Основные направления интенсификации летных испытаний
должны быть нацелены на решение нескольких взаимосвязанных
проблем — повышение эффективности и летной годности испы-
тываемого ЛА, сокращение продолжительности и увеличение
эффективности процесса испытаний в целом.
Эти направления (они могут быть названы также принципами
проведения летных испытаний в современных условиях) предус-
матривают:
22
расширение предварительных исследований и проведение опе-
режающих испытаний на экспериментальных ЛА и летающих
лабораториях;
увеличение числа объектов, испытываемых одновременно;
специализацию основных и вспомогательных ЛА, участвующих в
испытаниях;
четкую формализацию задач, вытекающую из поставленных
целей и специфики испытываемого ЛА. Это позволит упоря-
дочить и формализовать весь дальнейший процесс испытаний;
разработку методов планирования испытаний и формирования
рациональных программ, охватывающих все вопросы для экспе-
риментальной проверки;
разработку рациональных планов материально-технического
и другого обеспечения в полном объеме, включающего объекты
испытаний, средства испытаний, испытательную базу, регистри-
рующую аппаратуру и прочее вплоть до обучения и подготовки
специалистов;
разработку методов оперативного контроля за ходом летных
испытаний и управления ими, позволяющих вносить необходи-
мые своевременные коррективы в планы, полетные задания,
методы обработки и т. д.;
создание информационного обеспечения испытаний, включаю-
щего детальное поле измерений, измерительную аппаратуру
и средства автоматизированной обработки экспериментальной
информации;
автоматизацию испытаний путем широкого использования на-
земных и бортовых ЭВМ;
разработку методов анализа и интерпретации результатов ис-
пытаний, позволяющих своевременно выявить все возможные
дефекты или отказы, а также установить действие различных
факторов, влияющих на характеристики ЛА и его систем;
разработку эффективных методик и принципов проведения
комплексных испытаний, дающих возможность оценить работу
отдельных систем и элементов, их сопряжение друг с другом, а
также функционирование ЛА как единого комплекса.
Практически все направления имеют экстремум по эффектив-
ности и технико-экономическим показателям; отклонение от
этого экстремума увеличивает продолжительность или стоимость
испытаний, а также риск ошибок и другие возможные потери.
Поэтому поиск таких экстремумов с помощью приближенных
методов планирования явялется важной задачей интенсификации
испытаний.
Одним из важнейших направлений интенсификации испытаний
является разработка рациональных методов планирования экс-
периментов в указанном смысле.
Не все факторы и условия могут быть воспроизведены в на-
турном эксперименте в заданном календарном интервале време-
ни; в некоторых случаях поиск таких условий (низкой или, на-
23
оборот, высокой температуры наружного воздуха, условий об-
леденения и т. п.) или чрезмерно сложная организация экспери-
мента могут привести к существенному увеличению сроков и
стоимости испытаний. Реализация некоторых факторов невоз-
можна по условиям безопасности. С другой стороны, необосно-
ванное исключение испытательных режимов и сокращение объ-
ема проверок снижают их эффективность. На практике применя-
ются методы имитации условий в летных и наземных испытани-
ях с помощью различных средств. Дальнейшее развитие этих
методов также входит в систему мероприятий по интенсифика-
ции испытаний.
Рассмотрим подробнее некоторые из указанных принципов
проведения и интенсификации летных испытаний.
Как следует из данных, приведенных на рис. 1.4, за 20 лет
(с 1960 г.) объем испытаний в аэродинамических трубах при соз-
дании ЛА возрос примерно в 10 раз. Напомним, что за тот же
период объем летных испытаний увеличился в среднем только в
2...4 раза (см. рис. 1.2). Также существенно вырос объем моде-
лирования с помощью ЭВМ. Такой опережающий рост исследова-
ний в аэродинамических трубах и моделирования связан с необ-
ходимостью тщательных проверок принятых конструктивных
решений, предварительной оценки характеристик, закладывае-
мых при проектировании; обусловлен он также значительным
увеличением информации, потребной при проектировании ЛА и
его систем. Недостаточно проверенные идеи и концепции неиз-
бежно скажутся на сроках и эффективности летных испытаний,
а в конечном счете — на судьбе самого ЛА.
Важным принципом, вошедшим в практику создания ЛА, яв-
ляется отработка важнейших агрегатов и функциональных сис-
тем на летающих лабораториях до установки их на опытные са-
молеты и вертолеты. Практика показывает, что такие автоном-
ные испытания систем на летающих лабораториях служат эффек-
тивным способом сокращения сроков испытаний. Особенно по-
лезны опережающие исследования при разработке новых, ориги-
нальных систем.
В настоящее время регулярно проводятся испытания новых
двигателей на самолетах-летающих лабораториях. Опытный
двигатель устанавливается либо в специальной гондоле, либо
взамен одного из штатных двигателей.
Большой объем задач и связанная с этим большая программа
летных испытаний вынуждают максимально расширять фронт
работ и решать поставленные задачи на нескольких экземпля-
рах опытных, предсерийных ЛА, обладающих определенной спе-
циализацией. Количество испытываемых образцов изменяется
в широких пределах и зависит, с одной стороны, от сложности и
новизны объектов испытаний, с другой? — от длительности ис-
пытательного полета (определяющей возможное количество ре-
жимов в одном полете), располагаемых объемов для создания
24
разветвленной ИИС, экономических соображений, возможностей
Производства и других факторов. Можно указать следующие
примеры:
крупные пассажирские самолеты, тяжелые дальние и сложные
многоцелевые самолеты, а также новые большие вертолеты пос-
тупают на летные испытания в количестве 3...6 экземпляров.
Так, испытания широкофюзеляжного самолета Боинг 747 прово-
дились на шести экземплярах; сколько же запланировано для
испытаний нового пассажирского самолета Боинг 767;
для сложных комплексов боевого назначения со сравнитель-
но небольшой продолжительностью полета используется до 10...
...15 экземпляров (самолеты F-.14, F-15, F-16, F-18);
испытания вертолетов проводятся на 2...5 экземплярах;
спортивные или туристские самолеты испытываются в коли-
честве 1...2 образцов.
Необходимо, однако, подчеркнуть, что при испытаниях боль-
шого количеств^ экземпляров очень важно строго соблюдать
интервалы их поступления на летные испытания. Эти интервалы
не должны превышать 2...4 месяцев, иначе продолжительность
испытаний значительно увеличится.
Специализация испытываемых ЛА подчиняется, как правило,
требованиям оснащения каждого из самолетов информационно-
измерительной системой специфического назначения, а также
обусловлена особенностями испытываемых систем и обследуе-
мых режимов.
Большое разнообразие функций маневренных самолетов,
возможность размещения на каждом экземпляре меньшего
объема средств измерений (по сравнению с пассажирскими са-
молетами) , задачи проверки сочетаний разнообразного набора
специального оборудования и средств вызывают необходимость
использования при испытаниях сравнительно большого числа
самолетов и их более узкую специализацию. Так, наряду с рас-
смотренными направлениями специализации, отдельные экземп-
ляры выделяются для испытаний наиболее сложных систем и их
взаимовлияния, а также для оценки специальных систем.
Испытания авиационных комплексов, как правило, прово-
дятся на 2...3 экземплярах ЛА и заканчиваются оценкой возмож-
ности выполнения заданных операций и эффективности комп-
лекса в целом. Общее минимально необходимое количество
испытательных полетой с учетом полетов, необходимых для до-
водки и дополнительных проверок, достигает 2000...3000.
При летных испытаниях новых образцов ЛА должен неукосни-
тельно соблюдаться принцип последовательного рассмотрения
основных узловых вопросов. К таким вопросам относятся, нап-
ример:
оценка работоспособности системы управления; определение
Устойчивости и управляемости самолета. До проверки и подтвер-
экдения удовлетворительных характеристик устойчивости и
25
управляемости невозможно проводить полеты, с целью испыта-
ния других систем;
определение прочностных характеристик конструкции, необ-
ходимых для оценки безопасного выполнения полетов по мере
увеличения скоростного напора, числа М, при изменении внеш-
ней конфигурации и т. п.;
подтверждение работоспособности силовой установки и ее
систем, что обеспечивает последующую возможность полета ЛА
в требуемом диапазоне условий и продвижение на более слож-
ные режимы;
проведение летных испытаний на больших углах атаки с оцен-
кой минимальных скоростей. Полученные по испытаниям на
больших углах атаки сведения позволяют уточнить условия вы-
полнения взлетов и посадок, а также других маневров и продол-
жить летные испытания по полному определению взлетно-поса-
дочных свойств, маневренных характеристик и пр.
Принцип последовательного проведения летных испытаний,
рассмотренный выше, не исключает, а скорее подтверждает воз-
можность и необходимость комплексирования ряда задач в од-
ном полете или объединения нескольких задач в нескольких
полетах.
В любом случае комплексирования выделяются главные и
вспомогательные задачи и устанавливается приоритет их реше-
ния.
Необходимо остановиться также на формализации задач ис-
пытаний, исходя из поставленных целей и специфики испытыва-
емого ЛА.
Этот принцип на современном этапе играет большую роль, так
как формализация позволяет автоматизировать процесс испыта-
ний, упорядочить анализ и интерпретацию получаемых результа-
тов, ввести эксперимент в определенные рамки и в конечном
счете — облегчить работу испытательной бригады и сократить
сроки проведения работ.
В заключение следует коснуться еще одного важного принци-
па организации — четкого и строгого соблюдения процедуры
подготовки и оформления документации.
Общий объем летных испытаний новых образцов авиационной
техники, как правило, оформляется в следующую иерархичес-
кую структуру программных документов:
типовая программа испытаний ЛА данного класса;
общая программа испытаний данного ЛА;
частные (рабочие) программы испытаний отдельных экземп-
ляров опытных образцов и их функциональных систем:
специальные программы;
задания на полет.
26
1.4.	МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЯХ
Проектирование авиационной техники и ее эксплуатация пре-
дусматривают большое количество мер, обеспечивающих безо-
пасность ЛА как в полете, так и на земле. Эти меры излагаются
в Нормах летной годности, основных правилах полетов, руко-
водствах по летной эксплуатации (РЛЭ). руководствах по
техническому обслуживанию, наставлениях и других официаль-
ных документах. Предусмотрена система контроля за реализаци-
ей и соблюдением указанных мер, включающая сертификацию
ЛА, двигателя и оборудования.
Тем не менее в процессе испытаний и доводки ЛА должен рас-
сматриваться как источник повышенной опасности. Это обуслов-
лено возможностью проявления различного рода отказов и де-
фектов, недостаточной изученностью процесса функционирова-
ния систем и элементов, в том числе неизученностью характера
полета в некоторых условиях. Поэтому наряду с неукоснитель-
ным соблюдением практически всех мер, относящихся к экс-
плуатации серийной техники, необходима разработка специаль-
ных мер безопасности летных испытаний опытных образцов.
Следует исходить из того, что каждый испытательный полет
таит в себе потенциальную возможность возникновения при
неблагоприятных обстоятельствах особых случаев той или иной
степени опасности вплоть до катастрофической. Эти особые слу-
чаи требуют от экипажа специальных мер, четких и умелых дей-
ствий. В критической ситуации может потребоваться аварийное
покидание экипажем ЛА, для чего предусматриваются соответ-
ствующие средства (в том числе нештатные).
Теория надежности сложных систем, к которым относятся
современные ЛА, указывает, что наибольшее количество отказов
техники имеет место в первый период работы. Испытания опыт-
ной техники подвержены воздействию дополнительных наруше-
ний работоспособности, так как на ней помимо отказов могут
проявиться дефекты проектирования и даже совершенно новые
или мало изученные физические явления. Поэтому вероятность
отказов и дефектов при испытаниях существенно выше, чем при
эксплуатации серийной техники.
Потенциальная угроза возникновения особых случаев повыша-
ется, если ЛА снабжен большим количеством новых систем и
элементов, недостаточно проверенных и отработанных на стен-
дах или другим образом. Снижается вероятность отказов и,
следовательно, повышается безопасность летных испытаний, ес-
ли ЛА комплектуется системами, прошедшими тщательную
Отработку на стендах и летающих лабораториях, а компоновка
R аэродинамические характеристики проверены с помощью
Трубных исследований и натурного моделирования.
Основным средством обеспечения безопасности является
совокупность методов и средств летных испытаний, которые
27
должны охватывать практически все компоненты процесса испы-
таний как единого комплекса (рис. 1.3) — программу, методику,
испытательную базу, оборудование объектов испытаний, ИИС,
экипажи, средства моделирования и т. д.
Одним из основных принципов построения программы и ме-
тодики следует считать постепенное расширение режимов полета
от номинальных, сравнительно безопасных условий к крайним
и тяжелым. Обычно такое расширение режимов производится
постепенно, с обязательной оценкой воздействия намеченного
продвижения (увеличение скорости, числа М, скоростного на-
пора, высоты, перегрузки, угла атаки, угла скольжения, усиле-
ние внешних воздействий и т. п.) на наиболее чувствительные
или как принято говорить ’’критические” системы. Темп продви-
жения, а следовательно, и интенсивность полетов зависят от воз-
можностей системы измерений, а также методов обработки и
анализа получаемой информации.
При анализе используются также качественные оценки летчи-
ком выполненных режимов ’’приемлемо—неприемлемо”, ’’лег-
ко—тяжело”, ’’есть особенности—нет особенностей” и т. д.
Принятие решения о продвижении упрощается, а следователь-
но, интенсивность полетов может быть увеличена, если для ана-
лиза используется оперативное моделирование, основанное на
идентификации динамических моделей объекта испытаний по
результатам экспериментов. Наиболее эффективным методом
оценки возможности продвижения после выполненного режима
следует признать так называемое управление экспериментом,
осуществляемое в процессе выполнения полета. Оно позволяет
оценивать степень опасности следующего ’’шага” и принимать
решение о переходе к новому режиму непосредственно в полете
(подробнее см. разд. 5.7).
Роль моделирования так же, как значение наземных испыта-
ний и отработки систем, при решении вопросов обеспечения бе-
зопасности очень велика. Дело в том, что, используя моделиро-
вание, а в определенной мере и наземные испытания, можно оце-
нить и оптимизировать настройку отдельных систем не только
в нормальных условиях, но и ввести отказы, имитировать нерас-
четные воздействия, ошибки экипажа и т. д.
Путем моделирования удается оценить последствия отказов,
установить возможность выхода контрольных параметров за
установленные для объекта испытаний и сопряженных с ним сис-
тем допуски. Все это позволяет принять технически обоснован-
ные меры и выработать рекомендации экипажу для смягчения
результатов возможных отказов (дефектов), а в конечном сче-
те — для исключения неблагоприятных последствии.
В большом числе случаев эффективным способом предвари-
тельной отработки систем и, следовательно, обеспечения безо-
пасности служит натурное моделирование с использованием
летающих лабораторий. Безопасность полета летающей лаборато-
28
рии достигается, с одной стороны, использованием на ней штат-
ных серийных систем с высокой степенью надежности, с другой, —
реализацией возможности безопасного завершения полета при на-
рушениях работоспособности (или других неблагоприятных явле-
ниях) объекта испытаний. Важными требованиями при установке
опытных объектов на ЛЛ являются их автономность, а также
гарантированная возможность отключения или даже сброса,
если обстоятельства потребуют этого.
Следует иметь в виду, что в ряде случаев непредвиденные си-
туации, угрожающие безопасности, возникают не на расчетных
(запланированных) режимах, а при переходе опытного ЛА или
ЛЛ с одного режима на другой. Это выдвигает дополнительные
требования к информационно-измерительной системе. Важным
оказывается правильное сочетание ограниченного числа парамет-
ров, регистрируемых непрерывно, с периодическим измере-
нием большого количества параметров, детально характеризую-
щих явления, происходящие в ЛА и его системах.
Очень полезным оказывается регулярное привлечение к ана-
лизу информации, полученной с помощью ИИС, информации,
регистрируемой штатными, аварийными и эксплуатационными
системами. Такие системы получили широкое распространение
при эксплуатации ЛА. Хотя они обладают, как правило, несколь-
ко меньшей точностью и информативностью, их использование
дает возможность проанализировать выполнение (или превыше-
ние) установленных ограничений в течение всего полета от взле-
та до посадки, оценить правильность действий экипажа н работо-
способность основных систем.
Следует подчеркнуть, что повышение безопасности полетов
требует и реализации определенных организационных мероприя-
тий.
Существенным фактором обеспечения безопасности полетов является
подготовленность всех участников испытаний к решению наиболее ответст-
венных пунктов программы. Подготовка к испытаниям летчиков и других
членов летного и наземного экипажей начинается еще на стадии проектиро-
вания ЛА, когда они ве только знакомятся с исходными данными и с про-
ектом, но и оказывают творческое влияние на решение эргономических
проблем, оценку устойчивости и управляемости и др., используя для этого
макеты, наземные стенды и тренажеры.
Весьма важным требованием к летчикам-испытателям является освоение
восприятия средств информации в кабине и выработка автоматизма в дей-
ствиях со всеми органами и элементами управления в кабине. Должен
быть достигнут автоматизм в реакции на особые ситуации и отказы.
При наличии ва ЛА экипажа из нескольких человек большое значение
приобретает рациональное распределение функций между членами экипажа,
особенно если одни и те же задачи могут выполняться двумя операторами.
Например, очень важно зафиксировать в руководстве по летной эксплуата-
ции и довести в тренировках иа Земле до автоматизма распределение вни-
мания каждого летчика в обычном полете и в особых ситуациях.
Существенным средством обеспечения безопасности испытаний образцов
ЛА с принципиально новыми свойствами служит тренировка летчика иа
наземных моделирующих комплексах, тренажерах, а также в полетах на
29
S2SSS"“““S““
В число задач подготовки летного состапя ИЛИ веРтолета’
пиальных испытательных полетов вхо^Х-Г пыполнениЮ ₽азличнь1х спе-
к°в к полетам иа крайних режимах, в ьто”Оевремеяная тренировка летчи-
характеристиками, близкими к ис™™вав“ЯвМая на сеРИИНЫХ самолет« с
специальной тренировки требуют пол^? Му типу- В частности’ такои
с имитацией отказов силовых установок 2 сваливание и штопор, полеты
«чадовок и других систем.
Перечисленные в настоящем разделе меоы безопасности не
исчерпывают всего многообпачип ' меры оезопасности не
летнкгх испытанна- "тиогоооразия средств, используемого при
летных испытаниях, однако пни
основных налравлен1№	°6
I
2.	ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ
КАК ОБЬЕКТ ИСПЫТАНИЙ И ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1.	ПОКАЗАТЕЛИ И ХАРАКТЕРИСТИКИ,
ОПРЕДЕЛЯЕМЫЕ ПРИ ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЯХ
И ИССЛЕДОВАНИЯХ
ЛА как объект испытаний и исследований на различных ста-
диях создания не является постоянным. На начальных стадиях,
когда в результате поисковых исследований формируются тех-
ническое задание и техническое предложение, проверке в натур-
ных условиях подлежат концепции и идеи. На последующих
стадиях испытаниям подвергаются конструктивные решения, ма-
кеты, агрегаты и отдельные системы. На завершающей стадии
испытываются опытные и предсерийные ЛА. В процессе конт-
рольных испытаний определяется соответствие серийно выпус-
каемых ЛА эталону.
Доминирующее положение в летных испытаниях и исследова-
ниях занимают информационные аспекты. Это связано с требо-
ваниями получения в экспериментах обширной информации о
характеристиках ЛА, необходимостью оценки выполнения за-
дач, поставленных в испытаниях, и контроля безопасности.
Хотя в экспериментах участвуют все составляющие комплек-
са испытаний, целесообразно, рассматривая ЛА как объект испы-
таний, выделить ”испытываемый ансамбль”, который упоминал-
ся в разд. 1.2. В него входят собственно объект испытаний,
сопряженные системы, внешние факторы, управление, режимы
полета (или выполняемой операции), а также совокупность ре-
зультирующих характеристик (рис. 2.1). Кроме того, в испыты-
ваемый ансамбль должно входить поле измерений и средства об-
работки информации, включаемые обычно в ИИС.
Показатели и характеристики в сильной мере зависят от сос-
тояния объекта, степени его доведенности, а также от управле-
ния. Кроме того, они зависят от внешних и внутренних факто-
ров, действующих на ЛА и его системы, в том числе от парамет-
ров атмосферы, характеристик условий эксплуатации, от пара-
метров выполняемой операции и т. п. Поэтому все эти факторы
подлежат регистрации и используются в процедуре анализа.
Повышение точности и надежности получаемой информации
обеспечивается с помощью определенной избыточности.
Информационные аспекты являются комплексными. При
этом необходимо учитывать, что цели испытаний, а следователь-
но, используемые для оценки их достижения характеристики
тесно связаны между собой. Так, работоспособность оценивается
с помощью определенной системы показателей и соответствую-
31
Рис. 2.1. Структура испытываемого ансамбля:
Аг, А3,	— системы, сопряженные с объектом ис-
пытаний
щих критериев (допусков); с другой стороны, характеристики
целесообразно оценивать только для работоспособных объектов
(кроме случаев оценки летной годности, в которых имитируют-
ся те или иные отказы).
Показатели и характеристики делятся на два обширных класса:
количественные, т. е. обладающие строгой измеримостью, и ка-
чественные, не измеримые количественно. В практике летных
испытаний качественные оценки, формируемые экипажем на
борту ЛА или наземным персоналом, играют большую роль, и
они подлежат обязательному учету. К ним относятся, например,
оценки ситуаций, возникающих вследствие отказов (’’опасная”,
’’аварийная” и др.), оценки управления (’’хорошо”, ’’плохо”,
’’приемлемо”), оценки достижения целей в конкретных операци-
ях (”да~нет”) и т. д. В дальнейшем, говоря о характеристиках,
будем иметь в виду- оба этих класса. При необходимости выде-
лить какой-либо из них будем использовать индекс ”К” для
количественных и ”НК” для качественных показателей.
Совокупность показателей и характеристик, определяемых
в летных испытаниях и исследованиях, составляет некоторую
часть общей иерархической матрицы* Ф, характеризующей ЛА
и его системы. Структура этой матрицы схематически показана
на рис. 2.2. Характеристики, входящие в общую матрицу Ф, мо-
♦Под матрицей условно понимается совокупность характеристик опре-
делённого вида.
32
Характеристики
ОУЭ
Характеристики
этапа полета
Характеристики
операции
Параметры
управления
Основные показатели
и хириктеристикиПЛ
Произведет -
венные
отклонения
Параметры
хонфигури-
ции
Параметры 1
состояния
Рис. 2.2. Структура общей матрицы Ф характеристик и показателей ЛА
гут быть условно разделены на следующие, более частные или
специфические матрицы.
1.	Основные показатели и характеристики
Л А; их матрицу будем называть основной и обозначать через
Ys [УцЬ
Здесь и ниже i — порядковый индекс показателя или характе-
ристики; j — индекс рассматриваемой системы или компонента
авиационного комплекса.
2.	Характеристики ожидаемых условий
эксплуатации (ОУЭ), представляющие собой совокуп-
ность параметров, характеризующих атмосферные, эксплуата-
ционные и другие условия применения, признанные допустимы-
ми для эксплуатации ЛА и его систем. В число этих условий вхо-
дят и условия обслуживания. Матрицу характеристик ОУЭ обоз-
начим через
Х= [X. ] .
3.	Показатели и параметры, характеризую-
щие типовые операции, выполняемые ЛА, и
этапы полета; матрицы этих показателей соответственно
обозначим через
О= [ofy] (для характеристик операции ;
£ = Iе,]	(для показателей, характеризующих этап полета).
4.	Параметры, характеризующие процесс
управления ЛА и его системами. В эту матрицу
следует включить как параметры, характеризующие управление,
33
выполняемое человеком-оператором (обозначаемые как L^OJ] ),
так и параметры регулировки и настройки элементов автомати-
зированных систем управления [пр(] . Таким образом,
|“в1 = •
Здесь о — индекс параметров, зависящих от оператора; р —
индекс регулировочных параметров.
Поскольку в число характеристик рассматриваемой матрицы
должны входить также показатели точности управления, целесо-
образно включить их в соответствующие подматрицы.
5.	Параметры, характеризующие состояние
Л А, могут быть разделены на две группы:
параметры, описывающие конфигурацию, наличие или отсут-
ствие съемного оборудования и т. п. (в пределах штатных воз-
можностей, предусмотренных документацией)
т = [^];
параметры состояния, характеризующие наличие реальных или
имитированных отказов (дефектов)
S = [s0] •
Обе группы параметров могут быть как количественными, так
и качественными (типа ’’есть отказ — нет отказа”). Они должны
содержать индекс элементов с измененным состоянием. При
этом возможны частичные и полные отказы, а также отказы в
одном, двух и более элементах или системах.
Объединяя указанные группы, введем матрицу состояния,
обозначив ее как
ITS] =
Как указывалось, при летных испытаниях отказы или дефек-
ты могут быть реальными или же имитированными, вводимыми
в объект испытаний для определения последствий и оценки безо-
пасности полетов. Поэтому, рассматривая ЛА как объект испы-
таний, следует разделять реальные и имитированные отказы
(дефекты).
6.	Факторы, связанные с производственны-
ми отклонениями параметров ЛА и его сис-
тем. В эту группу, в частности, могут входить технологические
допуски на характеристики. Условно матрицу этих параметров
можно обозначить как
Рг = iPrijl •
34
где prij — технологические допуски i-ro элемента (параметра)
j-й системы.
Используя введенные выше обозначения, можно представить
общую матрицу характеристик и показателей как
ф = [уо]. [*„] ; [oj ; [е,. ] ; [uj ;
[^•1; [Sy]; [РГу]... 
(2-1)
Каждая из специфических матриц характеристик, в свою оче-
редь, весьма обширна и для удобства также строится по иерар-
хическому принципу. Так, матрица Y включает помимо показа-
телей эффективности и летной годности ЛА множество частных
характеристик, таких как летно-технические и взлетно-посадоч-
ные характеристики, характеристики устойчивости и управляе-
мости ЛА, характеристики маневренности, характеристики
прочности и выносливости, характеристики воздействия ЛА на
окружающую среду, целый ряд характеристик функциональных
систем (рис. 2.3).
Таким образом, матрицу основных показателей и характерис-
тик можно представить как
y= by = {[«„•); [Ьг,1;
1  lfy.l •	; tpn,l; РУ • ••} •	<2-2>
Здесь [7?э.] — совокупность показателей эффективности ЛА в
целом; [ЬГ1] — совокупность показателей летной годности ЛА;
[Рл Т|] —летно-технические характеристики; [Рв .] — взлетно-
Рис. 2.3. Совокупность показателей, входящих в матрицу [у ~ ]
35
посадочные характеристики; [Ру f] — характеристики устойчи-
вости и управляемости ; [Рм .] — характеристики маневреннос-
ти; [Рп ] — характеристики прочности и выносливости; [Ру] —
множество характеристик j-й функциональной системы.
Указанные совокупности характеристик, в свою очередь,
состоят из еще более частных характеристик, образующих груп-
пы более низкого ранга.
Так, характеристики конкретной системы РК|. распадаются
на частные показатели ее эффективности, показатели летной год-
ности, характеристики качества, точности, быстродействия и т. д.
Сюда же относятся и характеристики сопряжения одной системы
с другими, играющего большую роль в функционировании ЛА
как единого комплекса.
В число частных характеристик низшего ранга входят и раз-
личного рода коэффициенты, определяющие математическую
модель системы, например, аэродинамические коэффициенты
ЛА. Эти коэффициенты обозначим через с~.
Число характеристик, входящих в каждую матрицу, можно
назвать ее размерностью, используя соответственно обозначения
Гу-Л’>г« ит‘д-
В общем случае характеристики выражаются как
J'iT'H'U1 I%1 Ipril l»l)s
г	1	(2.3)
У2^	1 1^1
Каждая из величин у. обладает определенной областью рассеи-
вания, вызванной отклонениями факторов, входящих в правую
часть выражения (2.3). Задача оценки характеристик может ста-
виться в детерминированной постановке применительно к выпол-
нению ЛА определенной операции в конкретных (заданных) ус-
ловиях и в статистической постановке, которая возможна в нес-
кольких вариантах. Один из таких вариантов представляет со-
бой оценку разброса характеристик полета одного или несколь-
ких ЛА в определенном диапазоне условий, входящих в [х„] .
В пределе статистическая задача сводится к оценке законов рас
пределения показателей и характеристик полного парка ЛА во
всем диапазоне ОУЭ в течение всего периода эксплуатации. Реше-
ние этих задач требует привлечения результатов других видов
экспериментальных исследований и специального аппарата ста-
тистического моделирования.
Наиболее часто употребляемыми статистическими оценками
характеристик являются (для заданной совокупности факто-
ров) :
36
математическое ожидание W(y );
среднеквадратичное отклонение о(у^-) ;
вероятность нахождения характеристик в заданных пределах
(одно-или двухсторонних) вида
1У(у- .	);	/	(2’4)
min •'ij 'и max7 ’
экстремальное (наибольшее или наименьшее) значение,
реализованное в экспериментах (Уу)тах. ( У у) min
Для оценки летной годности пассажирских самолетов и веро-
ятности выполнения других условий используются вероятност-
ные оценки вида
W = lim
"-"пред N
(2.5)
где N — общее число полетов JIA или реализаций моделирова-
ния; п — число полетов (реализаций), в которых выполнен неко-
торый комплекс условий, определяющий успешность выполне-
ния операции (полета, этапа, режима) или обеспечивающий вы-
полнение требований летной годности; Nn д — предельное чис-
ло полетов всего парка ЛА за период эксплуатации.
Зависимость, аналогичная (2.3), имеет место и для характе-
ристик, входящих в другие матрицы. Так, например, параметры
типовых операций зависят от основных характеристик, характе-
ристик ОУЭ и параметров управления:
o,-r{|ysl; 1^1; l«.j} 	(2-в)
Задача определения показателей и характеристик может счи-
таться полностью решенной, если для всех основных показателей
идентифицированы математические модели, аппроксимирующие
зависимости вида (2.3) или (2,6) для типовых операций во всей
области ОУЭ при возможных действиях экипажа, а также получе-
ны статистические оценки необходимых характеристик (2.4).
Эта совокупность данных позволяет в достаточной мере опреде-
лить облик ЛА.
Формирование аппроксимирующих функций предполагает, в
частности, выделение определяющих факторов и отсеивание не-
существенных. Исходя из этого для основных характеристик
должны быть определены функции вида
lj ~ ^al Ф lj lonp l^ijlonp’ luijlonp ' ‘	’
^2J	lonp l^ijonp’ lUylonp’ ‘	’
где fa — аппроксимирующая функция или математическая мо-
дель; ”опр” — индекс определяющих факторов.
37
Модель может считаться определенной в статистическом
смысле, если заданы законы распределения всех определяю-
щих факторов, входящих в правую часть выражения (2.7). В
детерминированных моделях должны быть заданы диапазоны
изменения этих факторов.
Формирование математической модели типа (2.7), выражаю-
щей зависимость характеристик от параметров в конечном виде,
хотя и является наиболее предпочтительным, не всегда осущест-
вимо. Такие выражения могут быть получены в результате фак-
торного или регрессионного анализа, либо же аппроксимацией
результатов моделирования. В других случаях модель представ-
ляется в виде системы дифференциальных уравнений, коэффи-
циенты которых идентифицируются по результатам эксперимен-
тов.
Необходимо, однако, подчеркнуть, что задача эксперименталь-
ной оценки показателей и характеристик современного ЛА и
его систем во всем многомерном фазовом пространстве ОУЭ,
типовых операций, параметров пилотирования и состояний ЛА
не может быть решена, так как это потребовало бы исключитель-
но больших затрат труда, времени и средств. На практике задача
испытаний ограничивается оценкой характеристик, входящих
в матрицу Y, в сравнительно небольшом числе дискретных ”то-
е области планируемых эксперимен-
~ тоб
этапы проверок
• - экспериментальные точки
х - точки. Вышедшие иэ плановой области
Рис. 2.4. Расположение областей
проверок и экспериментов в фазо-
вом пространстве ОУЭ
38
(2-8)
чек”, расположенных в нескольких планируемых областях фа-
зового пространства* (рис. 2.4).
В каждой фазовой ’’точке” может быть выполнено несколько
экспериментов как с варьированием некоторых параметров, так
и при одинаковых условиях (для проверки стабильности резу-
льтатов) . При этом определяется необходимое число характерис-
тик, входящих в Ф (2.1). Ввиду воздействия случайных факто-
ров эти характеристики являются случайными величинами. В
результате последующей обработки экспериментальных данных
решаются две задачи:
1) приведение полученных результатов к определенным задан-
ным условиям (х- •) . Эта операция может быть условно показа-
на как	1
(xij) Ф	3
(у.)	(у..)
где (Уу) э — значения параметров, определенные в эксперимен-
тах, проведенных в фактических условиях (ху)ф> (Уу)пр —
приведенные значения параметров;
2) идентификация аппроксимирующих моделей вида (2.7) для
выбранной матрицы некоторого рационального количества по-
казателей и характеристик, обозначаемой как YB ;
Y*= 14, [^)orp<“v)onP Jr
При этом важно, чтобы модели охватывали весь диапазон изме-
нения определяющих параметров и были бы достаточно точны не
только в середине этого диапазона, но и на его границах, соответ-
ствующих наиболее опасным режимам.
Выбор и обоснование рационального состава матрицы YB, ко-
личества рассматриваемых состояний ЛА и его систем, планиро-
вание экспериментальных точек, степень ’’покрытия” области
ОУЭ и т. д. являются задачей методики испытаний и планирова-
ния эксперимента.
Пример формирования показателей и характеристик, определяемых в
испытаниях. Для иллюстрации вышесказанного сформируем совокупность
типовых матриц показателей и характеристик, подлежащих определению
при летных испытаниях современных пассажирских самолетов. Ограничим-
ся одним этапом полета—взлетом, для которого в процессе испытаний дол-
жно быть определено сравнительно большое число показателей. Формирова-
ние этих показателей в систему матриц позволяет конкретизировать задачи
и методы испытаний.
Ниже рассматривается лишь часть показателей, характеризующих ЛА на
взлете; показатели функциональных систем не рассматриваются. Поэтому
* Под фазовым пространством понимается совокупность варьируемых
параметров (высота, скорость, перегрузка и другие параметры, характери-
зующие ОУЭ и типовые операции ЛА).
(2-9)
39
общая матрица (фв)прим (”в” — индекс этапа взлета, "прим” — индекс
примера) не является полной.
Типовыми ’’операциями” самолета на взлете, входящими в виде опреде-
ляющих качественных формулировок в матрицу [о BJ.] , можно считать:
нормальный взлет с полной тягой двигателей, обозначаемый условно
символом овр .
взлет с пониженной тягой, обозначаемый как °в2>
продолженный и прерванный взлеты, реализуемые летчиком при воз-
никновении отказов так называемых ’’критических” систем, например дви-
гателя, механизации крыла и т. п., и обозначаемые соответственно как
°вЗ и °в4 ' Большинство характеристик основной матрицы, матриц управ-
ления, конфигурации и состояния должны определяться для каждой из
указанных "операций”.
Схема траекторий самолета на взлете в вертикальной плоскости показа-
на на рис. 2.5.
При выполнении операций и obq этап взлета разбивается обычно
на пять участков, показанных на рис. 2.5: разбег (I), набор высоты Н=
= 10,7 м (П), набор высоты уборки шасси (III), набор высоты уборки ме-
ханизации (IY) и набор высоты Н 1к. При прерванном взлете можно выде-
лить три участка: разгон до момента отказа критической системы, участок
принятия решения и участок энергичного торможения.
Матрица конфигурации [tBJ] имеет переменную структуру. При реали-
зации операций ови oBg на участках I, П, III должна иметь место ’’взлет-
ная” конфигурация. В заданных точках траектории (точки 2, 3 и т. д.)
осуществляется уборка шасси и механизации, а при необходимости — и
изменение геометрии крыла. В случае прерванного взлета летчик изменяет
конфигурацию самолета в соответствии с заданной программой знергич-
ного торможения. Таким образом, матрица [fB,- ] для каждой операции
представляет собой набор параметров конфигураций, используемых при
Рис. 2.5. Траектории самолета при нормальном, продолженном и прерван-
ном взлетах:
а — нормальный и продолженный взлет; б — прерванный взлет.
Примечание. Области I... V указаны только для нормального взлета
40
Старт
L
ЛрЛди	Перевод вустано- Конец	Перевод в устаноВав-
псредней	вившийся набор уборки.	шийсп набор
стойки Отрыв Высоты механизации высоты
III II______________________________________________________
Ул,с vomp	У лаб	(вуы)х Укав	у
I Уборка Начали уборки Перевод двигателей. Конец зтапа
| шасси механизации на номинальный режим взлета
_1______________I I___________________________I 
*#«	*„/	«,а п
а)
СарсСод _	Начало	Выпуск	Выпуск
двигателей	тормо-	Реверс	щатков-	тормоз-	Включение
на режим	жения	двига-	азротор-	лого пара-	азрофини-	Остановка
Отказ малого газа колес телеа могод шюта шера самолета
Старт
I
б)
Рис. 2.6. Схема дискретных управлений на взлете, используемая при форми-
ровании матрицы { Ugj ]:
а — нормальный и продолженный взлет; б — прерванный взлет
взлете. Программа изменения этих параметров в виде функций высоты,
скорости, а при прерванном взлете — времени или длины полосы должна
быть приведена в матрице управления [UBI] : схематически она показана
на рис. 2.6. При анализе реализации заданной программы должно учитывать-
ся время от начала до конца изменения конфигурации ЛА.
Матрица [«ВЛ носит формально-логический характер. Она соответству-
ет либо нормальному (безотказному) функционированию всех систем и
элементов, либо наличию одного, двух, трех и более отказов функцио-
нальных систем. В случае наличия отказов должно быть указано время их
возникновения или другой характерный аргумент, например высота, дис-
танция и т. п.
Отказы и их комбинации служат основой для формирования так называ-
емых ’’расчетных случаев”, подлежащих оценке при анализе летной годнос-
ти ЛА на этапе взлета; в большинстве случаев они должны быть проверены
в летных испытаниях. Точки возникновения отказов (реальных или имити-
рованных) или начала пожара (условного) также должны указываться в
матрице [s ] .
Возникновение отказов вынуждает летчика перейти от осуществления
’’операций” oBj или oBg к ’’операциям” овд или (в зависимости от
момента распознавания отказа). Это требует также изменения управления.
Поэтому матрица [uBJ] по существу состоит из четырех подматриц, соот-
ветствующих операциям овр °в2» ^вЗ1 °в4’
Управление самолетом в каждой из упомянутых операций представляет
собой реализацию определенной программы, указанной в руководстве по
летной эксплуатации (РЛЭ). Эта программа может быть аппроксимирована
дискретными командами, задаваемыми в конкретных фазовых точках
по скорости, высоте или времени (см. рис. 2.6), а также в виде кусочно-
линейной функции изменения тангажа или перегрузки самолета.
Для примера можно указать следующую часть матрицы управления, ко-
торую следует рассматривать как совокупность заданных значений прог-
раммных параметров:
41
	V=V	1Э=1Э	подъем передней стойки п.с	п.с Н=10,7 м i?=i9i
1“в1з=	Н=Ну П|	начало уборки шасси 10,7<Н<Н2 $=д2
В реально выполненном полете фактически реализованное управление
(матрица [ив|-]ф) может отличаться от заданного (матрицы [uBJ-] 3) :
последовательность команд может быть не соблюдена (а отдельные коман-
ды даже пропущены) или они могут быть осуществлены с большими откло-
нениями от заданных значений.
Матрица ожидаемых условий эксплуатации [хв[] включает: атмосфер-
ные факторы обычного типа (температуру, давление, влажность, направле-
ние и величину ветра и т. д.), характеристики турбулентности, характерис-
тики облачности, видимости и условий обледенения, характеристики состо-
яния ВПП, эксплуатационные параметры (массу самолета, центровку)
ит. д.
Ввиду большой размерности матрицу основных показателей и характе-
ристик [УВ1-] целесообразно разбить на группы частных характеристик
более низкого ранга (рис. 2.7).
Дистанции взлета: дистанция разбега L , взлетная дистанция (до Н=
= 10,7 м) ^-взл> полная взлетная дистанция (доН = Н^к) ; полная дистан-
ция прерванного взлета ^nDeDB-
Характеристики боковотсгувода (при прерванном и продолженном взле-
тах) : максимальный боковой увод (односторонний) zmax; максимальный
’’размах” траектории движения самолета по ВПП R [z] .
Характерные скорости: (см. рис. 2.5,а) скорость подъема передней стой-
ки шасси Vn ст; скорость отрыва (реализованная в полете) = ^отр>
скорость на вйгсоте Н = 10,7 м V2; скорости при начале уборки шасси
(V3) и начале уборки механизации (V4); скорость на заданной высоте
Нк (VR). Кроме того, определяются: скорость принятия решения (о
прекращении или продолжении взлета), минимально допустимая скорость
отрыва, скорость сваливания в конфигурациях, реализуемых при взлете;
минимальные зволютивные скорости разбега Vmjn э р и взлета Vmjn в,
максимально допустимая скорость при взлете.
Градиенты набора высоты (напомним, что под градиентом понимается
абсолютная величина угла наклона траектории набора высоты, выраженная
в процентах). Градиенты оцениваются при нормальной работе всех двигате-
Рис. 2.7. Структура матрицы частных характеристик [ув,] применительно
к этапу взлета
42
лей, при двигателях, работающих на пониженной тяге, при неработающем
критическом двигателе и при двух неработающих двигателях (на самоле-
тах с тремя и более двигателями).
Летно-технические характеристики на этапе взлета: время разбега, пол-
ное время взлета, расход топлива на разбеге и на всем этапе взлета.
Применительно к этапу взлета также определяются показатели маневрен-
ности в виде сеток, характеристики устойчивости и управляемости, харак-
теристики нагружения шасси и др.
2.2. КОНЦЕПЦИИ И НОВЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ
КАК ОБЬЕКТЫ ЛЕТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Формулировки задач летных испытаний, вытекающих из ука-
занных в разд. 1.2 целей, и аспекты, обусловленные этими зада-
чами, изменяются на различных стадиях создания ЛА. Поэтому
от стадии к стадии изменяются размерности практически всех
матриц Фь; [Уу] fe; [xfy] k и т. д. (k— индекс стадии или этапа
создания ЛА).
На стадии поисковых исследований, предшествующих разра-
ботке технического задания, выполняется значительный объем
экспериментов в аэродинамических трубах и на различных мо-
делирующих установках. В натурных условиях в этот период
проводятся ограниченные летные исследования. Такая проверка
в полете выбранных концепций и новых технических решений
на самой ранней стадии необходима, так как ее наличие или от-
сутствие в большой мере определяет эффективность ЛА, а также
трудоемкость и продолжительность его создания.
Размерность матриц характеристик, определяемых в поиско-
вых летных исследованиях, относительно мала. На первых эта-
пах летных испытаний опытных образцов ЛА размерность мат-
риц возрастает.
По мере приближения испытаний к концу, т. е. по мере накоп-
ления информации о ЛА и его системах, размерности достигают
весьма больших величин, обеспечивая полную и всестороннюю
оценку объекта испытаний. Сами показатели и характеристики,
входящие в указанные матрицы, изменяются и уточняются в
процессе испытаний.
Отмеченные ососбенности обусловлены рядом причин: изме-
нением облика ЛА и состава его оборудования в связи с довод-
кой, длительностью процесса определения характеристик и необ-
ходимостью уточнения характеристик для оптимальных парамет-
ров. Существенно, чтобы на каждой стадии формировалось опре-
деленное, пусть приближенное (на первых стадиях), но закончен-
ное представление о ЛА и его системах. Это определяет не толь-
ко размерность, но и состав матриц показателей и характеристик.
Задача опережающих летных исследований на стадиях разра-
ботки технических требований и эскизного проекта может быть
сформулирована следующим образом.
Определить на основе моделирования в натуоных условиях
43
ограниченное число наиболее важных коэффициентов и частных
характеристик вида
(ЛР1,.
(2.10)
(где ”э” — индекс экспериментальной проверки ”1” — индекс
моделей I приближения), позволяющих вычислить некоторые
показатели и характеристики основной матрицы [у„] и проде-
монстрировать таким образом возможность достижения требуе-
мых значений этих характеристик или прироста показателей над
существующим уровнем.
При вычислениях характеристик и показателей помимо экспе-
риментальных коэффициентов (2.10) обычно используются так-
же коэффициенты (Су)^, полученные из аэродинамических про-
дувок, расчетов, лабораторных испытаний и т. п.
Если разрабатываемый ЛА или какая-либо из его систем
должны эксплуатироваться в новых условиях или при действии
малоизученных факторов, то по возможности должны быть по-
лучены значения коэффициентов (2.10) для этих условий. Это
позволит подтвердить способность функционирования систем
экспериментально-расчетным методом.
Сказанное можно представить в виде условия (индекс систе-
мы опущен)
<ci>a’ (*?• •	(2-И)
Здесь [yj р, [yj т — соответственно совокупности расчетных
и требуемых значений выбранных характеристик; — приб-
лиженные математические модели вида (2.7) для выбранных
характеристик, используемые на этапе поисковых исследований;
— символ, указывающий на близость к заданным техничес-
ким требованиям; (я.)1 _ значения параметров ОУЭ, подлежа-
щие проверке на рассматриваемом этапе.
Принятые концепции и конструктивные схемы могут считать-
ся перспективными для рассматриваемого проекта, если усло-
вия (2.11) удовлетворяются полностью.
Невыполнение условий (2.11), выражающееся в заметном от-
личии одной или нескольких результирующих характеристик
вектора [yjj от требуемых значений, указывает на наличие
принципиальных ошибок или дефектов в концепциях и требует
дополнительных исследований.
Опережающие летные исследования продолжаются и в процес-
се подготовки эскизного проекта. На этой стадии предусматрива-
ются более широкие эксперименты, чем на предшествующей.
44
23. ОЦЕНКА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ И ДОВОДКА ОБЪЕКТОВ
В ЛЕТНЫХ И НАЗЕМНЫХ ИСПЫТАНИЯХ
Принятие эскизного проекта позволяет перейти к основным
стадиям создания ЛА, цель которых — подготовка необходимой
технической документации, постройка и оборудование заплани-
рованного количества объектов, проведение испытаний, определе-
ние так называемого ’’эталона”, принятие ключевых решений о
серийном производстве и эксплуатации, получение сертификата.
Летным испытаниям на этих стадиях подвергаются функцио-
нальные системы (на специализированных летающих лаборатори-
ях) и главное опытные и предсерийные ЛА. Помимо летных ис-
пытаний большой объем проверок и подготовительных работ
выполняется в наземных условиях как непосредственно на ЛА,
так и на стендах и моделирующих установках.
Испытания ЛА и его системы осуществляются в определенной
последовательности, обусловленной, с одной стороны, требова-
ниями безопасности, с другой, — стремлением получить к момен-
ту принятия ключевых решений комплексные и полные резуль-
таты по всем аспектам.
Испытания опытных ЛА должны начинаться с проверки рабо-
тоспособности систем и элементов, которая осуществляется не
только в летных, но и в широких наземных испытаниях. Сущ-
ность проверок заключается в получении экспериментальных
значений контрольных показателей и сравнении их с величинами,
заданными тактико-техническими требованиями и другими
нормативными документами.
Задача оценки работоспособности должна рассматриваться
применительно к нескольким иерархическим уровням — для
отдельных функциональных систем, взаимосвязанных систем,
ЛА в целом (авиационного комплекса). Ниже эта задача форму-
лируется применительно к оценке работоспособности взаимосвя-
занных систем. При этом используются понятия, введенные в
разд. 2.1.
Пусть объектом испытаний является функциональная система
А1, состоящая из k элементов a t, а2,   a k и сопряженная с тп
системами А , . . ., Ат + 1 (рис. 2.8). Выходными (результирую-
щими) характеристиками системы At служат I функций Р}1,
Р2±.....Рц, входящих в соответствующие подматрицы основ-
ной матрицы [у~] . Функции Р^ поступают на вход систем пот-
ребителей Anf. В числе потребителей могут быть другие функци-
ональные системы, летчик как звено системы управления и т. п.
Работа системы А, характеризуется также набором ’’критичес-
ких” показателей Pxi, указывающих на нормальное и безопас-
ное ее функционирование.
На систему воздействуют внешние факторы, входящие в об-
щую матрицу характеристик ОУЭ [х^] . От системы управления
и контроля, элементом которой является также оператор или
45
Ьпл
Выходные
характеристики/'fa)
Режимы полета [Q]
Внешние факторы^х-^ Параметры операций [о£у]
hi hi Kw	xtj' '
“и
“п
fa

Критические
fa I показатели
J„-места измерения
® параметров
V7//1 -нераВотоспособный
сс/Л элемент
 .•-неработоспособное
~сопряжение
-нерасчетные внеш-
ние факторы
Рис. 2.8. Типовая структура функциональной системы, используемая при
анализе работоспособности и оценке характеристик
летчик, на систему воздействует вектор управления Uj = (и. х,...
Uj J,..., и;1). В систему управления поступают сигналы обрат-
ных связей, а также сигналы от внешних и внутренних факто-
ров.
Система А, и сопряженные с ней системы являются наблюдае-
мыми, хотя в общем случае с неполной информацией. Это озна-
чает, что при испытаниях определенная часть входных и выход-
ных сигналов, внутренних связей, результирующих характерис-
тик, внешних факторов и т. д. регистрируется информационно-
измерительной системой. Параметры, образующие поле измере-
ний, обозначим через zJ3.
При измерении и последующей обработке информации имеют
место погрешности. Если принять допущение об их аддитив-
ности, то измеряемая величина, выражается как
zit = zi +4p+5ziM>	<212>
где zf — истинное значение параметра; 8z  — суммарная погреш-
ность измерения и обработки; 6zJM — суммарная методическая
погрешность.
На основании записей вида (2.12) формируются количествен-
ные показатели, используемые для оценки работоспособности
испытываемой системы.
Наряду с количественными показателями состояние системы
оценивается испытательным экипажем с помощью качественных
показателей kiu к.
Некоторая часть выходных характеристик Pj г, Р2 х (п<1),
’’критических” показателей Pxi и внутренних параметров систе-
46
мы используется в качестве контролируемых показателей
(обозначаемых Рк|.), на которые должны быть установлены до-
пуски (Р .) - и (Р .)
J ' кг min ' китах
Пример функциональной системы, испытываемой с целью оценки рабо-
тоспособности. Рассмотрим продольный контур системы автоматического
управления (САУ) программным изменением высоты сверхзвукового са-
молета. Назначение системы — обеспечить полет самолета по программе,
близкой к оптимальной, из начальной точки (Нн ± ЗНн; ± >Л^) в ко-
нечную (Нк ± 6НК; ± при соблюдении определенных условий,
например за минимальное время, с минимальным расходом топлива и т. п.
Структурная схема одного из вариантов продольного контура САУ,
основанного на перегрузочной структуре сигналов управления, показана
на рис. 2.9.
В качестве основных выходных характеристик контура могут рассмат-
риваться программа полета, отклонения рулевых поверхностей tpB = f(t),
текущие отклонения от программы (значения АЛ£ АН), управляющий и
исполнительный сигналы Ап п_ог и 5”сп. Характеристики, соответствую-
щие следующему иерархическому уровню JIA как единому целому, явля-
ются : полное время полета по программе Т_, расход топлива GT , а так-
же осредненные по всему этапу показатели точности выдерживания прог-
раммы и расхода перегрузки. Последние два показателя выражаются в
виде средних, среднеквадратичных и максимальных оценок.
САУ считается работоспособной, если самолет выполняет заданную прог-
рамму и все показатели лежат в допустимых пределах. Проверка функцио-
нирования должна проводиться в широком диапазоне факторов, включая
возмущения, влияющие на работу контура и сопряженных с иим систем.
К возмущениям относятся: начальные условия (если они отличаются от
программных значений), изломы зависимостей, аппроксим(фующих прог-
рамму, боковое движение самолета, ошибки измерений параметров движе-
ния, в частности при прохождении самолетом трансзвуковой области и др.
Боковой
контур СЯУ
Режимы
попета
В.М.Пу,]"...
Пилотажно-паби-
гационная система
Hn-Mml,)m0>em6n
I лм
1
РулеВые
нести
Ограни -
читель
АЛусгр
Вычислитель
программы
»з
Вычисли-
тель управ
- лающего
согнала
Конт -
рольные
показа-
тели
Привод
Б ае"
Испоннитетг
ния
састема
Рис. 2.9. Структурная схема продольного контура автоматического управ-
ления программным изменением высоты и скорости


47
Перейдем вновь к общим формулировкам рассматриваемой
задачи. Оценка функционирования испытываемой системы мо-
жет быть сведена к процессу принятия гипотез по материалам ис-
пытаний (рис. 2.10). В зависимости от располагаемых данных и
используемых методов эта задача решается как детерминирован-
ная или статистическая.
Исходная гипотеза Го заключается в том, что состояние систе-
мы А!, сопряженной с системами Л2 • • -Ат + 1, является работо-
способной, т. е. соответствует нормальному функционирова-
нию. Работоспособность означает, что в системе отсутствуют
дефекты (отказы), препятствующие ей выполнять свои функ-
ции.
На основании экспериментальных данных гипотеза Го о нор-
мальном функционировании системы А! должна быть подтверж-
дена (принята) или отвергнута. Последнее означает, что в систе-
ме есть один или несколько дефектов или нарушений работо-
способности.
На практике дефекты могут проявляться как изолированно,
так и совместно. Наибольшую трудность для распознавания
представляют случаи совместного действия факторов.
Отвергая исходную гипотезу Го, необходимо выдвинуть и до-
казать противоположную гипотезу Г!, основанную на результа-
тах испытаний и локализующую ошибки или дефекты. Гипотеза
Г, гораздо шире и сложнее гипотезы Го; она распадается на ряд
более частных гипотез Tj ..
Принятие одной из гипотез Гп- требует доработки системы
и изменения соответствующей документации (после чего необ
ходимо выполнить повторные испытания) либо ограничения
допустимой области ОУЭ до границ, в которых система A i яв-
ляется работоспособной.
Кроме описанных ситуаций возможен случай, когда прямые
дефекты отсутствуют, а отклонения показателей вызваны су-
щественными отличиями параметров настройки от оптимальных
значений. Выявление этого достаточно типичного положения на
основании экспериментальных данных можно обозначить как
принятие гипотезы Г2. Принятие этой гипотезы не требует до-
работок системы, а доводка заключается в выборе рациональной
настройки параметров.
В качестве условного примера на рис. 2.8 показано несколько
типовых дефектов: неработоспособный элемент аг, неработо-
способные сопряжения и а ; а а • А а . Схематически по-
казано также действие вй&шАих ^>акторо& 12 и 3, оказавших-
ся нерасчетными.
Решение задачи об оценке работоспособности системы осущест-
вляется путем последовательных приближений в несколько эта-
пов. На первом этапе испытания проводятся при значениях пара-
метров (ху), (о,), (и-), характеризующих режимы полета, опе-
рацию, управление и внешние факторы и мало отличающихся
48
Рис. 2.10. Анализ работоспособности как задача проверки гипотез
49
Рис. 2.11. Примерная схема обработки
экспериментальной информации, ее ана-
лиза и принятия решений
от средних или номинальных. Для иллюстрации следует вернуть-
ся к рис. 2.4. Средним и номинальным значениям параметров на
приведенной схеме соответствует область I. Поскольку, однако,
не все зти параметры являются контролируемыми или управля-
емыми, в экспериментах возможны отклонения от этих условий
(точки, расположенные вне плановой области).
После подтверждения работоспособности в номинальной об-
ласти должны быть проведены эксперименты для оценки работо-
способности вблизи границ эксплуатационных значений парамет-
ров (области П на рис. 2.4). На заключительном этапе должна
быть осуществлена проверка вблизи предельно допустимых гра-
ниц внешних факторов и возмущений. Эти испытания требуют
особых мер безопасности. Им должны предшествовать испыта-
ния на стендах и широкое моделирование, а также наземные ис-
пытания систем на самих ЛА и ЛЛ.
Для оценки работоспособности испытываемой системы в кон-
кретных условиях эксперимента необходимо (рис. 2.11):
на основе анализа оперативной информации* установить, что
* Сущность используемых здесь понятий, связанных с обработкой инфор-
мации, поясняется ниже, в разд. 2.4, и иллюстрируется схемой на рис. 2.11.
50
в эксперименте элементы функционировали в пределах допус-
ков и отсутствовали грубые промахи, недопустимые ошибки
пилотирования, отступления от РЛЭ и т. п.;
определить с помощью данных вторичной обработки полную
систему характеристик, а также качественных показателей, не-
обходимых для анализа работоспособности;
определить по полученной экспериментальной информации
значения контрольных показателей и характеристик;
оценить достоверность полученных результатов;
выполнить процедуру дополнительного анализа в соответствии
со схемой, показанной на рис. 2.10.
Система >1! считается нормально функционирующей, т. е. ра-
ботоспособной в первом приближении, если в условиях экспе-
римента, близких к номинальным у всех качественных показа-
телей, формируемых испытательным экипажем, отсутствуют
указания о наличии дефектов и все контрольные показатели ле-
жат внутри заданных допусков:
(Р .) . < (Р .) <(Р .)
' Ki'mm ' Ki7 э ' кг'
max'
(2.13)
Косвенным признаком работоспособности системы Ai может
служить нормальное функционирование систем-потребителей;
однако возможны ситуации, когда потребители неработоспособ-
ны из-за наличия в них собственных дефектов, хотя на вход к
ним от системы Aj поступают нормальные значения функций
р.
"Следует подчеркнуть, что условия (2.13) должны соблюдаться
одновременно для всех показателей, выбранных в качестве конт-
рольных. Невыполнение хотя бы одного условия из серий нера-
венства вида (2.13) означает необходимость принятия взамен
Го гипотезы Г, (или Г2). Дальнейшая локализация дефектов
(выбор гипотез Г, или Г2) требует специальной процедуры,
основанной на обработке результатов измерений и привлечения
материалов моделирования.
Принятие той или иной гипозы (Го, Г, или Г2) не является
абсолютно достоверным событием вследствие неполноты инфор-
мации, наличия ошибок измерения и методических погрешнос-
тей, зависимости показателей от внешних условий и параметров
управления, погрешностей в назначении допусков и других при-
чин. При оценке работоспособности возможны так называемые
статистические ошибки I и II рода. Ошибка I рода соответству-
ет принятию гипотезы Г1! о наличии дефекта для системы, в дей-
ствительности функционирующей нормально; ошибка II рода
имеет место в тех случаях, когда система, имеющая дефекты,
считается работоспособной.
Для снижения риска возникновения ошибок I и II рода в прак-
тике летных испытаний используется комплекс мероприятий в
том числе:
51
реализация детального поля измерений, при котором помимо
климатических параметров, параметров состояний и конфигу-
рации, характеристик внешних условий осуществляется регист-
рация преобразований сигналов, параметров на входе и выходе
агрегатов, блоков и элементов;
применение методов и средств измерения и обработки, обеспе-
чивающих снижение погрешностей Sz. и Sz. [см. формулу
(2.12) ] ;	Р
использование статистических методов обработки и анализа;
применение специальных методик анализа и интерпретации
результатов, основанных на моделировании;
проверка второго, третьего и более высоких приближений,
осуществляемых в условиях, значительно отличающихся от сред-
них, стандартных или номинальных (в областях П и III на
рис. 2.4).
Уточним теперь постановку задачи оценки работоспособности
и определения характеристик применительно к более высокому
иерархическому уровню объекта испытаний — для ЛА в целом. В
качестве контролируемых показателей (критериев) используют-
ся отдельные характеристики ЛА, входящие в матрицы [у„] ;
[uy] ; 1°,] — летные характеристики, результирующие функци-
ональные характеристики систем, установленных на ЛА. Кроме
того, широко используются качественные показатели.
Значения показателей разделяются на текущие и конечные
(терминальные), соответствующие окончанию операции или
этапа.
ЛА считается нормально функционирующим и работоспособ-
ным, если:
а)	заданная операция или этап полета в условиях эксперимен-
та успешно выполнены, о чем свидетельствует нахождение со-
ответствующих конечных показателей в области допустимых
значений
min <QKf
ki max9	(2.14)
где qKi — контрольные терминальные показатели, образующие
подматрицу (QKI)/; qKi min, QKimax ~ допустимые значения;
б)	все качественные показатели указывают на отсутствие де-
фектов в каких-либо системах ЛА в течение всей операции:
(2-15)
в)	на протяжении всей операции текущие контрольные показа-
тели лежат внутри установленного допуска
•^1 min	max’	(2.16)
гДе У У —текущий контрольный показатель.
52
В связи с сильной зависимостью характеристик ЛА от внеш-
них условий и параметров управления возможны несколько
направлений учета этой зависимости и, следовательно, проверки
условий работоспособности. В первом из них допуски устанавли-
ваются для определенных заданных значений ОУЭ и параметров
управления
(xf)3;	(u.)3.
Обычно в качестве таких значений принимаются стандартные
или номинальные условия. Поэтому показателей и характерис-
тик должны быть приведены к этим условиям.
Второе направление предполагает расчет допусков для факти-
ческих условий эксперимента с помощью соответствующих
моделей:
min — I (xiK’ э* ' ‘1 ’
(2.17)
max- ^2 f	• • 1 •
Третье направление предусматривает использование статисти-
ческих методов оценки характеристик, исходя из чего и назна-
чаются допуски на критерии.
2Д.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ И ХАРАКТЕРИСТИК
ВО ВСЕМ ДИАПАЗОНЕ ПРИМЕНЕНИЯ ЛА
Задача, соответствующая цели 2 испытаний опытных ЛА, пос-
тавленная в разд. 1.1, сводится к определению в полном объеме
для различных состояний [ fs] во всем диапазоне условий приме-
нения:
а)	совокупности характеристики функциональных систем и
самолета (вертолета) в целом, т. е. матриц Ф, [у- ] , [х-] ,
[^.[0,1 И др.	и и
Для сравнения полученных результатов с проектными или
требуемыми значениями определенная часть полученных харак-
теристик должна быть приведена к заданным условиям по схеме
(2-8);
б)	статистических оценок конкретных показателей и харак-
теристик вида (2.4.. .2.5);
в)	аппроксимирующих (идентифицированных) моделей ос-
новных характеристики вида (2.7);
г)	эксплуатационной области ОУЭ, описываемой параметрами
-[х1э min» xiэ max} »в которой сохраняется заданный уровень всех
основных показателей и характеристик ЛА и его систем,
У/min У/ У/тах»	(2.18)
53
а также области предельно допустимых значений параметров ОУЭ
(см. рис. 2.4)
{(xin)min> (•’cin)max| •	(2.19)
Задачи, соответствующие целям 4 и 5 (см. разд. 1.1) достаточ-
но близки к этим формулировкам; основное отличие заключает-
ся в сущности матриц основных характеристик [ Уу], которые
в этих случаях должны быть составлены из показателей летной
годности и эффективности, а также оценок воздействия ЛА на
окружающую среду.
Анализ функционирования систем и ЛА в целом, определение
характеристик и оценка успешности экспериментов тесно связа-
ны между собой.
С другой стороны, оценка соответствия испытываемых объек-
тов заданным требованиям так же, как определение характерис-
тик ЛА для формирования ’’эталона”, может производиться толь-
ко после подтверждения работоспособности систем, т. е. после
проверки выполнения условия (2.13) для отдельных систем и
(2.14 ... 2.16) для ЛА в целом.
На величину показателей существенно влияет выбор регули-
руемых параметров, предусмотренных в каждой функциональ-
ной системе. Задача может быть признана успешно законченной
только тогда, когда все контрольные показатели укладываются
в установленные допуски. Доводка в данном случае заключает-
ся в введении всех контрольных показателей в допуски путем
настройки регулировочных параметров и выбора рационального
управления, в том числе программы полета. Использование для
доводки систем полунатурного моделирования и наземных ис-
пытаний может не только уменьшить число потребных полетов,
но и сократить общую продолжительность работ, а в ряде случа-
ев и улучшить сами характеристики.
Выбор рациональных параметров и оптимизация осуществля-
ются в основном с помощью вычислительных методов, реализу-
емых на ЭВМ. При этом используются исходные данные, опре-
деленные в экспериментах. Результаты, полученные при опти-
мизации, учитываются при формировании эталона.
Задача определения эталона сводится к назначению по резуль-
татам испытаний характеристик, определяющих окончательный
облик ЛА и его систем для серийного производства.
Как правило, эталонные характеристики близки к наиболее
высоким значениям, полученным в испытаниях. Условно их со-
вокупность может быть представлена как
(жу)эт
(иО')эт
(УО’)эт
(2.20)
54
Схему решения задачи определения характеристик ЛА и его
систем во всем диапазоне условий применения можно предста-
вить следующим образом.
В фазовом пространстве условий Фу, охватывающем всю сово-
купность эксплуатационных характеристик, параметров типовых
операций, параметров состояния и конфигурации и т. д.,
Фу = {[«,;], Юу], [ву], [to] ...],	(2.21)
запланировано проведение испытаний определенного ансамбля —
системы или ЛА в целом. Ансамбль охватывает т функциональ-
ных систем, состоящих (каждая) из k элементов.
В пространстве Фу программой испытаний предусмотрено не-
которое число ’’точек” I, в каждой из которых запланировано
проведение в общем случае не равного числа экспериментов
п1ПЛ. Общее число экспериментов, запланированное программой,
составляет таким образом
*пл= ЯЧпя-	(2-22)
1=1
Эксперимент, в свою очередь, заключается в выполнении за-
данного испытательного режима, характеризуемого вектором
планируемых параметров
®/пл = [ (Уу)пл» (^у)пл» (^у)пл» (^®)пл»	(2.23)
Здесь ”пл” — индекс планируемых значений параметров; В? —
вектор параметров j-го режима.
Проблема выбора рационального (а в пределе — минимально-
го) числа ’’точек”, их расположения в фазовом пространстве, а
также количества экспериментов в каждой ’’точке”, обеспечива-
ющих решение поставленных задач в полном объеме с погрешнос-
тями, не превышающими допустимую величину, решается с по-
мощью оперативного моделирования.
Методика испытаний должна устанавливать пути реализации в
экспериментах требуемых состояний ЛА, а также запланирован-
ных внешних условий, режимов полета и операций [ предусмо-
тренных матрицей (2.20) ] с учетом необходимости сокращения
сроков и объемов испытаний при соблюдении полноты проверок.
Что касается имитации отказов при оценке летной годности и
эффективности, то решение сводится к рассмотрению только ко-
нечных нарушений функционирования систем — так называемых
функциональных отказов, которые имитируются выключением
систем, переводом их на режим холостого хода и т. п.
Обработка обширной информации, получаемой в летных испы-
таниях, не может быть выполнена в течение одного цикла. Это
55
модель внешни*
факторов ЯШ)
внешние
факторы
-* А
Объект
испытании
«1
Режимы
попета
Результи-
рующие
характе-
ристики
ф;[у '
— реальные объекты
, Модель объекта
, испытаний.
' ’А,,,,
L ' жима по -Г «
; wnaffUBt
Модель испытываемого
ан сам для в целом
т (ds)j
модели


Ф-Сравнение знспериментальных данных
с результатами моделирования
Рис. 2.12. Структурная схема испытываемого ансамбля с параллельными
моделями, используемыми для анализа и интерпретации
обусловлено не только техническими трудностями (пропускной
способностью ЭВМ), но и трудностями анализа данных, осущест-
вляемого в конечном счете специалистами. Поэтому обработка
информации, ее анализ и выработка соответствующих решений
строятся в виде многоступенчатого процесса, одна из возможных
схем которого показана на рис. 2.11.
Полная обработка включает определение дискретных показа-
телей и характеристик, анализ полученных результатов и их ин-
терпретацию.
Неотъемлемым элементом анализа должны служить модели
компонентов Т/t (А), 7П (ху) ... и системные модели всего ис-
пытываемого ансамбля(Ав) (рис. 2.12). В процессе анализа
должна быть проведена идентификация этих моделей, уточнен
их вид, определены параметры и обеспечена наилучшая близость
56
к результатам эксперимента (адекватность). При этом жела-
тельно, чтобы модели были по возможности не сложными.
С помощью моделей оценивается ’’чувствительность” резуль-
татов, т. е. определяется влияние различных факторов на харак-
теристики и показатели. С их же помощью решается задача при-
ведения результатов экспериментов к заданным условиям, вы-
раженная в виде (2.8).
Успешность анализа в значительной мере зависит от выбора
и идентификации достаточно простых .адекватных моделей,
а также от условий их применения, т. е. ’’включения” моделей
в структурную схему испытываемого ансамбля.
Показатели, характеризующие испытываемый ансамбль, явля-
ются, как правило, дискретными величинами. Поэтому в алго-
ритм решения задачи должна быть включена специальная проце-
дура формирования из всего массива экспериментальных дан-
ных дискретных показателей, входящих в матрицы [Ху-], [Уу],
[о,], которые должны наилучшим образом (в смысле, соответ-
ствующем выбранным моделям) характеризовать процессы, за-
регистрированные в виде функций времени. В ряде случаев ис-
пользуются как терминальные (конечные), так и текущие пока-
затели. Для формирования текущих показателей удобно исполь-
зовать дискретные параметры, формируемые с помощью кусоч-
но-линейной или кусочно-постоянной аппроксимации (рис. 2.13).
Так, например, для управления типичными параметрами этого
вида являются:
время включения (начала) и выключения (конца) управле-
ния;
время изменения уровня управления;
уровни управления или изменения указанных уровней;
интервалы действия управления определенного уровня.
Очевидно, что указанные параметры применимы для описа-
ния не только непрерывного, но и дискретного управления.
Задача аппроксимации предполагает определение наиболее
простых и вместе с тем достаточно точных выражений для ди-
Рис. 2.13. Формирование дискретных показателей с помощью аппроксимации:
а — кусочно-постоянная аппроксимация; б — кусочно-линейная аппрокси-
мация
57
намических звеньев W (р); практика показывает, что в боль-
шинстве случаев можно использовать звенья! и II порядка:

(2. 24)
В качестве дискретных показателей могут быть использованы
также статистические оценки процесса, например средние значе-
ния, характеристики колебательности, амплитудно-частотные ха-
рактеристики и т. п.
Одной из целей второй ветви обработки информации (см.
рис. 2.11) является определение полной совокупности парамет-
ров режима (показателей и характеристик), реализованных в
j-м эксперименте. Указанная совокупность, полученная в резуль-
тате дальнейшей (вторичной) обработки, может быть записана
как
Bj3 = [ (Уу)э> (и0’)э> Chips’	(°Рэ1’	(2.25)
Номенклатура параметров, входящих в (2.25), должна быть
указана в методике испытаний. Размерность матрицы (2.25) вы-
ше, чем (2.23).
В результате обработки помимо определения самих показа-
телей и характеристик необходимо выявить отличия их значений
от планировавшихся или требуемых величин и установить причи-
ны этих отличий. Решение этих вопросов осуществляется с по-
мощью моделей характеристик, входящих в матрицу [ у у], и
требует установления двух уровней допустимых значений — экс-
плуатационного и предельного. Диапазон значений [Ху], в кото-
ром для всех характеристик [Уу] удовлетворяются условия
(2.17), соответствующие эксплуатационному уровню, и отсут-
ствуют какие-либо особенности, может быть признан эксплуа-
тационным.
2.5. ТИПОВЫЕ ЗАДАЧИ АНАЛИЗА И ИНТЕРПРЕТАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ
Анализ и интерпретация могут быть выражены в виде много-
шагового алгоритма (рис. 2.14), являющегося развитием и дета-
лизацией общей схемы обработки экспериментальной информа-
ции, представленной на рис. 2.12. Шаги указанного алгоритма
тесно связаны между собой; в ряде задач методы вторичной об-
работки, анализа и интерпретации настолько переплетены, что
разделить их невозможно.
Если говорить об интерпретации в целом, то ее можно свести
к нескольким типовым задачам.
58
Рис. 2.14. Иерархическая структура алгоритма вторичной обработки, анали-
за н интерпретации информации
Первая задача интерпретации представляет собой оценку за-
четности, успешности и безопасности некоторого заданного ре-
жима Bj, этапа полета е,-, операции о,- или всего полета в целом,
выполненных в конкретном эксперименте. Оценки зачетности,
успешности и безопасности могут быть двухуровневыми: ’’вы-
полнено — не выполнено”, ’’безопасно — не безопасно” или же
включать несколько промежуточных уровней, оценивающих час-
тичное выполнение задания или потенциальное снижение безо-
пасности, приводящее к одной из возможных особых ситуаций,
регламентированных в Нормах летной годности или в других по-
добных документах.
Зачетным считается полет, в котором выполнены следующие
условия:
летный эксперимент осуществлен в соответствии с заданием
и программой испытаний;
отсутствовали грубые ошибки летного и наземного экипажей;
отклонения начальных условий эксперимента от заданных на-
ходились в допустимых пределах;
системы ЛА не имели отказов; характеристики их функцио-
нирования находились в пределах технических условий.
Сущность указанной задачи сводится к формированию
ответов на следующие вопросы.
1.	Соответствуют ли действовавшие при испытаниях внешние
факторы плановому заданию, т. е. расположен ли проведенный
эксперимент в заданной области фазового пространства (см.
рис. 2.4) ?
2.	Соответствует ли управление ЛА и его системами (как
ручное, осуществляемое летчиком или оператором, так и авто-
матизированное, если оно включалось) плановому заданию,
59
технической документации, руководству по летной эксплуата-
ции и другим наставлениям?
3.	Является ли испытываемый объект работоспособным?
4.	Можно ли считать экспериментальный режим зачетным?
5.	Является ли выполненный режим полностью безопасным,
а если нет, то какая степень опасности (усложнение условий по-
лета, опасная ситуация или аварийная‘ситуация) может быть ему
приписана?
7. Можно ли оценить выполненный режим или этап полета
как успешный?
При выработке ответов на указанные вопросы в большинст-
ве случаев используются значения ошибок или отклонений, име-
вшие место в испытаниях. Режим считается успешным, если кон-
тролируемые характеристики находились н установленных до-
пусках.
Допуски на величины отклонений устанавливаются на осно-
вании нормативных документов, а также практики летных
испытаний и по результатам моделирования. Одно из требова-
ний, которое должно учитываться при назначении допусков,
заключается в исключении возможности выхода эксперимен-
тального режима за границы эксплуатационных значений пара-
метров (или предельно допустимых режимов в специальных
испытаниях).
Интерпретация не должна ограничиваться констатацией фак-
тов и формулированием оценок зачетности эксперимента, успеш-
ности и безопасности режима. За первым шагом, на котором ре-
шаются эти задачи, следует второй, направленный на анализ по-
лученных результатов. Если оценки положительны, то задача вто-
рого шага заключается в выявлении возможных отклонений ха-
рактеристик от номинальных значений, констатации допустимос-
ти разброса (или, наоборот, недопустимости его) и установле-
нии причин этих отклонений. Большое место занимает также
оценка сходимости используемых математических моделей
(см. рис. 2.12) с результатами экспериментов и корректировка
этих моделей при недостаточной сходимости.
Для наиболее высоких значений характеристик необходимо
установить факторы, позволившие реализовать такие результа-
ты, и определить, можно ли принять их в качестве эталонных
или же они обусловлены случайными флюктуациями.
Если эксперимент оценен как неуспешный или незачетный, то
необходимо дать ответ на следующие вопросы:
в чем заключается невыполнение задания?
какие компоненты испытываемого ансамбля (внешние фак-
торы, управление, сам объект испытаний или сопряженные сис-
темы) оказали влияние на невыполнение режима или призна-
ние его незачетным?
какие участки полета или операции управления не выполне-
60
иы или перепутаны по отношению к заданной последователь-
ности?
какие допущены ошибки управления?
на каких участках имело место потенциальное снижение лет-
ной годности и безопасности? В чем оно заключается? Какие
факторы оказали влияние на это снижение?
Одним из плодотворных путей интерпретации может явиться
метод распознавания образов. Для этого с помощью моделирова-
ния (или эвристически) должно быть сформулировано полное и
достаточное множество ситуаций-образов, которые могут возни-
кнуть в эксперименте, определены признаки каждой ситуации,
указаны принципы разделения и, наконец, разработана общая
процедура наиболее достоверного распознавания. Ситуации-об-
разы должны включать выявление не только ошибок, но и силь-
ных возмущений, отказов и других факторов.
Следующим шагом обработки информации является анализ
результатов всей совокупности однотипных экспериментов с
целью выявления наилучших показателей, а также получение
статистических оценок характеристик и проведение регрессион-
ного анализа.
В результате работ, выполненных на третьем шаге, должны
быть сформулированы окончательные выводы, соответствующие
целям, поставленным перед испытаниями.
3.	СТРУКТУРА ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЙ
3.1.	ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗРАБОТКИ И ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЙ ЛА
Несмотря на существующее многообразие схем создания но-
вых образцов авиационной техники, можно выделить типовую
схему (ГОСТ 2.103—75) [ 12], которая в общем виде включает
следующие основные взаимосвязанные стадии и этапы: разработ-
ку технического задания; разработку технических предложений;
формирование тактико-технических требований заказчика; раз-
работку эскизного проекта; разработку технического проекта
и действующего макета; постройку опытной партии образцов;
проведение наземных и летных испытаний.
Рассмотрим кратко основное содержание каждого из них.
Техническое задание содержит тактико-техничес-
кие, технологические, эксплуатационные и экономические тре-
бования к ЛА; задачи и условия, в пределах которых должно
быть обеспечено нормальное функционирование комплектую-
щих систем; требования, касающихся возможностей последую-
щей модификации ЛА, и ряд других требований заказчика.
Технические предложения должны содержать:
обоснование оптимальности выбранного варианта образца,
его комплектующих систем и элементов с учетом стоимости, на-
дежности и живучести;
анализ технического уровня и оценку образца по сравнению
с существующими и разрабатываемыми отечественными и за-
рубежными ЛА по основным техническим, экономическим и
эксплуатационным показателям;
перечень основных теоретических и экспериментальных ра-
бот, необходимых для разработки образца; требования к допол-
нительному оснащению испытательной базы; примерный потреб-
ный объем продувок в аэродинамических трубах, испытаний на
специальных стендах, моделирующих комплексах, летных ис-
пытаний на летающих лабораториях, а при необходимости и на
экспериментальных ЛА.
Тактико-технические требования включают
в себя необходимые летно-эксплуатационные, оперативно-так-
тические требования к образцу, в том числе:
назначение образца (главные и вспомогательные задачи, мес-
то и роль ЛА в решении народнохозяйственных и других задач);
условия применения и эксплуатации, включая требования к
базированию, метеоусловия и время суток, в которых должна
обеспечиваться эксплуатация ЛА.
62
В них проводятся экономическое обоснование целесообраз-
ности разрабатываемого образца, определяются основные требо-
вания к габаритным и массовым (весовым) характеристикам
проектируемых систем; определяются также частные критерии
эффективности систем и ЛА в целом (основные летно-техничес-
кие характеристики, показатели эксплуатационной надежности,
безопасности, точности и вероятности решения задач в заданных
условиях и т. д.).
Эскизный проект. На этом этапе исходя из сформи-
рованных общих требований к системам определяются их струк-
тура, технические характеристики комплектующих элементов
и производится компоновка систем.
На завершающей стадии эскизный проект должен содержать:
основные сведения о конструкции и принципах работы об-
разца, его основных систем и их взаимодействии;
основные тактико-технические характеристики, включая дан-
ные характеризующие эффективность применения ЛА;
результаты расчетных и экспериментальных исследований
наиболее важных свойств аэродинамических характеристик,
прочности, работы силовой установки, бортового оборудования,
специальных систем и т. п.;
материалы по обеспечению надежности конструкции и безо-
пасности полетов, степени унификации и стандартизации компле-
ктующих элементов, средств наземного обслуживания и конт-
роля;
единый сквозной план создания образца и материально-тех-
нического обеспечения комплектующими изделиями и средства-
ми для проведения наземных и летных испытаний.
При разработке т е х н и ч е с к ого прое кта набазевыпол-
ненных научно-исследовательских (НИР) и опытно-конструктор-
ских работ (ОКР) осуществляется дальнейшая конкретизация и
детализация проекта, включая вопросы технологии производст-
ва и эксплуатационной технологичности образца. Разрабатывает-
ся вся техническая документация, необходимая для изготовле-
ния опытных экземпляров ЛА.
При рассмотрении макета особое внимание уделяется ком-
поновке кабины и рабочих мест экипажа, качеству обзора, удоб-
ству пользования органами управления, индикации, сигнализа-
ции и другим вопросам эргономики и безопасности.
На стадии постройки опытной партии образцов
наряду с решением большого круга собственно производствен-
ных задач, включая вопросы организации, планирования, коопе-
рации предприятий, участвующих в разработке ЛА и его систем,
придается большое значение оснащению наземных баз недоста-
ющими средствами и оборудованием, а также вопросам планиро-
вания и организации экспериментальных работ, подготовке про-
грамм и методик наземных и летных испытаний.
Проведение испытаний — зто процесс, неразрывно
63
связанный с созданием ЛА на всех этапах, начиная от формиро-
вания технического задания, когда возникает необходимость
экспериментальной проверки и исследований новых, неизучен-
ных научных и технических проблем и кончая внедрением в
производство и последующими модификациями серийных ЛА.
По мере повышения требований к тактическим и эксплуата-
ционным данным образца роль экспериментальных исследова-
ний и проверок в процессе проектирования становится все более
значительной. Поэтому стоимость испытаний и сроки их проведе-
ния неуклонно возрастают. Сказанное в первую очередь относит-
ся к летным испытаниям.
Для образцов авиационной техники свойственна характерная
особенность, которая заключается в том, что программа испыта-
ний состоит из двух частей — наземной и летной. Наземная от-
работка объединяет весь цикл работ, проводящихся на всех
уровнях от элемента до комплексной системы. Летная отработ-
ка ЛА является завершающим этапом и должна проводиться на
более высоком уровне.
Другой особенностью испытаний опытных образцов является
необходимость в последовательном (поэтапном) их проведении.
Это положение связано с высокими требованиями к организа-
ции и координации работ, рациональному использованию матери-
альных и людских ресурсов, необходимостью обеспечения высо-
кого качества испытаний в установленные сроки.
Исходя из сказанного весь объем испытаний, как правило,
делится на несколько основных этапов (категорий).
1.	Этап заводских (предварительных) ис-
пытаний, который выполняется головным разработчиком с
участием соразработчиков и НИИ отрасли; роль заказчика на
этом этапе сводится главным образом к знакомству с ходом
испытаний и при необходимости к проведению оценочных поле-
тов своим экипажем.
2.	Этап государственных (приемочных) ис-
пытаний, проводимый заказчиком с участием специалистов
промышленности. При испытаниях сложных авиационных комп-
лексов с целью расширения фронта работ и сокращения сроков
испытания проводятся совместной комиссией, в состав которой
входят представители промышленности и заказчика.
3.	Этап эксплуатационных испытаний, кото-
рый проводится испытательными организациями заказчика сов-
местно с эксплуатационными подразделениями и с участием пре-
дставителей промышленности.
В ряде случаев, определяемых специфическими особенностя-
ми образца, условиями его применения, а также возможностями
оснащения и расположения баз, из общего объема испытаний вы-
деляются специальные задачи, решаемые по отдельным програм-
мам.
64
3.2.	ЗАДАЧИ ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЙ
НА РАЗЛИЧНЫХ ЭТАПАХ СОЗДАНИЯ ЛА
Задачи летных испытаний на различных этапах создания ЛА
весьма разнообразны и в значительной мере определяются тре-
бованиями к его технико-экономическим данным, выбором и
степенью реализации новых технических решений, уровнем
научно-технического прогресса и рядом других факторов.
Содержание и объем натурных исследований предопределяют-
ся этапами создания опытного образца.
На стадии разработки технических предложений, когда фор-
мируется облик будущего ЛА, летные испытания являются сос-
тавной частью поисковых научно-исследовательских работ. По-
леты носят исследовательский характер; их задачами являются
апробация и выявление эффективности нововведений, оценки
возможности их последующей реализации.
Круг проблем, которые должны быть изучены и исследованы,
достаточно широк. Это может касаться новых аэродинамических
компоновок ЛА и их систем управления, схем силовых устано-
вок и принципов их функционирования, систем бортового и спе-
циального оборудования, основанных на новых физических прин-
ципах, применения новых материалов и т. п. По своему содержа-
нию поисковые работы носят достаточно общий характер. Их ре-
зультаты являются основой для проведения следующего этапа —
опережающих исследований, на котором решаются наиболее важ-
ные задачи, требующие исследования в натурных условиях ис-
ходя из концепции будущего ЛА. К числу задач относится, на-
пример, такие:
исследование особенностей аэродинамики, маневренности, ус-
тойчивости и управляемости, пилотирования вблизи критичес-
ких режимов, определяемых спецификой компоновки и систем
управления ЛА;
изучение особенностей работы двигателя и его систем в натур-
ных условиях;
оценка эффективности и особенностей работы пилотажно-на-
вигационных комплексов и систем бортового оборудования
(радиосвязного, светотехнического, электроснабжения, антенно-
фидерных устройств, жизнеобеспечения, противообледенитель-
ных систем и др.);
отработка систем безопасности полета и средств спасения эки-
пажа;
предварительная оценка работоспособности и стыковка спе-
циальных бортовых систем и их взаимодействия с наземными
средствами управления;
выработка требований к системам бортового и наземного
автоматизированного контроля и технического обслуживания.
Основной базой для подобного рода натурных исследований
являются серийные самолеты (вертолеты) с летно-техническими
65
характеристиками, по возможности близкими к проектируемо-
му ЛА. В зависимости от поставленных задач при создании ле-
тающих лабораторий в конструкцию серийного ЛА вносятся тре-
буемые конструктивные изменения, устанавливается экспери-
ментальное оборудование и контрольно-записывающая аппара-
тура.
В отдельных случаях, когда исследования на летающих лабора-
ториях не могут дать ответа на поставленные вопросы в необхо-
димом объеме вследствие их ограниченных технических возмож-
ностей, создается один или несколько экспериментальных ЛА
(самолетов-аналогов), которые по своим данным должны до-
статочно полно обеспечивать решение задач, стоящих перед лет-
ными испытаниями.
В процессе развития авиационной техники, расширения облас-
тей ее применения возникает необходимость в эксперименталь-
ной проверке режимов с повышенной опасностью. К ним, в час-
тности, относятся полеты на больших углах атаки, исследование
особенностей поведения ЛА новых аэродинамических компо-
новок в процессе сваливания и в штопоре, маневрирование при
больших перегрузках, близких к предельным физиологическим
возможностям летчика, полеты на предельно малых высотах над
различным рельефом местности и в условиях интенсивной тур-
булентности и др.
Обеспечение требований безопасности обуславливает необхо-
димость применения для подобного рода исследований беспилот-
ных ЛА — летающих моделей, сбрасываемых с самолета-носите-
ля или запускаемых с земли.
С выходом опытного образца (образцов) ЛА на аэродром на-
чинается важная и ответственная стадия его летных испытаний.
Это не значит, что к этому времени предшествующий этап созда-
ния завершен. При правильной организации для расширения и
углубления фронта работ летающие лаборатории и эксперимен-
тальные ЛА достаточно эффективно могут использоваться од-
новременно с опытными образцами.
В разд. 3.1 указывалось, что опытные ЛА проходят три стадии
летных испытаний: заводские, государственные и эксплуатаци-
онные испытания.
Целями заводских испытаний являются:
предварительное определение наиболее важных летных данных
ЛА и характеристик основных систем и агрегатов, входящих
в его состав;
проверка особенностей поведения ЛА и его жизненно важных
частей;
комплексная проверка и отработка систем бортового обору-
дования, а также систем и средств, обеспечивающих назначе-
ние ЛА;
оценка эксплуатационной технологичности средств наземно-
66
го обслуживания и работоспособности контрольно-поверочной
аппаратуры;
предварительное определение особенностей базирования, на-
дежности и эксплуатационных качеств ЛА;
проверка и отработка системы бортовых и внешнетраектор-
ных измерений, необходимой для проведения испытаний;
отработка математического обеспечения автоматизированной
обработки и анализа результатов летных испытаний;
выработка временных рекомендаций по пилотированию и
эксплуатации ЛА.
В процессе заводских испытаний гражданских ЛА важное мес-
то занимают вопросы сертификации — определение соответствия
ЛА и его эксплуатационной документации требованиям НЛГ и
доведения их до уровня этих требований.
Как указывалось, на этом этапе, проводимом фирмами-раз-
работчиками, заказчик принимает непосредственное участие в
оценке отдельных характеристик ЛА путем выполнения оценоч-
ных испытаний. Например, при создании самолета F-14 в США
было проведено три программы подобного рода испытаний. По
первой программе была исследована возможность эксплуатации
с авианосца, а также оценивалась эксплуатационная технологич-
ность и надежность. По второй — оценивались летно-технические
характеристики в ограниченном диапазоне скоростей, высот и
перегруз'ок, а также характеристики систем вооружения. Оценка
радиоэлектронного оборудования, полетные данные и работо-
способность систем вооружения в более широких областях при-
менения осуществлялись по третьей программе.
После заводских испытаний и выполнения необходимых до-
работок принимается решение о передаче образца на государ-
ственные испытания, которые проводятся в условиях,
по возможности близких к условиям применения ЛА (в различ-
ных климатических условиях, в различное время года и суток,
в установленных условиях аэродромного базирования и т. п.).
Конечной целью этих испытаний является определение и до-
ведение характеристик и данных ЛА до заданных тактико-тех-
ническими требованиями и нормами в объеме, необходимом для
принятия решения о запуске образца в серийное производство и
внедрения в эксплуатацию.
Целью государственных испытаний гражданского ЛА являет-
ся выборочная контрольная проверка и подтверждение соответ-
ствия ЛА требованиям НЛГ.
Одновременно с этими основными целями на этапе государ-
ственных испытаний решаются такие задачи как:
определение достаточности предъявленных средств наземного
обслуживания и оборудования для нормальной эксплуатации и
применения образца;
оценка уровня стандартизации и унификации комплектующих
67
агрегатов и изделий с учетом требуемой эксплуатационной тех-
нологичности, надежности и ресурса;
оценка физиолого-гигиенических условий жизнедеятельности
экипажей и выполнения требований инженерной психологии;
получение материалов для уточнения инструкции экипажу и
инструкции по эксплуатации ЛА.
Весьма существенной задачей является изыскание путей и их
апробация в процессе летных испытаний, позволяющих выра-
ботать конкретные мероприятия по доводке и дальнейшему со-
вершенствованию ЛА на стадии его производства и эксплуата-
ции.
Эксплуатационным испытаниям подвергаются
образцы головной серии, которые по своим основным тактичес-
ким и технико-экономическим данным соответствуют заданным
требованиям и нормам.
Эти испытания проводятся с целью всесторонней оценки экс-
плуатационных возможностей ЛА и средств его наземного об-
служивания, включая выявление особенностей применения в раз-
личных климатических условиях, оценку надежности, ремонто-
пригодности и сохраняемости в течение длительного времени,
предварительное определение технико-экономических показате-
лей, отработку методов организации воздушного движения и
ряда других задач.
Программа эксплуатационных испытаний гражданских ЛА
должна предусматривать дополнительную качественную провер-
ку летной годности в части, касающейся эксплуатации ЛА в ре-
альных производственных условиях.
3.3.	ТИПИЧНЫЕ ВИДЫ ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЙ
Виды летных испытаний регламентируются типовыми программами, ко-
торые наряду с общими характеристиками для различных типов ЛА отра-
жают специфические особенности, определяемые их назначением.
Все аспекты широкого круга задач, решаемых в процессе испытаний
опытных ЛА, будут рассмотрены в последующих выпусках настоящей
библиотеки. Здесь же ограничимся лишь кратким перечнем характери-
стик, определяемых в различных видах испытаний.
Программа летных испытаний, как правило, начинается с определения
основных летно-техннческнх данных ЛА, к которым от-
носятся высотно-скоростные характеристики, дальность н продолжитель-
ность полета, взлетно-посадочные характеристики, включая оценку пове-
дения ЛА в случаях прерванного и продолженного взлета н захода на по-
садку с отказавшим двигателем, ухода на второй круг.
Одновременно определяются маневренные характеристи-
ки, характеристики устойчивости н управляемое-
т н ЛА, особенности его пилотирования на неустановившихся режимах по-
лета, включая большие углы атаки, сваливание и штопор. При этом боль-
шое внимание уделяется оценке эффективности органов управления н ди-
намики полета в целом.
Прн поставке к началу испытаний нескольких образцов ЛА на одном
экземпляре в этот период проводятся прочностные испытания,
68
целью которых является определение нагрузок на основные элементы кон-
струкции ЛА при различных параметрах полета с достижением предельных
по условиям прочности, а также оценка безопасности ЛА от флаттера.
После отработки на ЛЛ силовая установка проходит полные
испытания на ЛА. Прн этом в первую очередь определяются эксплуатацион-
ные параметры н ограничения, оценивается устойчивость работы двигателя
на различных режимах полета, проверяется работа автоматических систем
ограничения н сигнализации предельных режимов двигателя, работоспо-
собность топливной, масляной и других систем, определяются характерис-
тики входных н выходных устройств н др.
По мере накопления по указанным видам испытаний и поступления но-
вых образцов ЛА фронт работ расширяется. Летным испытаниям подвер-
гается бортовое оборудование, включающее пилотажно-навн-
гационные комплексы, системы радиосвязного оборудования, электро-
снабжения, светотехнического оборудования, средства защиты от обле-
денения, средства обеспечения жизнедеятельности и т. п. Прн этом на началь-
ной стадии ставятся задачи оценки их работоспособности, их сопряжения н
взаимодействия, выявляются условия работы бортового оборудования. На
следующем этапе определяются технические н эксплуатационные данные,
включая точностные характеристики, помехозащищенность, эргономичес-
кую оценку рабочих мест экипажа и ряд других.
В процессе всех летных испытаний определяется надежность основных
комплектующих систем ЛА, оценивается уровень стандартизации н унифи-
кации, работоспособность наземного оборудования н эксплуатационная тех-
нологичность.
При летных испытаниях ЛА специального назначения наряду с перечис-
ленными задачами в программе большое место отводится испытаниям с
целью определения эффективности н соответствия заданным требованиям
специальных систем и ЛА в целом.
Следует заметить, что в соответствии с назначением н особенностями раз-
личных типов ЛА их испытания проводятся в широком диапазоне условий,
которые варьируются в зависимости от степени их влияния на те или иные
эксплуатационно-технические данные ЛА.
К такого рода характерным условиям относятся следующие:
диапазоны изменения скорости, высоты полета, перегрузок, центровки,
массы ЛА;
изменение конфигурации ЛА (применение средств механизации крыла,
тормозных щитков, шасси, различные варианты внешних подвесок, в том
числе асимметричные) ;
преднамеренные отказы различных систем в наиболее вероятном на пра-
ктике сочетании;
различные атмосферные н метеорологические факторы (температура,
давление, влажность, обледенение, облачность, турбулентность, время су-
ток и др.).
Постоянное повышение требований к качеству и эффективности новых
образцов авиационной техники требует всесторонней оценки надежности
жизненно важных систем н безопасности полетов с учетом возможных от-
казов и ошибок летного н наземного состава.
Эти задачи решаются на всех этапах летных испытаний на базе широкого
использования результатов наземных проверок и исследований посредст-
вом стендов н моделирующих комплексов.
3.4.	ПРИНЦИПЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПРОГРАММ ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЙ
Основными документами для процесса испытаний являются
программы и методики проведения испытаний. Как указывалось
69
в разд. 3.2, их общий объем включает в себя наземные и летные
испытания, которые, в свою очередь, подразделяются на отдель-
ные этапы и стадии исходя из конечных задач каждого из них.
Общая программа испытаний представляет собой комплексную
программу, в которой учитывается специфика каждого уровня
и предусмотрено рациональное распределение объема между от-
дельными этапами.
Принимая во внимание сложность и высокую стоимость лет-
ных испытаний, становится очевидным, что следует стремиться
к их сокращению путем расширения круга задач, решаемых в на-
земных условиях, в первую очередь путем широкого примене-
ния математического и полунатурного моделирования. Однако
по ряду причин практическая реализация такого подхода встре-
чает существенные трудности. Дело в том, что возможности на-
земных исследований и отработки систем, их взаимодействия и
выявление свойств ЛА в целом ограничены в силу ряда обстоя-
тельств, в том числе вследствие большой сложности моделирова-
ния реальных условий, которые действуют на систему человек —
машина в полетах. Поэтому при формировании комплексной
программы вопрос о содержании и объеме наземных и летных
испытаний совместно с другими факторами должен решаться
исходя из требований к достоверности получаемых результатов.
Содержание отдельных этапов летных испытаний, как указы-
валось выше, определяется конечными задачами каждого из них.
При этом следует отметить два обстоятельства.
Во-первых, при распределении видов испытаний между отдель-
ными опытными образцами необходимо предусматривать воз-
можность максимального комплексирования полетных заданий
и при необходимости оперативного их изменения с учетом реа-
лизованной структуры бортовых информационно-измеритель-
ных систем.
Во-вторых, даже при высокой квалификации и большом опы-
те специалистов, формирующих программу, трудно предвидеть
все возможные комбинации состояний систем и полетных ситуа-
ций, которые должны быть оценены и проверены при испытани-
ях. В связи с этим при составлении программы особое внимание
следует уделять проверке функционирования и определению
необходимых характеристик ЛА на предельных эксплуатацион-
ных режимах.
Комплексные программы летных испытаний и наземных ра-
бот в их обеспечение должны содержать следующие основные
разделы:
’’Объект испытани й”, в котором указывают наимено-
вание и число испытываемых образцов, их комплектацию и
порядок поставки.
’’Цель испытани й”, в котором формулируются конк-
ретные задачи, которые должны быть достигнуты и решены в
процессе каждого этапа.
70
’’Общие положени я”, содержащие сведения о месте и
продолжительности испытаний, организациях, участвующих в
них, ранее проведеннных испытаниях и документах, характери-
зующих качество отработки ЛА.
’’Объем испытани й”, включающий перечень этапов,
распределение видов испытаний по отдельным образцам, коли-
чество и продолжительность экспериментов, последовательность
и режимы полетов.
’’Порядок проведения испытаний”, который
включает в себя условия проведения экспериментов: условия
начала и завершения отдельных этапов, имеющиеся ограничения
по эксплуатации ЛА и меры безопасности, требования к техни-
ческому обслуживанию.
”М атериально-техническое и метрологи-
ческое обеспечени е”, содержащее перечень конкретных
средств и мероприятий, необходимых для проведения испытаний
в запланированном объеме.
При подготовке комплексной программы в качестве основы
используются типовые программы, в которых в обобщенной
форме определены основные виды и объемы летных и наземных
испытаний применительно к типу ЛА в соответствии с его назна-
чением.
На основе общей программы перед началом испытаний раз-
рабатываются рабочие программы, в которых конкретизируются
отдельные положения с учетом комплектации образцов и сроков
их поставки, а также методов испытаний.
3.5.	ПРИНЦИПЫ ФОРМИРОВАНИЯ МЕТОДИК ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЙ
Методика — документ, обязательный к выполнению в процес-
се проведения испытаний, в котором изложена совокупность
способов, методов, приемов для последовательного и наиболее
целесообразного выполнения операций по контролю и оценке
одной или нескольких взаимосвязанных конкретных характе-
ристик, свойств образца и комплектующих его систем.
Методики разрабатываются применительно к программе ис-
пытания и включают в себя все вопросы, которые не отражены
в требуемом объеме в общих типовых методических руководс-
твах по испытаниям авиационной техники. При этом должны
быть по возможности полно учтены все специфические особен-
ности ЛА, бортовой и наземной информационно-измерительной
системы, а также средств обработки полетной информации.
Методики предусматривают применение наиболее прогрессив-
ных, технически и экономически обоснованных методов прове-
дения испытаний с использованием результатов расчетных и эк-
спериментальных данных для наиболее эффективного и достове-
рного решения задач, обусловленных программой.
71
В отдельных случаях, например при определении характерис-
тик на базе статистических методов или при испытаниях, требу-
ющих большого времени (определение надежности, ресурса и
т. п.), методика должна предусматривать возможность проведе-
ния ускоренных испытаний.
Методика разрабатывается с целью установления порядка про-
верки и оценки конкретных характеристик (свойств, показате-
лей) опытного образца заданным требованиям и соответствую-
щим нормам. Она устанавливает последовательность, критерии
и точность оценки результатов испытаний.
Обычно методика подобно программе состоит из разделов,
основное содержание которых сводится к следующему.
В разделе ”О бъект испытаний” указывается состав
объекта испытаний, а также особенности его функционирования,
существенные для применения методики.
В разделе ’’Цель испытаний” формулируются конеч-
ные задачи проверки и оценки характеристик, указанных в наи-
меновании методики.
В разделе ’’Условия и порядок проведения
и с п ы т а н и й” указываются их последовательность, методы
имитации отдельных процессов и явлений, необходимые для при-
ближения к реальным (заданным) условиям, особенности фун-
кционирования испытываемых средств и порядок их взаимодей-
ствия, обосновываются избранные методы испытаний, приводит-
ся перечень показателей, количественно и качественно выражаю-
щих оцениваемую характеристику.
В разделе ”М атериально-техническое и мет-
рологическое обеспечение” оговариваются методи-
ческие особенности использования технических средств и средств
измерений применительно к конкретным пунктам программы
испытаний, формулируются взаимосвязь и последовательность
работ в воздухе и наземных работ, включая вопросы моделиро-
вания.
В разделе ”М атематическое обеспеченней
оценка результатов испытаний” излагаются ос-
новные характеристики технологической линии автоматизиро-
ванной обработки, алгоритмы и требования к программам, со-
держащие вопросы приведения летных данных ЛА к заданным
условиям, методологию синтеза и анализа результатов единич-
ных полетов и их совокупности.
3.6.	НАЗЕМНЫЕ ИСПЫТАНИЯ И ИХ РОЛЬ
В ОБЩЕМ ПРОЦЕССЕ ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЙ ЛА
Разветвленные наземные испытания являются обязательным компонен-
том всего комплекса испытаний. Они применяются как при подготовке ЛА
к первому вылету, так и в процессе текущей (межполетной) подготовки.
72
Говоря о наземных испытаниях, обычно имеют в виду проверку и от-
работку штатных систем, установленных на борту ЛА. Преимуществом
их является использование полного комплекта реальной аппаратуры со все-
ми связями н коммуникациями, реальной кабины экипажа н всех линий уп-
равления. В их состав обычно не включаются работы по обслуживанию ЛА
и его систем.
Перед наземными испытаниями ставятся следующие цели:
пронерка работоспособности агрегатов и систем, устранение дефектов;
снятие контрольных характеристик функционирования;
настройка регулируемых параметров объектов испытаний н сопряжен-
ных с ним систем;
анализ особенностей в функционировании систем, обнаруженных в
полетах;
тарировка измерительной аппаратуры, установленной на борту ЛА.
В эти виды работ входит также определение характеристик, которые
должны оцениваться в наземных условиях. Сюда относятся взвешивание
(определение массы), определение центровки, девиации компасов, выстав-
ка пилотажно-навигационных систем, снятие частотных характеристик
систем управления, определение характеристик топливных систем, элемен-
тен систем аварийных выходов н покидания н т. п. При отсутствии полного
тренажера наземные испытания используются также для тренировки экипа-
жа и контроля его подготовки к испытательным полетам. Здесь главным
образом оцениваются действия в особых случаях.
Необходимо подчеркнуть, что наземные испытания отличаются от обыч-
ного опробования систем (выполняемого в процессе обслуживания и под-
готовки к вылету) наличием измерений.
Практика показывает, что даже простая проверка функционирования
без имитации нагрузок, но с использованием измерений, позволяет осущес-
твить отладку систем и выявить многие дефекты.
К дефектам, выявленным при наземных испытаниях, относятся в пер-
вую очередь нарушения технологии или монтажа, негерметичность трубо-
проводов, механические повреждения н т. п.
Проверка механического срабатывания агрегатов с измерением соответ-
ствующих интервалов времени дает весьма ценную информацию и являет-
ся обязательной. Поскольку на ЛА устанавливается оборудование много-
разового действия, такие наземные испытания являются штатным режимом.
Обязательным следует считать испытания систем управления ЛА, вклю-
чающие контроль перемещения рычагов, полных отклонений органов уп-
равления и загрузки, изменения конфигурации, выпуска н уборкн шасси,
а также проверку выпуска и уборки других подвижных элементов. При
этом измеряются время уборкн или выпуска, величины полного хода,
усилия на рычагах управления. Особое внимание должно быть обращено на
срабатывание сигнализации.
Проверке в наземных условиях подвергаются средства жизнеобеспе-
чения н аварийного покидания. Такого рода испытания проводят как пе-
ред первым вылетом, так н периодически, они включают контроль прохож-
дения катапультных кресел через кабину н люки, сброс крышек и фонарей,
выпуск аварийных трапов н др.
Создание диагностического оборудования, специальных имитаторов,
подвижных стендов н, наконец, подготовка технических позиций для про-
верок позволяют воспроизводить в наземных испытаниях соответствую-
щие внешние условия н имитировать режимы полета.
73
4.	ОРГАНИЗАЦИЯ ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЙ
4.1.	ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ОРГАНИЗАЦИИ
ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЙ
В связи с существенными отличиями летных испытаний от
других этапов процесса создания ЛА, как правило, возникает
необходимость в мероприятиях по организации летных испыта-
ний с учетом их специфических особенностей, к которым отно-
сятся:
большое число одновременно участвующих в испытаниях пре-
дприятий различной ведомственной подчиненности и необходи-
мость корректировки объединяющей их организационной струк-
туры;
значительное рассредоточение испытательных баз в соответ-
ствии с условиями испытаний;
большие объем, стоимость и сроки подготовительных работ;
необходимость проведения дополнительных исследований,
опытно-конструкторских и производственных работ для дора-
ботки систем;
необходимость обеспечения безопасности испытаний и воз-
можный выход из строя испытываемых образцов.
При разработке организационной структуры и методов, со-
ответствующих рациональной организации и обеспечивающих
эффективное решение указанных выше задач, необходимо учи-
тывать следующие основные положения:
единство главных целей организации процесса создания и лет-
ных испытаний ЛА;
необходимость комплексного решения организационных задач
на всех этапах создания ЛА;
обязательное соответствие всех элементов организации основ-
ным целям данного вида летных испытаний;
необходимость обоснованной специализации при выполнении
исследовательских и испытательных работ в процессе подготов-
ки и проведения летных испытаний; целесообразность органи-
зации этих работ в соответствии с директивными и нормативно-
техническими документами;
систематическое совершенствование методов управления про-
цессом летных испытаний.
Организация летных испытаний, как и любого сложного про-
изводственного процесса, включает в себя комплекс меропри-
ятий по выбору или созданию рациональной организационной
структуры, соответствующей основным целям испытаний, и соз-
данию оптимальной системы управления, обеспечивающей дос-
74
тижение поставленных целей с минимальными потерями време-
ни и средств.
Как показывает отечественная и зарубежная практика само-
летостроения, испытания ЛА и их функциональных систем, а
также сопутствующие им исследования на стендах, моделиру-
ющих комплексах, экспериментальных ЛА и летающих лабора-
ториях проводятся соответствующими подразделениями разра-
ботчиков, научно-исследовательскими учреждениями, специали-
зированными и эксплуатирующими организациями заказчика.
В некоторых случаях (например, при создании самолета Пана-
виа) к испытаниям привлекаются фирмы нескольких стран,
участвующих в разработке.
Однако каждая из этих организаций в отдельности может вы-
полнять лишь часть работ, связанных с испытаниями ЛА.
Для проведения летных испытаний опытных образцов в пол-
ном объеме требуется организационное объединение всех учас-
тников, т. е. по существу построение специальной организацион-
ной структуры. Как правило, такая структура может быть соз-
дана на базе существующих предприятий; форма этой структу-
ры, степень интеграции отдельных подразделений и связи меж-
ду ними определяются задачами конкретного этапа испытаний.
Одной из рациональных форм организационной структуры
может быть комплексная испытательная бригада, представляю-
щая собой совокупность групп специалистов по отдельным фун-
кциональным системам ЛА, например, системе управления, си-
ловой установке, бортовому оборудованию, средствам наземно-
го обслуживания (СНО), и по тематическим направлениям, объе-
диненным для решения общих задач летных испытаний. Рабочие
группы могут формироваться из специалистов всех или части
указанных выше организаций. Опыт создания ЛА в США (F-15,
F-18 и др.) показывает, что подобные организационные структу-
Рис. 4.1. Типовая структура испытательной бригады
75
ры позволяют обеспечить высокий научно-технический уровень и
эффективность испытаний практически на всех этапах их прове-
дения.
Примерная типовая структура испытательной бригады пока-
зана на рис. 4.1.
Основной задачей испытательной бригады является проведе-
ние летных и стендовых испытаний отдельных систем и ЛА в
целом в объеме, достаточном для оценки его соответствия нор-
мам летной годности, техническим требованиям и другим норма-
тивным документам. В ряде случаев отдельные виды наземных
и летных испытаний ЛА и его систем, а также специальные ис-
следования в интересах испытаний и доводки авиационной тех-
ники могут выполняться научно-исследовательскими и испыта-
тельными организациями промышленности и заказчика.
Как отмечалось выше, второй составной частью организаци-
онной работы по подготовке и проведению летных испытаний
является создание оптимальной системы управления выбранной
организационной структурой.
В настоящее время наиболее эффективными методами управ-
ления сложными производственными процессами, в том числе
и процессом создания ЛА, являются различные формы целево-
го управления. Современная теория организации рассматрива-
ет системный анализ как основу проектирования сложных ор-
ганизационных структур и их систем управления. При этом фун-
кция управления заключается в интеграции различных видов
деятельности организационной структуры, необходимой для дос-
тижения поставленных целей. Основное внимание уделяется соз-
данию условий для рационального взаимодействия и взаимосвя-
зи отдельных звеньев и выполняемых ими функций в интересах
решения поставленных задач в целом.
Система управления летными испытаниями должна базировать-
ся на основных принципах управления социалистическим про-
изводством, например, таких как плановость и соблюдение ре-
жима экономии, сочетание моральных и материальных стимулов
в труде и др. В то же время система должна в максимальной
степени учитывать особенности процесса летных испытаний и
общие закономерности их организации. Сложность современных
ЛА и их систем, значительная стоимость испытаний, необходи-
мость координации деятельности большого числа организаций,
участвующих в проектировании, постройке и летных испытаниях
ЛА, четкого согласования их действия по техническим результа-
там и срокам, — эти и ряд других факторов определяют особые
требования к уровню и методам управления всем процессом.
В процессе подготовки и проведения летных испытаний систе-
ма управления выполняет ряд функций, которые условно можно
объединить в три основные группы: планирование, технико-
экономическое обеспечение и организация работ.
Планирование испытаний является одной из глав-
76
ных функций целевого управления. Круг задач, связанных с пла-
нированием летных испытаний, весьма широк и разнообразен,
а их решение, выполняемое на различных уровнях системы
управления, охватывает по существу весь период создания ЛА.
На начальной стадии работ, при определении программы соз-
дания ЛА, необходимо давать оценку общих сроков и затрат на
летные испытания; как правило, такая оценка формируется на ос-
нове методов прогнозирования. На этом же этапе должна быть
решена одна из основных задач планирования — сформулирова-
ны главные цели летных испытаний. Несмотря на очевидность и
кажущуюся простоту данной задачи (с учетом действующих нор-
мативных документов), ее решению следует уделять самое серь-
езное внимание, так как своевременное и правильное регламен-
тирование целей летных испытаний имеет важное значение для
всего процесса создания ЛА. Изменение первоначально установ-
ленных целей при подготовке летных испытаний, а тем более в
процессе их проведения, может в ряде случаев привести к су-
щественному снижению эффективности работ.
К числу важнейших и к тому же весьма сложных и трудоем-
ких функций системы управления относится непосредственное
планирование (перспективное и оперативное) летных испытаний.
Основной задачей различных звеньев системы управления при ре-
ализации функции перспективного планирования является раз-
работка комплексных планов проведения, технико-экономичес-
кого обеспечения и финансирования летных испытаний, их сог-
ласование с общими планами создания ЛА.
Комплексный план летных испытаний, как правило, регламен-
тирует и координирует следующие основные направления дея-
тельности :
проведение опережающих и сопутствующих научно-исследо-
вательских и опытно-конструкторских работ в интересах летных
испытаний;
отработку, испытания (наземные и летные) и сертификацию
функциональных систем и ЛА в целом.
Достаточно высокая эффективность летных испытаний обес-
печивается в тех случаях, когда перспективное планирование
осуществляется на раннем этапе создания ЛА и охватывает весь
период испытаний. Следует иметь в виду, что для повышения
достоверности такого плана необходимо использовать статисти-
ческие материалы о ходе испытаний предшествующих ЛА.
Оперативное планирование должно обеспечивать конкретиза-
цию и детализацию перспективного плана и его уточнение на ос-
нове анализа хода летных испытаний.
Технико-экономическое обеспечение (ТЭО)
летных испытаний характеризуется широкой номенклатурой ра-
бот, необходимостью выполнения большого объема работ задол-
го до начала летных испытаний, значительными финансовыми
затратами.
77
К основным функциям системы управления в части органи-
зации и реализации ТЭО относятся:
подготовка экспериментальной базы и материально-техничес-
кое обеспечение (МТО) опережающих (но проводящихся в инте-
ресах летных испытаний) и сопутствующих НИР и ОКР в соот-
ветствии с планом работ;
подготовка баз для испытаний функциональных систем и ЛА
в целом;
создание необходимого количества функциональных систем
и ЛА;
подготовка и реализация методического и метрологического
обеспечения летных испытаний.
При больших темпах совершенствования авиационной техни-
ки для реализации практически каждой из указанных функций
требуются значительные затраты времени и средств. Поэтому для
достижения достаточно высокого уровня ТЭО, позволяющего
поддерживать приемлемую эффективность летных испытаний,
необходимо разрабатывать и реализовывать комплексный план
распределения материальных и финансовых ресурсов по органи-
зациям, участвующим в их подготовке и проведении. Этот план
должен разрабатываться одновременно с общим планом созда-
ния ЛА и согласовываться с ним по номенклатуре, срокам и
объемам работ всех организаций-участников испытания.
Организация работ. Система управления в процессе
организации работ осуществляет следующие функции:
распределение работ между организациями и координацию их
деятельности для достижения основных целей летных испытаний
на основе формализованной структуры подчиненности;
обеспечение специалистов всех уровней системы управления
необходимой информацией о ходе работ;
систематический контроль за ходом работ на основе анализа
плановой и фактической информации;
руководство ходом работ, в том числе формулирование и реа-
лизацию решений.
Организация работ является по существу структурной и ад-
министративной основой, обеспечивающей объединение и коор-
динацию деятельности предприятий для достижения целей лет-
ных испытаний практически на всех этапах их подготовки и про-
ведения. Поэтому организационная структура системы управ-
ления и правовые основы, регламентирующие взаимоотношения
участников испытаний, также должны определяться при форми-
ровании комплексного плана создания ЛА и действовать на всех
этапах создания.
4.2.	ПОКАЗАТЕЛИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЙ
Учитывая, что в настоящее время недостаточно разработаны
общая система показателей и методика оценки эффективности
78
с учетом стоимости, а также тот факт, что сроки летных испыта-
ний во многих случаях имеют наиболее важное значение, ниже
рассматривается система показателей для планирования и анали-
за эффективности процесса летных испытаний, с точки зрения их
продолжительности.
Прежде чем перейти к обоснованию показателей, рассмотрим
основные факторы, определяющие продолжительность летных
испытаний, все многообразие которых можно условно разделить
на три группы.
К первой группе относятся факторы, связанные с проектиро-
ванием и производством летательного аппарата. Наиболее сущес-
твенными из них являются сложность и новизна систем и ЛА в
целом, надежность элементов, объем научно-исследовательских
и опытно-конструкторских работ, качество изготовления и отра-
ботки систем на этапах создания, предшествующих летным ис-
пытаниям опытных образцов.
Во вторую группу входят все факторы, связанные с техничес-
кой подготовкой летных испытаний, такие как уровень предва-
рительной проработки эксперимента и отработки методики ис-
пытаний, совершенство методики обработки и анализа резуль-
татов, подготовка летных и наземных экипажей и др.
И, наконец, третья группа объединяет факторы, связанные с
организацией летных испытаний. К ним относятся планирование
и технико-экономическое обеспечение, организация наземных
работ и летного эксперимента, уровень управления и т. д.
В качестве одного из общих показателей эффективности це-
лесообразно принять коэффициент эффективности использова-
ния времени, характеризующий объем полезной работы, выпол-
ненной в единицу времени,
'<Э	71
1 И
(4-1)
и его удельное значение (отнесенное к условному количеству
самолетов, находящихся на испытаниях в течение всего срока их
проведения)
- 17э
V =——
пт7с
(4.2)
В выражениях (4.1) и (4.2) ЛГпр — общее количество полетов
по программе, необходимое для определения потребного объема
характеристик ЛА на рассматриваемом этапе или при проведе-
нии определенного вида испытаний; Ти — продолжительность
проведения того же этапа или вида испытаний; п— общее коли-
чество ЛА, участвующих в испытаниях; т]с — коэффициент ис-
пользования самолетов — относительное среднее время нахожде-
ния одного самолета на испытаниях [ см. (4.9) ].
79
Для оценки влияния наиболее существенных из перечислен-
ных факторов на продолжительность испытаний используется
ряд частных показателей.
Факторы, отнесенные к первой группе и характеризующие
сложность и новизну летательного аппарата, уровень предвари-
тельной проработки, качество проектирования и отработки сис-
тем, наряду с изменением объекта программы Nn^ оказывают
влияние на продолжительность летных испытании вследствие
дополнительных затрат времени и полетов для выполнения и
проверки результатов доработок, устранения дефектов, повторе-
ния незачетных программных полетов.
В качестве основных показателей для оценки влияния факто-
ров данной группы целесообразно использовать коэффициенты:
отработочных полетов
,	_ ^ОТ£. .
от₽ Mip ’
(4.3)
зачетности программных полетов
h =
гезач
____^пр
^пр + ^пр.н
(4.4)
где NOTp — количество полетов, выполненных для проверки про-
изведенных в процессе испытаний доработок систем; ЛГПр н —
количество полетов, выполняющихся по программе испытаний,
но незачетных вследствие имевших место отказов систем и эле-
ментов.
Влияние уровня технической подготовки на продолжитель-
ность летных испытаний определяется в общем случае количест-
вом дополнительных полетов N п, включающих повторные
полеты для оценки мероприятий по устранению выявленных
дефектов, незачетных полетов из-за ошибок наземных и летных
экипажей, недостатков организации и т. п. Поэтому в качестве
показателя уровня технической подготовки целесообразно
принять коэффициент технических полетов, равный отношению
h —
"т.п
^т.п
Nnp ’
(4.5)
Основной задачей рациональной организации летных испыта-
ний (при условии, что их продолжительность является опреде-
ляющей характеристикой) является выполнение необходимого
объема наземных и летных работ за минимальное время. Исходя
из этого, для характеристики уровня организации испытаний
выбираются следующие показатели:
80
коэффициент интенсивности полетов
(4.6)
коэффициент использования времени
ч.(4.7)
коэффициент использования полетов
N
feHc=i-^;	(4.8)
коэффициент использования самолетов
<4'9>
В выражениях (4.6) ... (4.9)	— общее количество полетов,
выполняемых на рассматриваемом этапе испытаний; Ts — вре-
менной объем испытаний, т. е. суммарное количество самолето-
дней (ч), затраченное на проведение данного этапа испытаний;
Тпол — полезное время испытаний; А^оп — количество полетов,
непосредственно не связанных с задачами летных испытаний
(например, тренировочные полеты, перебазирование на другие
аэродромы и т. п.).
Связь удельного коэффициента эффективности использова-
ния времени с частными показателями определяется выраже-
нием
_ _________^ис__________
** Э	1 / ъ + k + k
х/«зач "отр "т.п
(4.10)
В соответствии с (4.1) и (4.2) зависимость продолжительнос-
ти летных испытаний от их объема, числа участвующих летатель-
ных аппаратов и показателей 1?э, ijc выражается формулой
у — Nnv
и ЧэЧсп
(4.И)
Таким образом, приведенная система показателей отражает
влияние на продолжительность летных испытаний уровня техни-
ческого совершенства новой авиационной техники, подготовки
и организации испытаний.
81
В заключение необходимо отметить, что влияние отдельных
факторов на эффективность использования времени и, следо-
вательно, на продолжительность летных испытаний различно, что
позволяет предъявлять различные требования к точности опреде-
ления тех или иных показателей.
Следует также иметь в виду, что согласно зависимости (4.11)
темп роста продолжительности испытаний обратно пропорцио-
нален квадрату показателя . Поэтому малые значения коэффи-
циента эффективности использования времени могут приводить
к существенным ошибкам в выдерживании заданной продол-
жительности испытаний при изменении каких-либо из определя-
ющих его показателей.
4.3.	ПЛАНИРОВАНИЕ ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЙ
При разнообразии задач, применяемых средств и видов работ,
выполняемых различными предприятиями, планирование, конт-
роль и корректировка планов на основе количественного анали-
за процесса испытаний оказывают существенное влияние на их
эффективность. Как отмечалось выше, в разные периоды време-
ни различные звенья системы управления осуществляют перспек-
тивное и оперативное планирование.
Перспективное планирование позволяет реализовать преиму-
щества системного подхода к организации летных испытаний пу-
тем оптимальной увязки всего многообразия работ с главными
целями создания ЛА. Применительно к процессу летных испыта-
ний следует рассмотреть два этапа перспективного планирования:
укрупненную оценку продолжительности и стоимости летных ис-
пытаний при формировании общей программы создания ЛА и
разработку комплексного плана и технико-экономического
обеспечения.
Укрупненная оценка продолжительности и стоимости летных
испытаний осуществляется на ранней стадии создания ЛА, в ус-
ловиях неполной информации о процессе разработки отдельных
функциональных систем и всего ЛА. Поэтому такая оценка, как
правило, выполняется методами прогнозирования.
К числу наиболее распространенных моделей для оценки, например,
стоимости летных испытаний относятся регрессионные модели вида
п
С = о о + s о.Х,-;
1=1
Д а;
С = о0 + П X.
i=l
(4.12)
(4.13)
где eg. °i> ai — параметры регрессионных зависимостей.
В качестве параметров Х(-, определяющих стоимость С, выбираются ос-
82
новные конструктивные (взлетная масса, площадь крыла и т. п.) или так-
тико-технические характеристики ЛА (максимальная или крейсерская ско-
рость, скороподъемность н др.), либо основные характеристики процесса
летных испытаний (общий объем, количество образцов ЛА, участвующих
в испытаниях н др.).
Определение регрессионных зависимостей стоимоств летных испытаний
от параметров Xj осуществляется на основе ретроспективных массивов
информации. Номенклатура параметров и их число определяются исходя
из необходимости обеспечения заданной точности прогнозирования с уче-
том располагаемого объема информации на различных этапах планиро-
вания.
Комплексный план летных испытаний и их технико-экономи-
ческого обеспечения разрабатывается на ранней стадии создания
ЛА и уточняется по мере накопления информации о ходе проек-
тирования, постройки, испытаний его функциональных систем.
План формируется в соответствии с общей программой созда-
ния ЛА и должен охватывать такие направления деятельности,
как проведение НИР и ОКР в интересах летных испытаний, соз-
дание необходимого количества функциональных систем и ЛА,
подготовку испытательных баз, реализацию других мероприя-
тий по ТЭО, испытания и отработку отдельных функциональных
систем на стендах и летающих лабораториях, летные испытания
и сертификацию опытных и предсерийных образцов. План вклю-
чает основные виды работ, необходимое материально-техничес-
кое обеспечение, сроки начала и окончания работ.
Для разработки календарных графиков (линейных или сете-
вых в зависимости от сложности процесса) необходимо знание
трудоемкости этих работ или нормативов, позволяющих рассчи-
тывать ее значения.
При перспективном планировании летных испытаний опреде-
ление этих характеристик часто представляется затруднитель-
ным, поэтому наряду с нормативами используются и другие дан-
ные, в том числе и статистические.
Не имея возможности осветить в настоящей книге все аспек-
ты планирования, рассмотрим одну из важных составных его час-
тей — методику определения потребного для проведения испы-
таний в заданные сроки количества ЛА и интервалов их поступ-
ления, основанную на изложенной выше системе показателей
эффективности.
Алгоритм определения потребного количества ЛА формиру-
ется из следующих соображений.
На рис. 4.2 приведена типичная схема проведения летных
испытаний, в которых участвуют п образцов ЛА. Каждому об-
разцу соответствуют свои значения интервала поступления
АТ,-, времени испытаний tSl- и коэффициента эффективности ис-
пользования времени т?Э1-, а также количество программных по-
летов Nnpi.
Согласно схеме общий временной объем испытаний
= S t£l-.
' 1	83
Годы поступлении
Рис. 4.2. Схема поступления ЛА на испытания
Если за начало испытаний принять время первого вылета опыт-
ного ЛА и считать, что все экземпляры ЛА участвуют в испыта-
ниях до их окончания, то
Ts = пТи - S ДТ,-.	(4.14)
i=2
Отсюда необходимое для проведения летных испытаний в
заданное время количество ЛА
л
Ts + S ДТ,-
п=------------- (4.15)
Ти
В случае, когда интервалы времени между поступлением всех
ЛА равны, т. е.
ДТ,- -ДТ,—j = ДТ,
необходимое для обеспечения потребного временного объема
летных испытаний число ЛА будет определяться выражением
„ 2ТЦ+ДТ /1ТН+ДТ , 2Т£
П 2ДТ * 2ДТ ) ДТ *	(4-16)
Таким образом, потребное количество ЛА в соответствии
с выражениями (4.15), (4.16) определяется общим временным
84
объемом летных испытаний Ту и интервалами поступления ЛА
ДТ,-.
Интервалы поступления ЛА зависят от мощности производст-
венной базы и размеров финансирования. Если указанные факто-
ры не ограничивают интервалы поступления, то последние необ-
ходимо выбирать исходя из обеспечения максимальных значе-
ний коэффициентов использования ЛА и эффективности исполь-
зования времени при проведении испытаний (с учетом отработ-
ки систем на стендах и летающих лабораториях).
Общий временной объем Т£ определяется следующим обра-
зом.
Программа летных испытаний регламентирует необходимое
количество полетов для проведения испытаний всех функцио-
нальных систем ЛА Nji,rp,e j = 1, 2,..., т — виды испытаний (оп-
ределение характеристик систем, их сопряжения и т. д.), I =
= 1,2,..., k — функциональные системы ЛА.
Время, потребное для проведения одного вида испытаний
каждой системы, в соответствии с (4.1)
и, следовательно, общий временной объем летных испытаний ЛА
j=m
Т* =	(4.18)
1=1
Как отмечалось выше, коэффициент эффективности использо-
вания времени 1?э определяется частными показателями процес-
са летных испытаний. Таким образом, для определения общего
временного объема испытаний Т£, а следовательно, и потребно-
го количества ЛА п необходимо получить значения частных по-
казателей для всех видов испытаний и функциональных систем.
Следует заметить, что на ранней стадии создания ЛА отсутст-
вует необходимая информация о затратах времени и количестве
полетов, потребных для отработки новых систем, а также о ряде
других характеристик хода летных испытаний разрабатываемого
ЛА, что исключает возможность определения некоторых пока-
зателей по материалам технических предложений или эскизного
проекта и требует привлечения статистического материала, по-
лученного при испытаниях и эксплуатации предшествующих ЛА.
Такой подход, естественно, снижает достоверность получае-
мых оценок, однако в настоящее время он является единствен-
но возможным на этой стадии создания ЛА. Для повышения
достоверности плана летных испытаний необходима его коррек-
тировка по мере накопления данных на различных стадиях про-
ектирования и испытаний.
85
На основе проектных материалов можно определить объем
летных испытаний (число полетов Nnp), коэффициенты интен-
сивности полетов йи и зачетности fe3a4. Все остальные показате-
ли, как правило, могут быть определены только по результатам
испытаний ЛА, близких по своим характеристикам и структуре
к разрабатываемому.
Как отмечалось выше, для решения основных задач летных
испытаний ЛА необходимо определить совокупность показате-
лей й характеристик, составляющих общую матрицу Ф. Перечень
таких характеристик при выбранной структуре ЛА либо пронор-
мирован, либо может быть достаточно полно определен на осно-
ве существующих нормативно-технических и методических до-
кументов.
На практике оценка характеристик ЛА осуществляется в дис-
кретных точках фазового пространства ожидаемых условий экс-
плуатации, поэтому для получения аппроксимирующей функции
или математической модели той или иной характеристики необ-
ходимо выполнить определенное число различных режимов. Пот-
ребное количество таких режимов, параметры, характеризующие
их, а также необходимое для их выполнения число полетов дол-
жны определяться на основе математического и полунатурного
моделирования методами планирования летного эксперимента.
Возможен и другой, упрощенный способ разработки програм-
мы испытаний на базе типовой программы и опыта испытаний
предшествующих ЛА.
Необходимо отметить, что типовая программа разрабатывает-
ся на основе опыта испытаний существующих ЛА и соответству-
ет определенному уровню развития авиационной техники. Поэто-
му при определении объема полетов в процессе планирования
испытаний перспективного ЛА ее следует рассматривать как ос-
нову, на которой строится рабочая программа.
Коэффициент интенсивности полетов feM характеризует затра-
ты времени на выполнение одного полета при проведении различ-
ных видов (или этапов) испытаний. По материалам летных ис-
пытаний его следует определять в соответствии с (4.6), как от-
ношение общего количества полетов, выполняемых на опреде-
ленном этапе, к временному объему этого этапа.
В процессе проектирования, когда специалисты не распола-
гают указанными характеристиками, коэффициент k„ может
быть определен исходя из затрат времени на техническое обслу-
живание и подготовку ЛА к полету, включающих этапы предва-
рительной, предполетной и послеполетной подготовки, подготов-
ки к повторному вылету с учетом времени на обработку и ана-
лиз материалов, комплексные осмотры и регламентные работы.
Эти затраты по существу определяют время эксплуатации
i3KC, необходимое для выполнения одного полета. Поскольку
в этом случае не учитываются затраты времени на определение
причин отказов и их устранение, на доработку функциональных
86
систем ЛА, а также потери времени, обусловленные причинами
организационного и технического характера, суммарные затраты
времени на подготовку и проведение полета
f .. = *п + f3KC
X,J ^(1-»?отР)’
где £п — время полета.
Следовательно, коэффициент интенсивности полетов может
быть определен как
.	_	1	_	(1 ~7?отр)
и * Ху	*П + *ЭКС
Коэффициент зачетности fe3a4 представляет собой отношение
количества полетов, предусмотренных программой этапа или ви-
да испытаний, к фактически выполненному, включая и неза-
четные полеты.
Поскольку требования по надежности являются составной
частью общих технических требований, предъявляемых к ЛА и
его системам и реализуемых при их разработке, коэффициент
зачетности может быть определен в процессе проектирования
следующим образом. Одним из основных количественных по-
казателей надежности систем, оцениваемых на этапе проектиро-
вания, является вероятность безотказной работы системы за
время выполнения задания Рб 3. На основе полученных значений
Рб 3 для всех функциональных систем ЛА с использованием
известных методов определяется вероятность выполнения
задания летательным аппаратом Ps б 3 при проведении конкрет-
ного вида испытаний (с учетом количества систем, участвующих
в работе ЛА при выполнении задания), которая и характеризует
коэффициент зачетности для данного вида испытаний.
Расчет потребного количества образцов ЛА и темпа их поступ-
ления на летные испытания создает основу для разработки комп-
лексного плана летных испытаний и их технико-экономического
обеспечения.
Существенное значение для продолжительности испытаний
приобретает рациональное распределение объема летных испы-
таний по этапам и выбор наиболее целесообразной последователь-
ности проведения отдельных их видов. При этом в первую оче-
редь необходимо учитывать готовность систем, участвующих в
данном виде испытаний (время окончания отработки систем в
соответствии с общим планом создания ЛА), потребный времен-
ной объем, а также влияние данного вида испытаний на содержа-
ние других видов или этапов.
Разработка комплексного плана позволяет не только повы-
сить качество планирования. Применение подобных планов при
87
определенных условиях способствует совершенствованию орга-
низации работ в процессе летных испытаний путем более обосно-
ванного материально-технического обеспечения, систематическо-
го контроля за ходом работ на основе сравнительного анализа,
позволяет целесообразно подходить к оборудованию опытных
ЛА измерительной аппаратурой. Необходимо отметить, что со-
вершенствование комплексного планирования и своего рода
типизация летных испытаний путем внедрения типовых про-
грамм и схем испытаний, типовых систем регистрации и обработ-
ки могут дать весьма ощутимые результаты.
Одной из задач организации летных испытаний является пе-
риодический анализ их хода, обеспечивающий оценку изменения
продолжительности испытаний, определение причин и выбор на-
правлений для корректировки плана. Анализ отклонений отдель-
ных показателей позволяет сделать лишь качественные выводы
о влиянии различных факторов на продолжительность испыта-
ний. Количественную оценку, учитывая возможность одновре-
менного изменения многих факторов, можно получить путем
сравнительного анализа на основе изложенной выше системы по-
казателей следующим образом.
Как известно, реальный процесс летных испытаний на различ-
ных стадиях может отличаться не только значениями показате-
лей, но и объемом, количеством образцов ЛА, участвующих в
испытаниях, и темпом их поступления. Поэтому прежде чем ана-
лизировать влияние факторов, характеризующих уровень отра-
ботки систем (показатели feOTp, fe3a4), а также техническую под-
готовку и организацию работ в процессе летных испытаний (по-
казатели feOTp, fe3a4 и др.), необходимо выполнить своего рода
приведение к единым значениям объема, коэффициента исполь-
зования и количества испытываемых ЛА.
В соответствии с выражением (4.11) продолжительность лет-
ных испытаний является функцией, количества программных
полетов, числа ЛА и коэффициентов 1)э и qc:
ти = /Ч^пр.и.Ъ.Чэ)-
Приведенное значение продолжительности получим как сумму
,п р =	.пл + ® -^и >
где
6ТИ =-Е6Ти(,)= 8Т^ПР+S7jJ + 67^c.	(4.21)
Отдельные слагаемые уравнения (4.21) определяются как
разность фактической и плановой продолжительности при откло-
нении анализируемого параметра от плановых значений.
Изменение продолжительности испытаний вследствие откло-
88
нений коэффициента эффективности использования времени от
плановых значений определяется выражением
= Ти.ф -Тпр = Б6ТИО) = 8Т*И
+ 8Т*зач +8Т*ОТР +8Т*ИС +8Т*Т-П.
Влияние на продолжительность летных испытаний отдельных
факторов, определяющих эффективность использования вре-
мени, может быть также получено как разность фактической и
приведенной продолжительности при отклонении того или ино-
го параметра на основе выражений (4.10) и (4.11).
4.4.	ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЙ
Технико-экономическое обеспечение является одной из глав-
ных функций системы управления при подготовке и проведении
летных испытаний ЛА; от того, насколько полно и своевремен-
но выполняются мероприятия по ТЭО, в значительной мере за-
висит их эффективность.
Технико-экономическое обеспечение охватывает широкий
круг вопросов, среди которых наиболее важное значение имеют
научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы,
выполняемые для проведения летных испытаний, методическое
и метрологическое обеспечение, подготовка испытательных баз,
создание необходимого количества функциональных систем ЛА
и дополнительных средств, укомплектование испытаний высоко-
квалифицированными кадрами, материально-техническое снаб-
жение в процессе подготовки и проведения летных испыта-
ний и др.
Сложность решаемых в летных испытаниях задач обуславли-
вает необходимость проведения научно-исследовательских и
опытно-конструкторских работ для создания и отработки новых
средств и методов, позволяющих обеспечить необходимую эф-
фективность испытаний и их безопасность.
При подготовке летных испытаний опытных ЛА в большинст-
ве случаев необходима разработка и проверка более эффектив-
ных методов, особенно методов определения характеристик при-
нципиально новых функциональных систем, приведения характе-
ристик к заданным условиям и др.
Постановка и планирование указанных НИР и ОКР, подготов-
ка наземной и летной экспериментальной базы и необходимое
для их проведения материально-техническое снабжение — все
эти вопросы должны постоянно находиться в поле зрения различ-
ных звеньев системы управления как одно из важнейших направ-
лений ТЭО летных испытаний.
89
Метрологическое обеспечение включает создание и оснащение
всех испытательных баз, испытываемых ЛА и вспомогательных
средств измерительно-информационными системами; своевре-
менную разработку и проверку методов и программ обработки
результатов в соответствии с методикой и планом летных испы-
таний, укомплектование специализированных центров или групп
обработки квалифицированными кадрами, организацию их ма-
териально-технического снабжения в процессе работы.
Методическое обеспечение включает доработку существующих
методов летных испытаний применительно к проектируемому
ЛА, разработку и проверку hobijIX методов испытаний функци-
ональных систем и определения характеристик ЛА, создание тех-
нических средств, необходимых для реализации принятых мето-
дов испытаний. Основу методического обеспечения в настоящее
время составляет комплекс методических указаний, изложен-
ных в методах оценки соответствия ЛА нормам летной годности,
руководствах по испытаниям авиационной техники и другой
нормативно-технической документации. Принципы формирова-
ния методики летных испытаний изложены в разд. 3.5.
Для проведения летных испытаний создаваемых ЛА, отлича-
ющихся размерами, структурным составом, принципами дейст-
вия функциональных систем, более высокими тактико-техни-
ческими характеристиками и т. п., может возникнуть необходи-
мость реализации мероприятий по дополнительной подготовке
испытательных баз и обеспечению нормального функционирова-
ния ЛА в процессе испытаний.
В общем случае к этим мероприятиям относятся: оснащение
и дооборудование аэродромов и полигонов специальными сред-
ствами самолетовождения и аэродромного обслуживания, из-
мерительно-информационной аппаратурой, наземными средства-
ми обеспечения летных испытаний (тренажерами, стационарны-
ми и передвижными стендами для проверки и отработки функ-
циональных систем) и др. Реализация этих мероприятий должна
осуществляться в соответствии с общим планом создания ЛА.
Более подробно требования к технической базе излагаются в
разд. 5.
Обеспечение своевременной разработки и поставки опытных
(модифицированных) образцов функциональных систем и ЛА в
целом, а также дополнительных средств является одной из важ-
нейших функций системы управления при организации ТЭО под-
готовки и проведения летных испытаний. Постройка и поставка
опытных образцов функциональных систем в строгом соответст-
вии с планом создания ЛА позволяет отработать их на наземных
стендах и летающих лабораториях до уровня, обеспечивающего
заданные характеристики как самих систем, так и ЛА в целом, а
также минимальные затраты времени в процессе летных испыта-
ний ЛА.
К вспомогательным средствам относятся летающие лаборато-
90
рии и модели ЛА, наземные стенды, тренажеры и моделирующие
комплексы, самолеты-заправщики и т. п. Их ввод в строй в соот-
ветствии с планом создания ЛА позволяет своевременно отрабо-
тать отдельные функциональные системы и их сопряжение, оп-
ределить некоторые характеристики систем, решить вопросы
методического и метрологического обеспечения.
Как указывалось выше, количество испытываемых образцов
ЛА, темп их поставки и уровень доведенности являются факто-
рами, в значительной мере определяющими эффективность про-
цесса летных испытаний, а следовательно, и возможность их про-
ведения в заданные сроки. Поэтому постройку и поставку опыт-
ных образцов ЛА в установленной комплектации и заданного
качества согласно плану испытаний необходимо рассматривать
как главную задачу системы управления по организации ТЭО.
Учитывая, что указанные мероприятия требуют больших затрат
времени и средств, их планирование и осуществление должно
находиться под постоянным контролем всех звеньев системы
управления.
При подборе кадров для проведения летных испытаний необходимо учи-
тывать следующие особенности. Во-первых, подготовка летных испытаний
выполняется задолго до их начала, включает работы различного характера
и в силу этого требует привлечения специалистов высокой квалификации
по целому ряду направлений. При этом специалисты, осуществляющие под-
готовку летных испытаний (например, методисты, метрологи, управленцы
и др.), в той или иной мере должны участвовать и в их проведении. Во-вто-
рых, проведение опережающих (в интересах испытаний) НИР и ОКР с при-
менением новых методов и средств испытаний даже специалистами, имею-
щими большой опыт выполнения подобных работ и высокую квалифика-
цию, требует их предварительной подготовки. Как показывает зарубежный
опыт, только на отработку программы и методики летных испытаний, тех-
нологии обработки и анализа материалов эксперимента с одновременной
тренировкой летного н наземного состава испытателей на стендах н трена-
жерах требуется около двух лет.
Поэтому состав испытательной бригады следует определять на ранних
стадиях создания ЛА, а подготовку участников испытаний рассматривать
как одно из важных мероприятий.
Материально-техническое снабжение (МТС) работ по подготовке н про-
ведению летных испытаний направлено на обеспечение предприятий сырь-
ем, материалами, оборудованием, готовыми изделиями для ремонтно-экс-
плуатационных работ, горюче-смазочными материалами и т. п. При органи-
зации МТС необходимо учитывать ряд особенностей, связанных с характе-
ром работ, в том числе характер производства опытных функциональных
систем н ЛА, территориальную разобщенность предприятий и испытатель-
ных баз, широкую номенклатуру материалов н изделий, включая опытные,
необходимость оперативной реализации дополнительных потребностей.
В заключение следует отметить, что даже краткий обзор ос-
новных задач технико-экономического обеспечения показывает,
насколько важно организовать эффективную реализацию меро-
приятий по ТЭО и сколь сложной является функция системы уп-
равления. При организации летных испытаний этому вопросу не-
обходимо уделять большое внимание.
91
4.5.	ОРГАНИЗАЦИОННАЯ СТРУКТУРА
СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ИСПЫТАНИЯМИ
В целях наибольшей эффективности подготовки и проведения
летных испытаний на систему управления возлагается выполне-
ние следующих функций:
разделение (структуризация) и распределение общего объема
работ среди предприятий-исполнителей, координация их деятель-
ности;
получение информации о ходе и результатах испытаний и ее
анализ;
руководство работами, в том числе контроль за ходом работ,
выбор и реализация мероприятий по улучшению процессов под-
готовки и проведения испытаний, совершенствование управ-
ления.
Разделение работ должно быть направлено на сокращение сро-
ков и стоимости выполнения всех мероприятий, предусмотрен-
ных планом подготовки и проведения летных испытаний, и обес-
печение их высокого научно-технического уровня.
Указанные цели могут быть достигнуты лишь при рациональ-
ном распределении всего объема работ с учетом реальных воз-
можностей каждого предприятия. При этом должны учитываться
научно-технический потенциал предприятия, наличие необходи-
мой экспериментальной и производственной базы и ее мощность,
опыт выполнения аналогичных работ, степень готовности к про-
ведению планируемой работы и ряд других факторов.
Однако необходимо иметь в виду, что чрезмерное разделение
работ на ограниченные по объему этапы и привлечение большого
числа предприятий-исполнителей может существенно осложнить
управление ими и снизить эффект от расширения фронта работ.
При реализации функций координации система управления
должна обеспечить оптимальные условия для совместной работы
всех предприятий-исполнителей. Координация осуществляется на
основе комплексного плана подготовки и проведения летных ис-
пытаний путем согласования работ предприятий по срокам и тех-
ническим результатам, своевременного перераспределения работ
в целях предупреждения диспропорции в их выполнении и нару-
шения плановых показателей, усиления критических направле-
ний финансовыми, материальными и трудовыми ресурсами. Для
успешной координации все звенья системы управления должны
постоянно располагать достоверной информацией о ходе и ре-
зультатах работ, намечающихся отклонениях от плана, предпола-
гаемых мерах по их устранению и других необходимых показате-
лях процесса подготовки и испытаний.
Эффективность координации в значительной мере зависит от
правильного распределения задач среди предприятий с возложе-
нием персональной ответственности и возможности системы уп-
равления активно воздействовать на всех участников с использо-
92
ванием административных мер и различных форм стимулиро-
вания.
Выше, при изложении основных функций системы управле-
ния, отмечалось, что каждая из них играет определенную роль в
повышении эффективности летных испытаний. Однако основное
значение при целевом управлении придается планированию и
контролю.
Функция контроля объединяет работы системы управления,
необходимые для оценки хода подготовки и проведения летных
испытаний, определения и реализации мероприятий в целях их
выполнения в соответствии с комплексным планом. Эффектив-
ный контроль должен обеспечивать своевременную оценку сос-
тояния и перспектив развития работ с упреждением по времени,
достаточным для реализации мероприятий по корректировке,
на основе ограниченного объема исходной информации. При ор-
ганизации контроля весьма важно определить перечень парамет-
ров, которые следует контролировать в первую очередь, и вре-
менные интервалы или узловые моменты, в которых целесооб-
разно осуществлять контроль.
Очевидно, что перечень параметров, контролируемых на раз-
ных уровнях системы управления, должен быть различен. Учиты-
вая основные задачи процесса создания ЛА и его летных испыта-
ний, в первую очередь необходимо осуществлять систематичес-
кий контроль за наиболее важными планами и нормативами, та-
кими, как комплексный план подготовки и проведения летных
испытаний, сетевые и линейные графики проведения отдельных
этапов или видов работ, показатели эффективности летных ис-
пытаний, изложенные в разд. 4.2.
Основными параметрами, по которым контролируется ход ра-
бот, являются время и стоимость выполнения их отдельных эта-
пов, качество, а в отдельных случаях и количественные характе-
ристики полученных результатов. При проведении летных испы-
таний ЛА особое внимание обращается на реализацию плана вы-
полнения программных полетов, а не общего их числа.
Методы и средства контроля могут изменяться в зависимости
от уровня системы управления и конкретной обстановки.
Организуя управление, необходимо иметь в виду, что главной
задачей контроля является выработка предложений по коррек-
тировке хода работ в случае отклонений от плана, улучшение
структуры процесса подготовки и проведения летных испытаний.
Учитывая специфику летных испытаний ЛА и, в частности их
сложность, неопределенность отдельных результатов, необходи-
мость проведения дополнительных НИР и ОКР, возможность вы-
хода из строя испытываемых образцов и т. п., корректировку
процесса испытаний следует рассматривать как обязательную и
важную функцию системы управления.
Из рассмотрения основных функций системы управления сле-
93
дует, что, во-первых, круг вопросов, относящихся к компетен-
ции управления, весьма широк и разнообразен, а во-вторых,
управление процессом подготовки и проведения летных испыта-
ний должно осуществляться практически с начала разработки ЛА
и до окончания его испытаний. Решение этих задач возможно
лишь при наличии соответствующей организационной структуры,
обладающей достаточно широкими правами и полномочиями.
Поскольку подготовка и проведение летных испытаний совре-
менных сложных ЛА требует значительных затрат материальных
и трудовых ресурсов, привлечения многих предприятий различ-
ной ведомственной подчиненности, возглавлять систему управ-
ления может либо коллективный руководящий орган (комис-
сия) , либо ответственный руководитель программы создания ЛА.
5.	ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЙ
5.1.	ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ. ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ
К ИСПЫТАТЕЛЬНЫМ НАЗЕМНЫМ БАЗАМ
Понятие ’’наземная испытательная база” весьма обширно. По
существу, это комплекс воздушного пространства, территорий,
сооружений, средств эксплуатации, специальных стендов и моду-
лирующих устройств, информационно-измерительных систем и
т. п., назначение которых состоит в обеспечении подготовки и
проведении испытаний.
Сложность и многообразие задач, решаемых в процессе летных
испытаний, практически исключает возможность создания ка-
ких-либо типовых унифицированных наземных баз. Как прави-
ло, базы для летных испытаний имеют специализированное наз-
начение.
С целью повышения оперативности, сокращения материальных
затрат и времени на подготовку и проведение испытаний, более
полного использования технических средств и персонала терри-
ториально разобщенные базы могут быть объединены соответ-
ствующими средствами связи и управления в укрупненные лет-
но-испытательные центры.
Очевидно, что основные требования к наземным базам опреде-
ляются содержанием, методикой и конечными задачами предсто-
ящих испытаний.
Рассмотрение всего комплекса аэродромных и полигонных
служб выходит за рамки данной книги. На рис. 5.1 в качестве
Рис. 5.1. Схема радиотехнического оборудования аэродрома:
1 — командно-диспетчерская служба; 2 — ближняя приводная радиомаяка;
8 — курсовые радиомаяки; 4 —пеленгаторы; 5 —аэродромные радиолока-
ционные станции; 6 — глиссадные маяки; 7 — радиосвязь; 8 — радиосвязь
ближней навигации; 9 — радиолокационная позиция; 10 — светотехничес-
кое оборудование	пе
Рис. 5.2. Комплекс технических средств при испытаниях ЛА
иллюстрации приведен только примерный перечень радиотехни-
ческих средств, используемых для проведения испытательных
полетов. При помощи этих средств с командно-диспетчерского
пункта осуществляется управление полетами и контроль обста-
новки в воздушной зоне, обеспечивается безопасность движения
при подходе к аэродрому, в процессе взлета и посадки в любое
время суток в простых и сложных метеоусловиях.
В плане метрологического обеспечения летных испытаний ЛА
весьма важным вопросом является оснащение наземной базы.
При разработке программ и методик испытаний, как правило,
ориентируются на имеющиеся измерительные средства. В отдель-
ных случаях возникает необходимость дооборудования и (или)
частичной замены аппаратуры на измерительной трассе. Обычно
это касается средств измерений, управления, сбора, передачи и
обработки полетной информации.
На рис. 5.2. показана типичная структура комплекса техни-
ческих средств при летных испытаниях ЛА.
1.	Внешнетраекторные измерения (ВТИ).Для
определения параметров траектории движения объекта использу-
ются оптические и радиотехнические средства, которые позволя-
ют измерять с пунктов, расположенных соответствующим обра-
зом, местоположение одного или нескольких ЛА (углы азимута,
места, дальности и др.).
К основным методам измерения траекторий, используемых на
испытательных базах, относятся: пеленгационный (угломерный)
дальномерно-пеленгационный, дальномерный (метод трех даль-
ностей), гиперболический (разностно-дальномерный). Использу-
ются также методы определения координат различными измери-
тельными системами на борту ЛА (астрономический, астроинер-
ционный, фотограмметрический и др.).
96
-пт, _ сВерхзОуковой воздушный
кориОор
I П Ш- Возвушные зоны с различным
' ' ограничением ло высоте
И— морская возВушния зона
11Ш1— измерительные трассы
о, А — измерительные пункты
оо:о о
□ □□о °
Рис. &.3. Схема воздушных зон н измерительных трасс
Каждый из указанных методов имеет свои особенности и эф-
фективен в определенных, в той или иной мере ограниченных ус-
ловиях применения. Разнообразные задачи траекторных измере-
ний, как правило, не могут быть решены с помощью однотипных
средств. По своим характеристикам измерительные средства до-
полняют друг друга для наиболее полного обеспечения испытаний.
Измерительные пункты для размещения аппаратуры выбира-
ются с соблюдением следующих условий: зоны требуемой точно-
сти каждой измерительной станции должны охватывать по воз-
можности более протяженные участки трассы и более обширные
зоны полетов; для пеленгационного метода наибольшая точность
определения координат объекта достигается при ортогональном
пересечении лучей визирования. С этой целью пункты должны на-
ходиться по обе стороны трассы, на соответствующем удалении;
угловые скорости и ускорения сопровождения объекта на всех
участках полета не должны превышать значений , допустимых для
используемых измерительных станций. Это условие ограничивает
приближение измерительных пунктов к трассе полетов; возмож-
ные их удаления от трассы, в свою очередь, ограничиваются даль-
ностью действия аппаратуры. В качестве примера на рис. 5.3 при-
ведена схема расположения воздушных зон и измерительных
средств для проведения траекторных измерений.
2.	Радиотелеметрические измерения (РТИ)
охватывают широкий круг вопросов, связанных с определением
кинематических и динамических характеристик одного или нес-
кольких объектов, получением данных о работе их систем в фак-
тических условиях и ряд других.
Требования к радиотелеметрическим системам (РТС) форму-
лируются исходя из задач, возлагаемых на измерения, и опреде-
ляют необходимое количество измерительных каналов, перечень
и вид измеряемых параметров, а также частотный спектр, усло-
вия работы аппаратуры, необходимую дальность связи.
97
В целях унификации средств, идентификации и приемствен-
ности измерений, удешевления строительства измерительных
трасс и эксплуатации аппаратуры на практике применяют по воз-
можности однотипные РТС для различных видов испытаний.
В связи с этим предпочтительны радиотелеметрические станции,
рассчитанные на одновременное измерение параметров с узким и
широким частотным спектром и обладающие большой информа-
тивностью и гибкостью перераспределения информативности
между параметрами с различными выходными сигналами и
спектром частот.
Размещение приемных радиотелеметрических станций обус-
ловлено целым рядом факторов, Значимость которых меняется
в зависимости от вида испытаний. Основным из них является
обеспечение положительного энергопотенциала радиолинии на
всем протяжении полета испытуемого объекта.
Для радиотелеметрических измерений объектов, летящих на
предельных малых высотах, при необходимости применяются са-
молетные измерительные пункты (СИП), оборудованные радио-
гелеметрической и радиотрансляционной аппаратурой для пере-
дачи информации на наземный центр приема и обработки. При-
менение СИП обеспечивает требуемую дальность приема и пере-
дачи без дополнительных наземных измерительных пунктов.
3.	Исходя из требований, обусловленных размерами зон поле-
тов, протяженности измерительных трасс, точностными характе-
ристиками аппаратуры и т. п., измерительные пункты располага-
ются на удалениях, достигающих нескольких десятков и сотен
километров. Поэтому для обеспечения оперативной работы на
испытательных базах существует система сбора и пере-
дачи информации. Эта система представляет собой сово-
купность технических средств и каналов связи, обеспечивает
сбор и передачу информации с измерительных пунктов в цент-
ральный пункт, ввод ее в ЭВМ, а также передачу данных из цент-
рального на измерительные пункты.
В центральный пункт информация доставляется посредством
аппаратуры и каналов передачи данных. В зависимости от усло-
вий может использоваться комбинированный способ, при кото-
ром часть данных передается по каналам связи, а часть — достав-
ляется транспортом.
Структура систем сбора и передачи данных зависит от типа ис-
пользуемых каналов связи. Передача данных может осуществ-
ляться по телеграфным или широкополосным телефонным кана-
лам. Наиболее перспективной системой сбора и передачи инфор-
мации является автоматизированная. По направленности дейст-
вия такие системы подразделяются на систему прямой передачи
и систему с обратной связью. В случае двухстороннего действия
передача информации производится как в прямом, так и в об-
ратном направлениях.
В зависимости от режима работы автоматизированные систе-
98
мы делятся на функционирующие в реальном масштабе времени
и в режиме воспроизведения. В первом случае передача информа-
ции, получаемой в процессе измерения, осуществляется в темпе
ее поступления без промежуточного накопления, а выдача ин-
формации на ЭВМ производится непосредственно из каналов
связи. Для реализации этого режима работы необходимо боль-
шое количество каналов, так как пропускная способность систе-
мы должна обеспечивать передачу всего объема информации в
темпе ее поступления.
Возможен также режим функционирования системы сбора и
передачи, при котором полный объем информации накапливает-
ся на едином магнитном накопителе в темпе эксперимента, а
воспроизведение и ввод в ЭВМ осуществляются после окончания
сеанса измерения.
Основными показателями, характеризующими работу систем
сбора и передачи информации, являются скорость и время пере-
дачи, объем передаваемой информации, а. также достоверность
информации и надежность функционирования.
4.	Информация, полученная средствами траекторных, телемет-
рических, бортовых и внутристанционных измерений, размещен-
ными на наземных измерительных пунктах и на борту ЛА, при-
вязывается к единой шкале, которая формируется аппаратурой
системы единого времени (СЕВ).
В состав службы единого времени входят центр управления и
контроля, контрольно-управляющие пункты, передающие пунк-
ты, которые являются частью Государственной службы единого
времени и частоты, а также приемные пункты, входящие в сос-
тав измерительных комплексов, предназначенных для воспро-
изведения, хранения и выдачи на измерительные пункты сигна-
лов времени и частоты.
Требования к системе единого времени могут быть определе-
ны при наличии следующих исходных данных об измерительном
комплексе: метрологических характеристик аппаратуры, ско-
рости изменения измеряемых параметров, длительности непре-
рывной работы измерительных средств и условий эксплуатации
аппаратуры, номенклатуры и параметров сигналов СЕВ, количе-
ства и расположения измерительных и технических средств.
Приемная аппаратура СЕВ размещается на измерительном
пункте и обеспечивает выдачу необходимых сигналов времени и
частоты всем потребителям в заданные моменты времени, конт-
роль и регистрацию выдаваемых сигналов, автоматическое вклю-
чение лентопротяжных механизмов измерительных средств и
контрольно-регистрирующей аппаратуры.
Сигналы СЕВ с приемного пункта к потребителю передаются
по кабельным линиям или УКВ каналам связи для записи на ре-
гистрирующих устройствах, фиксирующих измеряемые парамет-
ры, и для включения измерительной аппаратуры (РЛС, РТС, оп-
тических станций и т. п.).
99
5.	Оперативный анализ хода эксперимента и управления функ-
циями измерительного комплекса осуществляется с централь-
ного командного пункта трасс (ЦКПТ). На
ЦКПТ поступает измерительная информация, доклады, донесе-
ния с измерительных пунктов и испытуемых объектов. Для ана-
лиза информации ЦКПТ должен быть оборудован устройствами,
обеспечивающими отображение в виде, удобном для восприятия
оператором траектории полетов ЛА, участвующих в летном экс-
перименте, с привязкой к трассам и карте местности. Кроме то-
го, на ЦКПТ отображается информация о ходе выполнения зада-
ния средствами наземного измерительного комплекса (готов-
ность, наличие связи с объектами, качество работы, взаимодей-
ствие между измерительными пунктами и т. п.).
6.	На летно-испытательных базах, как правило, должна быть
метеорологическая служба, в задачи которой вхо-
дят измерения параметров, характеризующих состояние атмос-
феры в зоне полетов: температура наружного воздуха, направле-
ние и скорость ветра на различных высотах, состояние облачно-
сти. В отдельных случаях требуются сведения о влажности возду-
ха, характеристики турбулентности и другие данные.
В качестве основного средства для получения метеоданных ис-
пользуются радиозонды, которые запускаются в атмосферу с
Земли регулярно или периодически в зависимости от требований
летного эксперимента.
Для оценки метеообстановки в зоне проведения полетов при
необходимости используются оборудованные соответствующей
аппаратурой самолеты — разведчики погоды.
Знание метеорологических условий необходимо в первую оче-
редь для правильного планирования и организации полетов, обес-
печения их безопасности. Вместе с этим такие данные, как темпе-
ратурные ’’разрезы” по высоте, требуются для приведения вы-
сотно-скоростных характеристик ЛА к заданным (стандартным)
атмосферным условиям. Направления и скорости ветра необхо-
димы для определения характеристик дальности и продолжи-
тельности полета, определения аэродинамических поправок при-
емников воздушного давления. Характеристики постоянной и
переменной составляющих ветра необходимы при исследованиях
динамики полета в неспокойной атмосфере, определения нагру-
жения элементов конструкции ЛА под действием порывов вет-
ра и т. п.
5.2.	НАЗНАЧЕНИЕ БОРТОВЫХ И ВНЕШНЕТРАЕКТОРНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
В настоящее время при летных испытаниях опытных ЛА число
измеряемых параметров достигает нескольких сотен, а в отдель-
ных случаях и нескольких тысяч.
Естественно, далеко не во всех полетах требуется регистриро-
вать такое большое количество параметров. В каждом конкрет-
ном случае потребный объем информации определяется задачами
100
и методикой испытаний, возможностями наземной обработки
материалов и другими факторами. Вследствие сложности и боль-
шой трудоемкости формирования и реализации ИИС, а также не-
обходимости проведения полетов в сжатые сроки переоборудо-
вание самолетов (вертолетов) в процессе летных испытаний, как
правило, исключается.
В интересах унификации измерений с ограниченным количест-
вом регистрирующей аппаратуры весьма эффективным является
применение на борту кроссировочного поля. Измеряемые пара-
метры выводятся на коммутационную панель и в зависимости от
содержания полетного задания к регистраторам подключаются те
или иные источники информации.
Одновременно с расширением масштабов и областей примене-
ния ИИС наблюдается также неуклонное повышение требований
к их точности и достоверности получения данных.
Развитие указанных тенденций приводит к высокой насыщен-
ности ЛА и испытательных центров измерительной техникой и к
существенному усложнению и увеличению трудоемкости процес-
сов измерений. В результате метрологическое обеспечение в нас-
тоящее время занимает важное место среди технических средств
летных испытаний.
Достижение эффективности метрологического обеспечения
предполагает четкое определение специфических целей и задач
измерений, решаемых в процессе испытаний с учетом технологии
их последующей обработки и анализа.
В общем виде метрологическое обеспечение охватывает сле-
дующие мероприятия:
формулирование основных требований к ИИС исходя из по-
требностей регистрации параметров на борту ЛА, радиотелемет-
рических и внешнетраекторных измерений;
обоснование и выявление необходимого объема измеритель-
ной информации, определяемого программами испытаний;
установление рациональной номенклатуры и выбор общей
структуры ИИС;
разработку методики измерений, включая вопросы критериев
их оценки и характеристик точности;
определение перечня новых средств измерений и регистрации
исходя из задач летных испытаний, особенностей ЛА, требований
к точности измерений и условиям применения аппаратуры;
рекомендации по размещению измерительных средств на бор-
ту с учетом требований оптимальности их работы и удобства экс-
плуатации;
построение систем синхронизации всех измеряемых парамет-
ров с заданной точностью;
формулирование требований к технологической линии обра-
ботки и анализа материалов полетной информации.
Обычно ИИС формируется еще на стадии эскизного проекта
опытного образца исходя йз перечня задач, решаемых в процессе
101
Рис. 5.4. Структура информационно-измерительной матрицы при летных
испытаниях ЛА
летных испытаний. Однако это не значит, что все образцы, пред-
назначенные для испытаний, должны иметь единую, однотипную
систему измерений. Принимая во внимание весьма ограниченные
объемы для размещения аппаратуры, особенно на небольших ЛА,
ИИС формируется с учетом возможностей последующего разде-
ления общего объема испытаний по конкретным экземплярам об-
разцов. С этой целью на основе общего проекта разрабатываются
частные системы измерений для каждого (или группы) ЛА в со-
ответствии с программами испытаний. При этом большое внима-
ние уделяется унификации и стандартизации элементов системы.
Таким образом, совокупность средств измерений и объектов
измерений может быть представлена как общая информационно-
измерительная матрица, которая формируется с учетом матрицы
Ф (21). При этом конкретные ЛА, участвующие в испытаниях,
оснащаются измерительными средствами в соответствии с той
совокупностью характеристик, которую предполагается полу-
чить на этих экземплярах.
На рис. 5.4 представлена типовая структура информационно-
измерительной матрицы для летных испытаний сложного авиаци-
онного комплекса, где к общим (обязательным) относятся пара-
метры, характеризующие основные показатели режима полета и
работы систем, связанных с безопасностью полета.
Несмотря на общность конечной задачи, выполняемой ИИС в
целом, в формировании бортовой системы и системы внетраек-
торных измерений имеются специфические особенности.
5.3.	ФОРМИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ БОРТОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
Отличительной особенностью бортовой системы являются вы-
сокие требования к стабильности и надежности работы всех ее
102
элементов в полете, когда в различных сочетаниях изменяются
атмосферные условия (температура, давление, влажность возду-
ха) и эксплуатационные факторы (вибрации, перегрузки, мест-
ный перепад температур, взаимное влияние отдельных видов ап-
паратуры, нестабильность источников питания и т. п.).
Если принять во внимание, что эти требования должны удов-
летворяться при обеспечении обусловленной точности измере-
ний, а габаритные размеры и масса составных частей системы из
условия их размещения на борту должны быть по возможности
минимальными, то становится очевидным, что создание и реали-
зация такой многофункциональной системы измерений является
задачей сложной, требующей оптимального учета условий работы
аппаратуры, ее характеристик, методики регистрации и обработ-
ки информации и ряда других факторов.
При проведении летных испытаний опытных образцов измеря-
ются и регистрируются следующие типичные группы параметров:
параметры, необходимые для определения летно-технических
и маневренных характеристик, характеристик систем управле-
ния, прочности конструкции самолета и т. д.;
параметры силовой установки, характеризующие работу дви-
гателя и его систем регулирования, работу входных и выходных
устройств, топливной, масляной, противопожарной систем;
параметры, определяющие функционирование бортовых сис-
тем навигации, радиосвязного оборудования, электроснабжения,
средств жизнеобеспечения, эргономическую оценку рабочих мест
экипажа и др.;
параметры, которые характеризуют особенности работы сис-
тем, предназначенных для решения задач, определяемых назначе-
нием ЛА;
параметры, характеризующие внешние условия, а также эксп-
луатационные параметры систем и образца в целом.
Кроме того, в зависимости от особенностей применения ЛА,
решения специальных задач, например, таких, как оценка элект-
ромагнитной совместимости, взаимодействия бортовых систем
с наземными средствами управления полетом, психофизиологи-
ческих данных летчика и т. п., может возникнуть необходимость
в измерении ряда других групп параметров.
По своим физическим свойствам информация представляет
собой разнообразный перечень, требующий применения для ре-
гистрации различного рода преобразователей и согласующих
устройств. По характеру измеряемые параметры условно разде-
ляются на медленноменяющиеся (до 5 Гц) и быстроменяющиеся
(до 15 кГц и Выше).
Бортовая часть системы измерений включает следующие ос-
новные элементы:
первичные преобразователи (датчики);
преобразователи измерительной информации (согласующие
устройства, иногда встроенные в датчики);
103
регистрирующую аппаратуру;
аппаратуру системы единого времени;
приемоответчики, ретрансляторы для работы с наземными
средствами измерений;
коммутационную аппаратуру, источники питания, средства уп-
равления системами;
кино-фото- и видеоаппаратуру.
Выбор комплекса средства должен производиться с учетом
обеспечения возможности регистрации в требуемой форме и с за-
данной точностью параметров одновременно и с использованием
коммутационных устройств, допустимых условий размещения
(по габаритным размерам и массе аппаратуры), потребляемой
мощности, малого влияния на характеристики ЛА (вследствие
ухудшения внешней аэродинамики), стабильности характерис-
тик, надежности и ресурса работы, автоматизированной обра-
ботки и анализа результатов летных испытаний.
Анализ указанных требований в сочетании с необходимостью
одновременной регистрации на борту ЛА большого количества
параметров при испытаниях определили в качестве основных
средств регистрации накопителя с записью на магнитную ленту и
телеметрические системы.
Применение малогабаритных накопителей, обладающих боль-
шим количеством информационных каналов, в значительной ме-
ре сокращает потребный объем для размещения эксперименталь-
ного оборудования на борту ЛА и позволяет наиболее рациональ-
но построить измерительно-информационную систему с автома-
тизированной обработкой и анализом на базе вычислительных
машин. Вследствие широкого диапазона частот изменения пара-
метров используются магнитные накопители с кодовоимпульс-
ной и частотной модуляцией.
Несмотря на указанные достоинства системы магнитной запи-
си, в современных ИИС в отдельных случаях по-прежнему при-
меняются светолучевые осциллографы, в которых в качестве но-
сителя информации используется фотобумага, а также механи-
ческие самописцы с записью на бумажной ленте со специальным
покрытием. Обычно такого рода приборы используются в допол-
нение к аппаратуре магнитной записи или в случаях, когда требу-
ется регистрация сравнительно небольшого количества парамет-
ров. Применение подобной аппаратуры связано с удобством не-
посредственного обозрения результатов записи и их оперативной
обработки. Кроме того, осциллографы и самописцы обладают
хорошими метрологическими характеристиками и при регистра-
ции ряда медленноменяющихся физических величин не требуют-
ся согласующие устройства.
Применение фото- и киноаппаратуры позволяет получать до-
кументальный материал, удобный для демонстрации и анализа
исследуемых явлений. Ценным является то, что можно произво-
дить фиксацию различных процессов, в том числе и быстропроте-
кающих, в любые заданные промежутки времени.
104
Потребность в получении такого рода информации возникает
в тех случаях, когда необходимо иметь объективные данные,
например для контроля показаний отдельных пилотажных при-
боров, индикаторов, средств сигнализации, при оценке особен-
ностей деятельности летчика в процессе управления и в других
случаях, связанных с эргономикой. При решении некоторых мет-
рологических задач, в частности при исследовании динамики по-
лета отделяемых объектов вблизи носителя, применение фото-
или киносъемки является одним из наиболее эффективных спо-
собов.
В дополнение к указанным средствам в практике летных ис-
пытаний находит применение видеоаппаратура. Бескадровый
способ съемки позволяет воспроизводить изображение без до-
полнительной обработки носителя информации в реальном мас-
штабе времени.
До реализации ИИС на опытных ЛА она должна пройти предварительную
проверку в лабораторных условиях, а при применении новых видов аппара-
туры — ив полете. При наземной отработке основное внимание обращается
на взаимную увязку характеристик всех элементов системы, правильность
выбора мест съема требуемой информации, примерную оценку точностных
характеристик отдельных звеньев цепей и линий измерений в целом. Кремле
того, оценивается эффективность выбранной структуры кроссировочного
поля, стабильность работы аппаратуры и решается ряд других вопросов,
связанных с метрологическим обеспечением.
К началу лабораторной проверки функционирования измерительной сис-
темы при необходимости применяются имитаторы, которые предназначают-
ся для моделирования сигналов, предусмотренных проектом. Последнее
обстоятельство имеет существенное значение для оценки правильности
функционирования согласующих устройств и преобразования различных
электрических сигналов бортовых систем к виду, удобному для регистрации.
Основные элементы системы измерений и в первую очередь аппаратура,
опыт эксплуатации которой сравнительно мал или отсутствует, после назем-
ной проверки проходит испытания в условиях натурного эксперимента.
Обычно для этих целей используются Л Л на базе серийных самолетов (вер-
толетов) с характеристиками, приближающимися к летным данным опыт-
ного образца. Главной целью испытаний средства измерений и регистрации
на ЛЛ является оценка их работоспособности в реальных условиях полета.
В конечном счете лабораторная и летная обработка ставит своей целью
выявление всех ’’узких” мест ИИС, которые должны быть устранены до
реализации ее на опытных ЛА.
При проведении летных испытаний опытных образцов рас-
смотренной системы измерений, характерной особенностью ко-
торой являются одновременные измерения и регистрация пара-
метров непосредственно на борту ЛА, широко применяются ра-
диотелеметрические системы. В такого рода ИИС передача ин-
формации от датчика (приемника) к регистрирующему прибору
осуществляется не с помощью проводной системы, а посредст-
вом передатчика и антенно-фидерного устройства. В этом случае
регистрирующая аппаратура располагается на земле.
Для отдельных видов испытаний, когда протяженность режи-
мов полета превышает дальность действия РТС (обусловленную
прямой видимостью) применяются специальные самолеты-ре-
105
трансляторы, обеспечивающие прием информации с борта ЛА и
передачу ее на наземные измерительные пункты.
В подобных случаях может использоваться также комбиниро-
ванная система, в которой наряду с передачей информации на
землю одновременно производится регистрация требуемых па-
раметров на борту.
Создание и применение высокоэффективных измерительных
систем позволяет существенно сократить время получения ин-
формации, а следовательно, и продолжительность испытаний в
целом. Так, например, разработанный для летных испытаний са-
молета F-14 измерительный комплекс на базе РТС обеспечивал
обработку информации с трех самолетов за 4 ч, причем 200...300
параметров обрабатывались в реальном масштабе времени, обес-
печивая возможность управления летным экспериментом.
5.4.	ФОРМИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ВНЕШНЕТРАЕКТОРНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ
При летных испытаниях ЛА для решения определенного круга
задач бортовых измерений недостаточно. Необходимы средства,
позволяющие регистрировать траекторию его движения с доста-
точно высокой точностью. К числу таких задач, например, отно-
сятся:
тарировка бортовых указателей скорости и высоты полета;
определение взлетно-посадочных характеристик;
отработка и испытания систем автоматического захода на по-
садку и определение точностных характеристик пилотажно-нави-
гационных комплексов;
определение траектории движения центра масс одного или нес-
кольких ЛА;
определение взаимного положения объектов в воздухе.
В состав основного оборудования внешнетраекторного изме-
рительного комплекса входят оптические и радиотехнические
средства.
Оптические средства — кинотеодолиты — предназначены для
фотографирования объектов с одновременным измерением их
угловых положений, что позволяет при использовании пеленга-
ционного метода определять координаты абсолютной и относи-
тельной траектории движения.
Основным достоинством оптических средств является высо-
кая точность измерений и возможность получения изображения
объектов. Однако они имеют сравнительно небольшую дальность
действия, зависящую от площади отражающей поверхности объ-
екта на окружающем фоне, и могут применяться только в усло-
виях хорошей видимости. С целью увеличения дальности и на-
дежности фотографирования исследуемые объекты должны быть
оборудованы световыми трассерами.
В отличие от оптических средств радиотехнические измери-
тельные системы могут работать в любое время суток в сложных
106
метеоусловиях, имеют сравнительно большую дальность действия
и позволяют автоматизировать обработку информации.
Для осуществления траекторных измерений используются ра-
диолокационные станции и фазовые пеленгаторы (ФП).
Радиолокационные станции измеряют в автоматическом режи-
ме дальность, углы места и азимута на объект, работают остро-
направленным лучем. Для увеличения дальности действия и на-
дежности сопровождения применяется активный режим работы,
для чего на борт ЛА устанавливается приемоотвегчик. Результа-
ты измерений записываются на магнитную ленту. В состав стан-
ции входит также специализированное вычислительное устройст-
во, которое производит обработку и рассчитывает дальность и
углы.
Фазовые пеленгаторы измеряют угловые направления и их раз-
ность на объекты (направляющие косинусы и их разности отно-
сительно двух взаимно перпендикулярных горизонтальных осей).
Достоинством пеленгаторов является всенаправленность их
антенных систем, которая не требует наведения, что обеспечивает
более надежную регистрацию траектории полетов маневрирую-
щих объектов.
Для работы фазового пеленгатора борт испытываемого ЛА
должен быть оборудован передающей аппаратурой, действующей
на различных частотах.
При определении траекторий движения ЛА на малых высотах
применяются фазовые гиперболические измерительные системы
в сочетании с радиовысотомером. Фазометрический гиперболи-
ческий метод основан на определении разностей расстояний меж-
ду летящими объектом и ведомыми передающими станциями и
между объектом и наземной ведущей станцией. Такие радиотех-
нические системы пригодны для определения местоположения
объектов при значительных удалениях за пределами прямой ви-
димости. Другим преимуществом этой системы является много-
канальность, т. е. возможность измерять траекторию одновре-
менно нескольких объектов.
5.5.	СИНХРОНИЗАЦИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ
Все бортовые и наземные измерения могут обеспечить требуемую инфор-
мативность только при условии их синхронизации, т. е. привязки к единой
шкале времени. Эта шкала формируется аппаратурой СЕВ времени назем-
ных и бортовых измерительных средств. Сигналы СЕВ выдаются для записи
на регистрирующих устройствах и для синхронизации работы измеритель-
ной аппаратуры. В задачу службы единого времени входит также централи-
зованное включение лентопротяжных механизмов, регистрирующих прибо-
ров и формирование специальных сигналов (’’старт”, "отметка явления”
и др.), фиксирующих начало того или иного характерного события.
Синхронная работа измерительных средств обеспечивается периодичес-
ким сведением частот задающих генераторов и фазированием шкал време-
ни по специальным сигналам передающих радиостанций Государственной
службы времени и частоты или по сигналам наземного центрального пункта
СЕВ.
107
Взаимная увязка бортовой и наземной шкал времени осуществляется по*
дачей по радиоканалу специального сигнала в случае несинхронной борто-
вой шкалы времени или путем создания на борту ЛА автовомной шкалы,
синхронизируемой с наземной шкалой по сигналам передающих радиостан-
ций, с началом отсчета в любой момент текущего времени.
5.6.	АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ОБРАБОТКА И АНАЛИЗ ИНФОРМАЦИИ
Автоматизированная обработка экспериментальных данных
является весьма важной составной частью всего процесса летных
испытаний.
Многообразие форм функционирования и взаимодействия сис-
тем ЛА, большие потоки различной измерительной информации,
необходимость применения достаточно сложного математическо-
го аппарата для ее обработки и анализа — все это приводит к то-
му, что проведение испытаний современных образцов авиацион-
ной техники в требуемые сроки без широкого применения
средств регистрации и обработки на базе магнитных накопителей
и цифровых вычислительных машин практически не представля-
ется возможным.
Если в начале 60-х годов число регистрируемых в полете пара-
метров измерялось несколькими десятками, то в настоящее вре-
мя оно достигает нескольких сотен, а на борту таких крупных
самолетов, как Ил-86, регистрировалось около двух тысяч пара-
метров.
В качестве иллюстрации на рис. 5.5 приведен график, характе-
ризующий рост объема полетной информации по материалам за-
рубежной печати для гражданских и военных самолетов. Харак-
терно, что из-за ограниченных объемов для размещения регист-
рирующей аппаратуры на военных самолетах количество изме-
ряемых на борту параметров примерно в 4 раза меньше, чем на
гражданских.
Условно можно выделить три достаточно типичных этапа в раз-
витии и внедрении автоматизированной обработки в практику
летных испытаний.
7960 7965 7970 7975 7980
Годы
Рис. 5.5. Примерное количество из-
меряемых параметров по годам (по
иностранным данным)
108
Первый этап характерен использованием электронно-вычисли-
тельных машин для выполнения сравнительно сложных расчетов
с предварительной ручной или полуавтоматической обработкой
первичной информации, накопленной на шлейфовых осциллогра-
фах или самописцах и последующей подготовкой перфокарт для
ввода исходных данных в ЭВМ.
Используемая при этом технология и организация обработки в
ограниченном объеме находит применение и в настоящее время в
тех случаях, когда затраты времени на проведение расчетов вруч-
ную существенно выше или соизмеримы с затратами, связанны-
ми с переносом исходной информации на перфокарты (перфо-
ленты) и проведением обработки на машине. При этом, естест-
венно, принимается во внимание трудоемкость подготовки ал-
горитмов и отладки программ обработки.
Второй этап характеризуется потребностью применения новых
методов и средств при исследовании в летном эксперименте вы-
сокочастотных процессов. Главным образом это касается реше-
ния задач, связанных с определением нагружения конструкции
ЛА, акустической прочности, изучением процессов обтекания
внешних поверхностей, течений в газодинамическом тракте сило-
вой установки и др. При решении подобных задач используется
методология, базирующаяся на применении статистических мето-
дов, включая спектральный анализ, вычисления корреляционных
функций, представляющем собой весьма трудоемкий процесс.
Наконец, третий этап, относящийся к началу 70-х годов, охва-
тывает широкую область обработки как высокочастотных, так
низкочастотных параметров. К этому времени, с одной стороны,
появилась практическая возможность регистрации большого ко-
личества физических величин на магнитную ленту на борту ЛА и
в наземных условиях, с другой, — получили интенсивное разви-
тие электронно-вычислительные системы большой производи-
тельности.
Как уже ранее указывалось, одной из существенных особен-
ностей летных испытаний является выполнение программы поле-
тов в возможно более короткие сроки, которые во многом зави-
сят от того, насколько быстро будут выдаваться рекомендации
для проведения последующих полетов по результатам преды-
дущих.
На рис. 2.11 было показано, что весь цикл обработки обычно
разделяется на три этапа: экспресс-обработку, оперативную (пер-
вичную) и полную (вторичную) обработку.
Экспресс-обработке, как правило, подвергается только часть
поступившей информации с тем, чтобы получить минимально не-
обходимые сведения о проведенном эксперименте.
По результатам экспресс-обработки осуществляется:
оценка правильности функционирования системы измерений;
предварительная оценка качества работы основных бортовых
систем ЛА и наземных средств управления;
109
выявление критических значений наиболее важных парамет-
ров, подлежащих контролю в процессе эксперимента;
формирование задания на последующую обработку полетной
информации.
Результаты представляются в форме, удобной для обозрения в
виде графиков, и могут быть выведены на дисплеи.
В отдельных случаях, при сравнительно несложных полетных
заданиях, экспресс-анализ позволяет принять решение о возмож-
ности проведения очередного полета. Однако, как правило, та-
кое решение принимается по результатам оперативной обработ-
ки материалов.
Оперативная обработка экспериментальных данных произво-
дится с целью получения более подробных сведений о полете. На
этом этапе определяются физические значения зарегистрирован-
ных величин, по сравнительно простым алгоритмам вычисляются
требуемые параметры, непосредственно не измеряемые в полете.
Результаты оперативной обработки дают возможность объек-
тивно оценить выполнение полета в целом и его отдельных эта-
пов, функционирование систем, а также выявить ’’слабые звенья”
и установить причину их появления. Полученные данные позво-
ляют уточнить задание на выполнение планируемых полетов и
последующую обработку материалов.
На третьем завершающем этапе производится полная обработ-
ка накопленной информации, в процессе которой определяются
все необходимые характеристики ЛА и его систем в заданных
эксплуатационных условиях.
Обработке подвергаются материалы отдельных полетов и их
совокупность. При этом по мере накопления экспериментальных
данных производится их статистическая обработка с определени-
ем обобщенных показателей и критериев, законов распределе-
ния, вычисляются математические ожидания, дисперсии, корре-
ляционные функции и т. п. С целью повышения достоверности
данных в процессе обработки максимально используется инфор-
мация, накопленная как на борту ЛА, так и в результате внешне-
траекторных и наземных измерений. В зависимости от характера
решаемых задач в алгоритмах и программах обработки исполь-
зуются необходимые расчетные данные и результаты моделиро-
вания.
В конечном счете на завершающем этапе должны быть получе-
ны объективные данные, определение которых предусмотрено
отдельными полетными заданиями и программой испытаний в
целом.
Следует иметь в виду, что расшифровка результатов измере-
ний и построение графиков лишь частично решает задачи, возни-
кающие при проведении летных испытаний ЛА.
Несмотря на то, что анализ экспериментальных данных являет-
ся творческим процессом, которым должны заниматься специа-
листы достаточно высокой квалификации, значительная часть
110
операций, как указывалось в разд. 2, может быть формализова-
на. Формализация осуществляется с помощью системы критери-
ев, характеризующих выполнение полета в целом, его этапов,
работоспособность и сопряжение систем ЛА, определение требуе-
мых характеристик. Отклонение фактических показателей от но-
минальных является критерием качества функционирования ЛА.
Процесс анализа, естественно, не ограничивается констатацией
качества функционирования ЛА; важно установить причины и
характер тех или иных состояний или явлений, на базе которых
можно прогнозировать пути устранения выявленных аномалий в
работе систем или дальнейшего совершенствования этих систем.
Эти творческие задачи решаются в системе человек — машина.
Вторая особенность летных испытаний заключается в том, что
испытательные полеты опытных ЛА носят по существу исследо-
вательский характер. От программы к программе может менять-
ся план эксперимента и номенклатура определяемых характерис-
тик. Это обстоятельство предопределяет требования, связанные с
обеспечением возможности достаточно широкого изменения ал-
горитмов и программ обработки, а также объема и характера
вводимой и выводимой информации.
Третьей отличительной чертой летных испытаний является
столь большой объем измерений в полете, что наряду с потреб-
ностью достаточно высокой производительности системы появ-
ляется необходимость автоматизации управления процессом об-
работки и анализа информации.
Указанные особенности являются основополагающими при
формировании системы и технологической линии автоматизиро-
ванной обработки и анализа материалов.
Основными элементами системы являются: устройство ввода
измерительных параметров; вычислительные машины, с помощью
которых осуществляются математические и логические операции;
выходные устройства, посредством которых выполняются визу-
ализация и документирование результатов обработки. Компо-
новка конкретных технологических линий производится в зави-
симости от видов измерений, частотных характеристик измеряе-
мых параметров, применяемых средств регистрации, методов об-
работки и выбранных форм представления конечных резуль-
татов.
Опыт создания подобного рода вычислительных комплексов и
их применения свидетельствует о том, что целесообразно осу-
ществлять унификацию и стандартизацию как средств регистра-
ции, так и средств машинной обработки.
Исходя из этого к системам автоматизированной обработки
предъявляются общие требования, которые предусматривают
раздельную и совместную обработку всех видов бортовых, ра-
диотелеметрических и внешнетраекторных измерений, обработ-
ку ограниченного объема измерений в реальном масштабе време-
111
ни (в темпе проведения эксперимента), телеобработку данных
в режиме доступа инженеров-испытателей.
В соответствии с этим в системе выполняются следующие опе-
рации:
ввод бортовой измерительной информации, накопленной на
магнитных лентах и другими носителями (посредством перфо-
карт, перфолент);
ввод измерений по каналам приемных станций радиотелемет-
рических систем и ВТИ;
редактирование вводимой информации;
определение физических величин измеряемых параметров;
вычисление косвенных, непосредственно не измеряемых, па-
раметров;
накопление и упорядочение материалов испытаний по отдель-
ным полетам и их совокупности;
отображение на экранах дисплеев и документирование на уст-
ройствах печати и графопостроителях результатов обработки.
Формирование комплексов обработки, отвечающих этим тре-
бованиям, возможно на базе одного, двух и более процессоров,
укомплектованных соответствующими входными и выходными
периферийными устройствами. Не останавливаясь на преиму-
ществах и недостатках каждого из них, рассмотрим в общих чер-
тах двухуровневую структуру, наиболее широко применяемую в
практике летных испытаний авиационной техники.
В системе с двумя вычислительными уровнями первый, как
правило, сопряжен с измерительными средствами и обеспечивает
обработку данных в объеме, необходимом для предварительного
анализа результатов испытаний; второй — ориентирован на сбор,
хранение и полную обработку материалов в различных режимах.
Оба уровня обладают самостоятельными средствами анализа дан-
ных и принятия решений в соответствии с объемом перерабаты-
ваемой информации.
Таким образом, нижний (первый) уровень обеспечивает при-
ем входных данных, экспресс-обработку и оперативную послепо-
летную обработку параметров, а также обработку ограниченного
объема данных в ходе эксперимента. Верхний (второй) уровень
обеспечивает прием с нижнего уровня и полную обработку ин-
формации в пакетном режиме и режиме коллективного доступа,
введение программно-ориентированных баз данных, текстовое
и графическое документирование результатов обработки, управ-
ление вычислительным процессом и контроль функционирова-
ния систем.
Распределение задач обработки между уровнями жестко не
регламентируется. Программное обеспечение системы предус-
матривает возможность изменения распределения задач в доста-
точно широких пределах в зависимости от целей испытаний, ор-
ганизации обработки экспериментальных данных, загрузки под-
систем и т. д. Структурная схема подобного рода системы обра-
ботки информации показана на рис. 5.6.
112
Нижний уровень
РТС
'Ответчик РЛС
Ответчик <РП
бортовые-----;
измерения----1
Устрой-
ства -
ввова
ЦВМ-1
Первичная обработ-
ка бортовых и внеш-
нетраекторных
измерений
Документирование ^Ц’офски^
результатов пер-
Вичн й обработки 
РЛС
вТИ
ФП
Счетно -
вычислитель
ное устрой-
ство
Счетно -
Вычисли -
тельная
машина
Преовраздющрё
иитпии uupuvvu"IU
и в реально* времени	Печать I
риемнпя
ста::
ция
РТС
Система
» цифровой
трансляции
Устройство
вывода
информации
ZJ
ЦВМ-РВ
Обработка
в реальном
масштабе
бремени
Ллшавитно-
фГфровой
дисплей
Отображение
в реальном
времени
Вермий уровень
Перфокарты
(ленты)
Магнитные
яенты(виски)
ЦВМ-3
-Вычисление параметров
движении
-Стотистичесная обра-
ботка
-Анализ
Графический
дисплей
Ялфавитно-
• цифровое
устройство
Графики
Рис. 5.6. Примерная схема автоматизированной обработки и анализа ин-
формации
В технологической линии обработки и анализа полетных ма-
териалов весьма важную роль играет рациональная организация
программного обеспечения, которое также делится на два уров-
ня — общее и специальное. Общее программное обеспечение
включает в себя основную управляющую систему, обеспечиваю-
щую управление внешними устройствами в режиме прерывания,
редакции, перемещаемую загрузку рабочих программ и магнито-
ленточную или дисковую систему, на которой ведется отладка и
подготовка программ, создание и ведение архивов данных.
Специальное программное обеспечение предназначается для
организации ввода, обработки, вывода, документирования и пе-
редачи измерительной информации, оперативного управления
процессом обработки и сборки программ из составных блоков и
модулей. Этот уровень программ обеспечивает: компиляцию ра-
бочих программ, формирование заданий на обработку и опера-
тивную корректировку формы выходных данных, управление
ходом эксперимента.
В целом развитое общее и специальное математическое обеспе-
чение позволяет эффективно использовать вычислительную сис-
тему, решать широкий круг задач по обработке и анализу мате-
риалов испытаний.
В состав рассматриваемой двухуровневой системы может вхо-
дить подсистема обработки информации в реальном масштабе
времени. В штатном режиме работы эта подсистема может функ-
ционировать одновременно с низкочастотной и (или) высокочас-
тотной подсистемами. При этом в процессе проведения экспери-
мента обработке подвергается ограниченный объем информации,
необходимой для непрерывного контроля ’’критических” пара-
113
метров, связанных с обеспечением безопасности полета, а также
оперативного контроля правильности функционирования борто-
вой и наземной системы измерения.
При наличии автоматизированного рабочего места инженера-
испытателя и линий связи борт — земля, земля — борт подсисте-
ма реального времени является основной составной частью сис-
темы управления летным экспериментом.
5.7.	УПРАВЛЕНИЕ ЛЕТНЫМ ЭКСПЕРИМЕНТОМ
Назначение системы управления экспериментом
Управление испытательными полетами является важным и
перспективным направлением повышения эффективности лет-
ных испытаний ЛА.
Техническими предпосылками для реализации управления лет-
ным экспериментом является создание систем, обеспечивающих
обработку, визуализацию, моделирование и передачу информа-
ции на борт в реальном масштабе времени. При создании такого
рода системы требуется решить комплекс взаимосвязанных на-
учных, технических и организационных вопросов, включающих
разработку идеологии управления, выработку требований к ос-
новным элементам и составу системы и ряд других.
Из общих соображений очевидно, что система должна быть по
возможности универсальной, пригодной в своей основной части
для проведения различных видов испытаний.
Система управления полетом призвана оказывать помощь лет-
чику (экипажу) в проведении эксперимента путем контроля за-
данных условий полета и своевременной выдачи информации
при возникновении предпосылок к их нарушению, выработки и
передачи на борт рекомендаций по выдерживанию режима поле-
та, особенно в усложненных ситуациях.
При соответствующем формировании система наземного уп-
равления позволяет решать и некоторые задачи имитации работы
отсутствующих по тем или иным причинам отдельных элементов
бортового оборудования.
Можно выделить три специфические области управления хо-
дом летного эксперимента, отличающиеся по задачам и требова-
ниям к системе:
1)	общее управление, заключающееся в контроле за-
данных условий провёдения эксперимента, анализе результатов
отдельных режимов, своевременном выявлении недопустимых
отклонений или нарушений условий его реализации и оператив-
ном изменении полетного задания;
2)	управление действиями летчика с целью
оказания ему эффективной помощи в выполнении наиболее от-
ветственных и сложных режимов полета. Передаваемые коман-
ды в этом случае представляют собой либо значения управляю-
щих параметров (скорости, высоты, перегрузки, режима работы
114
двигателя и т. п.), либо отдельные разовые команды, характери-
зующие состояние ЛА (управление механизацией крыла, сброс
внешних подвесок, выпуск тормозного парашюта и др.);
3)	имитация работы отдельных элементов
бортовых систем с целью выработки и передачи сигна-
лов, характеризующих функционирование этих систем с соответ-
ствующей индикацией летчику. Подобного рода задачи могут
возникать при отработке пилотажно-навигационных комплек-
сов, радиолокационного оборудования, прицельных устройств,
отображения воздушной обстановки и в других случаях. Исполь-
зование системы управления экспериментом для имитации зна-
чительно расширяет возможности летных испытаний и отработки
нового бортового оборудования, создание которого требует
предварительных натурных исследований.
Во всех указанных случаях система должна обеспечивать дос-
таточно наглядное и удобное для восприятия отображение конт-
ролируемых параметров, позволяющее руководителю испытаний
оперативно оценивать состояние ЛА и принимать правильные ре-
шения. Это требование особенно важно при быстро протекающих
процессах, а также при выполнении режимов полета, близких к
критическим. Для этого процедура контроля заданных условий
проведения эксперимента, оценки влияния допущенных откло-
нений на безопасность и качество полета, выработки рекоменда-
ций по выбору управляющих команд должна быть максимально
автоматизирована.
Наряду с этим система должна обеспечивать:
возможность изменения режима обработки информации в про-
цессе управления;
проведение предполетного и сопутствующего моделирования
отдельных этапов эксперимента;
проведение послеполетного анализа полученных результатов с
участием летного экипажа;
возможность дальнейшего развития ее для вновь возникаю-
щих задач.
Общая схема управления экспериментом
Информация, характеризующая состояние ЛА и работу его
систем с помощью радиотелеметрических и внешнетраекторных
измерений, передается в подсистему обработки для вычисления
физических значений параметров и последующего определения
требуемых характеристик, непосредственно не измеряемых в
полете (числа М, су, Н3 и др.) . Обработанная информация доку-
ментируется и используется для автоматизированного формиро-
вания управляющих команд и отображения. На этом этапе осу-
ществляется контроль заданных условий полета, выделяются ха-
рактерные его участки, оценивается успешность выполнения
конкретных режимов полетного задания. При необходимости.
115
проводится сопутствующее моделирование для выбора рацио-
нальных значений управляющих команд.
Результаты автоматизированного контроля хода эксперимента
и рекомендации по управляющим командам отображаются на
экранах дисплеев. На основании этой информации руководитель
испытаний принимает решения о передаче на борт требуемых све-
дений летчику. Передача команд осуществляется в зависимости
от содержания и условий полета голосом «по связной радиостан-
ции или по специальной линии радиопередачи. Одновременно
производится их контроль.
Таким образом, система управления летным экспериментом
должна содержать следующие основные элементы:
подсистему сбора, преобразования и передачи радиотелеметри-
ческой и внешнетраекторной информации;
подсистему обработки результатов измерений;
подсистему отображения данных на рабочем месте руководи-
теля эксперимента;
подсистему автоматического анализа;
линию передачи управляющих команд на борт ЛА;
средства документирования результатов измерений и процесса
управления.
При исследовании сложных операций (явлений) в состав сис-
темы должна входить подсистема адаптированного математичес-
кого моделирования.
Одна из возможных схем системы управления летным экспери-
ментом показана на рис. 5.7.
Для сбора, преобразования и передачи информации может
быть использован комплекс штатных бортовых и наземных
средств, применяемых при летных испытаниях ЛА.
В качестве основной базы для средства автоматизированной
обработки предназначена подсистема, функционирующая в ре-
альном масштабе времени. Формирование требований к подсис-
теме обработки определяется ее основными функциями и режима-
ми работы. При этом задачи могут быть разделены на два типа:
1) основные задачи, число и содержание которых из-
меняется в зависимости от полетного задания. Эти задачи реша-
ются непрерывно в процессе эксперимента, независимо от требо-
ваний реализации дополнительных задач;
2) дополнительные задачи, обусловленные воз-
никновением в ходе эксперимента особых ситуаций и необходи-
мостью их анализа.
К основным задачам относятся вычисление физических значе-
ний параметров движения ЛА и состояния бортовых систем, а
также допусковый контроль заданных условий проведения экс-
перимента. При этом из числа измеряемых параметров выделя-
ется группа, для которой должна быть обеспечена непрерывная
проверка, с тем чтобы значения этих параметров не выходили бы
за допустимые пределы. К этой группе относятся так называе-
116
Рис. 5.7. Схема управления летным экспериментом:
КРЛ — командная радиолиния; УКВ PC — ультракоротковолновая станция
мые сигнальные параметры — сигналы о срабатывании или об от-
дельных отказах систем. Параметры этой группы, в свою оче-
редь, обычно делятся на подгруппы, индицируемые на соответст-
вующим образом инструментованные пульты с набором клави-
шей и сигнализаторов.
После достижения заданных значений параметров, предусмот-
ренных режимом полета, выполняются специальные тестовые ре-
жимы. Полученные при этом результаты позволяют определить
требуемые количественные расчетные и фактические характерис-
тики, на основании которых принимается решение о возможно-
сти дальнейшего увеличения (уменьшения) регламентируемых
параметров (М, q, пу и т. п.). Руководитель испытаний должен
быть уверен в достоверности полученных данных измерений и
обработки. Для этого в системе предусматривается системати-
ческое (с заданной частотой) решение контрольных задач, подт-
верждающих, что система работает с требуемой точностью. Ре-
зультаты этих процедур отображаются на пультах управления.
Дополнительными задачами являются, например, такие, как
расчет момента выхода ЛА в заданое состояние (положение)
и при необходимости его корректировка, сопровождающее мо-
делирование с целью получения оптимальных значений управ-
ляющих параметров для передачи их на борт, имитационное мо-
делирование отсутствующих штатных или вновь разрабатывае-
мых бортовых систем и др.
Отличие дополнительных задач от основных состоит в том, что
система должна выполнять их лишь при поступлении соответст-
вующих запросов на обработку, источниками которых могут
быть разовые команды, передаваемые с борта ЛА, команды ру-
ководителя эксперимента, а также непосредственные результаты
обработки.
Одной из существенных особенностей системы управления яв-
ляется рациональная организация автоматизированного рабочего
места руководителя летными испытаниями. Оно должно обеспе-
чивать осуществление контроля и анализа хода испытаний, ак-
тивное вмешательство в их процесс. Важным элементом рабоче-
го места является комплекс средств отображения, который
включает в себя визуализацию траекторного движения ЛА, из-
менение основных контролируемых параметров и их допусти-
мых значений, команд управления, индикацию нарушений в
функционировании системы и ряд других операций.
В связи с этим предъявляются высокие требования к аппара-
турным средствам. Этим требованиям удовлетворяет индикация
на электронно-лучевых трубках типа графических и алфавитно-
цифровых дисплеев.
Основу системы отображения составляет центральный графи-
ческий дисплей, на котором отображается воздушная обстановка
и необходимая для управления дополнительная информация.
Кроме того, целесообразно иметь графический дисплей для вы-
118
вода информации об изменении полетных параметров по време-
ни, команд, вырабатываемых при имитации отдельных видов
бортового оборудования, вывода ’’замороженных” состояний
центрального экрана для более достоверного анализа требуемых
параметров. На алфавитно-цифровом дисплее отображаются со-
общения о нарушениях функционирования системы.
Весьма важной проблемой, возникающей при формировании
системы управления, является обеспечение своевременной пере-
дачи на борт необходимой информации. Требования к системе
передачи определяются спецификой решаемых задач. Управление
действиями летчика в ходе полета, например при необходимости
изменения текущего управления при подходе к ограничениям
или границам зоны пилотирования, а также при решении задачи
имитации элементов бортового оборудования, требуют передачи
на борт как разовых, так и плавных команд. Для этих целей при-
меняются специальные штатные средства УКВ связи и команд-
ные радиолинии.
С целью проведения послеполетного анализа процесса управле-
ния в состав системы должны быть включены средства докумен-
тирования измерений, результатов предварительной обработки и
состояния экранов отображения. Для документирования резуль-
татов отображения перспективным является использование ви-
деомагнитофона, позволяющего воспроизводить процесс на эк-
ране в реальном масштабе времени, минуя этап обработки.
Требования мобильности системы обработки обуславливают
необходимость управления ею, которое должно обеспечивать из-
менение ее состава и режимов, включающих ввод параметров,
структуру алгоритмов и программ обработки, режимы динами-
ческого отображения, документирование информации и др. На-
бор команд управления формируется заранее. Каждой команде
должно соответствовать строго определенное состояние системы
по всем технологическим этапам.
Контроль функционирования системы обработки формирует-
ся из условия обеспечения минимальных затрат времени на ее
подготовку к управлению летным экспериментом. Процесс
контролирования осуществляется перед полетом, между режи-
мами и во время эксперимента.
Предполетный контроль нужен для детальной проверки рабо-
ты всех устройств, математического обеспечения и системы в це-
лом с имитацией ввода радиотелеметрических и внешнетраектор-
ных измерений.
При межрежимном контроле производится проверка только
тех измерений, которые вводятся при переходе на новый режим
работы по командам управления. В процессе эксперимента конт-
ролируется правильность преобразования информации и в случае
нарушений в работе системы выдаются необходимые сигналы.
Математическое обеспечение вычислительного комплекса дол-
жно иметь агрегатированную структуру, обеспечивать непрерыв-
ный контроль восстановления работоспособности системы при
119
случайных сбоях, оперативную реконфигурацию программных и
аппаратных средств. Оно должно иметь развитую структуру с
оператором, позволяющую в любой момент времени получать
исчерпывающую информацию о состоянии всех ресурсов и при
необходимости вмешиваться в ход вычислительного процесса.
В заключение следует сказать, что применение в ближайшем
будущем бортовых вычислительных машин для обработки ин-
формации, управления и контроля, несомненно, окажет сущест-
венное влияние на облик и возможности систем управления экс-
периментом.
Уже теперь можно предвидеть новый этап развития средств и
методов обработки и анализа информации с использованием
ЦВМ непосредственно на борту ЛА, существенной на этой основе
интеграции измерительных средств и средств обработки, приме-
нения аппаратуры, в которой объединяются функции измерений
и вычислений.
Практическая возможность создания и реализации подобного
рода систем обусловлена:
быстрым развитием бортовых вычислительных машин различ-
ного назначения, уменьшением их габаритных размеров и стои-
мости, повышением надежности их работы;
достижениями в области автоматизированного контроля сос-
тояния систем ЛА с применением БЦВМ;
наличием значительного, в некоторых случаях до 50% от про-
должительности полета, резерва времени, которое является тех-
нологически необходимым для выхода на заданные условия
(режимы) полета.
С помощью систем, основанных на БЦВМ, может решаться ши-
рокий круг задач, включающих:
текущий контроль в полете за состоянием бортовых систем и
ЛА в целом, управление программой сбора и передачи информа-
ции в соответствии с меняющимися условиями эксперимента;
оценку состояния объекта исследований путем, например, до-
пускового контроля, который основывается на сравнительно
простых критериях, определяемых непосредственно на борту и
обеспечивающих информацию о работоспособности исследуемых
систем и элементов ЛА;
определение функциональных характеристик процессов или
систем при параметрическом исследовании с целью выбора опти-
мальных программ их регулирования;
первичную обработку и сжатие требуемого объема информа-
ции до уровня, необходимого для передачи в наземную систему
с целью ее оперативного анализа (с использованием при необхо-
димости дополнительных расчетных данных) и передачи управ-
ляющих команд летчику.
Важным требованием к системе управления летным экспери-
ментом является ее организация как системы коллективного
пользования с необходимым количеством абонентских пультов
для развитого диалога инженеров-исследователей с системой.
120

6.	МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИ ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЯХ
6.1.	ВИДЫ И ЗАДАЧИ МОДЕЛИРОВАНИЯ.
ПРИМЕНЯЕМОГО ПРИ ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЯХ
Летные испытания натурных объектов наряду со множеством
преимуществ, благодаря которым они являются обязательными
для современных ЛА, имеют и определенные ограничения. Вы-
полнение некоторых режимов или операций ограничивается воз-
можностями испытательной базы, отсутствием дополнительных
средств испытаний, в частности вспомогательных ЛА, обладаю-
щих необходимым диапазоном скоростей и высот, и по другим
причинам.
Эксперименты в условиях, близких к предельным, иногда соп-
ряжены с опасностью, а испытания расчетных случаев, которые
могут привести к аварийным или катастрофическим последстви-
ям, вообще недопустимы. В то же время проверка таких расчет-
ных случаев крайне желательна. Для удовлетворения требований
безопасности необходима предварительная проверка режимов и
отработка действия экипажа в особых ситуациях, которые могут
быть выполнены только на моделирующих установках или тре-
нажерах.
В летных испытаниях реализация большого числа эксперимен-
тальных точек практически невозможна, так же как широкое
варьирование параметров. Это обусловлено ограничениями на-
турных объектов, стремлением сократить продолжительность и
стоимость испытаний.
В то же время необходимость тщательных и всесторонних про-
верок ЛА и его систем требует большого объема испытаний. Вы-
полнить этот объем можно, только применяя широкое модели-
рование.
Помимо получения дополнительных экспериментальных дан-
ных у моделирования есть и другие очень важные функции. Пла-
нирование испытаний осуществляется с помощью моделирова-
ния. Анализ экспериментальных результатов и их интерпретация
без моделирования затруднены, а в ряде случаев — невозможны.
В частности, беэ моделирования нельзя правильно назначить до-
пуски на контрольные параметры и учесть их зависимость от
внешних факторов и управления. Получение статистических оце-
нок с требуемой доверительной вероятностью только по мате-
риалам летных испытаний также затруднительно. Поэтому су-
щественным дополнением летных испытаний является моделиро-
вание различного вида, которое получило широкое распростране-
ние на всех стадиях создания ЛА.
121
Под моделированием будем понимать исследования или испы-
тания, в которых один, несколько и все компоненты испытывае-
мого ансамбля ’’объект испытания — сопряженные системы —
внешние факторы — режимы полета — управление”, показанного
на рис. 2.1, заменены физическими или математическими моде-
лями. Модели должны обладать таким приближением свойств за-
мещаемых компонентов, которое позволяет решать поставлен-
ные задачи с требуемой полнотой и достоверностью. Приближе-
ния должны соблюдаться также во взаимосвязях между заме-
щаемыми объектами, и остальными компонентами ансамбля.
Иными словами, должно быть соблюдено определенное подобие
или адекватность между моделыа и объектом испытаний (в слу-
чае, когда объект моделируется), а также внешними факторами,
режимами полета и управлением (когда моделируются зти ком-
поненты) , с тем чтобы результаты могли быть распространень^на
натурный объект и натурные условия.
В рамках настоящей библиотеки рассматриваются только ви-
ды моделирования, выполняемого непосредственно в полете или
реализуемого на земле, но связанного тем или иным образом с
летными испытаниями и исследованиями. Такое моделирование
не является самостоятельным; оно функционирует только в тес-
ной взаимосвязи с летным экспериментом.
Для интенсификации испытаний моделирование должно быть
оперативным; средства моделирования должны позволять про-
водить необходимые изменения или корректировку достаточно
просто и быстро. Все результаты должны выдаваться в нагляд-
ном виде, позволяющем выполнять анализ и интерпретацию экс-
периментальных данных за короткое время.
В настоящее время испытания практически каждого ЛА осу-
ществляются совместно с разветвленным моделированием. Лет-
ный эксперимент и моделирование образуют единый комплекс
испытаний, позволяющий выполнить необходимый объем прове-
рок, интенсифицировать этот процесс и существенно повысить
его информативность.
Различные виды моделирования, сопряженного с летными ис-
пытаниями, можно свести к следующим четырем классам: натур-
ное (физическое), полунатурное оперативное, математическое
(имитационное) оперативное и статистическое моделирование.
Рассмотрим каждый из этих классов.
Натурное (физическое) моделирование.
Оно осуществляется в условиях полета. В качестве объектов ис-
пытаний используются масштабные модели и макеты. Объектом
натурного моделирования могут являться также эксперимен-
тальные системы, допускающие широкое варьирование парамет-
ров для нахождения их рациональных (оптимальных) значений.
При этом у объектов испытаний должно быть соблюдено прибли-
женное или частичное подобие, позволяющее использовать полу-
ченные результаты на последующих этапах создания ЛА и его
систем.
122
чистичноео подобия
Рис. 6.1. Структура испытываемого ансамбля при натурном моделировании
Структурная схема натурного моделирования показана на
рис. 6.1. В испытываемый ансамбль включены дополнительные
средства летных испытаний — летающие лаборатории, автомати-
ческие или дистанционные управляемые летающие модели, обес-
печивающие полет в выбранном диапазоне высот, скоростей, чи-
сел М и других параметров. На режимы полета и отдельные дей-
ствующие внешние факторы налагается условие соблюдения час-
тичного подобия; при этом часть факторов не моделируется.
Натурное моделирование не следует смешивать с летными ис-
следованиями, а также с испытаниями опытных объектов до ус-
тановки их на вновь создаваемый ЛА.
К натурному моделированию относятся испытания опытных
объектов с помощью летающих лабораторий, а также имитато-
ров иной конструктивной или аэродинамической схемы, чем соз-
даваемый ЛА. Однако и в этом случае при моделировании долж-
ны соблюдаться условия частичного подобия. Основные задачи
натурного моделирования, выполняемого на первых стадиях соз-
дания ЛА, были рассмотрены в разд. 2.3.
Полунатурное оперативное моделирова-
ние*. Оно осуществляется в наземных условиях. В качестве
объектов испытаний используются макетные образцы, опытные
агрегаты или целые системы. Таковыми могут служить объекты
до прохождения летных испытаний, или изделия, доработанные в
соответствии с рекомендациями предшествующих этапов экспе-
риментальных исследований. Внешние факторы и параметры ре-
жимов полета имитируются преимущественно электронными ме-
* Это моделирование по ряду параметров отличается от полунатурного
моделирования, выполняемого как отдельный самостоятельный этап про-
цесса создания ЛА и слабо связанного с летными испытаниями.
123
I-----km»»	"авени-
|	Винаиические аналоги
Рис. 6.2. Структура испытываемого ансамбля при полунатурном модели-
ровании
тодами, хотя возможно и физическое моделирование этих воз-
действий, например с помощью струи реактивного двигателя,
электрических или гидравлических машин.
Структурная схема полунатурного моделирования представле-
на на рис. 6.2. Особенностью его является функциональное подо-
бие — по отношению к реальным операциям или условиям у всех
компонентов испытываемого ансамбля должно быть соблюдено
выполнение сходных функций и имитированы подобные воздей-
ствия. В некоторых случаях применяются реальные системы уп-
равления и сопряженные с объектом системы, в других — эти
компоненты имитируются.
Если для моделируемого режима определяющую роль играют
вопросы ручного управления и принятия решений, то в экспери-
ментах, как правило, должен участвовать оператор, выполняю-
щий свои функции в специальной кабине (реальной или имити-
рованной) .
Полунатурное оперативное моделирование имеет две разно-
видности. В одной из них испытываемая аппаратура устанавлива-
ется на стационарном стенде, включающем моделируемые ком-
поненты, кабину летчика или оператора, пульт управления и др.
Во второй используется аппаратура, установленная непосредст-
венно на испытываемом ЛА или летающей лаборатории, которая
сопрягается с передвижным или неподвижным наземным стен-
дом. Указанная разновидность экспериментов позволяет наибо-
лее полно включить в контур моделирования реальную аппарату-
ру, в том числе элементы управления системами; летчик или
оператор работает в реальной кабине, что также является боль-
шим преимуществом.
Основные цели полунатурного оперативного моделирования
сводятся к следующим:
отладка и настройка аппаратуры перед летными испытаниями,
проверка ее работы перед особо ответственными полетами;
124
подбор рациональных передаточных чисел и параметров для
проведения летных испытаний, оперативная корректировка их
по материалам полетов;
выбор рациональных параметров проведения летных испыта-
ний, уточнение режимов (планирование экспериментов);
предварительная проверка безопасности полетов;
тренировка экипажей, в том числе в усложненных условиях и
в особых ситуациях;
детальный анализ явлений и особенностей, выявленных в лет-
ных экспериментах;
ознакомление специалистов испытательной бригады с работой
систем и ожидаемой физической картиной эксперимента;
получение экспериментальных результатов в фазовых точках,
не проверявшихся в летных испытаниях.
Одной из отличительных особенностей оперативного полунатур-
ного моделирования (так же, как рассматриваемого ниже мате-
матического оперативного моделирования) является использо-
вание значительно более простых математических моделей и ана-
логов для имитации внешних и внутренних факторов, динамики
движения и т. п., более простой визуализации воздушной обста-
новки в кабине летчика. Однако эти упрощения должны основы-
ваться на результатах летного эксперимента и предусматривать
корректировку моделей по полученным в испытаниях данным.
Поэтому адекватность и точность оперативного моделирования
при правильной организации не уступают детальному моделиро-
ванию, а в ряде случаев даже превосходят их.
Математическое (имитационное) опера-
тивное моделирование.В нем все компоненты испы-
тываемого ансамбля имитируются математическими моделями
(рис. 6.3). Особенностью его является соблюдение некоторого,
достаточного для решения поставленной задачи математическо-
го подобия. Это означает, что соблюдается не полная эквивалент-
Рис. 6.3. Структура испытываемого ансамбля при математическом моде-
лировании	, __
120
ность, а адекватность (сходство) между натурными условиями
и результатами, с одной стороны, и моделями, с другой, так, что
обеспечивается сходимость определенной совокупности характе-
ристик, номенклатура которых оговорена. Вместе с тем должно
учитываться достаточно большое число факторов и возмущений,
в связи с чем моделирование и называется имитационным.
В качестве моделей должны использоваться сравнительно
простые зависимости, легко идентифицируемые по результатам
летных испытаний и корректируемые по мере получения новых
экспериментальных данных. Относительная простота моделей и
тесная связь с экспериментами обеспечивают оперативность это-
го класса исследований. Математическое моделирование реали-
зуется на цифровых и аналоговых вычислительных машинах или
гибридных ЭВМ (исходя из условий решаемых задач). Сущест-
вует множество разновидностей моделей, отличающихся по
структуре, учитываемым факторам и совокупности результи-
рующих характеристик. Сходимость с результатами эксперимен-
тов, являющаяся обязательным требованием, предъявляемым
ко всем этим моделям; не исключает указанной неоднозначности.
В случаях, когда в задачу имитационного моделирования входит иссле-
дование ручного управления, выполняемого летчиком или оператором,
можно применять две схемы. Первая предусматривает использование спе-
циальной математической модели управления, в которую может быть вклю-
чена также математическая модель принятия решения. Во втором случае в
контур управления включается оператор, выполняющий свои функции в
имитированной кабине.
Говоря о Задачах такого класса моделирования, следует прежде всего
иметь в виду, что цели летных испытаний включают формирование моделей
типа (2.7), аппроксимирующих зависимости показателей и характеристик
от различных параметров вида (2.3). В частных случаях задача заключается
в определении коэффициентов моделей, форма которых считается заданной.
Без таких моделей показатели и характеристики, определенные в летных
испытаниях, следует относить только к тем точкам фазового пространства
ОУЭ, в которых они были определены. Аппроксимационные же модели поз-
воляют распространить значения характеристик на всю фазовую область, в
том числе на граничные зоны. С помощью имитационного моделирования
должны проверяться работоспособность указанных моделей и оцениваться
показатели в требуемой области ОУЭ.
В ряде случаев имитационное моделирование позволяет решать задачи
планирования эксперимента (аналогичные указанным выше для полунатур-
ного моделирования). Наконец, большой объем работы с его помощью вы-
полняется при решении задач анализа и интерпретации.
Подводя итог сказанному, можно свести основные цели ими-
тационного оперативного моделирования к следующим:
предполетное планирование экспериментов, выбор рациональ-
ных параметров испытательных режимов;
предварительная проверка безопасности экспериментов;
оценка успешности и безопасности выполненных эксперимен-
тальных режимов, особенно в тех случаях, когда этап полета или
операция в летных испытаниях полностью не проверялись;
проверка работоспособности моделей типа (2.7) и оценка схо-
126
димости моделирования с результатами испытаний; выявление
определяющих факторов, действующих на испытываемый объект;
выявление особенностей в исследуемых процессах, новых
факторов, ранее не учитывающихся, нелинейностей характерис-
тик и т. п.;
приведение показателей и допусков на них к заданным усло-
виям (в случаях, когда из-за сложности явлений и необходимос-
ти учета большого числа факторов моделирование является не-
обходимым) .
Имитационное оперативное моделирование, как правило, вы-
полняется при фиксированных внешних и внутренних факторах
и параметрах и применяется для решения детерминированных
задач. Однако в практике часто возникает потребность в реше-
нии статистико-вероятностных задач. Для этого используется
следующий класс моделирования.
Статистическое моделирование. Оно осущест-
вляется в основном на завершающей стадии летных испытаний,
когда используются математические модели, в том числе модели
распределений определяющих факторов и возмущений, дейст-
вующих на компоненты испытываемого ансамбля. Указанные
законы распределения подлежат идентификации как по данным
летных испытаний, так и по результатам полунатурного модели-
рования. Моделирование реализуется на ЦВМ или гибридных
ЭВМ. Для этого вида исследования наряду с математическим
подобием характерным является соблюдение вероятностного по-
добия. Это означает, что у результатов моделирования и экспери-
ментов должны сходиться статистические оценки параметров
распределения характеристик как входных, так и выходных.
Целями статистического моделирования являются:
получение статистических оценок показателей и характерис-
тик типа (2.4);
определение статистико-вероятностных показателей эффек-
тивности и летной годности ЛА во всей области ОУЭ для задан-
ной совокупности типовых операций.
Статистическое моделирование в ряде случаев проводится для
оценки технико-экономического риска при принятом плане ис-
пытаний.
6.2.	ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ИСПЫТАНИЙ С ПОМОЩЬЮ МОДЕЛИРОВАНИЯ
Каждый из указанных классов моделирования, в свою оче-
редь, наряду с определенными преимуществами, обладает специ-
фическими ограничениями и недостатками. Поэтому при испыта-
ниях сложных ЛА должна применяться комплексная структура,
в которой для отдельных задач используются наиболее рацио-
нальные виды моделирования. Комплексная структура включает
наряду с летными испытаниями и исследованиями упомянутые
классы моделирования, связанные друг с другом и с натурным
экспериментом (рис. 6.4). Однако при испытаниях достаточно
127
простых ЛА, например спортивных и сельскохозяйственных, а
также модифицированных самолетов или вертолетов, многие из
видов моделирования не применяются.
Рассматривая вопросы интенсификации испытаний с помощью
указанной комплексной структуры, следует иметь в виду сле-
дующие направления:
опережающие натурные исследования и испытания с помощью
моделирования в полете;
возможность сокращения числа испытательных полетов путем
полунатурного и математического моделирования;
сокращение межполетного времени благодаря ускорению ана-
лиза и интерпретации результатов;
повышение зачетности и успешности экспериментов благодаря
использованию опережающих исследований и оперативного мо-
делирования;
проведение натурных экспериментов с наиболее рациональны-
ми регулировочными параметрами систем;
ускорение поиска ’’узких мест” и доводки элементов и систем;
повышение информативности испытаний в целом;
расширение области испытаний и проверок и др.
Остановимся на некоторых из этих направлений более подроб-
но. Опережающее натурное моделирование нужно для того, что-
бы использовать в техническом проекте ЛА и его систем не ’’сы-
рые”, а достаточно проверенные идеи и конструктивные принци-
пы, обосновать наиболее рациональные варианты, оценить рабо-
тоспособность принятой схемы и выявить особенности функцио-
нирования ЛА или его систем при реализации этих принципов.
Натурное моделирование может быть выполнено с помощью
экспериментальных пилотируемых ЛА, беспилотных дистанцион-
но-пилотируемых ЛА и летающих лабораторий, переоборудован-
ных из серийных самолетов и вертолетов. Эти средства должны
обеспечить требуемую степень подобия условий эксперимента,
являющегося, как уже говорилось выше, лишь частичным. Такое
подобие может быть сведено к двум основным типам. При пер-
вом объект испытаний осуществляет полет в условиях, близких
к расчетным по скорости, высоте, числу М (рис. 6.5). При этом
программа достижения заданных фазовых ’’точек” может отли-
чаться от реальной (т. е. принятой для основного ЛА). Сам
объект выполняется в масштабе. Действие многих факторов и
возмущений не воспроизводится. Этот тип моделирования ха-
рактерен, например, для опережающих исследований в области
аэродинамики.
При втором типе подобия натурного моделирования объект
в большинстве случаев является полноразмерным. В полете вос-
производится действие достаточно большого числа факторов и
возмущений, сам же полет осуществляется на меньших высотах,
скоростях и числах М, чем в первом случае. Этот тип подобия
применяется, например, для опережающих испытаний двигате-
128
Рис. 6.4. Комплексная структура
испытаний и моделирования, при-
меняемая при отработке сложных
ЛА
Рис. 6.5. Схема,
иллюстрирующая
частичное подобие первого типа
лей, оборудования и систем управления, для которых воспроиз-
ведение комплекса возмущений и внешних воздействий являет-
ся в ряде случаев более важным, чем подобие по скорости и
высоте.
В качестве примера сошлемся на испытания автоматизированных систем
(автоматических и директорных) управления траекторным движением Л Л
(рис. 6.6). Опережающие испытания таких систем на Л Л проводятся на
двух-трех начальных участках программы. Это позволяет имитировать та-
кие существенно важные возмущения, как "вход” в программу, изломы
программы, атмосферную турбулентность и т. п.).
В качестве другого примера натурного моделирования укажем на прово-
димую в США с 1973 г. так называемую программу HiMАТ с помощью бес-
пилотных дистанционно-управляемых ЛА, выполненных в масштабе
1/5 . . . 1/3, имеющих модульную конструкцию. Программа была рассчита-
на на изучение широкого круга вопросов, представляющих большой прак-
тический интерес для разработки нового поколения военных самолетов.
Так, в области аэродинамики исследовались суперкритическое крыло, по-
вышение подъемной силы с помощью организации системы вихрей и др.
По силовой установке испытания включали оценку объединенной системы
управления полетом и двигателями, создание суперциркуляции для увели-
чения общей подъем вой силы ЛА. Исследования вопросов устойчивости,
управляемости, систем управления предусматривали выполнение полетов на
критических углах атаки, получение характеристик штопора, предваритель-
ную оценку систем непосредственного управления, вариантов электродис-
танционной системы, в том числе основанных на использовании ЦВМ.
Каждое из средства моделирования требует определенных зат-
рат на проектирование, постройку и оборудование, а также вре-
мени на реализацию проекта, собственную отработку (автоном-
129
пшиш -границы допустимое ofnucfnu полета опытного ля
иш-иш _ границы допустимой of ласти попета ЛЛ.иополыуемоео
Впл натурного моделирования
Рис. 6.6. Схема, иллюстрирующая частичное подобие второго типа:
а — программа полета опытного ЛА; б — программа, реализуемая при на-
турном моделировании
ные испытания) и, наконец, на проведение летных испытаний.
С другой стороны, интенсификация всего процесса создания ЛА
с помощью указанных средств может дать ощутимый эффект
только в том случае, если результаты будут получены в установ-
ленное время.
Обобщая опубликованные в зарубежной печати данные, мож-
но считать, что проведение опережающего натурного моделирова-
ния с помощью дистанционно-пилотируемого ЛА и ЛЛ оправда-
но для проверки крупных проблемных вопросов, решение кото-
рых требует не менее 4 ... 6 лет и, следовательно, реализация
которых ожидается через 7 ... 8 лет.
Пилотируемые экспериментальные ЛА являются наиболее до-
рогим и трудоемким средством исследований, их применение
оправдано в крупных целевых программах, рассчитанных на
10 ... 12 лет и более.
Наиболее оперативным средством натурного моделирования
следует считать летающие лаборатории, переоборудованные из се-
рийных ЛА, находящихся в эксплуатации. Они обладают больши-
ми преимуществами, однако иэ-за ограничений летных характе-
ристик (допустимой области полета) позволяют осуществить
только частичное моделирование второго типа.
В некоторых особо ответственных и длительных программах
целесообразно применять как дистанционно-пилотируемые ЛА,
так и ЛЛ; сочетание обоих типов частичного подобия позволяет
получить требуемые результаты в сравнительно широкой облас-
ти параметров.
Перейдем к оценке сокращения объема летных испытаний но-
вого ЛА путем полунатурного и математического моделиро-
вания.
В общем виде указанную задачу можно сформулировать, ис-
пользуя аппарат, введенный в разд. 2.1 ... 2.4.
130
Испытываемый объект должен быть проверен при определен-
ном сочетании большого числа внешних факторов и различных
параметров. Предположим, что варьируемые факторы и область
их изменения определены в виде (2.23). В каждой из ггти1 фазо-
вых ’’точек” запланировано выполнить^- проверок:
Ni=Nin+NiM’	(6.1)
где Nin — число режимов, выполняемых в полете; NiM — число
моделирований (различного вида); i = 1,2,..., %.
Суть интенсификации процесса испытаний сводится к следую-
щей схеме. После проверки работоспособности объекта, выпол-
няемой в области номинальных условий (область I на рис. 2.4)
по ограниченному числу экспериментальных режимов, реализуе-
мых как в номинальной области, так и в соседних фазовых
’’точках”, индентифицируется система математических моделей
вида (2.7). Эти модели должны быть оперативными, т. е. доста-
точно быстро реализованы на средствах полунатурного модели-
рования или в программах имитационного моделирования
на ЦВМ.
Вслед за выполнением натурных испытаний и моделирования
в номинальных областях и соседних с ними фазовых точках мо-
дели экстраполируются нд более удаленные фазовые области
(области II, III на рис. 2.4). Если безопасность полетов это поз-
воляет, то в отдельных фазовых точках выполняется несколько
экспериментальных режимов для проверки работоспособности
объекта и оценки адекватности модели.
При условии, что объект работоспособен и моделирование сог-
ласуется с экспериментом, дальнейшие оценки показателей, вхо-
дящих в матрицы (2.1) . . . (2.3), производятся только на осно-
ве моделирования. При невозможности проверки адекватности
объекта (например, по условиям безопасности) все оценки про-
водятся с помощью аппроксимированных моделей.
Суммарное число режимов, выполняемых с помощью модели-
рования, может быть определено как
Заметим, что адекватность моделей на стадии летных испыта-
ний может быть существенно улучшена, если осуществлять иден-
тификацию путем последовательной корректировки исходных
моделей. Это предусматривает использование всего массива дан-
ных, накопленных на предшествующих стадиях создания ЛА и
его систем, начиная от этапов поисковых исследований и разра-
ботки эскизного проекта.
Остановимся еще на одном важном направлении интенсифика-
ции летных испытаний — повышении зачетности и успешности
экспериментов благодаря опережающим исследованиям и опера-
тивному моделированию.
131
Незаметность экспериментов, формально сводящаяся к невы-
полнению условий, заданных в виде (2.13 . . . 2.16), обусловлена
главным образом тремя причинами: ошибками экипажей основ-
ных или вспомогательных ЛА, ошибками наземных служб наве-
дения и управления воздушным движением, неправильным
функционированием систем, включая измерительную аппаратуру.
Условия успешности сводятся к требованиям нормального
функционирования всех систем и элементов и выполнению за-
данной операции о,-, т. е. нахождению контрольных показателей
матрицы [у,]к в допустимых пределах. Исходя из сказанного
задачами оперативного моделирования, выполняемого в интере-
сах повышения зачетности и успешности режимов, являются:
определение возможности выхода ЛА в заданную фазовую об-
ласть при планируемых значениях внешних факторов (х1ПЛ ) и
номинальном управлении (и.	);
оценка влияния на контрбйЕйые показатели (у,) отклонений
внешних факторов (6xt) и незапланированных факторов xk + lf
** + 2 5
оценка допустимых значений ошибок управлений (Ьи, ), обес-
печивающих зачетность эксперимента и успешность режима;
оценка допустимых значений контрольных показателей (бу,) доп.
при которых режим может считаться зачетным и успешным.
Предварительная обработка режимов в имитированных усло-
виях, достаточно близких к реальным, позволяет устранить по-
давляющее большинство ошибок и отказов. Это, в свою очередь,
позволяет рассчитывать на высокие значения коэффициентов за-
четности и успешности программных полетов.
6.3.	ПРИМЕНЕНИЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ НА ЭВМ ДЛЯ ПЛАНИРОВАНИЯ
ИСПЫТАНИЙ И АНАЛИЗА РЕЗУЛЬТАТОВ
К важным аспектам применения оперативного моделирования
следует отнести выбор испытательных режимов и числа экспери-
ментов (составляющий сущность планирования, о котором гово-
рилось в разд. 4.3), а также анализ и интерпретацию результатов,
получаемых в экспериментах.
Применение моделирования является весьма эффективным
при экспериментальном определении показателей и характерис-
тик, зависящих от множества факторов, в достаточно широкой
зоне ОУЭ. При этом обычно предусматривается оценка зависимо-
сти одной или нескольких характеристик у, от аргументов Xi, х^,
. .., xfe. Задача испытаний заключается в реализации необходимо-
го числа режимов и построении по полученным результатам ап-
проксимирующей зависимости — модели вида
й- = /а(*1.*2,	(6.3)
Задача планирования состоит в определении рационального
числа экспериментов, а также их расположения в фазовом прост-
132
ранстве координат (х>, х2,..., х^у, обеспечивающих требуемую
точность и адекватность получаемых результатов.
В каждой точке (каждом режиме) экспериментальный резуль-
тат является случайной величиной и может быть представлен как
У = Ун + 8у,	(6-4)
где ун — номинальное значение характеристики, зависящее от ар-
гументов хх, х2, . • •, «й; by — случайное отклонение результата
единичного эксперимента.
Значения 5у обусловлены методическими и инструментальны-
ми погрешностями, отклонениями параметров от номинальных
значений, действием неучтенных факторов и другими возмуще-
ниями. Величина ун может рассматриваться как результат экспе-
римента при отсутствии случайных факторов и помех. Она оце-
нивается как математическое ожидание результата единичного
эксперимента.
Предположим, что составлена ’’программа” испытаний, преду-
сматривающая реализацию определенного планового числа режи-
мов ппл (плановая серия точек), каждая из которых характери-
зуется условиями
В<пл =	•	<6-5)
Вся совокупность запланированных условий может быть пред-
ставлена в виде
Iх i 1пл = Vxll ’ х12’ ’ • • ’ Х1п) ’
(х21, х22,...,Х2п) .. . (хп1 . . . хпп)| пл.	(6.6)
Вследствие возможных отказов материальной части, ошибок
пилотирования и других причин фактически реализованное число
режимов (фактическая серия точек)
пФ
ПЛ
(6.7)
а сами точки могут смещаться относительно запланированных
значений, так что
Х11 “ <х11)пл + 5хп:
(6.8)
Х21 ~ (Х21 ) пл + 5х2Г
Предполагается, что коэффициент зачетности /гэач (см. 4.4)
может быть оце? _ен тем или иным образом, например из статисти-
ки летных испытаний ЛА, аналогичных испытываемому.
133
Таким образом, результаты испытаний образует совокупность
Пф точек, описываемую вектором
[ф]ф= [ (жц.Уц. -.
(х21, у21,..., х2п, у2п) . .. (хп1, уп1,..., хп п, упп) ]ф.	(6.9)
Такую серию точек, реализованных в результате выполнения
какой-либо конкретной ’’программы”, можно ввиду ее случай-
ного характера назвать реализацией. В другой реализации (фак-
тической серии точек) условия (6.8), результаты (6.9), а, воз-
можно, и число Пф из-за действия случайных факторов могут
быть иными.
В дальнейшем для простоты ограничимся рассмотрением одно-
мерных зависимостей вида у = f(x).
Вид аппроксимирующей модели 5» =	(х) и погрешности ее
построения зависят от погрешностей единичного эксперимента
8 у и 8х, количества экспериментальных точек г^, принятого ме-
тода аппроксимации (вида функции, выбранной для аппрокси-
мации) и объема сведений об изучаемом процессе, играющих
роль априорной информации.
В общем случае для каждой реализации иэ точек при од-
ном и том же методе аппроксимации может быть получена своя
аппроксимирующая зависимость, отличная от других:
У, = 4/(ж>’	(6.10)
где / — индекс реализации.
Случайные отклонения числа точек в серии (при Пфу =# const)
усиливают указанную тенденцию. Таким образом зависимости
(6.10) являются случайными функциями и образуют некоторую
зону разброса.
Следует отличать погрешности аппроксимации, т. е. погрешно-
сти определения экспериментальных зависимостей (8 уа) п, пост-
роенных по ппл точкам, от погрешности единичного эксперимен-
та 8у.
Погрешность (8уа) п не может быть оценена одной характерис-
тикой. В качестве показателей точности аппроксимации можно
принять:
среднеквадратичную ошибку координат экстремума кривой
или наибольшего (наименьшего) значения о[хэкстр ], о[уэкстр];
среднеквадратичную ошибку ’’критической эоны” (в которой
имеет место существенная зависимость у от х) о(xd);
вероятность получения адекватной функции при аппроксима-
ции Wa или обратную ей величину WH = 1 - (смысл этого по-
нятия будет объяснен ниже).
Следовательно, вместо одного критерия целесообразно рас-
сматривать вектор критериев точности	I
[5Уа]п =[^(хэкстр); а(Уэкстр); a(xd); Wd].	(6.11)
134
Известно, что увеличение числа точек может уменьшить пог-
решности определения экспериментальных зависимостей, сни-
зить доверительный интервал оценок. Однако высокая стои-
мость и сжатые сроки проведения испытаний не позволяют зна-
чительно повысить количество режимов ппл. Поэтому практичес-
кий интерес представляют три взаимосвязанные задачи: оценка
принятых критериев точности аппроксимации (6уа)п при задан-
ном (выбранном) числе точек ппл и способе аппроксимации;
оценка минимального числа точек, обеспечивающего заданные
показатели точности (в том числе заданный доверительный ин-
тервал) при выбранном методе аппроксимации; сравнение раз-
личных способов аппроксимации и выбор наилучшего, позво-
ляющего реализовать заданные показатели точности Яри наи-
меньшем числе точек.
Следует подчеркнуть, что поставленные задачи имеют доста-
точно общий характер и применимы не только для одномерных,
но и для многомерных зависимостей типа (6.3).
Теоретически решить зти задачи можно только при больших
допущениях, существенно снижающих практическую ценность
получаемых результатов. Трудность определения критериев
обусловлена еще и тем, что истинная зависимость у = f(x) обыч-
но неизвестна. Поэтому единственным выходом является приме-
нение оперативного статистического моделирования.
В качестве исходной модели принимается некоторая ’’опор-
ная” функция (называемая также ’’исходной” моделью), выбран-
ная на основе теоретических соображений, априорной информа-
ции, предварительных исследований и т. д. Обозначим указанную
функцию через уоп (х). При многомерных зависимостях
Уоп = f(xi>x2,---,xn)-	(6.12)
В этом случае адекватной может считаться такая аппроксими-
рующая функция, для которой среднеквадратичное отклонение
на интервале аппроксимации не превышает допустимую величи-
ну. Это условие записывается как
°1у]оп<адоп;	(613>
р[у]оп = f (Уоп - y)2dx-
X1
Вероятность получения адекватной функции оценивается с по-
мощью статистического моделирования как частота получения в
данном множестве зависимостей вида (6.10) (образованном из
^нюд РеализаЦйй) кривых, удовлетворяющих условию (6.13)
и;<614>
мод
135
(6.15)
где NyCn — число реализаций, в которых аппроксимирующая
кривая близка к ’’опорной” кривой и для которых выполняется
условие (6.13).
Для вычисления опорных функций в процессе моделирования
могут использоваться дифференциальные уравнения, регрессион-
ные или факторные модели, конечные выражения, а также гра-
фические зависимости, полученные тем или иным способом.
Для того чтобы выполнить статистическое моделирование, не-
обходимо также располагать статистическими оценками погреш-
ностей единичного эксперимента — математическим ожиданием
и среднеквадратичным отклонением. Закон распределения обыч-
но принимается нормальным.
Статистическое моделирование позволяет учитывать также
’’незачетность” режима.
Практика показывает, что для целей предполетного планиро-
вания и получения оценок показателей точности для каждого
значения пПл достаточно 40 ... 50 реализаций.
На основании результатов статистического моделирования
строятся зависимости каждого из показателей от количества пла-
нируемых режимов вида
° [•'•экстр] — f (Ппл) ’
° [^ экстр] ~ ]ППл)
^а=Нппл);
J = /’(«пл)-
Хотя можно воспользоваться обобщенным функционалом, учитываю-
щим каждый показатель с помощью весовых коэффициентов, целесообраз-
но, располагая информацией об изменении каждого критерия, т. е. серией
зависимостей вида (6.15), принимать решение исходя из всей совокупности
данных. В этом случае лучшим считается тот вариант, у которого все крите-
рии, кроме одного (принятого в качестве решающего), находятся в допус-
тимых пределах, а решающий обладает экстремумом.
Следует заметить, что использование при аппроксимации (а не только
для предполетного планирования) опорных кривых вида (6.12) позволяет
существенно повысить точность эксперимента и уменьшить число планируе-
мых режимов. Расчеты показывают, что для ряда типовых однофакторных
зависимостей потребное число точек, обеспечивающих заданную точность,
составляет при использовании опорных кривых уоп = f(x), а при отсутст-
вии таковых — 14 . . . 20. Опорные кривые задают вид аппроксимирующих
функций в процессе их идентификации.
Особенно следует подчеркнуть роль предполетного моделирования для
анализа безопасности планируемых режимов. Оно позволяет оценить диапа-
зон условий и параметров, в которых соблюдаются требования безопасно-
сти экспериментов.
Перейдем к применению оперативного моделирования для
анализа и интерпретации результатов, получаемых в эксперимен-
тах. Это моделирование развивается в целом ряде направлений.
Остановимся на одном из них, достаточно типичном.
136
Предположим, что существует исходная оперативная модель
испытываемого ансамбля^ 1 (As) (см. рис. 2.12), учитываю-
щая выбранную совокупность определяющих факторов. Индекс
”1” указывает на то, что модель может быть в дальнейшем скор-
ректирована по результатам испытаний. Модель описывает дви-
жение ЛА, функционирование систем, входящих в ансамбль, уп-
равление, внешние факторы и т. п. Эта модель, в частности,
должна позволить сформировать опорную кривую (6.12) , ис-
пользуемую для предполетного планирования.
Допустим, далее, что проведен j-й эксперимент, в котором оп-
ределена вся совокупность условий и факторов (Ву)э, (”Э” —
индекс параметров, реализованных в экспериментах). На основа-
нии этой совокупности с помощью исходной модели оценены
ожидаемые (расчетные) значения контрольных показателей
(«,Рр' = Нвр/.	(6.16)
Следует подчеркнуть, что система (Bj) э по отношению к моде-
ли 1 (As) обладает существенной избыточностью, так как в
модель входят только определяющие факторы, число которых
намного меньше числа составляющих полного вектора (В(у) э.
Это связано с большой размерностью матриц экспериментальных
результатов.
Контрольные показатели, реализованные в j-м эксперименте,
обычно отличаются от ожидаемых значений, вследствие чего
(9,7)э“ (9й)р = 59о-	(617)
Отклонения S q^ могут иметь не только случайную, но и сис-
тематическую составляющие.
Рассмотрим важный для практики случай, когда выполненный
эксперимент признан зачетным, однако отклонения 8 q^ не укла-
дываются в допуски и режим не может считаться успешным.
В связи с этим необходимо с помощью алгоритмов, описанных в
разд. 2.4 и 2.5 установить причину (или причины) этого явления.
Аналогичная задача возникает и в случае, когда в эксперименте
отмечено снижение летной годности, заключающееся в ухудше-
нии соответствующих показателей или приближении их к пре-
дельно допустимым границам. Здесь возможно несколько причин:
в испытываемом ансамбле действуют один или несколько оп-
ределяющих факторов, не учтенных в модели 1 (As) первого
приближения;
в объекте испытаний или сопрягаемых с ним системах имеют
место дефекты или отказы, в результате чего функционирование
систем и параметры движения ЛА не адекватны модели;
новых определяющих факторов так же, как отказов или де-
фектов, нет, но модель не адекватна испытываемому ансамблю.
Это может иметь место при неверно выбранных коэффициентах
137
модели либо неверно выбранном виде уравнений, входящих в
модель. В частности, в модели могут отсутствовать необходимые
нелинейные зависимости;
модель управления 7Г6 1 (и) не адекватна реализованной сис-
теме. При ручном управлении это означает отличие манеры пило-
тирования, реализованной летчиком от аппроксимирующих за-
конов, используемых в модели.
Принять верную гипотезу и отбросить ошибочную примени-
тельно к современным сложным объектам испытаний можно
только на основе моделирования. Иными словами, для того что-
бы установить причину, которая может быть признана истинной с
достаточно высокой степенью достоверности (иной подход не
может быть признан правильным, так как распознавание ситуа-
ции из-за действий случайных факторов и ошибок является ста-
тистическим) , необходимо внести в модель соответствующие из-
менения и сделать ее адекватной экспериментальным результатам.
Существует несколько процедур анализа экспериментальной информа-
ции и принятия решения о внесении изменений в модель для обеспечения
адекватности. Среди них весьма эффективной является процедура, исполь-
зующая идентификацию моделей по результатам экспериментов. Однако
такая методика требует достаточно большого массива исходных данных,
полученных из некоторой серии экспериментов. При ограниченном коли-
честве испытаний речь может идти о корректировке исходных моделей и
формировании уточненных зависимостей Л/? П (л ) По существу кор-
ректировка должна учесть факторы (в том числе Дефекты и отказы), не
учтенные в моделях первого приближения. Достаточность корректировки
определяется условием
1(Ч7)П1<б«Доп-	(6.18)
Поскольку указанная процедура должна выполняться после каждого ис-
пытательного полета (а при обработке информации в темпе выполнения по-
лета — после каждого режима) может оказаться, что получение новых дан-
ных потребует учета новых факторов и проведения дополнительной кор-
ректировки моделей. Для реализации указанной процедуры в кратчайшее
время, вся система оперативного моделирования, включая ЭВМ и математи-
ческое обеспечение, должны быть достаточно гибкими. Должна быть обеспе-
чена возможность быстрого ввода необходимых данных, учета новых фак-
торов и корректировки используемых моделей. Только при выполнении
указанных условий обеспечивается высокая эффективность летных испы-
таний.
138
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.	А к и м о в А. И., Берестов Л. М., Михеев Р. А.
Летные испытания вертолетов. — М.: Машиностроение, 1980.
400 с.
2.	Афанасьев С. И. Методика определения продольной
статической устойчивости в полете. Технические заметки ЦАГИ,
1937, с. 2-14.
3.	Бусленко И. П., Калашников В. В., Кова-
ленко И. Н. Лекции по теории сложных систем. М.: Совет-
ское радио, 1973. 439 с.
4.	Ведров В. С., Коровицкий С. А., Станке-
вич Ю. К. Исследования штопора самолета Р-5 в полете. —
Труды ЦАГИ, 1935, вып. 228, с. 6-12.
5.	В е д р о в В. С. Динамическая устойчивость самолета.
М. — Л.: Оборонгиз, 1938. 294 с.
6.	В е д р о в В. С. Летные испытания самолета ЦАГИ № 25
и его летные качества. —ТВФ, 1938, № 1, с. 2—11.
7.	В е д р о в В. С., Т а й ц М. А. Летные испытания самоле-
тов. М.: Оборонгиз,1951.483 с.
8.	В ременные нормы летной годности сверхзвуковых
гражданских самолетов СССР. Межведомственная комиссия по
нормам летной годности гражданских самолетов СССР. 1976.
327 с.
9.	Герасимов М. И. Масляные системы самолета. — Тру-
ды ЦАГИ, 1940, с. 2-15.
10.	Гвишиани Д. М. Организация и управление. — М.: Нау-
ка, 1972, 535 с.
11.	Г О С Т 18.101—76. Основные положения по составлению
математических моделей. М.: Изд-во стандартов. 1976.10 с.
12.	ГОСТ 2.103—75. Единая система конструкторской доку-
ментации. М.: Изд-во стандартов, 1975.4 с.
139
13.	Г л и ч е в А. В. Экономическая эффективность техничес-
ких систем. М.: Экономика, 1970. 270 с.
14.	Егоров Б. Н. Летные испытания самолета. М.: изд. БТИ
ЦАГИ, 1941. 351 с.
15.	Егоров Б. Н., Т а й ц М. А. Приведение результатов
полетных испытаний самолета с высотным мотором к стандарт-
ным атмосферным условиям. — ТВФ, 19366, с. 8—17.
16.	Егоров Б. Н. Сравнительные испытания винтов в трубе
и в полете. — ТВФ, 1934, № 8, с. 2—7.
17.	Знаменская А. М. Информационные измерительные
логические системы для натурного эксперимента. — Автометрия,
1969, № 5, с. 12-17.
18.	Калачев Г. С. Самолет, летчик и безопасность полета.
М.: Машиностроение, 1979, 222 с.
19.	Кантор А. В. Аппаратура и методы при испытаниях ра-
кет. — М.: Оборонгиз, 1963. 520 с.
20.	Клиланд Д., Кинг В. Системный анализ и целевое уп-
равление. М.: Советское радио, 1974, 279 с.
21.	К о ш е в о й А. А. Телеметрические комплексы летатель-
ных аппаратов. М.: Машиностроение, 1975. 311 с.
22.	Косточкин В. В. Системы заполнения бензобаков вы-
хлопными газами. — ТВФ, 1943, № 10—11, с. 2—9.
23.	Кочу биевский И. Д. и др. Динамическое моделиро-
вание и испытания технических систем. М.: Энергия, 1978. 302 с.
24.	Летные испытания самолетов / М. Г. Котик, А. В. Пав-
лов, И. М. Пашковский и др. М.: Машиностроение, 1965. 380 с.
25.	Летные испытания ракет и космических аппаратов /
Е. И. Кринецкий, Л. Н. Александровская, А. В. Шарапов. М.:
Машиностроение, 1978. 462 с.
26.	Меерович Г. Ш. Анализ эффективности: принципы,
критерии, опыт. М.: Знание, 1979. 64 с.
27.	Морисей Д. Целевое управление организацией. М.: Со-
ветское радио, 1979. 114 с.
28.	Нормы летной годности гражданских самолетов СССР.
Иэд. второе. Межведомственная комиссия по нормам летной
годности гражданских самолетов и вертолетов СССР, 1974.344 с.
29.	Нормы летной годности гражданских вертолетов СССР.
М.: МАП СССР, МГА СССР, 1971.184 с.
140
30.	Павлов А. В. Аппаратура и методы измерений при лет-
ных испытаниях самолетов. М.: Машиностроение, 1967. 215 с.
31.	Пашковский И. М. Устойчивость и управляемость са-
молета. М.: Машиностроение, 1975. 328 с.
32.	Поликовский В. П. К вопросу об учете влияния сжи-
маемости воздуха при определении скоростей в полете. — ТВФ,
1938, № 7, с. 7-14.
33.	Приборы и аппаратура для летных испытаний / Под ред.
В. А. Шмелева. Изд.ЦАГИ, 1941. 171 с.
34.	Правила сертификации гражданских воздушных судов
(временные). М.: Госавиарегистр. СССР, 1976. 58 с.
35.	Станкевич Ю. К. Получение характеристик боковой
устойчивости в полете. Изд. БНТ ЦАГИ, 1938. 29 с.
36.	Т а й ц М. А. К вопросу об учете влияния сжимаемости
воздуха при определении скоростей в полете. — ТВФ, 1940, № 1,
с. 9-14.
37.	Т а й ц М. А. Приведение результатов полетных испытаний
самолетов с невысотными моторами к стандартным условиям. —
ТВФ, 1936, № 4, с. 6-12.
38.	Т а й ц М. А. Определение поляры самолета в полете. —
Журнал ТВФ, 1931, № 6, с. 2—10.
39.	Тихомиров В. И. Организация, планирование и управ-
ление производством летательных аппаратов. М.: Машинострое-
ние, 1978, 495 с.
40.	Тихонов Н. И. Пути увеличения высотности бензосис-
тем. -ТВФ, 1942, № 2-3, с. 2-13.
41.	X а н т Э., Марин Дж., Стоун Ф. Моделирование про-
цесса формирования понятий на вычислительной машине / Пер. с
англ., М.: Мир, 1970, 301 с.
42.	Чесалов А. В. Метод подсчета поправок на влияние
сжимаемости воздуха при определении скорости в полете. —
ТВФ, 1938, № 7, с. 6—11.
43.	Чесалов А. В. Испытания опытных самолетов. —Труды
ЦАГИ, 1938, вып. 358. 114 с.
44.	Шаракшанэ А. С., Железнов И. Г., Иваниц-
кий В. А. Испытания сложных систем. М.: Высшая школа,
1977. 247 с.
45.	Шенк X. Теория инженерного эксперимента / Пер. с англ.
М-: Мир, 1972. 381 с.
141
46.	Элементы теории испытаний и контроля технических
систем/Под ред. Р. М. Юсупова, Л.: Энергия, 1978.189 с.
47.	Я н г С. Системное управление организацией. М.: Советское
радио, 1972. 455 с.
48.	Adolph С. Е. Integrated test mission control: present and
future at the Air Force Flight Center. — AIAA Paper 78—1461,
p. 1—5.
49.	Frank N. Flight Test Techniques, Overall Aircraft Systems
Evaluation. AGARD-CP-223, p. 1—21.
50.	H a г г у L. S t i 1 z. Aerospace Telemetry USA, 1966, p. 1—13.
51.	Johnson С. O., SehnertP. T. The automated flight
test data system AGARD-CP-223,1977, p. 1—25.
52.	Kaltschmidt. Near ground telemetry systems. AGARD-
AG-219, 1978, p. 15.1-15.40.
53.	К a m c h i T. S., К о m p i t e 11 о F. E. New aerospace test
facilities Propulsion test facilities capabilities and use. — AIAA Paper,
1978, N 933, p. 1-10.
54.	Kelley W. W. Simulator evaluation of a flight-path-angle
control system for a transport airplane with direct lift control. NASA
TR-1116,1978, p. 1-31.
55.	Lieberman W. S. Use of onboard real-time flight test
analysis and monitor systems. AGARD-CP-223,1977, p. 1—24.
56.	Maos W. D., Howell W. Ё. Integrated controls for a new
aircraft generation. Astronautica & Aeronautics, 1978, vol. 16,
p. 441—447.
142
содержание
Предисловие ................................................. 3
Введение......................................... 4 * 6 * * * *
1.	Цели и принципы проведения летных испытаний.............. 12
1.1.	Цели летных испытаний в процессе создания самолетов и
вертолетов................................................ ?
1.2.	Основные составляющие процесса летных испытаний ....	18
1.3.	Общие принципы проведения летных испытаний. Понятие
эффективности испытаний.................................. 20
1.4.	Меры безопасности при летных испытаниях ............. 27
2.	Летательный аппарат как объект испытаний и исследований ...	31
2.1.	Показатели и характеристики, определяемые при летных
испытаниях и исследованиях............................
2.2.	Концепции и новые технические решения как объекты
летных исследований ..................................... 43
2.3.	Оценка функционирования и доводка объектов в летных
и наземных испытаниях................................... 45
2.4.	Определение показателей и характеристик во всем диапа-
зоне применения ЛА...................................... 53
2.5.	Типовые задачи анализа и интерпретации результатов ...	58
3.	Структура летных испытаний............................... 62
3.1.	Основные этапы разработки и летных испытаний ЛА ... .	62
3.2.	Задачи летных испытаний на различных этапах создания
ЛА ..................................................... 65
3.3.	Типичные виды летных испытаний.....................
3.4.	Принципы формирования программ летных испытаний . .	69
3.5.	Принципы формирования методик летных испытаний ...	71
3.6.	Наземные испытания и их роль в общем процессе летных
испытаний ЛА . ........................................  72
4. Организация летных испытаний...........................  74
4.1. Основные элементы организации летных испытаний ....	74
4.2. Показатели эффективности летных испытаний........... 78
4.3. Планирование летных испытаний  ................’	’ *	82
4.4. Технико-экономическое обеспечение летных испытаний . .	89
4.5. Организационная структура системы управления испы-
таниями ...	J	............ о„
143
5.	Технические средства летных испытаний................... 95
5.1.	Общие требования, предъявляемые к испытательным на-
земным базам ......................................... 95
5.2.	Назначение бортовых и внешиетраекторных измерений . .	100
5.3.	Формирование системы бортовых измерений............ 102
5.4.	Формирование системы внешнетраекторных измерений . .	106
5.5.	Синхронизация измерительной информации............. 107
5.6.	Автоматизированная обработка и анализ информации ...	108
5.7.	Управление летным экспериментом.................... 114
6.	Моделирование при летных испытаниях ................... 121
6.1.	Виды и задачи моделирования, применяемого при летных
испытаниях.............................................. 12^
6.2.	Интенсификация испытаний с помощью моделирования . .	127
6.3.	Применение моделирования иа ЭВМ для планирования ис-
пытаний и анализа результатов........................... 132
Список литературы.........................................
139
ИБ № 3675
Арсений Дмитриевич Миронов, Алексей Алексеевич Лапин,
Георгий Шоелевич Меерович, Юрий Иванович Зайцев
ЗАДАЧИ И СТРУКТУРА ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЙ
САМОЛЕТОВ И ВЕРТОЛЕТОВ
Редактор Н. В. Корженевская
Технический редактор Г. Г. Степанович
Корректор Н. В. Давыдова
Операторы Н. Г. Михайлова, Л. В. Данилова, Л. А. Шеина
Текст набран на наборио-печатающих автоматах
Подписано в печать 08.04.82	Т — 09340	Формат 60X90 1/16
Бумага офсетная № 1 Гарнитура ’’Сенчури” Ротапринт Усл. печ. л 9,0
Уч.-изд. л. 9,77	Тираж2878 зкз.	Заказ 3098. Пена 55 к.
Ордена Трудового Красного Знамени-издательство ’’Машиностроение”,
107076, Москва, Б-76, Стромынский пер., д. 4.
Московская типография № 9 Союзполиграфпрома при Государственном
комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли
Москва, Волочаевская ул., 40

Пена 55 коп.
В 1983 г. издательство
"Машиностроение" продолжит
выпуск книг справочной библио-
теки "Летные испытания самолетов
и вертолетов", распространяемых
по подписке. Подписка на эти
книги будет приниматься в магази-
нах подписных изданий,
отделах подписных изданий
универсальных книжных магазинов,
а также в специализированных
магазинах — опорных пунктах
издательства "Машиностроение".
Индивидуальные покупатели
оплачивают книгу при
оформлении подписной квитанции.
Организации и предприятия
оформляют свои заказы гарантий-
ными письмами.
Объявленные по подписке книги
в обычную продажу не поступают!
Подписка на книги выпуска 1983 г.
проводится до 31 декабря 1982 г.
Москва
Машиностроение
1982