3.3. Распределение ресурсов при создании и эксплуатации КСНО

Дата: 2025-06-14; Просмотры: 6

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

3.3.1. Технико-экономический анализ создания КСНО

Системы наземного обслуживания являются одним из наиболее дорогостоящих элементов комплекса ЛА. Распределение затрат на проведение одного пуска ЛА выглядит следующим образом:

Стоимость пуска ЛА, % ... 100.

Стоимость ЛА, % ... 15 + 18.

Затраты на эксплуатацию ЛА,% ... 10 + 12.

Стоимость разработки ЛА, % ...20 + 30.

Затраты на элементы КСНО, % ... 50 + 55.

Для решения задачи формализации затрат на разработку, изготовление и эксплуатацию элементов КСНО по техническим характеристикам ЛА необходимо выявить основные из них, оказывающие наибольшее влияние на затраты, и увязать их количество со статистическими данными по выбранному типу наземного оборудования. В качестве основных параметров, определяющих стоимость, можно выбрать:

а) для технологического оборудования СП: массу полезной нагрузки ; стартовую массу ЛА M₀; массу и объем заправляемого компонента топлива M_КТ, W_КТ, подачу насоса Q; количество компрессоров К_К и давление на выходе из компрессора р; тягу двигательной установки первой ступени Р_0I , калорийность топлива Q _т; начальную и конечную температуры термостатируемого компонента Т_н, Т_к; объем пультов управления технологическим процессом W_п;

б) для технологического оборудования ТП: стартовую массу ЛА М₀; массу транспортируемого элемента М_тр; длину собранных блоков l _б; количество ступеней ЛА m_ст; массу сборочных блоков M_СБ.

в) для строительных сооружений: стартовую массу ЛА М₀; его длину L_ЛА и диаметр d .

Затраты на разработку КСНО зависят от многих факторов, основными из которых являются:

а) характер работы, определяемый новизной проблемы и степенью использования существующего оборудования;

б) сроки проведения работ;

в) категория и состав научно-исследовательских учреждений, привлекаемых к работам.

Стоимость разработки систем наземного обслуживания складывается из организационных расходов, оплаты исполнителей головного КБ, стоимости строительства и оснащения лабораторий, а также расходов на проектирование отдельных элементов КСНО.

Организационные расходы можно найти как

(3.1)

где α₀ — статистический коэффициент; С_ччi — стоимость одного

человека-часа сотрудника, выполняющего i-ю операцию; N _i — число организационных мероприятий; Т _i , t_i — число сотрудников и время работы их в связи с i-м мероприятием.

Оплата труда исполнителей головного КБ

(3.2)

где α₁ — коэффициент; С_чм — стоимость одного человека-месяца;

N _ГК — число сотрудников; t _М — время разработки проекта в месяцах.

Стоимость строительства и оснащения лаборатории

, (3.3)

где С_ст — стоимость сооружения i-го объекта; С _{об j} — стоимость оборудования j-го объекта; α_м — коэффициент использования стандартного оборудования; С_рз — резерв; К₁, К₂ — число соответствующих объектов.

Затраты на разработку элементов КСНО составляет 10—15% от общей стоимости создания систем наземного обслуживания. Примерное распределение ресурсов при создании КСНО приведено в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Распределение ресурсов при создании КСНО

Следует отметить, что обычно затраты на разработку имеют наиболее неопределенный характер. Так, в США затраты на научные исследования и опытную разработку часто превышали запланированные в 2-3 раза, в то время как ошибка на создание элементов КСНО не превышала 60 ÷ 80 %, а на эксплуатацию 100 %.

Для определения затрат на создание элементов систем наземного обслуживания в результате обработки статистических данных получены зависимости вида

(3.4)

где А _p, α _i — статистические коэффициенты регрессии, I = 1,2,...; К_с — количество параметров, определяющих стоимость элемента КСНО; Т _i — параметры, определяющие стоимость.

Для определения коэффициентов регрессии А, α _i – зависимость (3.4) приводится к линейному виду

. (3.5)

Для оценок точек, выпадающих из генеральной совокупности, используются критерий Шовенье, согласно которому значение 1-й точки отбрасывается, если величина ее отклонения от среднего значения выборки такова, что вероятность появления таких и больших отклонений менее 0,5N₀, где N₀ — количество всех рассматриваемых выборок. На величину варьируемых параметров K _В рекомендуется накладывать ограничение вида

. (3.6)

Значение коэффициентов регрессии А и α _i находится из условия

, (3.7)

где С_iф — значение стоимостного показателя, определяемого из выборки; С_iр — та же величина, получаемая по зависимости (3.4).

В этом случае коэффициенты регрессии определяются из решения системы однородных алгебраических уравнений при соблюдении условия

. (3.8)

После определения коэффициентов регрессии уравнения (3.4) оценивается их достоверность по критерию Фишера.

Стоимости изготовления и строительства отдельных элементов КСНО приведены в табл. 3.2 и 3.3.

Таблица 3.2

Затраты на изготовление элементов КСНО

Таблица 3.3

Затраты на изготовление элементов КСНО

Наименование элемента КСНО	Характеристика	Единица	Затраты на изготовление, тыс.$
Пусковое устройство	Мо	т	0,15 М01,37
Транспортно-установочный агрегат	Мо	т	0,96 М00,96
Подъемно-установочный агрегат	Мо	т	1,16М01,015
Башня обслуживания	Мо	т	234,6М00,36
Система заправки	Мо	т	71,1М00,66
Система подготовки заправки	Мо	т	27М00,63
Система заправки сжатыми газами	Мо	т	35,4М00,85
Система управления заправкой	Vn	М3	6,6Vn1,77
Насосы	Q	л/мин	1,4Q0,18
Компрессоры	K, P	шт., МПа	0,9KP-3,6
Хранилища сжатых газов	Мо	т	35,4М00,58
Вспомогательное оборудование	Мо	т	3,76М00,79
Внутренняя система обеспечения теплового режима	Мnн	т	153Мnн0,59
Система термостатирования топлива	Тн, Тн	К	52,4
Система пожаротушения	Р01, Qт	т, кДж/кг	5,2Р01Qт1,4
Система нейтрализации	Мкт	т	27,1Мкт0,44
Система газового контроля	К, Vкт	шт., м3	3,7KVлт0,7
Система термостатирования двигателя	Мо	т	12,6М00,6
Стенд стартовой позиции	Мо	т	1,5 М01,03
Стенд башни обслуживания	Мо	т	44М00,25
Хранилища компонентов топлива	Мо	т	60М00,54
МИК ЛА	Мо	т	1,16М01,17
МИК КЛА	Мо	т	1,53М01,21
Командный пункт	Мо	т	10,2М00,84
Хранилища собранных ЛА	L, D	м	0,42LD
Жилой городок	Мо	т	0,47M01,64

Суммарные затраты на эксплуатацию КСНО определяются составом КСНО и сроком его эксплуатации:

, (3.9)

где — средние затраты на эксплуатацию КСНО в течение одного года;

Т_э — время эксплуатации КСНО в годах.

Средние затраты на эксплуатацию КСНО в течение года складываются из затрат на содержание обслуживающего персонала, техническое обслуживание и ремонт, проведение пусков ЛА, а также затрат на доработки и совершенствование КСНО. Распределение годовых затрат по указанным статьям приведено в табл. 3.4.

Таблица 3.4

Средние затраты на эксплуатацию КСНО

При известном темпе штатных работ ориентировочно эксплуатационные расходы могут исчисляться как ежегодные надбавки к общей стоимости создания КСНО

(3.10)

где С_с — стоимость создания КСНО; К_тр — количество требуемых капитальных ремонтов в год; N_шт — количество штатных пусков в год; Т_э — время эксплуатации КСНО в годах.

3.3.2. Определение временных характеристик технологического цикла подготовки ЛА

Одним из определяющих параметров, характеризующих качество функционирования КСНО, является время выполнения предстартовых операций.

Формализация связей, влияющих на выполнение отдельных операций, поиск определенных структуры и состава КСНО, оптимизирующих временные характеристики технологического цикла подготовки ЛА, а также увязка их с определенными параметрами ЛА и особенностями построения элементов КСНО являются основными предпосылками составления математической модели функционирования КСНО.

Обработка статистических данных позволила получить следующие расчетные зависимости для определения продолжительности основных операций технологического процесса подготовки ЛА.

Время, в течение которого обеспечиваются сборка и проверка необходимого количества ЛА на технической позиции (время формирования), может быть определено зависимостью вида

(3.11)

где А_ЛА — количество ЛА, блоки которых в период формирования поступают с завода-изготовителя на сборку в МИК; М_пр — количество сборочных пролетов МИК; — суммарное количество накапливаемых в пределах КСНО ЛА к моменту первого пуска; N _п — количество пусков ЛА за время формирования; t_сб1 — время полной сборки в МИК с момента привоза с завода изготовителя до вывоза из МИК; t_сб2 — время пристыковки полезной нагрузки (ПН) к ЛА, доставляемому из хранилища ТП; t_тр2 — время доставки собранного ЛА из хранилища ТП в МИК для пристыковки ПН.

Время накопления необходимого запаса ЛА в хранилище ТП до первого пуска

^(3.12)

где t ' — темп (средний временной интервал) поставок комплекта ступеней ЛА заводом-изготовителем; t_пр2 — время доставки одного комплекта ЛА из МИК в хранилище ТП.

Время формирования Т_ф, за которое обеспечивается N _п пусков ЛА на стартовой позиции:

, (3.13)

где n_ПУ — количество пусковых устройств (ПУ), необходимых для выполнения задачи; t₁ — интервал календарного времени между пуском с одной ПУ; t₂ — интервал календарного времени между пусками с разных пусковых установок; K_ПУ — количество пусков с одной ПУ.

При равномерном снабжении рассматриваемого КСНО блоками ЛА значение времени t ' должно удовлетворять условию

.

В результате совместного решения уравнений (3.11) — (3.13) находятся основные количественные характеристики ТП и СП:

а) возможное количество одновременно собираемых ЛА в МИК

, (3.14)

б) количество ЛА, собранных в хранилище ТП к моменту
первого пуска:

, (3.15)

в) количество необходимых пусковых установок на стартовой позиции

^. (3.16)

Представленные связи показывают, что базовыми исходными временными характеристиками являются время сборки ЛА в МИК (t_сб1), время подготовки ЛА на СП (t_СП), время пристыковки ПН к ЛА ( t_сб2), время восстановления ПУ на СП после пуска (t_ПУ), время между пусками с одной ПУ (t ₁).

Время сборки ЛА в МИК складывается из следующих составляющих:

(3.17)

и может быть аппроксимировано зависимостью

, (3.18)

где t_в — время выгрузки ЛА с транспортного устройства; t₀ — время осмотра; t_п.г— время проверки герметичности; t_п — время на пневматические испытания; t _а.и— время автономных испытаний; t _к.и — время комплексных испытаний; t _зо — время заправочных операций; t _сб.ст — время сборки ступеней; t_ук — время укладки ЛА на рабочие места; L_ЛА — длина ЛА; d — диаметр наибольшего блока; т_бл — количество блоков; n_ДУ— общее количество ДУ. Если t _сб1 = 100%, то t _в = 10 + 20%, t _сб.ст = 20 + 35%, t _аи + t _к.и = 50 %.

Время подготовки носителя на СП (время от вывода из МИК до пуска ЛА) определяется по формуле

(3.19)

или

, (3.19)

где ; П_оп— количество обслуживающего персонала; т_ст — количество ступеней ЛА; t _тр — время на транспортировку с МИК на СП; t_уст, t_нав— время на установку ЛА на ПУ и наведение по азимуту; t_г.и — время генеральных испытаний на ПУ; t _з — время заправочных операций на СП.

Если составляет 100% , то t_тр = 3+5%, t _уст = 15% ,

t _нав=15%. t _г.и = 30 + 57%, t _з = 10 + 30% от общего времени.

Время пристыковки ПН к ЛА находится по формуле

,

где d ^* — диаметр ЛА в месте стыковки ПН и ЛА.

Время восстановления ПУ на СП после пуска может быть найдено с помощью выражения

, (3.20)

где t _з.р — время на замену элементов разового действия; t _б.р — время на восстановительные бетонные работы, связанные с эрозией старта под действием струи; — газонапряженность стартового сооружения (кг/м²), равная отношению секундного расхода к площади газоводов; ; тяговооруженность первой ступени;

n _ДУ — количество ДУ первой ступени.

Время между пусками с одной ПУ складывается из следующих составляющих:

, (3.21)

где t_ПУ — время восстановления ПУ на СП; t _СП — время подготовки ЛА на СП; t_з — время заправочных операций на СП.

Для осуществления основных технологических операций на ТП необходимо следующее количество обслуживающего персонала:

- 15 человек для приемки с заводов-изготовителей ступеней, блоков, отдельных узлов ЛА и отдельно ПН;

- 10 человек для транспортировки ступеней, блоков, отдельных узлов ЛА (от станции приемки до МИК ЛА);

- 3 человека (исключая охранение) для хранения ступеней, блоков, отдельных узлов ЛА;

- 20 человек для сборки ступеней, блоков, узлов ЛА;

- 20 человек для проведения автономных и комплексных испытаний;

- 35 человек для нормального функционирования и обслуживания зарядно-аккумуляторной станции, компрессорной станции
и хранилищ.