ЕЗДА БЕЗ ТОРМОЗОВ...
(К СОБСТВЕННОЙ СЛАВЕ И НАЖИВЕ)
(11.01.2010г.)

В выпусках за 17.12.2009г. и 21.12.2009г. была описана роль организации правильных (в том числе, и соответствующих существующим директивным документам МО) измерений в процессе успешной разработки образцов военной техники и вооружения. А так же описаны результаты игнорирования этой правильной организации измерений.
В сегодняшнем выпуске будет предпринята попытка более предметного, но пока качественного, объяснения процесса
Для понимания текста страницы необходимо параллельно открыть Рис.1.
Все россияне знакомы с понятием АЧХ (амплитудно-частотной характеристики) радио- ,телевизионных приемников или усилителей для домашнего кинотеатра. Это график, показывающий, сигналы каких частот данное устройство пропускает и усиливает, а каких частот - не пропускает. Все отлично понимают, что идеальная АЧХ должна быть в виде идеального прямоугольника, но в природе такого не бывает... Как правило, реальная АЧХ представляет собой "трапецию" с нелинейными боковыми сторонами.
Аналогичную "АЧХ" имеют и измерительные системы... Только называется она - вероятностный закон распределения ошибок измерительной системы. Этот закон так же можно представить в виде графика, показывающего какие результаты измерений более вероятны, а какие - менее вероятны. В идеальном случае он тоже должен быть в виде очень узкого идеального прямоугольника. Но в жизни его "стороны" представляют собой кривые.
На Рис.1. рассмотрен наиболее частый случай - нормального закона распределения ошибок, который имеет форму "колоколов", ограниченных экспоненциальными кривыми. На рисунке показаны три закона распределения в следующих осях: по горизонтали - численные значения какой-либо тактико-технической характеристики "Х", по вертикали - значения вероятности появления того или иного значения характеристики "Х". Все три кривые имеют общую формулу закона распределения ошибок и различаются только величиной цифрового значения погрешности измерения - σ (сигма). Числовые значения по вертикальной оси не нанесены, т.к. высота синей кривой должна была бы быть намного выше, из-за чего, для соблюдения масштаба, пришлось бы уменьшить остальные элементы и пожертвовать наглядностью. Т.к. для сегодняшней темы соблюдение масштаба не имеет значение - по вертикальной оси он нарушен.
Существует еще одно важное единство свойств этих трех кривых - суммарная площадь каждой из фигур, ограниченных каждой из кривых и горизонтальной осью "Х", одинакова и равна 1,0 (единице вероятности), или 100 %. Т.е. все возможные измеренные значения тактико-технической характеристики "Х" лежат в интервале оси "Х", ограниченном проекцие той или иной кривой. А вероятность появления того или иного конкретного значения характеристики "Х" равна высоте кривой по вертикальной оси в конкретной точке "Х".
Итак, что же изображено на Рис.1.
По горизонтальной оси отложены возможные значения одной конкретной тактико-технической характеристики "Х", подлежащей определению, причем в данном конкретном случае значение "13" является требуемым значением характеристики в соответствии с ТТЗ, а значение "8" текущим значением характеристики в конкретном эксперименте.
Справа, черным цветом симметрично относительно значения Х=13, представлен допустимый закон распределения погрешности достижения требуемого значения характеристики Х, с численным значением допустимой погрешности σ д =1 (сигма допустимая). По другому, эту погрешность можно назвать погрешностью определения и обоснования характеристики.
Теоретически это означает, что в результате испытаний не обязательно должно быть подтверждено строгое равенство Х=13,0(0) - в реальной жизни такого не бывает. Практически это означает, что для обеспечения расчетной боевой эффективности и политико-экономической целесообразности и оправданности создания конкретного образца достаточно, чтобы 95% измерений лежали в диапазоне значений Х=12-14.
Кроме того, само наличие σ д по отношению ко всем тактико-техническим характеристикам на образец, заданным в ТТЗ, во-первых, показывает реальность, обдуманность и обоснованность этих требований, а во-вторых - позволяет обоснованно выбрать уровень погрешности системы измерений, разрабатываемой для испытаний этого образца - σ т (сигма требуемая).
Однако в сегодняшней реальности, на сайте уже об этом писалось, в абсолютном большинстве случаев разрабатываемых вновь и модернизируемых обоазцов авиационной и ракетной техники, включая самолет "5 поколения" эта величина, σ т (сигма требуемая), отсутствует. А это, абсолютно точно, показывает на прямо противоположные явления - в абсолютном большинстве случаев заданных тактико-технических характеристик перспективных и модернизируемых образцов авиационной и ракетной техники - эти характеристики являются неосознанными и необоснованными, а просто списанными с западных научно-популярных журналов и рекламных буклетов западных оружейных концернов по принципу "у нас должно быть не хуже, чем у них..."
Этот же факт является главной причиной наплевательского отношения руководства МО и WC (ви-ви-эс) к созданию необходимых измерительных систем для полноценных испытаний образцов, в угоду высшему менеджменту предприятий ОПК. И те, и другие понимают, что требовать от промышленности реального подтверждения выдуманных военными характеритстик "психологически невозможно", как пишут в умных книгах по кабинетной этике. Можно было бы написать "морально неправомерно", но слово "мораль" в данном случае абсолютно неприменимо.
Одним словом, одни абсолютно неспособны разработать и обосновать реальные требования, а вторые - абсолютно неспособны их реализовать, и даже не пытаются этого делать, и не испытывают никаких душевных комплексов по этому поводу. Так и живут и те, и другие..., тем и зарабатывают. Решают математические задачи "без полной математической строгости" и "линеаризируют" нелинейные задачи...

Синим цветом, симметрично относительно значения Х=8 (т.е. существующего значения характеристики "Х", которое должно быть "доведено" в процессе испытаний до 13), приведен закон распределения погрешностей системы измерений, реально необходимой (требуемой) для проведения достоверных испытаний образца. Вид графика определяется значением требуемой погрешности измерений σ т(сигма требуемая). В данном конкретном примере σ т = 0,5 σ д = 0,5 единицы измерений характеристики "Х". Это значит, что при текущем значении параметра Х=8, его значение, измеренное "требуемой" системой измерений, в 95% случаев будет лежать в интервале 7,5-8,5. Следует отметить, что соотношение σ т = 0,5 σ д является минимально допустимым, и в практике летных испытаний развитых промышленных стран практически не применяемым.
Красным цветом, симметрично относительно значения Х=8 (т.е. существующего значения характеристики "Х", которое должно быть "доведено" в процессе испытаний до 13), приведен закон распределения погрешностей "существующей" системы измерений, которая вынужденно применяется для проведения испытаний образца в отсутствии "требуемой". Вид графика определяется значением существующей погрешности измерений σ с(сигма существующая). В данном конкретном примере σ с = 2σ д = 2 единицы измерений характеристики "Х". Это значит, что при текущем значении параметра Х=8, его значение, измеренное "существующей" системой измерений в 95% случаев будет лежать в интервале 6,0-10,0. Следует отметить, что соотношение σ с = 2σ д в принципе является научно-методическим нонсенсом, и его применение в практике летных испытаний в принципе недопустимо. Однако, уже отмеченное отсутствие σ д(сигма допустимая), как класса, делает это реально существующей практикой летных испытаний образцов военной авиационной и ракетной техники в России.
Абсолютно понятно, что назвать такие испытания "достоверными" невозможно.
Внизу, под графиками, на фигурах Ф1-Ф5 представлены разъяснения практического смысла графиков на общепонятных примерах.
Настоящий выпуск начинался с аналогии между АЧХ радиоаппаратуры и законами распределения погрешностей измерительных систем. На Ф1 показана своеобразная ручка насторойки радиоприемника. Т.е., если ваш радиоприемник настроен в настоящее время на волну "8", а Вы хотите настроиться на волну "13", то Вам необходимо повернуть ручку настройки по часовой стрелке (в соответствии со стрелкой на рисунке) до совмещения риски ОС с черным треугольником на панели под цифрой 13. При этом, если погрешность измерения текущей настройки положения АЧХ Вашего приемника равно σ т и соответствует синему графику, то неоднозначность поворота ручки и совмещения ее с треугольником "13" будет практически равна ширине штриха ОС и не вызовет проблем при совмещении. Если же погрешность измерения текущей настройки положения АЧХ Вашего приемника равно σ с и соответствует красному графику, то неоднозначность поворота ручки и совмещения ее с треугольником "13" будет практически равна ширине сектора ОАВ, и при совмещении потребуется потратить побольше сил и времени. Т.е. при увеличении неоднозначности снизится вероятность правильной настройки. Это относится к абсолютному большинству случаев.
Однако, при варианте σ с и соответствии красному графику, существует вполне ощутимая вероятность события, когда Вам покажется, что ручку настройки необходимо вращать в другую сторону. Т.е. при реальной настройке Вашего приемника на волну "8" система измерения настройки покажет, что он настроен на одну из волн больше, чем "13". Этому положению соответствуют области с частой штриховкой на рисунке с графиками и Ф1 (сектор O-13-D, стрелка вращения в другую сторону не показана). Это может привести не только к увеличенному расходу ресерсов и времени, но и к полной дезориентации процесса настройки.
В практике летных испытаний ручка настройки радиоприемника превращается в "ручку доводки значений характеристики до уровня ТТЗ". На практике этой "ручкой" могут быть и потенциометр, и значение одного из коэффициентов в формуле алгоритма боевого применения. Ситуация усугубляется тем, что не все тактико-технические характеристики определяются методом прямого измерения, для расчета некоторых характеристик требуется измерение 4-5 совершенно других независимых величин - т.е. появляется несколько ручек, которые требуется крутить одновременно. В этом случае присутствующие неоднозначности и погрешности измерений, превышающие σ т, приводят к прогрессирующим потерям времени и ресурсов. Не говоря уже о случаях, когда "ручки доводки" начинают крутить не в ту сторону.
На фигурах Ф2-Ф5 представлена другая аналогия - использование прицельной планки и "мушки" при стрельбе из пистолета или автомата.
Ф2 - идеальный случай, когда прорезь на планке и "мушка" имеют идеальную прямоугольную форму и совпадают по размеру. В реальной жизни достичь этого применительно к пистолету или автомату сравнительно легко, но реализовать на практике применительно к радиоэлектронному оборудованию радиолокационной станции и прицельной системы самолета невозможно - и "прорезь" на планке и "мушка" начинают искривляться и расплываться.
Ф3 - показывает "требумый" случай (σ т). Форма прицельной "прорези" представляет собой перевернутую верхнюю часть черного графика (σ д), а "мушка" - верхнюю часть синего графика (σ т). Представив мысленно процесс прицеливания (совмещения центров прорези и "мушки") и стрельбы в такой ситуации из пистолета, можно понять, что прицелиться и попасть трудно, но возможно.
Ф4 - показывает переходный случай - от "требуемого" к "существующему". Форма прицельной "прорези" представляет собой перевернутую верхнюю часть черного графика (σ д), а "мушка" - верхнюю часть красного графика (σ с). Представив мысленно процесс прицеливания и стрельбы в такой ситуации из пистолета, можно понять, что и прицелиться, и попасть трудно до такой степени, что практически невозможно.
Ф5 - показывает "существующий" случай. В этом случае, из-за отсутствия σ д, прицельная "прорезь" превращается в абсолютно невидимую щель..., и какой формы "мушка" - никакого значения уже не имеет, потому что ее все равно НЕ ВИДНО!
Как уже отмечалось, фиктивная работа по обоснованию требований ТТЗ изначально приводит к отсутствию σ д, а это, в свою очередь, порождает абсолютно абсурдный в общем случае, но вполне закономерный вывод в ситуации абсурдных методов создания военной техники - о ненужности испытательных измерительных систем. Так они и живут..., тем и зарабатывают...
Постепенно мы подходим к главному выводу этого выпуска.
Но ведь миром правят люди-боги, элита... Зачем им прорези и мушки - они стреляют "от бедра" на звук пролетающего комара... Осталось всех убедить, что попадают.
В выпуске уже говорилось, что существует вероятность события, при котором "ручку доводки" придется крутить в другую сторону... Но существует и другая вероятность - вероятность того, что существующая система измерений, с большой погрешностью σ с, при текущем значении тактико-технической характеристики Х=8, только из-за своей погрешности, безо всякой "доводки", покажет ЗАЧЕТНЫЕ (!) Х=13. Этому случаю соответствует область под красным графиком, заштрихованная редкой штриховкой, от Х=11,5 до Х=12,5.
Этому случаю соответствует фраза, вынесенная в перетяжку страницы - "Время и вероятность всегда работают на "разработчиков-созидателей"..."
Т.е. в принципе возможно, выдавать себя за человека-бога, или "интуитивиста-испытателя", или героического летчика-испытателя, рассказывать по телевизору или в печати о своих подвигах и лишениях, но ничего при этом не делать... Просто делать полет за полетом, пускать ракету за ракетой, "ставить палку за палкой", тратить ресурсы, получать зарплату... Можно даже взять в испытательную бригаду всех жен офицеров из военного представительства, которые не будут ходить на работу... Все равно вероятность и время однажды приведут к случаю, когда все сложится как надо...
А то, что это "как надо" потом еще долго, а возможно и никогда, не повторится - никого уже не волнует...
Законы математики и физики обмануть невозможно... А они гласят, что результат может считаться зачетным, только после многократного повторения. При этом количество повторений зависит от численного соотношения σ д и σ с. Кроме того, предполагается, что σ с=σ т, и они в 3 или 30 раз меньше, чем σ д. Практикуемые в России случаи, когда σ с больше, чем σ д, в науке не рассматриваются.

Подробности далее.
С уважением.
Н.Камзеев

     Все имена, фамилии, названия и аббревиатуры на сайтах www.warandmeasure.com и www.milconskam.com являются образными и обощенными, а их совпадения с реальными - случайными.

© 2009-2010 Н.Камзеев. Все права защищены. Разрешается on-line использование со ссылкой на ресурсы www.warandmeasure.com и www.milconskam.com