Иерархия систем летательного аппарата. Специализация инженеров, создающих системы

Первый полет нового ЛА – событие неординарное. С момента выработки окончательного ТЗ до первого полета ЛА проходит 5–10 лет, эксплуатация боевых самолетов продолжается еще 5–10 лет, самолетов гражданской авиации – 15–20 лет. За это время техника и технология уходят далеко вперед, ЛА морально стареет, становится неконкурентоспособным по отношению к вновь созданным ЛА. Кроме того, на такой длительный срок практически невозможно прогнозировать изменение политической, экономической ситуации и появление новых технических решений, приводящих к резкому, скачкообразному развитию техники. Поэтому процесс разработки технических требований к будущим проектам идет непрерывно.
Это позволяет не только своевременно начать новую разработку, скорректировать или прекратить работу над уже начатыми проектами, но и для поддержания конкурентоспособности находящейся в эксплуатации техники или вести ее непрерывную модернизацию (франц. modernisation, от moderne – новейший, современный), т. е. изменение отдельных элементов конструкции и систем без принципиального их преобразования, или проводить ее модификацию.
Работа специалистов по формированию предварительного ТЗ на проект может быть определена как исследование, анализ того, какие изменения произойдут с известной им системой (обществом, природой) в результате воздействия на нее вновь создаваемой системы (АК или РКК) и насколько это соответствует поставленным целям. Этой работой занята сравнительно небольшая часть специалистов ОКБ (специалисты по системному анализу, боевой или транспортной эффективности), привлекающих к ней в качестве консультантов специалистов- проектировщиков.
Современные ОКБ заняты не только перспективными разработками. Работа над проектом ЛА на стадиях эскизного и рабочего проектирования, обеспечение работы серийных заводов, модернизация или модификация ЛА, находящихся в эксплуатации, – этим заняты в основном проектировщики всех специальностей.
Работа специалистов-проектировщиков может быть определена как синтез (от греч. synthesis – соединение) новой системы (технического комплекса), воздействие которой на известную проектировщику внешнюю среду произведет в ней запланированные проектировщиком изменения. Такой подход коренным образом отличается от исследования и анализа и вырабатывает у проектировщика совершенно иные навыки мышления, чем у исследователя. Синтез – это процесс поиска такого технического решения, анализ которого исследователем должен показать, что это решение не только отвечает требованиям, но и является наилучшим (оптимальным) вариантом из всех альтернатив, способных удовлетворить ТЗ.
В силу противоречивости требований ТЗ и множества возможных способов их удовлетворения оптимальное техническое решение всегда является компромиссом решений, предлагаемых участвующими в работе проектировщиками различных специальностей. Причем это свойственно не только проекту комплекса в целом, но и любому его компоненту, вплоть до простейшей детали.
Естественно, что соображения любого специалиста, участвующего в синтезе проекта, играют важную роль в поиске оптимального решения. Естественно и то, что каждый специалист склонен считать требования своей дисциплины важнейшими. Более того, в междисциплинарных работах человеческий фактор оказывает огромное влияние и на разработку методологии принятия решений, и на сам процесс проектирования. Коллектив специалистов, представляющих различные дисциплины, должен выработать стратегию принятия решения, определить «правила компромисса». Причем для каждого ЛА эти правила существенно различны, как и различны критерии эффективности. Малая масса, малое аэродинамическое сопротивление, которое испытывает ЛА в полете, высокая надежность всегда желательны, но получены они могут быть только за счет каких-либо других характеристик ЛА. С другой стороны, малая масса более важна для космического аппарата, чем для пассажирского самолета; малое аэродинамическое сопротивление более важно для сверхзвукового истребителя, чем для вертолета; высокая надежность при длительном сроке службы более важна для межпланетного ЛА, чем для одноразовой летающей мишени.
С 30-х годов, когда началась специализация проектировщиков (появились узкие специалисты – аэродинамики, прочнисты, технологи и т. д. и организационно оформились соответствующие бригады), в специальной литературе по проектированию регулярно появляются рисунки, которые с различными вариациями иллюстрируют возможные результаты проектирования, при котором требования одних специалистов подавляют требования других.
Рис. 2.1. представляет возможные результаты проектирования самолета только узкими специалистами различных бригад.

Поэтому в ОКБ организационно складывается иерархическая структура подразделений и специалистов, руководящих проектированием и ведущих непосредственные разработки ЛА в целом и отдельных его систем, определяющая характер и разделение труда специалистов. Успех большого коллектива различных специалистов в решении сложных и взаимосвязанных задач проектирования зависит прежде всего от инженера-конструкто- ра. В создании ЛА участвуют группы конструкторов различных специальностей, разрабатывающих планер, системы управления, взлетно-посадочные устройства, силовую установку, пассажирское или специальное оборудование, системы жизнеобеспечения, пилотажно-навигационное и радиотехническое, электротехническое, энергетическое и другое оборудование.
От квалификации конструктора зависит результат работы предприятий, проектирующих, изготавливающих и эксплуатирующих ЛА, потому что в конечном итоге именно по чертежам конструктора воплощаются в металле идеи всех специалистов, участвующих в работе над проектом. Все специалисты ОКБ так или иначе работают на конструктора: вырабатывают исходные данные для конструирования или анализируют (моделированием или в процессе натурных испытаний) работу конструктора, оценивая ее эффективность.

Рис. 2.1. Самолеты, спроектированные узкими специалистами бригад.

1 – наземного обслуживания (одно из основных требований – максимально удобные подходы ко всем системам и агрегатам при обслуживании); 2 – двигателя; 3 – фюзеляжа; 4 – крыла; 5 – оперения; 6 – вооружения; 7 – радиоэлектронного оборудования; 8 – жизнеобеспечения и спасения; 9 – технологии производства (здесь одно из основных требований – максимально возможная простота изготовления); 10 – прочности (одно из основных требований – максимально надежные и простые для расчетов элементы конструкции); 11 – аэродинамики (одно из основных требований – максимально удобообтекаемые формы); 12 – плазов (от франц. place – место) – эта бригада занимается вычерчиванием с высокой точностью теоретических чертежей самолета в натуральную величину, изготовлением чертежей шаблонов и макетов, в основном деревянных

К сожалению, ведущая роль конструктора в создании конечного продукта проектирования (летательного аппарата) в отечественной практике незаслуженно принижена, часто недооценивается не только другими инженерно-техническими работниками ОКБ, но и специалистами, финансирующими и планирующими работу предприятий.
Психологически любому специалисту трудно согласиться с ведущей ролью какой-либо другой специальности, считать свою дисциплину ведомой, т. е. сознательно поставить ее на более низкую (по отношению к ведущей) ступень иерархической структуры. Практически невозможно с помощью только передовой методологии и организации работы проектировщиков преодолеть невидимые и сложные барьеры между представителями различных профессий и специальностей.
Каждый специалист, вступающий в процессе проектирования в междисциплинарное сотрудничество, должен четко и ясно осознавать не только свое место и роль в этой работе, но, что не менее важно, понимать цели, позиции и критерии, которыми руководствуются другие специалисты, реализующие выполнение ТЗ.