Техника, системы, комплексы. К наиболее выдающимся достижениям человеческой цивилизации относится авиационная, ракетная и космическая техника – техника летательных аппаратов (ЛА)

К наиболее выдающимся достижениям человеческой цивилизации относится авиационная, ракетная и космическая техника – техника летательных аппаратов (ЛА). Современный ЛА– сложнейший комплекс разнообразных технических систем и объектов.

Слово техника (от греческого слова techne - искусство, мастерство, умение) – совокупность средств человеческой деятельности, созданных для осуществления процессов производства и обслуживания производств, потребностей общества. К потребностям общества относится воздушный транспорт, оборона страны, исследовательские летательные аппараты для полетов в атмосфере Земли и других планет, а также космические летательные аппараты и многое другое.

Успешный полет ЛА находится в прямой зависимости от функционирования не только от расположенных на его борту (бортовых), но и от разнообразных наземных технических средств. ЛА не сможет подняться в небо без необходимого материально-технического снабжения топливом и смазочными материалами, запасными частями и оборудованием, производимыми многочисленными предприятиями промышленности.

Пилотируемый ЛА не поднимется в воздух без специально обученного и подготовленного летного экипажа и без необходимой предполетной подготовки авиационной техники, проводимой специалистами инженерных служб.

Полет пилотируемого ЛА не должен быть неуправляемым. Управление обеспечивается органами управления полетом, которые при принятии решения о выдаче команд экипажу используют данные обзорных радиолокаторов и других средств слежения за полетами ЛА и результаты обработки данных в вычислительных комплексах автоматизированных систем управления воздушным движением. Обзорные радиолокаторы и другие средства слежения определяют координаты местоположения летательных аппаратов относительно требуемой траектории и относительно других летательных аппаратов. При решении одних задач цель этих наблюдений заключается в недопущении столкновений летательных аппаратов, а при решении других задач – наоборот – целевая функция комплекса заключается в наведении одного летательного аппарата на другой для его уничтожения (задача перехвата) или другое.

Все категории технического, летного и другого персонала, имеющего отношение к эксплуатации ЛА, проходят профессиональное обучение в учебных центрах, средних и высших специальных учебных заведениях с использованием сложных технических средств и реальных летательных аппаратов, тренируются на комплексных и специализированных тренажерах ЛА и других объектов.

Специалисты, участвующие в создании авиационной и ракетно-космической техники, их силовых установок, оснащения (в том числе вооружения), приборного и радиоэлектронного оборудования, средств вычислительной техники, снаряжения летчиков, наземного оборудования, находятся на переднем крае научно-технического прогресса, являются частью интеллектуальной элиты любой страны, работающей в области аэрокосмической техники и технологий. Сотни тысяч специалистов участвуют в создании новых авиакосмических комплексов, десятки учебных заведений профессионального образования ведут подготовку этих специалистов. Некоторые из них располагаются в Санкт-Петербурге и хранят выдающиеся традиции российской инженерной школы.

Из этого следует, что экипаж летательного аппарата, выполняя полетное задание, находится на вершине огромной пирамиды, насчитывающей сотни тысяч специалистов, обеспечивших исследования, разработку, производство, испытания и предполетную подготовку летательного аппарата. Это особенно заметно в космонавтике, в которой героизм сравнительно немногочисленной группы летчиков-космонавтов и астронавтов базируется на массовом трудовом героизме многих трудовых коллективов, являющихся носителями высоких аэрокосмических технологий.

Поэтому нам следует рассматривать авиационную и ракетно-космическую технику не как, собственно, разнообразные летательные аппараты, но как совокупность взаимосвязанных средств большого авиакосмического комплекса, состоящего из ряда систем и элементов. Применяя такой комплексный подход, нам следует дать определение нескольким фундаментальным понятиям.

Система – (от греческого слова sistema – целое, составленное из частей; соединение) – множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, образующих определенную целостность, единство. Для исследования систем в современных науке и технике используют системный подход, системный анализ, теорию систем. Важнейшее значение имеет системотехника.

Системотехника – научно-техническая дисциплина, охватывающая вопросы проектирования, производства, испытания и эксплуатации сложных систем. При разработке таких систем возникают проблемы, относящиеся не только к свойствам их составных частей (элементов, подсистем), но также и закономерности функционирования объекта в целом (общесистемные проблемы). При решении проблем системы применяют методы исследования сложных систем с применением математической логики, методов математической статистики, теории алгоритмов, комбинаторики, теории игр, теории ситуаций, теории массового обслуживания, теории информации, теории автоматического управления, теории информационно-измерительных систем и др. При этом важно не забывать, что математика – лишь инструмент. В основе математических моделей находится физическая сущность процессов, происходящих в системах.

Сложная система – составной объект, части которого можно рассматривать как системы, закономерно объединенные в одно целое в соответствии с определенными принципами или связанные между собой определенными отношениями. Понятие «сложная система» широко используется в системотехнике, системном анализе и исследовании операций и системном подходе в различных отраслях науки и техники. Сложную систему можно расчленить (не обязательно единственным образом) на конечное число частей, называемых подсистемами высшего уровня. Каждую такую подсистему, в свою очередь, расчленить на конечное число более мелких подсистем и так далее, вплоть до получения подсистем первого уровня – так называемых элементов сложных систем, которые объективно не подлежат расчленению на части, либо относительно их дальнейшей неделимости имеется договоренность. Таким образом, подсистема, с одной стороны, сама по себе является сложной системой (для подсистемы низшего уровня), состоящей из нескольких элементов, с другой стороны, она – элемент системы старшего уровня.

В технике, особенно аэрокосмической, системный подход является методологической основой анализа процессов, происходящих при функционировании любого объекта или взаимосвязанной совокупности объектов. Особенно ярко теория систем проявляет себя в приборостроении, радиотехнике, информатике и вычислительной технике. Большую значимость имеет системотехника – научное направление, охватывающее исследования, проектирование, практическое создание, испытание и эксплуатацию сложных систем.

Комплекс – (от латинского complexus – связь, сочетание), совокупность предметов или явлений, составляющих одно целое. В технике под комплексом принято понимать совокупность технических средств и систем, имеющих разнородные физические принципы действия. Обычно считается, что комплекс состоит из систем, а не наоборот. В то же время аэрокосмическая техника настолько сложна, что зачастую считается нормой рассматривать как системы, так и комплексы в их взаимном дополнении, подразумевая иерархичность (то есть «вертикальную» подчиненность). Иначе говоря, Комплекс – это сложная система, состоящая из подсистем высшего уровня и других элементов, относящихся к различным отраслям науки и техники, работающим на различных физических принципах, функционирующих совместно для достижения целевой функции, для которой предназначен данный комплекс.