Системный подход к определению "эффективность-стоимость"

Выше я уже частично коснулся такого понятия, как "система", которое в начале 70-х годов стало все активнее завоевывать себе место. Формально система - это некая совокупность самого летательного аппарата, энергетической установки, соответствующих общих самолетных подсистем, пилотажно-навигационного, прицельного оборудования, органов управления вооружением и самого оружия. Однако жизнь заставила расширить эти рамки. Оказалось, что всю совокупность можно формализовать в виде математических зависимостей и уравнений при выполнении самолетом той или иной целевой функции. Если он, например, ведет перехват воздушной цели, или наносит удар по наземной цели, то всю эту совокупность физически разных по своей природе элементов можно связать единым математическим описанием в виде уравнений движения самолета, процессов, происходящих в информационных каналах, исполнительных органах и т.д. И даже человек описывается, как биологическое звено. Так вот, сложный комплекс уравнений, описывающий поведение совокупности технических подсистем и самолета вместе для выполнения целевой задачи,- это, оказывается, и есть объединенное понятие системы, потому что мы как бы из физической среды реального времени и пространства переходим в некую математическую форму, или, как сейчас говорят, в виртуальную область. И вот в ней-то наиболее четко видно, что же есть система. Возникают системные проблемы, которые призвана решать системная наука. Прежде всего, это - теория эффективности. Эффективность складывается под действием всей совокупности объектов и субъектов, участвующих в перехвате самолета противника или нанесении удара по наземным целям - это суммарный показатель. В этом же ряду - теория надежности системы, исследование операций и другие. Сегодня системный подход приобретает решающее значение не только в авиации, но и в военно-морском флоте, в гражданских секторах. Современный гражданский самолет, к примеру, нельзя рассматривать просто как летательный аппарат: он - элемент транспортной системы. Выполняя целевую задачу перевозки грузов и пассажиров, воздушное судно встраивается в мощную инфраструктуру управления воздушным движением, бронирования билетов и организацию самих пассажиропотоков, в работу инженерно-авиационной службы и т.д. Самолет должен быть вписан в эту крупную сложную систему, только тогда он будет правильно решать свою задачу. Ну, а если взять современную подводную лодку? Это же целый город с громадной, сложнейшей конструкцией, большим количеством всевозможных систем, механизмов, которые должны быть грамотно спроектированы, скомплексированы и увязаны. Эта увязка, и в авиации, и во флоте, сначала воспринималась как искусство конструктора, который, благодаря своему опыту и интуиции, умеет правильно "завязать" будущее изделие. Но постепенно появился формальный аппарат и системные исследования становятся главным фактором в определении облика проектируемой машины, причем на всех этапах ее жизненного цикла. Итак, прежде, чем сформировать тактико-технические требования на тот или иной самолет, обязательно надо провести операционные исследования, проанализировать поведение будущей системы в моделях воздушных операций, которые прогнозируются на базе сегодняшнего объема знаний и информации о вероятных противниках. Отсюда рождаются эти требования, ими определяются такие понятия, как "потолок", скорость, дальность полета, тяговооруженность. Это простейшие понятия, а на самом деле в ТТЗ включается гораздо большее количество параметров, буквально сотни и тысячи, когда вы "опускаетесь" до уровня конкретных агрегатов и подсистем, потому что на каждую из них надо выработать свои требования, которые в конце концов подчинены решению общей задачи. Поэтому концептуальные, как мы говорим, исследования - это уже исследования системные, то есть никто не анализирует самолет, как летательный аппарат, мы еще не знаем, какой будет самолет,- надо понять, каким он должен быть. Когда такое понимание приходит, только после этого в ЦАГИ начинают формировать облик летательного аппарата. Сегодня, например, спорим: нужно ли машине иметь крейсерскую сверхзвуковую скорость или не нужно? Это - принципиально, потому что от ответа зависит, из какого материала нужно строить самолет, какую ставить двигательную установку. Если не нужно иметь сверхзвуковую крейсерскую скорость, можно базироваться на современных алюминиевых сплавах. А если самолет должен летать с такой скоростью на крейсерских режимах, то надо брать титан, сталь, подходящие по тепловой прочности. Отсюда вытекают и требования к двигателю, его конструкции. А мы ведь взяли только один параметр - сверхзвуковой скорости на крейсерском режиме. Но их-то тысячи? Таким образом, лишь системный подход, системные исследования позволяют правильно сформулировать требования к будущему самолету. Критерий же оценки один - боевая эффективность. Хотя к нему добавляют еще критерий стоимости. Американцы родили такое комплексное понятие, как критерий "эффективность - стоимость". Мы в Советском Союзе не всегда считали фактор стоимости решающим критерием, хотя и нам говорили, что нельзя делать очень дорогую систему. Мы строили новые машины, как правило, по критериям максимальной эффективности, которую позволяет достичь сегодняшний уровень техники. Я так бы сформулировал философию советских времен. Мы достигали каких-то технологических возможностей, которые позволяли нашей промышленности и нашим конструкторам и институтам создать тот или иной самолет. А потом старались выжать из этих технических возможностей максимальную вероятность поражения цели, то есть достичь максимальной боевой эффективности. Сегодня мы находимся в другой ситуации: для нас стоимость становится важнейшим фактором, потому что нам надо еще и удержаться со своей продукцией на рынке. А на него выходят и наши конкуренты, которые тоже стремятся снизить стоимость изделий, чтобы завоевать покупателя, особенно из стран третьего мира. Поэтому критерий "эффективность - стоимость" тоже стал системным понятием, поскольку фактор стоимости включает анализ производства, технологических процессов, необходимые затраты на создание машины, численность партии и другие параметры. Отсюда - разные стоимости и подходы к решению проблем. А системные исследования превращаются в очень серьезный фактор, причем уже не только чисто военный, но, я бы сказал, военно-промышленный. С одной стороны, в его формировании играют большую роль военные, поскольку они должны в него "вложить" некие элементы военного искусства и характер возможного театра военных действий и зон конфликтов. А с другой стороны, его формирует промышленность, которая должна опираться на какие-то определенные технические решения и технические возможности, которыми она располагает в данный момент. Здесь уместно напомнить уже цитированный мною афоризм В. П. Дементьева о "царь-самолете". Если не придерживаться критерия стоимости, современные технологии позволяют сделать сверхэффективный, но и сверхдорогой самолет, который будет существовать в одном экземпляре или в нескольких. И этот фактор ограниченного парка не позволит решить целевую задачу. Есть такое уравнение Ланчестера в теории операций, которое говорит, что наилучшего результата в военных баталиях достигает тот, у кого оптимально сочетаются минимальный калибр оружия с максимальным его количеством в боевой операции. Иными словами, нельзя делать ?большие калибры? (то есть очень дорогие системы) и при этом иметь малое их количество. Этим мы не решим целевую задачу. Нет - калибр должен быть достаточно малым и при этом обладать достаточной эффективностью,- тогда уже количественный фактор начинает играть решающую роль. И действительно, все войны, начиная со Средних веков и кончая Второй мировой, подтвердили это уравнение Ланчестера. Но всегда этот "малый калибр" должен обладать необходимой эффективностью.

Если вспомнить Великую Отечественную войну, то мы вступили в нее с 45-мм, 76-мм, 122-мм и даже 154-мм грабинскими пушками. Но потом основная инициатива перешла к 76-мм пушке ЗиС-3 и, в какой-то мере, к 120-мм гаубице М-20 . Эти два калибра и определили исход артиллерийских дуэлей. Хотя в резерве главнокомандования были и пушки калибра 154 мм (А-19). Еще пример: у нас были и легкие танки, и тяжелые KB , и средние Т-34 . Танк Т-34 оказался оптимальным. И с самолетами такая же картина. В конце концов решающую роль в победе сыграли штурмовики Ил-2 и истребители Як, как наиболее массовые, дешевые и достаточно эффективные средства. Все это - очень сложная идеология, которая качественно понятна, но очень трудно формализуется, и тут можно сильно ошибиться в количественных оценках. Особенно когда всю работу по созданию новой машины берет на себя один конструктор. Он считает: все, что им сделано,- это самое лучшее, гениальное, эффективное и соответствует всем критериям. И начинает "продвигать" свое изделие. Ведь конструктор, помимо творческих качеств,- еще в какой-то мере и предприниматель, который стремится максимально рекламировать свой товар.

В связи с этим роль институтов в тонком анализе данных по всем критериям (особенно "эффективность - стоимость") в системных исследованиях очень важна, так как здесь можно достаточно объективно определить всю будущность такого строительства. В принципе, эти исследования начинаются на этапе проектирования, потому что уже и там надо увязывать технические параметры с техническими возможностями. Даже когда самолет начинает обретать реальные очертания, все равно остаются проблемы системных подходов и увязки в нем сложной авионики, различных других систем. Их тоже надо как-то сбалансировать между собой по функциям, по коэффициенту важности. Ведь можно сделать гипертрофированный самолет с каким-то сверхмощным локатором, а можно, наоборот, построить машину с хорошо скомбинированной информационной системой, радиолокатором, оптико-электронными системами, быстродействующей вычислительной средой.

Вот такое грамотное комплексирование и лежит в основе системных подходов. Наш институт фактически и стал пионером системного подхода в области боевой авиации. Методы формализации, легшие в основу математических и полунатурных моделей, когда мы переводили на язык математики реальные физические процессы, позволили нам увидеть конечную цель через бесконечное количество параметров. Мы научились чувствовать, как они влияют на конечный результат, на эффективность и т.*д., и поэтому смогли занять достаточно хорошую нишу в отрасли.

Недаром впоследствии наш институт был назван Институтом авиационных систем. Наши системные исследования и подходы - это не просто "камуфлирование" института авиационного вооружения: сегодня мы действительно ушли далеко вперед. У нас очень широкая тематика работ и по гражданской авиации, и по другим направлениям. А системный подход, его культуру мы сохраняем в своей работе и опираемся на них, как на некую основу во всех областях. Этот важнейший перелом в подходе к решению научно-технических проблем рождался, повторяю, еще в начале 70-х годов и сразу был замечен высшим руководством отрасли и страны. Правда, П. В. Дементьев вначале в какой-то мере подозрительно отнесся к нашим реформам в институте. Он был человеком, который по любому вопросу имел собственное мнение и для него авторитет какой-то личности или организации определялся не тем, что о них говорят, а результатами труда. После того, как наш НИИ принял участие в глубокой и детальной разработке ряда боевых комплексов, Дементьев признал его головным, что явилось для нас высокой оценкой того, что мы делаем. И мы "зазвучали" не хуже ЦАГИ, хотя за ним уже стояла славная история.

Я обычно обращаюсь к такой аналогии. Существовал Устав Петра I , согласно которому на марше первым шагает лейб-гвардии Преображенский полк, вторым - лейб-гвардии Семеновский, далее остальные гвардейские части, потом армейские, а в конце - "прочая тыловая сволочь". Так вот, если в начале мы были "прочей тыловой сволочью", то постепенно перешли в лейб-гвардейские полки. Ну, может быть, не на первое место, но где-то в район Семеновского мы переместились. Это было очень важно для института, повышения его рейтинга и т.д. Причем, такие люди, как Д. Ф. Устинов , в какой-то мере Л. В. Смирнов , Н. С. Строев , то есть высшее руководство военно-промышленного комплекса, очень ценили именно этот системный подход, который лег в основу работы нашего института. Приведу один яркий пример такого отношения к нам. См. проблема выбора танков

Но вернемся к авиации. Системный подход стал девизом института, и мы начали работать в области формирования научных дисциплин и подходов, которые позволяли синтезировать самолет как систему, а не просто как летательный аппарат. К сожалению, в 90-е годы развитие авиации в России вновь застопорилось, новые системы не закладывались, а те, что были, сходили с арены. Менялись и люди - на смену старшему поколению военных, вводившему в строй третье и четвертое поколение боевых машин, пришло новое поколение, которое я называю "потерянным" . Многие его представители сегодня в начале XXI века, когда мы работаем над концепцией самолета пятого поколения, не знают, не понимают, что представляет собой системный подход и почему без него нельзя обойтись. Они, как простые обыватели, глядя на самолет, видят фюзеляж, оперение, двигатели, оружие под крыльями или в отсеках, какую-то аппаратуру, но не могут взять в толк, что все это - некий сложнейший технический комплекс, очень точно сбалансированный и завязанный в единое целое, в котором любой дисбаланс может "обнулить" самые широкие его возможности.

К примеру, какой-нибудь неправильно выбранный аккумулятор может свести на нет оригинальнейшие решения в аэродинамике, радиолокации, вычислительной технике и т.д. Сейчас можно слышать:

"Сделали самолет, двигатель к нему, он полетит, а дальше все само собой приложится".

В 70-80-е годы таких речей уже и в помине не было, потому что все, кто имел отношение к авиации,- начиная с высшего руководства и кончая студентами авиационных вузов - отлично понимали простую истину: современный боевой или гражданский авиационный комплекс - это сложная техническая система. И нужно сделать все возможное, чтобы она удовлетворяла всем критериям, которые свойственны такой системе.

Ссылки: